Tendința de dezvoltare a sticlei

Conform etapei de dezvoltare istorică, sticla poate fi împărțită în sticlă veche, sticlă tradițională, sticlă nouă și sticlă târzie.

(1) În istorie, sticla antică se referă de obicei la epoca sclaviei. În istoria Chinei, sticla antică include și societatea feudală. Prin urmare, sticla antică se referă în general la sticla fabricată în dinastia Qing. Deși este imitată astăzi, nu poate fi numită decât sticlă antică, care este de fapt o falsificare a sticlei antice.

(2) Sticla tradițională este un tip de materiale și produse din sticlă, cum ar fi sticla plată, sticla pentru sticle, sticla pentru tacâmuri, sticla artistică și sticla decorativă, care sunt produse prin metoda suprarăcirii prin topire, folosind minerale naturale și roci ca materii prime principale.

(3) Sticla nouă, cunoscută și sub denumirea de sticlă funcțională nouă și sticlă funcțională specială, este un tip de sticlă evident diferită de sticla tradițională prin compoziție, preparare a materiei prime, procesare, performanță și aplicare, având funcții specifice precum lumina, electricitatea, magnetismul, căldura, chimia și biochimia. Este un material cu utilizare intensivă a tehnologiei, cu multe varietăți, producție la scară mică și modernizare rapidă, cum ar fi sticla de stocare optică, sticla cu ghid de undă tridimensional, sticla cu ardere spectrală cu găuri și așa mai departe.

(4) Este dificil să se dea o definiție precisă a sticlei viitorului. Ar trebui să fie sticla care poate fi dezvoltată în viitor în conformitate cu direcția dezvoltării științifice sau cu predicțiile teoretice.

Indiferent dacă este vorba de sticlă antică, sticlă tradițională, sticlă nouă sau sticlă a viitorului, toate au caracterul lor comun și individual. Sunt solide amorfe cu caracteristici ale temperaturii de tranziție vitroasă. Cu toate acestea, personalitatea se schimbă în timp, adică există diferențe de conotație și extindere în diferite perioade: de exemplu, sticla nouă din secolul XX va deveni sticlă tradițională în secolul XXI; Un alt exemplu este că vitroceramica era un nou tip de sticlă în anii 1950 și 1960, dar acum a devenit o marfă produsă în masă și un material de construcție; În prezent, sticla fotonică este un nou material funcțional pentru cercetare și producție de testare. În câțiva ani, ar putea fi o sticlă tradițională utilizată pe scară largă. Din perspectiva dezvoltării sticlei, aceasta este strâns legată de situația politică și economică de la acea vreme. Sticla se poate dezvolta doar prin stabilitate socială și dezvoltare economică. După fondarea noii Chine, în special de la reformă și deschidere, capacitatea de producție a Chinei și nivelul tehnic de sticlă plană, sticlă de uz zilnic, fibră de sticlă și fibră optică au fost în fruntea lumii.

Dezvoltarea sticlei este, de asemenea, strâns legată de nevoile societății, ceea ce va promova dezvoltarea sticlei. Sticla a fost întotdeauna utilizată în principal ca recipiente, iar recipientele de sticlă reprezintă o parte considerabilă din producția de sticlă. Cu toate acestea, în China antică, tehnologia de fabricație a obiectelor ceramice era relativ dezvoltată, calitatea era mai bună, iar utilizarea era convenabilă. Rareori era necesar să se dezvolte recipiente de sticlă nefamiliare, astfel încât sticla a rămas în bijuterii de imitație și artă, afectând astfel dezvoltarea generală a sticlei. Cu toate acestea, în Occident, oamenii sunt pasionați de sticlărie transparentă, seturi de vin și alte recipiente, ceea ce promovează dezvoltarea recipientelor din sticlă. În același timp, în perioada utilizării sticlei pentru fabricarea de instrumente optice și chimice în Occident pentru a promova dezvoltarea științei experimentale, producția de sticlă din China se află în stadiul de „asemănător jadului” și este dificil să intri în palatul științei.

