مواد شیشه

شیشه جسمی است شـفـاف که نور به خوبی از آن عبور می کند و پشت آن به طور وضوح قابل رویت است.شیشه به دلیل آرایش اتمی ملکولی خاص خود حالت جامد دارد ولی بر خلاف دیگر جامدها بلوری است. این حالت هنگامی رخ می‌دهد که ماده مذاب تشکیل دهنده شیشه قبل از رسیدن به دمای خاصی به سرعت سرد می‌شود .شیشه از نظر ساختمان مولکولی در حالت جامد آرایش مولکولی نامنظم دارد . و در درجه حرارت های بالا مثل هر مایع دیگری رفتار می کند . شیشه از نظر ساختمان مولکولی مانند مایعات نامنظم است ولی این ساختمان غـیر منظم دیگر متحرک نیست .
سختی شیشه حدود 8 می باشد و همه چیز به جز الماس را خط می اندازد . وزن مخصوص شیشه 5/2 گرم بر سانتی متر مکعب بوده و بسیار ترد و شکننده است . شیشه در مقابل تمام مواد شیمیایی حتی اسیدهای قوی و بازها مقاومت کرده و تحت تاثیر خورندگی واقع نمی شود ، به همین عـلت ظروف آزمایشگاهی را از آن می سازند . فقط اسید فلوئوریک بر آن اثر داشته و شیشه را در خود حل می کند.

با وجود هزاران فرمول جدید شیشه که طی 30 سال گذشته بوجود آمده ، درخور توجه است که هنوز مانند 2000 سال پیش ، 90 درصد تمام شیشه‌های جهان از آهک ، سیلیس و کربنات سدیم تشکیل یافته‌اند .
کمتر عنصری را در جدول عناصر می توان یافت که از آن شیشه به دست نیاید ولی سه ماده کربنات دو سود ، سنگ آهک و سیلیس مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه می باشند .
در طی سالیان دراز در ترکیبات اصلی شیشه تغییرات کمی بوجود آمده است و تغییرات مهم در ترکیبات فرعی ، پدید آمده است .
ترکیبات اصلی عبارتند از: ماسه ، آهک و کربنات سدیم .
هر ماده خام دیگر ، جزء ترکیبات فرعی تلقی می‌شود، هرچند که بر اثر استفاده از آن ، نتایج مهمی بدست آید.
مواد شیشه ساز مورد تایید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران عبارتند از سیلیس ، دی اکسید بور ، پنتا اکسید فسفر که از هـر یک به تنهایی می توان شیشه تهیه کرد .
شیشه‌های معمولی که در زندگی روزمره بکار می‌روند، عمدتا شامل سیـلیس ، کربنات کلسیم ( یا آهک ) و کربنات سدیم و زغال کک است ( گاهی از فلدسپار و دولومیت نیز استفاده می‌شود ).
معمولا این مواد را به صورت پودر یا دانه‌هایی به قطر 0.2 تا 2 سانتی‌متر ، مصرف می‌کنند. البته برای تهیه شیشه‌های مرغوب و کریستال ، از سیلیس تقریبا خالص (کوارتز) استفاده می‌شود. در شیشه‌های معمولی حدود ½ درصد آلومین و 0.08 درصد اکسید آهن نیز وجود دارد.
برای ساخت شیشه ، مراحلی وجود دارد که باید طی شود تا مواد اولیه شیشه به محصولی با کیفیت و قابل قبول تبدیل شود. اما در طی ساخت شیشه ، ظرافت‌هایی وجود دارد که بهتر است آنها را در یک کارخانه تولید شیشه مشاهده کرد .
برخی از ترکیبات فرعی شیشه باعث ایجاد کیفیت در شیشه شده و عدم وجودشان در مواد اولیه باعـث از بین رفتن مرغـوبیت کالای تولیدی می شوند که به چند نمونه از آنها اشاره می گردد .
تثبیت کـننده ها
کربنات سدیم ، کربنات پتاسیم ، سـیلـیکات سدیم در آب حل می شوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم می کنند به هـمین عـلـت است که اغلب شیشه های مصرف شده در گـلخانه پس از چند سال کدر می شوند و نور از آن ها به خوبی عـبور نمی کند .
برای آن که مقاومت شـیشـه را در مقابل آب وهـوا ثابت کنیم باید اکسـیدهای دوظرفـیتی باریم ، سرب ، کـلسیم ، مـنـیزیم و روی به مـخـلـوط اضافه کنیم که به این عـناصر تثبیت کـننده می گـویند .
تصفیه کننده ها
تصفیه کننده ها موجب کاستن حباب هوای شیشه می شوند و بر دو نوع اند :
1 ) فـیزیکی : سولفات سدیم ، کلرات سدیم
با ایجاد حباب های بزرگ ، حباب های کوچک را جذب و از شیشه مذاب خارج می کنند .
2 ) شیمیایی : املاح آرسنیک و آنتیموان
ترکیباتی ایجاد می کنند که حباب های کوچک داخل شیشه را از بین می برند .
ایجاد رنگ شفاف در شیشه و بالا بردن مقاومت آن
استفاده از نیترات سدیم برای از بین بردن رنگ سبز ناشی از اکسید آهن که همراه مواد دیگر وارد کوره می شود باعث شفافیت و بی رنگی شیشه می شود.
برای ایجاد مقاومت بیشتر در مقابل عـوامل جوی و شفاف تر شدن از اکسید منگنز استفاده می شود .
اسـتفاده از فلدسپار نیز باعـث بالاتر بردن مقاومت شیشه در مقابل مواد شیمیایی می شود .
برای این که شیشه در برابر اسید فلوئوریدریک هم مقاوم باشد ، ترکیباتی از فـسـفـات به آن می افزایند .
برای ساختن شیشه های مرغـوب بلور که درخشندگی بیشتری دارند از اکسید سرب به جای کلسیم اکسید استفاده
می شوند .
برای ساختن بلور مرغـوب از اکسـید نقـره اسـتفاده می کنند .
برخی دیگر از افزونی های دیگر شیشه :
1) استفاده از خرده شیشه که به ذوب مواد سرعت بیشتری می دهد .
2 ) استفاده از بوراکس به جای اکسید و کربنات سدیم که در اثر حرارت به سدیم اکسید و بورم اکسید تجزیه می شود و در واقع به جای هر دو ماده عمل می کند .
3) استفاده از اکسید فلزات برای تهیه شیشه های رنگی .
4 ) اکسید سزیم برای جذب پرتو مادون قرمز خورشید
5) اکسیدبرم ، برای ازدیاد مقاومت حرارتی شیشه مورد استفاده قرار می گیرند .
دو نمونه از ترکیبات منجر به تولید شیشه
(1) ترکیبات : اکسید سیلیسیم حدود 74 تا 80 درصد و بقیه شامل پر اکسید سـدیم تا 15 درصد و اکسـید کلسیم 7 تا 12 درصد اکسـید منیزیم 2 تا 4 درصد و 2 درصد هم عـناصر دیگر چون اکسید آهن ، اکسید آلومینیوم ، اکسید منیزیم ، فسفید تیتانیم ، سیلیسیم تری اکیسد .
(2) ترکیبات : اکسـید سیلیسیم در حدود 73 درصد ، اکسـید سـدیم 15 درصد ، اکسـید کـلـسـیم 55/5 درصد ، اکـسـید منیزیم 6/3 درصد ، اکـسـید آلـومـیـنـیـوم 5/1 درصد ، اکـسـید بور و اکـسـید پتاسـیم هر کدام 4/0 درصد ، اکـسـید آهن و اکـسید سـیلـیـسـیم 6 ظرفـیتی هـریک 3/0 درصد .
عـلاوه بر موارد بالا هـمـیشـه مـقـداری خرده شـیشـه نیز با این مواد وارد کوره می گـردد .

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *