Заметки о высокотемпературной обработке стекла.

[Девятый]

   Одной из самых труднопреодолимых преград на пути к своему зеркалу для меня стало отсутствие подходящей заготовки. В итоге мне с этим помогли. Но изучить тему их получения в кустарных условиях я успел.
   Недавно мне попалось несколько интересных статей и я решил продолжить свои изыскания на эту тему. Их результаты я буду выкладывать здесь.

   Первый этап.
 Из каолиновой ваты, крышек от гудроновой мастики и куска сетки построена печь. ТЭН взят со старой электроплитки, мощность регулируется самодельным диммером, температура мультиметром с термопарой.
   В отлитую на скорую руку из гипса часку закинул несколько случайных осколков и отправил в печь. При достижении 968 градусов по неизвестной причине вышел из строя ТЕН. Результат можно видеть на фото.
   
   Второй этап.
   Установлен новый тен, собран простенький контроллер способный выполнять заданную программу. изготовлены формы из гипсо-песчаной смеси.
1. Плавка.
Сушка 120` 1 час, прогрев до 450` со скоростью 120` в час, прогрев до 560 со скоростью 110`в час, выдержка при 680 1час, выдержка при 950 1 час, охлаждение с открытой крышкой до 565` и отжиг в течение 3 часов, охлаждение до 470 со скоростью 9,5`в час, охлаждение до 20` со скоростью 50` в час.
 Особенности: Форма из смеси гипс песок 1к1.  В форму закидывал весь стеклобой что попался под руку(оконное 3 и 4 мм и витринное 8мм). Размеры 110 на 23 мм. Финальное остывание по факту длилось раза в два дольше расчётного. Визуально границы между осколками не выделяются. Форма сошла легко, некоторое количество налипшего песка легко счищается ногтем.
 Проблемы:
Большое количество неоднородных напряжений. В целом напряжения примерно повторяют форму наиболее крупных из использованных мной осколков. В этом же я и вижу причину возникновения подобной карты напряжений, так как стекло варилось в разное время(разница минимум 20лет) и на разных заводах.
2.  Плавка.
 Сушка 120` 1 час, прогрев до 450` со скоростью 165` в час, прогрев до 680 со скоростью 115`в час, выдержка при 950 3 часа, охлаждение с открытой крышкой до 565` и отжиг в течение 3 часов, охлаждение до 410 со скоростью 9`в час, охлаждение до 20` со скоростью 20` в час.
Форма из смеси гипс-песок 3х7, в качестве материала использованы мелкие осколки бутылки зелёного стекла. Часть формы смазана каолиновой глиной.
Форма(крайне прочная в необожоном состоянии) после обжига рассыпается от малейшего прикосновения. К каолиновой глине стекло не липнет но и проливаемость хуже. Огромное количество мелких пузырей, появились свили. Имеется напряжение в виде симметричного креста. (значения из книги Качалова приведены для стекла предназначенного для преломляющей оптики)
  Отжиг.
Решил произвести отжиг заготовки.
Прогрев до 560` со скоростью 270` в час, отжиг 6 часов, охлаждение до 500 со скоростью 2,5`в час, охлаждение до 410` со скоростью 6` в час, охлаждение до 40` со скоростью 3` в час. Итого 59 часов.
Заготовка с боков и сверху была прикрыта обломками форм, температура контролировалась на поверхности стекла.
Значительно уменьшилось количество пузырьков!? При этом края облоя остались острыми. Напряжений не видно.
 

[Девятый]

Первая плавка:

[Девятый]

Вторая плавка:

[Девятый]

Небольшое дополнение к отжигу.
При фотографировании стал отчëтлево виден крест. Печально. Впрочем, при наблюдеии глазом он практически не виден.
Как говорят соседи, в день когда шëл первый этап остывания на час отключали свет.

[VALStar]

  Вам респект, несмотря на полученный чудесный кусочек смальты. Предполагаю необходима температура плавления повыше (удаление пузырей), скорость охлаждения пониже (уменьшение напряжений) и площадка должна быть по температуре (температурная стабилизация). После плавления материала для заготовки БТА "таблетку"охлаждали года 2.

[Девятый]

температура плавления повыше

Поднять температуру выше 1000 с этой печью и термоконтроллером я не смогу. Текучесть стекла при моих температурах достаточна для протекания в щели 2-3 мм.
Человек отливает облегчённые зеркала: https://www.mdpub.com/scopeworks/cellular/index.html
https://www.instructables.com/Casting-a-Large-Light-Weight-Telescope-Mirror-fro/

и площадка должна быть по температуре (температурная стабилизация).

Можете пожалуйста объяснить что вы имели в виду? Вроде там где нужно я делал температурные полки или вы что то другое имели в виду?

[VALStar]

 Видимо мы имеем в виду одно и тоже. Должна поддерживаться определенная температура некоторой продолжительностью по времени (что-то 500+).

[Девятый]

Должна поддерживаться определенная температура некоторой продолжительностью по времени (что-то 500+).

Да, я так и делал.

[ysdanko]

Человек отливает облегчённые зеркала: https://www.mdpub.com/scopeworks/cellular/index.html
https://www.instructables.com/Casting-a-Large-Light-Weight-Telescope-Mirror-fro/

Он пишет что его печь способна выдавать температуру до 2000 по Фаренгейту. Это чуть меньше чем 1100 по Цельсию. Ваша печь с  нагревателем от бытовой электроплитки столько в максимуме может выдать? И как долго пока не сгорит?

[nasyip]

При достижении 968 градусов по неизвестной причине вышел из строя ТЕН. Результат можно видеть на фото.

Такие ТЭНы не предназначены для высоких температур. Это для подогрева бытовой посуды. Лучше использовать открытую спираль, если найдете фарфоровые колечки к ней, вообще хорошо. В советское время были такие электроплитки. Но спирали там - расходник.
На ютубе есть ролики - плавят стекло в микроволновке, но стекло начинает разогреваться только с определенной температуры, его предварительно разогревают горелкой.

[Девятый]

Он пишет что его печь способна выдавать температуру до 2000 по Фарентгейну. Это чуть меньше чем 1100 по Цельсию. Ваша печь с  нагревателем от бытовой электроплитки столько в максимуме может выдать? И как долго пока не сгорит?

Это высокотемпературная керамическая печь, способная нагреваться до температуры, превышающей 2000 градусов по Фаренгейту. Для плавления стекла она не должна нагреваться до такой степени.

При изготовлении плавленных заготовок он указывал максимальную температуру 1750 и 1800 F` что соответствует 954,4 и 982,2`C. В тестовом прогоне прогревал до 1027`C. Установленный сейчас ТЭН выдержал 2 плавки и один отжиг. Ну а если и сгорит у меня есть ещё два. Для такой как у меня, чисто лабораторной, печки их надёжности вполне себе хватает. Разумеется, что когда я соберусь выплавлять заготовки 300-380мм я сделаю другую печку и подход к ней будет другой. А что бы отработать технологию и этого хватает.

Такие ТЭНы не предназначены для высоких температур. Это для подогрева бытовой посуды. Лучше использовать открытую спираль, если найдете фарфоровые колечки к ней, вообще хорошо. В советское время были такие электроплитки. Но спирали там - расходник.
На ютубе есть ролики - плавят стекло в микроволновке, но стекло начинает разогреваться только с определенной температуры, его предварительно разогревают горелкой.

Знаю. Но работает.
Есть такая. Я её в качестве пода использую.
В микроволновке практически невозможно контролировать температуру. Ну и её у меня попросту нет.
Прогресс не стоит на месте: https:///ссылка запрещена правилами форума//item/1005003039095935.html?sku_id=12000023384667855&spm=a2g2w.productlist.search_results.0.11cf4e99bBhEa8
Там внутри обмазка из графита или карбида кремния. Она разогревается микроволновкой и уже от неё греется стекло

[Девятый]

Сделал плавку с крупными кусками оконного стекла.
Время выдержки сократил до 2х часов, отжиг 6 часов, охлаждение до 510 2`С/час.
После остывания до температуры отжига, форма была накрыта крышкой.
Через несколько часов после окончания первого этапа остывания контроллер решил начать плавку с начала...
Принял решение прервать процесс.
Крупных пузырей немного, я положил несколько более мелких осколков с нахлёстом, там они и образовались. А вот границы между кусками стекла как будто кипели. Рисунок напряжений совпадает по форме и расположению с нижними квадратами стекла.
Причины сбоя совершенно непонятны.
Наверное немного откорректирую программу и запущу следующую плавку, если снова произойдёт сбой будет понятно в какую сторону копать.
Может попробовать переплавить эту болванку?

[TMN]

Живёт в Сочи один хоббийщик - астродел Оганез. Может знает кто такого? Сам льёт зеркала, сам их шлифует и полирует. Одно из последних его зеркал отлил для собственного телескопа. Диаметр больше полуметра! Может связаться с ним, у человека большой опыт?

[KGS-88]

Живёт в Сочи один хоббийщик - астродел Оганез. Может знает кто такого?

https://astronomy.ru/forum/index.php?action=profile;u=57978

[Девятый]

Спасибо.

[ysdanko]

От пузырей при таких температурах избавиться не реально. Поэтому лучше спекать "блины" из цельного куска стекла с ребрами жесткости из того же стекла...

Можно при спекании в качестве ребер жесткости попробовать использовать блочное пеностекло...
https://amaxmir.ru/store/tyumen/penosteklo
 

О режимах спекания (Фьюзинг)...
https://dzen.ru/a/ZRwSDacOZyUUUeqL

https://artglass.ru/training-materials/vitrazhi-i-ego-vidy.html

[Karabas]

       Когда то начинал делать отливку для зеркала. Сохранилась болванка которой делал углубление в огнеупорной форме. Стеклянная отливка получилась мутной и с пузырями. Потом спекал стеклянные диски. Диски надо вырезать из одного листа стекла. Чтобы не было пузырей, поверхность пескоструил. Время отжига для диска диаметром 350 мм, толщиной 32 мм делал около восьми суток. Раньше спеченные заготовки получались прозрачными.
       В прошлом году сделал две заготовки, получились мутными, даже напряжение толком не измерить. Похоже маркетологи улучшили рецепт оконного стекла.

[библиограф]

Оконное листовое стекло кристаллизуется и расстекловывается.
Надо плавить зеленые пивные бутылки - это проверено многократно художниками, делающими
мозаики и  панно из кусочков стекла.

[nasyip]

печка, готовая:

https://rusglazier.ru/catalog/pechi_i_materialy_dlya_fyuzinga/pechi_dlya_fyuzinga/pech_dlya_fyuzinga_i_mollirovaniya_stekla_500_kh_500_mm/?oid=25073

Есть порошки, гранулы стекла.
Еще на али продаются готовые блины из оптического стекла..

[Девятый]

Ещё почитав литературу, решил отжечь болванку полученную после третьей плавки по другой методике.
На фотографиях: то что было, в процессе, сразу после извлечения из печи, спустя три часа.
Как объяснить результат я не знаю.