Odată cu progresul științei și tehnologiei, cererea pentru cantitatea și varietatea sticlei continuă să crească, iar calitatea, fiabilitatea și costul sticlei sunt, de asemenea, din ce în ce mai apreciate. Cererea de materiale energetice, biologice și de mediu pentru sticlă devine din ce în ce mai urgentă. Sticla trebuie să aibă funcții multiple, să se bazeze mai puțin pe resurse și energie și să reducă poluarea și daunele aduse mediului.

Conform principiilor de mai sus, dezvoltarea sticlei trebuie să urmeze legea conceptului de dezvoltare științifică, iar dezvoltarea verde și economia cu emisii reduse de carbon sunt întotdeauna direcția de dezvoltare a sticlei. Deși cerințele dezvoltării verzi sunt diferite în diferite etape istorice, tendința generală este aceeași. Înainte de revoluția industrială, lemnul era folosit drept combustibil în producția de sticlă. Pădurile au fost defrișate, iar mediul a fost distrus; în secolul al XVII-lea, Marea Britanie a interzis utilizarea lemnului, astfel încât s-au folosit cuptoare cu creuzet pe cărbune. În secolul al XIX-lea, a fost introdus cuptorul cu rezervor regenerator; în secolul al XX-lea a fost dezvoltat cuptorul electric de topire; în secolul al XXI-lea, există o tendință către topirea netradițională, adică, în loc să se utilizeze cuptoare și creuzete tradiționale, se utilizează topirea modulară, topirea cu combustie submersă, clarificarea în vid și topirea cu plasmă de înaltă energie. Printre acestea, topirea modulară, clarificarea în vid și topirea cu plasmă au fost testate în producție.

Topirea modulară se realizează pe baza procesului de preîncălzire discontinuă în fața cuptorului în secolul al XX-lea, ceea ce poate economisi 6,5% din combustibil. În 2004, compania Owens Illinois a efectuat un test de producție. Consumul de energie al metodei tradiționale de topire a fost de 7,5 mj/kga, în timp ce cel al metodei de topire modulară a fost de 5 mu/kga, economisind 33,3%.

În ceea ce privește clarificarea în vid, aceasta a fost produsă într-un cuptor cu rezervor de dimensiuni medii de 20 t/d, ceea ce poate reduce consumul de energie pentru topire și clarificare cu aproximativ 30%. Pe baza clarificării în vid, a fost stabilit un sistem de topire de nouă generație (NGMS).

În 1994, Regatul Unit a început să utilizeze plasma pentru testele de topire a sticlei. În 2003, Departamentul de Energie al Statelor Unite și Asociația Industriei Sticlei au efectuat un test de topire a sticlei E cu plasmă de înaltă intensitate și un cuptor cu rezervor mic din fibră de sticlă, economisind peste 40% din energie. Agenția japoneză pentru dezvoltarea tehnologiei din industria energetică a organizat, de asemenea, Asahi Nitko și Universitatea de Tehnologie din Tokyo pentru a înființa în comun un cuptor experimental de 1 T/D. Lotul de sticlă este topit în zbor prin încălzire cu plasmă prin inducție de radiofrecvență. Timpul de topire este de numai 2 ~ 3 ore, iar consumul total de energie al sticlei finite este de 5,75 MJ/kg.

În 2008, Xunzi a efectuat un test de expansiune a 100t de sticlă sodocalcoasă, timpul de topire a fost scurtat la 1/10 din cel inițial, consumul de energie a fost redus cu 50%, emisiile de CO, NO și poluanți au fost reduse cu 50%. Agenția japoneză pentru dezvoltare tehnologică a noii industrii energetice (NEDO) intenționează să utilizeze un cuptor de testare a sticlei sodocalcoase de 1 tone pentru topirea în loturi, topirea în flux combinată cu procesul de clarificare în vid și intenționează să reducă consumul de energie pentru topire la 3767kj/kg de sticlă în 2012.