Фізико-хімічні методи дослідження якості скла
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ВІННИЦЬКИЙ ТОРГОВЕЛЬНО-ЕКОНОМІЧНИЙ ІНСТИТУТ
КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО ТОРГОВЕЛЬНО-ЕКОНОМІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
ФАКУЛЬТЕТ ТОВАРОЗНАВСТВА, МАРКЕТИНГУ ТА ТУРИЗМУ
КАФЕДРА ТОВАРОЗНАВСТВА ТА МАРКЕТИНГУ
Курсова робота
з дисципліни: «Фізико-хімічні методи дослідження сировини і матеріалів»
на тему : «Фізико-хімічні методи дослідження якості скла»
Науковий керівник
Вінниця 2012
ЗМІСТ
ВСТУП…………………………………………………………………
1. Скло, його історія……………………………………………………………
2. Загальні властивості скла
2.1 Механічні властивості скла…………………………………………………………..8
2.2 Електро-фізичні властивості…………………………………………………
2.3 Хімічні властивості……………………………
2.4 Фізичні властивості
скла………...………………………………………………….
3. Загальна технологія виготовлення скла …………………………………..…….…..16
4. Види скла…………………………………………………………...…
5. Фізико-хімічні методи дослідження якості скла
5.1 Рентгенофазовий аналіз…………………………………………………………….
5.2 Метод ядерного магнітного резонансу…………….……………………………….25
5.3 Гравіметричні методи аналізу заліза у склі………………………………………..27
5.4 Мікроскопічні методи дослідження……………………………………………..
ВИСНОВКИ ТА ПРОПОЗИЦІЇ……………………………………………………
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………………………….….33
ДОДАТКИ……………………………………………………………
ВСТУП
Скло — один із найдавніших і, завдяки різноманітності своїх властивостей — універсальний в практиці людини матеріал. Фізико-хімічно — неорганічна речовина, тверде тіло, структурно-аморфне, ізотропне; агрегатно всі види скла — надзвичайно в'язка переохолоджена рідина, що досягає склоподібного стану в процесі охолодження із швидкістю, достатньою для запобігання кристалізації розплавів, які одержуються в заданих температурних межах (від 300 до 2500 ºС), які обумовлені оксидним, фторидним або фосфатним походженням їх складів.
Спочатку так називали всім відомий і найпоширеніший продукт скловиробництва, який в науковому вжитку з деяких пір відносять до силікатного скла. Коли була встановлено ідентичність будови, складу і властивостей скла багатьом мінералам, останні стали кваліфікуватися як різновиди його природного аналога, іменуючись відповідно до умов формування: не закристалізовані похідні лави, що швидко охолонула, — вулканічним склом (пемза, обсідіани, пехштейн, базальти і ін.), а таке, що утворилося із земної гірської породи в результаті удару космічного тіла — метеоритним (молдавіт).
Основним приводом для створення штучного замінника — органічного скла, стала відсутність на час його розробки (1930-ті роки) матеріалів, придатних для використання в авіації — прозорих, але позбавлених крихкості, достатньо міцних і гнучких — цими якостями і був наділений даний синтетичний полімер. В даний час органічне скло вже не здатне задовольняти всім вимогам, що пред'являються авіацією, і, тим більше — космонавтикою, проте на зміну йому прийшли — і інші види пластиків, і нові модифікації «звичайного» скла (наділені підвищеною відбиваючою здатністю, термостійкі та міцні). Оргскло (органічна речовина) за строгими фізико-хімічними характеристиками до свого прототипу відношення не має. У природі скло зустрічається у складі вулканічних порід, які швидко охололи з рідкої магми при взаємодії з холодним повітрям чи водою. Іноді скло зустрічається у складі метеоритів, розплавлених при проходженні атмосфери.
Скло, що використовується у промислових масштабах — матеріал штучного походження, якому властиві такі основні характеристики, як прозорість, твердість, хімічна стійкість, термостійкість. Крім того, скло має властивості, які обумовлюються його прозорістю, електричними та термомеханічними параметрами. Завдяки цьому скло широко використовують майже у всіх галузях техніки, медицині, у наукових дослідженнях та у побуті.
За масштабами застосування перше місце належить будівництва, в якому воно застосовується не тільки для пристрої світлових прийомів, але і в якості конструктивного і обробного матеріалу. За 3 - 4 тис. років до н.е. виробництво скла було відомо єгиптянам, в цей період скляні вироби виготовлялися шляхом пластичного формування і пресування. Значний розвиток отримало вироблення скла у Венеції, яка залишалася світовим центром виготовлення скла до XVII століття. Венеціанське скло, що відрізняється великою художньою цінністю, проникало в інші країни Європи і ближнього Сходу.
Об'єктом дослідження у даній роботі є скло.
Актуальність проблеми, що досліджується у роботі, полягає у надзвичайно широкому використані скла серед українських споживачів.
Мета дослідження: вивчити і науково обґрунтувати методи дослідження якості скла.
Тому темою роботи є « Фізико-хімічні методи дослідження якості скла», а завдання такі :
а) надати коротку довідку про історію, виробництво і властивості скла;
б) вивчення методів дослідження скла.
Методами дослідження скла є: рентгенофазовий аналіз, метод ядерного магнітного резонансу, гравіметричні методи аналізу заліза у склі та мікроскопічні методи дослідження.
- Скло, його історія
За загально складеною історичною думкою технології виготовлення скла вперше почали використовувати близько 2500-3000 р.р. до н.е. у Межиріччі та Єгипті, оскільки глазуровані склом фаянсові прикраси, вік яких нараховує п'ять тисяч років, знаходили саме там. Археологія Межиріччя, особливо періоду Стародавніх Шумеру та Аккаду, схиляє дослідників до того, що менш старовинним зразком виробництва скла слід вважати пам'ятку, знайдену в Межиріччі в районі Ашнунаку — циліндричну печатку з прозорого скла, що датується періодом династій Аккадської держави, тобто вік її — близько чотирьох з половиною тисяч років. Намистина зеленуватого кольору діаметром близько 9 мм, що зберігається у Єгипетському музеї у Берліні, вважається одним з найдавніших зразків скла. Знайдена вона була єгиптологом Фліндерсом Пітрі біля Фів, за деякими допущеннями їй п'ять з половиною тисяч років. Вчений Н. Качалов стверджує, що на території Старовавілонського царства археологи постійно знаходять посудинки для пахощів місцевого походження, виконані у тій же техніці, що і єгипетські. Учений стверджує — є всі підстави вважати, «що в Єгипті й у країнах Передньої Азії джерела склоробства... відділяються від наших днів проміжком приблизно у шість тисяч років»[4].
Близько 1500 років до н.е. у Єгипті почали виготовляти перші предмети домашнього вжитку. Це в основному були чаші, кухонне начиння та пляшки. Центрами виробництва скляних виробів були столиці Єгипту, спочатку Фіни, а потім Александрія. З Єгипту склоробство проникло на територію сучасної Італії (I ст. до н.е.). Рим у I ст. н.е. стає значним центром виробництва скла. Тут засновано декілька скляних майстерень і залучено значну кількість єгипетських склоробів. Масштаби виробництва були настільки великі, що римських склоробів у 220 р. було обкладено податком, а їхні майстерні зведені на одну з головних вулиць Риму. З Риму склоробство поширюється в римські провінції (Британія, Галлія та ін.), а також у III-IV ст. на північне узбережжя Чорного моря і у Київську Русь[5].
Першим великим технологічним проривом у скляному виробництві можна вважати технологію видування скла, яке виникло у 100 році на території сучасних Палестини та Сирії. Ця технологія полягала у захопленні розплавленого скла на кінці трубки, у яку людина повинна була дути для надання форми скляному виробу. Основне призначення цих виробів стосувалось домашнього побутового використання (пляшки, вази).
Наступним за значенням після Риму центром скляного виробництва у IX ст. стає Венеція, найсильніша морська держава Середземного моря. Падіння Східної Римської імперії (1204 р.) і переселення константинопольських склоробів до Венеції дало сильний поштовх виробництву венеціанського скла починаючи з XI століття і аж до XVI-XVII ст. Завдяки надзвичайній якості своєї продукції Венеція стає на той час європейською столицею з виготовлення художнього скла. Саме виробництво з 1291 р. було зосереджене на острові Мурано для зменшення ризику ворожого нападу та захисту виробничих секретів. Вже тоді скловари Венеції використовували склобій.
До XIV століття
виробництво скла з'явилось у
Нормандії та Лотарингії. У цей
час в Нормандії виникла
У XVIII ст. виробництво скла поступово перейшло від індивідуального до промислового масштабу. Уже тоді окремі фабрики виробляли понад мільйон пляшок на рік. У числі найважливіших винаходів того часу слід назвати регенеративну скловарну піч Сіменса (1870). На відміну від горшкових печей ванні печі здатні переробляти великі кількості скломаси. Це створило передумови механізації виробництва скла[5].
Приблизно у 1880 році у Клода Бушера, склодува з міста Коньяк виникла ідея використовувати стиснуте повітря для надання склу кінцевої форми, що відразу привело до зростання продуктивності праці на 150%. Промислова революція суттєво вплинула на процес виготовлення скла:
печі розігрівались за допомогою вугілля замість дерева;
розпочалось застосування повністю автоматичних ліній;
формування здійснювалось стиснутим повітрям та з використанням металевих форм.
Наступним етапом розвитку у виробництві листового скла був метод машинної витяжки скла, розроблений Эмілем Фурко у 1902 році. При цьому способі скло витягується зі скловарної печі через прокатні вальці у вигляді безперервної стрічки назовні, надходячи в шахту охолодження, у верхній частині якої воно ріжеться на окремі аркуші. Машинний спосіб виробництва скла був удосконалений надалі в першій половині двадцятого століття. З найсучасніших способів варто відзначити так званий метод Ліббея-Оуенса та Пітсбурзький метод[6].
Останнім етапом
у розвитку технологій виробництва
листового скла було патентування у
1959 році англійською компанією «
2.Загальні властивості скла
2.1 Механічні властивості скла
Густина скла залежить від його хімічного складу. Вважається, що мінімальну густину має кварцове скло — 2203 кг/м3. Найменшу густину має боросилікатне скло, і, навпаки, густина скла, що містять оксиди свинцю, вісмуту, танталу досягає 7500 кг/м3. Збільшення густини при введення модифікаторів викликано заповненням порожнин просторового метало-силікатного каркасу, в результаті чого збільшується величина маси одиниці об'єму. Густина звичайних натрій-кальцій-силікатних видів скла, в тому числі віконних, коливається в межах 2500...2600 кг/м3. При підвищенні температури з кімнатної до 1300°C густина більшості видів скла зменшується на 6...12%, тобто в середньому на кожні 100°C густина зменшується на 15 кг/м3. Табличні значення густини скла знаходяться у діапазоні від 2400 до 2800 кг/м3. Значення густини загартованих і відпалених зразків скла розрізняються на 0,08...0,09 кг/м3 одиниць другого знака після коми. В загартованому склі зафіксовано структуру розплаву, котра має більший об'єм у порівнянні із структурою відпаленого скла.
Пружність скла також залежить від його хімічного складу і модуль Юнга для силікатного скла може змінюватися від 48 ГПа до 83 ГПа, модуль зсуву — 22...32 ГПа, коефіцієнт Пуассона — 0,17...0,3. Наприклад, у кварцового прозорого скла модуль Юнга складає 71,4 ГПа. Залежність модулів пружності від хімічного складу скла є неоднозначною. При збільшенні у складі скла вмісту оксидів лужних металів модулі пружності зменшуються, так як міцність зв'язків МеO значно менша від міцності зв'язку SiО. Уведення у склад до 12% CaO чи B2O3, а також оксидів лужноземельних елементів Al2O3 та PbO сприяє зростанню модуля Юнга. Модуль пружності скла після гартування зростає на 8...10%.
Міцність. Вироби зі скла здатні витримувати набагато вищі напруження на стиск, ніж на розтяг. Для звичайного скла границя міцності на стиск становить у залежності від складу від 500 до 2500 МПа (у віконного скла близько 1000 МПа), на згин — 0,03...0,12 МПа. Шляхом загартовування скла вдається підвищити його міцність у 3 - 4 рази. Також значно підвищує міцність скла обробка його поверхні хімічними реагентами з метою видалення дефектів поверхні (найдрібніших тріщин, подряпин і т.д.).
Твердість скла, як і багато інших властивостей, залежать від виду та вмісту домішок. За шкалою Мооса твердість скла становить 6-7 од., що знаходиться між твердістю апатиту і кварцу. Найтвердішими є кварцове скло, малолужне боросилікатне скло із вмістом Al2O3 до 10...12% та алюмосилікатне скло з високим вмістом Al2O3. Зі збільшенням вмісту лужних оксидів твердість скла зменшується. Найм'якішими буде свинцеве скло.
Крихкість. В діапазоні відносно низьких температур (нижче температури плавлення) скло руйнується від механічного впливу без помітної пластичної деформації і, тому відноситься до ідеально крихких матеріалів (поряд з алмазом та кварцом). Дана властивість може бути охарактеризована питомою ударною в'язкістю. Як і у попередніх випадках, зміна хімічного складу дозволяє регулювати і цю властивість: наприклад, введення брому підвищує міцність на удар майже удвічі. Силікатні види скла мають ударну в'язкість в межах 1,5...2,0 кН/м, чим у 100 разів поступаються залізу.
Теплопровідність скла досить незначна і становить 0,0017...0,032 кал/(см·с·град) або від 0,711 до 13,39 Вт /(м·К). У віконного скла ця цифра дорівнює 0,0023 кал/(см·с·град) чи 0,96 Вт /(м·К).
2.2 Електро-фізичні властивості
Залежно від
складу і від температури
Електропровідність. Велика група оксидних видів скла (силікатні, боратні, фосфатні та ін.) належить до класу ізоляторів, що обумовлено високими значеннями ширини забороненої зони. При кімнатній температурі питома об'ємна електропровідність силікатного скла лежить в межах 10-7...10-15 Ом-1 м-1.
Встановлено, що носіями струму в оксидних видах скла є катіони лужних або лужноземельних металів. Низька електропровідність оксидного скла обумовлена малою рухливістю катіонів. Підвищення температури супроводжується зниженням в'язкості, збільшенням рухливості носіїв струму, в результаті чого електропровідність зростає на декілька порядків. Кварцове скло є майже ідеальним ізолятором серед силікатних видів скла. Його електропровідність при кімнатній температурі становить 10-18 Ом-1·м-1, а при 800 °C 10-4 Ом-1·м-1.
В результаті адсорбції вологи, а також продуктів хімічної взаємодії поверхні з вологою повітря на поверхні виробів створюється електропровідний шар. У багатьох випадках цей процес є небажаним, оскільки негативно позначається на ізоляційних властивостях скла. Підвищення вмісту в склі оксидів лужних металів прискорює реакцію гідролізу поверхневого шару скла. Введення у склад скла оксидів BaO, MgO, ZnO, PbO до 10...15 % замість SiO2 або спеціальна обробка поверхні парою кремнійорганічних сполук сприяє зниженню поверхневої провідності.
Силікатні види скла при температурах нижчих за температуру склування (Tg) відносяться до класу діелектриків.
Діелектрична проникність скла залежить від його складу, змінюючись для силікатного скла від 3,8 (для кварцового) до 16,2 (для скла з високим вмістом оксидів важких металів) і мало залежить від температури аж до 400...500 °С.
З підвищенням
частоти поля діелектрична проникність
зменшується. Найінтенсивніше цей
ефект спостерігається в
Електрична міцність. Електрична міцність скла при тепловому пробої зменшується зі збільшенням товщини зразка внаслідок погіршення відводу тепла від внутрішніх шарів виробу. У змінному електричному полі розігрівання діелектрика здійснюється інтенсивніше (додаються діелектричні втрати), в результаті чого електрична міцність скла в змінному полі нижча, ніж у постійному. Тепловий механізм пробою характерний як для діелектриків, що мають при звичайних умовах досить високе значення електропровідності. Електрична міцність скла при тепловому пробої становить 104...105 кВ·м-1.
2.3 Хімічні властивості
Скло - хімічно досить стійкий матеріал. Кислоти, за винятком плавикової і фосфорної, практично не діють на скло. Однак немає такого скла, які б зовсім не реагували з водою і лугами. При тривалому впливі лугів на скло відбувається його вилуговування, зміна складу, виду і властивостей. При дії води відбувається гідроліз скла, в результаті якого певна кількість лугу і інших розчинних компонентів переходить у воду; їх можна визначити титруванням 0,01 н. АЛЕ Чим більше кислоти пішло на титрування, тим менш стійким до впливу води було скло.
По відношенню до дії води скла ділять на п'ять гідролітичних класів.
До класу I відносять скла, практично незмінні водою, до класу V-незадовільні скла; до класу II відносяться стійкі скла; до класу III-тверді апаратні; до класу IV-м'які апаратні скла.
Більшість силікатних стекол, що випускаються промисловістю, відносяться до кордону класів II і III або до початку класу III.
Найбільшою хімічної стійкістю по відношенню до води і кислим агресивних середовищ має кварцове скло, але по відношенню до лугів воно теж малостійкі, як і інші скла. Наприклад, при впливі на кварцове скло концентрованої НС1 протягом 120 год при 20 ° С втрата в масі скла становить 25 мг / см 2, а при дії на те ж скло 1%-го розчину NaOH протягом того ж часу і при тій же температурі втрата в масі становить 160 мг / см 2.
Таким чином, хімічна
стійкість скла в першу чергу
визначається його складом: скло хімічно
більш стійко з великим вмістом
малорозчинних окислів алюмінію
Проте хімічна стійкість скла залежить і від його обробки. Так, вона підвищується після видування скла з скломаси, а також після відпалу в печах, атмосфера яких містить сірчистий ангідрид. Це пояснюється тим, що при високій температурі між сполуками лужних металів, що входять до складу скла, і газами, що містяться в навколишньому скло атмосфері, протікає реакція, причому лише на поверхні скла.
Відпал скла
У склі при нагріванні, охолодженні, механічному впливі виникає внутрішня напруга. Напруги можуть бути тимчасовими і залишковими. Тимчасові напруги зникають при охолодженні скла. Залишкові напруги залишаються у склі й значно знижують їх характеристики: різко знижується міцність скляного виробу, скло робиться не ізотропність, тобто властивості в різних напрямках скляної маси робляться різними.
Для ліквідації залишкових напружень застосовують відпал скла. Відпал - це спеціальна термічна обробка всього скляного виробу, яка полягає в нагріванні до такої температури, при якій частки скла стають рухливими, але скло ще не розм'якшується, і повільному охолодженні. Напруження зникають тим швидше, чим менше в'язкість скла. Наприклад, при в'язкості в 1 -10 13 - 2,5-10 13 П напруги зникають за 7-15 хв., а при в'язкості в 4-10 4 П-за 4 ч.
Температуру, відповідну в'язкості 1-10 13 П, називають верхньою температурою відпалу. Температуру, відповідну в'язкості близько 10 15 П, називають нижній температурою відпалу. Весь процес відпалу ділиться на чотири стадії.
Перша стадія - нагрівання або охолодження до температури відпалу. Якщо виріб має кімнатну температуру, то його поступово нагрівають, якщо ж воно розігріто вище температури відпалу даного скла, то його охолоджують до температури відпалу.
Друга стадія - витримування при температурі відпалу ± ° C до зникнення напружень. Чим більше розміри виробу і товщина стінок, тим довший витримка його при температурі відпалу.
Третя стадія - повільне охолодження до нижньої температури відпалу. Найголовніше - охолоджувати з досить малою швидкістю, щоб не виникли нові постійні напруги.
Верхня температура відпалу молібденового скла знаходиться при 535-540 ° С, до цієї температури його нагрівають на першій стадії відпалу і витримують; на третій стадії це скло повільно охолоджують до 410 ° С - нижньої температури відпалу.
Четверта стадія - охолодження до кімнатної температури. При падінні температури нижче нижньої температури відпалу напружень у виробі не виникає, тому охолодження на даній стадії може проходити з досить великою швидкістю, практично із швидкістю остигання печі.
Швидкість нагрівання на першій стадії і охолодження на четвертій визначається розміром і товщиною стінок виробів.
Для визначення залишкових напружень у склі застосовують спеціальні прилади - полярископи, що випускаються промисловістю.
Відпал скляних
виробів проводять в
Будь-яка склодувна майстерня повинна мати велику піч для випалу великогабаритних скляних виробів і обов'язково кілька малих муфельних печей.
2.4 Фізичні властивості скла
Часто застосовують термін «температура розм'якшення» скла. Мабуть, ця температура лежить вище температури відпалу скла, але сама по собі ця величина досить невизначена.
Найважливішими властивостями скла, що визначають умови його варіння і подальшої обробки, є в'язкість і поверхневий натяг.
В'язкість. Властивість рідин чинити опір їх течії-переміщенню одного шару відносно другого - під дією зовнішніх сил називають в'язкістю і позначають г). Таким чином, в'язкість характеризує внутрішнє тертя, тому це властивість часто називають внутрішнім тертям. В'язкість - поняття, зворотне плинності. Кількісно цю величину виражають силою, що діє на одиницю площі зіткнення двох шарів, яка достатня для підтримки певної швидкості переміщення одного шару відносно другого. У системі вимірювання СГС в'язкість вимірюється в пуаз; пуаз прийнято позначати П: 1 пуаз = 1 діна-секунда/сантіметр = 100 сантіпуаз = 10 е мікропуаз або 1П = 1 дн-с/см = = I г / = 2 жовтня сП = 10 6 МКП. В одиницях СІ в'язкість виражається в паскаль-секунда: 1П = 0,1 Па-с.
В'язкість скла в звичайних умовах дорівнює Ю 13 -10 ls П При нагріванні в'язкість скла зменшується, воно робиться більш м'яким і тягучим, так що його можна формувати, піддавати тепловій обробці.
Обробляти на полум'ї склодувних пальників можна тільки розм'якшене скло, в'язкість якого лежить в інтервалі від 10 3 до 10 * П. Механічне формування скла проводять при температурі 800-1100 ° С і в'язкості 4 жовтня -4 -10 3 П.
При охолодженні скло знову твердне. Температура, при якій в'язкість скла досягає 10 13 П, називається температурою склування.
Крива зміни в'язкості зі зменшенням температури повинна бути відносно пологої, тобто в'язкість не повинна змінюватися занадто різко. Залежно від виду кривої «в'язкість - температура» скла ділять на «довгі» і «короткі». До «довгим» стеклам відносяться порівняно легкоплавкі стекла - свинцеві, № 23, молібденові та ін; до «короткою» - скла типу «пірекс». Самим «коротким» склом є кварцове.
При швидкій зміні температури в склі виникають нерівномірні внутрішні напруги. Таке скло дуже хитким і легко розтріскується. Напруження в склі знімають шляхом відпалу. Для цього вироби кладуть у піч в зону з температурою на 20-30 С нижче температури склування, витримують при цій температурі деякий час, а потім повільно охолоджують. Природно, чим менше в'язкість скла, тим менше потрібно його нагрівати, щоб зняти внутрішні напруження.
Поверхневий натяг. Поверхня будь-якої рідини, а отже і розплавленої скломаси, завжди прагне скоротитися за рахунок сил, які називають силами поверхневого натягу. Щоб збільшити поверхню, потрібно затратити роботу. Розмір цієї роботи, віднесений до одиниці поверхні, називають поверхневим натягом і позначають о. У системі одиниць СГС цю величину вимірюють у динах на сантиметр, в СІ - в ньютонах на метр. Поверхневий натяг скла дорівнює 220 - 380 дин / см і залежить від його хімічного складу. При введенні до складу скла оксидів алюмінію і магнію його поверхневий натяг збільшується, а при введенні окисів калію, натрію, барію і фосфору - знижується. Поверхневий натяг зменшується при підвищенні температури.
- Загальна технологія виготовлення скла
За минулі тисячоліття методи виготовлення скла майже не змінилися, найраніші зразки практично нічим не відрізняються від сучасного, усім відомого скла для виготовлення пляшок (винятком є тільки сучасне скло із заданими властивостями). У природному стані воно існує як мінерал обсидіан — вулканічне скло. Величезна кількість модифікацій скла дає змогу найрізноманітнішого утилітарного використання, обумовленого його складом і хіміко-фізичними властивостями.
Звичайне віконне скло і скляний посуд являють собою сплав оксиду натрію, оксиду кальцію і діоксиду силіцію. Його приблизний склад можна виразити формулою: Na2O • CaO • 6SiO2. Вихідними матеріалами для виготовлення скла слугує білий кварцовий пісок SiO2, сода Na2CO3 і вапняк або крейда CaCO3. Суміш цих речовин у відповідних співвідношеннях сплавляють у спеціальних печах. Спочатку при 700—800°С внаслідок взаємодії карбонатів натрію і кальцію з діоксидом силіцію утворюються силікати натрію і кальцію: