كيف ومن أي شيء يتم صنع الزجاج والمنتجات الزجاجية. ما هو الزجاج المصنوع من؟

يمكن تقسيم المكونات التي يتكون منها الزجاج إلى الأنواع التالية:

الاساسيات
أكاسيد الفلزات القلوية الإلزامية
المكونات التي تضفي خصائص خاصة
سواغ

أيضا في بعض الحالات يتم إضافة cullet.

أساس أي زجاج هو رمل الكوارتز أو ثاني أكسيد السيليكون. علاوة على ذلك، فإن الرمل المختار فقط، المنقى من شوائب الحديد وأدنى الشوائب، يدخل في خليط الزجاج المستقبلي، ويسمح بحوالي 2٪ من الشوائب. تعتمد شفافية الزجاج نفسه على هذا.

تختلف أكاسيد الفلزات القلوية المطلوبة حسب نوع الزجاج. على سبيل المثال:

تستخدم أكاسيد الصوديوم أو الكالسيوم أو الألومنيوم في زجاج النوافذ
للبلور - البوتاسيوم وأكاسيد الرصاص
للمختبر - أكاسيد الصوديوم والبوتاسيوم والبورون
للبصريات - أكاسيد الباريوم والألومنيوم والبورون

يتم اختيار المكونات التي تنقل خصائص خاصة بناءً على التأثير المطلوب، على سبيل المثال، تتم إضافة أكاسيد التيتانيوم أو الباريوم لإضفاء مقاومة للحرارة، وما إلى ذلك.

المواد المساعدة هي في الغالب مواد مضيئة ومبيضات وأصباغ.

إنتاج الزجاج الصناعي

يبدأ كل شيء بإحضار جميع المواد الضرورية إلى مصنع الإنتاج. المكونات الرئيسية التي يصنع منها الزجاج هي رمل الكوارتز والدولوميت والصودا والجير. جميع المواد تخضع للمعالجة التحضيرية. يتم تنظيف الرمال من شوائب الحديد، ويتم سحق الدولوميت والجير في كسارة. وبعد ذلك يتم خلط جميع المواد وفي هذه المرحلة تضاف أيضًا المكونات اللازمة لنقل خصائص معينة. هذا الخليط بأكمله يسمى مزيج. الشحنة عبارة عن خليط جاهز تمامًا لمزيد من المعالجة، أي أنه بالضبط ما يصنع منه الزجاج.

تبدأ عملية تصنيع الزجاج. تمر الشحنة النهائية عبر الناقل إلى المخابئ، حيث يتم سكبها في المُحمل، ثم يقوم المُحمل بدفعها إلى الفرن. نظرًا لأن درجة الحرارة هنا تتراوح من 1200 إلى 1600 درجة، اعتمادًا على نوع الزجاج المستقبلي، فإن هذا الفرن يعمل بشكل مستمر لعدة سنوات. لأنه من المستحيل إيقاف تشغيل هذا الموقد، وإلا فسوف ينهار ببساطة. من أجل إيقاف تشغيل هذا الموقد، سوف يستغرق الأمر حوالي أسبوع من التبريد الموحد. عند درجة الحرارة هذه، تتحول الشحنة إلى ذوبان الزجاج.

من الفرن، يدخل هذا الزجاج المصهور أولاً إلى الخزان بمحرك، وبعد أن يتم خلطه جيدًا، يتدفق إلى غرفة الخلط. هنا يبرد إلى حوالي 1000 درجة. من جزء الصهر، يدخل الزجاج المصهور إلى حمام التعويم. تحدث عملية مثيرة للاهتمام في هذه المرحلة. حمام الأسطول عبارة عن حمام من القصدير المنصهر تبلغ درجة حرارته حوالي 600-700 درجة مئوية. يطفو ذوبان الزجاج حرفيًا على هذه القصدير ويبرد قليلاً، وبفضل هذه التقنية يكتسب مستوى مثاليًا تقريبًا.

بعد الاستحمام بالقصدير، يسقط الشريط الزجاجي في موقد النار، الذي يزيد طوله عن 100 متر، ويتدحرج فوقه ليبرد تدريجيًا.

والخطوة التالية هي قطع الشريط إلى صفائح من الزجاج. يتم استخدام تقنية ذكية جدًا هنا. يحدث القطع مباشرة أثناء تحرك الشريط، مما يؤدي إلى تسريع عملية تصنيع الزجاج بأكملها بشكل كبير. تسأل كيف يمكنك قص الشريط أثناء التنقل؟ الحقيقة هي أن القاطع يتحرك بنفس سرعة الشريط تمامًا وفي هذا الوقت يقطعه، وبعد ذلك يعود إلى موضعه الأصلي. حتى نحصل على صفائح زجاجية جاهزة.

الآن يتم تشغيل المعدات مثل آلة التكديس. كما يوحي الاسم، فهي تصنع أكوامًا من الزجاج. يتم تحريك الألواح الزجاجية باستخدام أكواب الشفط، نظرًا لأن الزجاج هش للغاية، ولكنه يزن كثيرًا، فلا يمكن تحريكه بأي طريقة أخرى. بعد تشكيل الأكوام، يتم نقلها بواسطة محمل خاص، ومن ثم يتم توزيع الزجاج على المستودعات والمخازن والأماكن حيث يتم تصنيع النوافذ ذات الزجاج المزدوج، وما إلى ذلك.

بالمناسبة، لماذا يصبح الزجاج شفافا؟ الحقيقة هي أن رمل الكوارتز شفاف تمامًا. لكننا لا نستطيع رؤية أي شيء من خلال حبات الرمل بسبب انكسار الضوء المتكرر. على سبيل المثال، إذا قمت بتفتيت الزجاج إلى عدة قطع، فلن ترى أي شيء من خلالها أيضًا. وعندما يتحول الرمل إلى كتلة ناعمة، فإننا نرى بالفعل ورقة زجاجية شفافة.

تصنيع المنتجات الزجاجية

يمكن تقسيم المنتجات الزجاجية إلى نوعين كبيرين. الأول هو تلك المنتجات التي يتم إنتاجها على نطاق صناعي، ما يسمى بالحاويات الزجاجية، على سبيل المثال الزجاجات والجرار. النوع الكبير الثاني هو المنتجات الفنية. هذا هو الاسم الذي يطلق على جميع المنتجات التي تصنع يدويا بواسطة نافخات الزجاج، مثل المزهريات والتماثيل الزجاجية والتماثيل الصغيرة ونحوها. في صناعة المنتجات الزجاجية والزجاج الصناعي وأي زجاج بشكل عام، تكون المرحلة الأولية للإنتاج متشابهة تمامًا حتى يتم الحصول على كتلة الزجاج. تختلف فقط المكونات المضمنة في الشحنة ودرجة حرارة الانصهار والمعالجة اللاحقة للكتلة الزجاجية الناتجة.

إنتاج المنتجات الزجاجية الصناعية

يقع ذوبان الزجاج النهائي من الفرن في خط زجاجي يتدفق منه على شكل نقانق ويتم تقطيعه إلى قطرات أسطوانية باستخدام قاطعة، إحدى هذه القطرات هي الزجاجة أو الجرة المستقبلية. يتم توجيه القطرات إلى ما يسمى بالمغرفة، والتي توجهها إلى آلة التشكيل. تعمل بالطريقة التالية: يأخذ الحاملون القطرة من الحافة ويثبتونها في وضع معلق، ويتم إغلاق الجزء السفلي بالكامل من القطرة من الجانبين بالشكل المطلوب، سواء كان جرة أو زجاجة؛ يمكن تشكيل النموذج لديها أيضا أنماط معينة. بعد إغلاق القالب، يتم نقل الحامل بعيدًا ويتم إدخال جهاز النفخ في القطرة. فهو، مثل البالون، ينفخ القطرة من الداخل بالهواء المضغوط وتأخذ الكتلة الشكل المطلوب. يعود الزجاج المنصهر الزائد إلى شكله الأصلي.

بالمناسبة، لإعطاء الزجاج أي لون أو ظل، تضاف مواد معينة إلى الشحنة، على سبيل المثال، لإعطاء اللون الأخضر، يضاف أكسيد الحديد أو الكروم، وللأزرق أكسيد النحاس، وهكذا.

الآن تتحرك المنتجات النهائية تقريبًا على طول ناقل ساخن، بحيث لا يكون هناك تغير مفاجئ في درجة الحرارة ولا يتشقق المنتج. من هذا الناقل، تقوم آلة التحميل بنقل المنتجات إلى الفرن، حيث تتحرك ببطء وتبرد تدريجيًا. يتم علاجهم هنا بمحلول خاص يسمح لهم بالانزلاق والتحرك بسلاسة. وينتقلون إلى خط الفحص والتعبئة. وبعد اجتياز كافة المراحل، نحصل على المنتج النهائي.

كيف يتم صناعة المنتجات الزجاجية الفنية

منتجات الزجاج الفنية مصنوعة من نفس الكتلة الزجاجية. يتم استخدام نفس الفرن في إنتاج هذه المنتجات، لكن درجة حرارة الإنتاج أقل قليلاً من المنتجات الصناعية، حوالي 1200 درجة. المنتج نفسه مصنوع بواسطة نافخات الزجاج. نافخو الزجاج يشبهون صائغي الزجاج، حيث يمكنهم العمل بمفردهم أو في أزواج أو حتى أكثر.

باستخدام أنبوب طويل، يأخذ صانعو الزجاج الكمية المطلوبة من الزجاج الساخن مباشرة من الفرن ويبدأون على الفور في تشكيله باستخدام طرق مختلفة، أثناء النفخ بشكل دوري عبر الأنبوب. في هذه العملية، يمكنك إضافة المزيد من المواد، على سبيل المثال، لبعض الأجزاء الإضافية. يتم تصنيع الأجزاء الصغيرة جدًا بشكل منفصل، باستخدام تقنيات مختلفة أيضًا.

بعد أن تتشكل التفاصيل والشكل العام للمنتج، يتم وضعه في فرن آخر لمدة 24 ساعة. كقاعدة عامة، تبلغ درجة الحرارة في الحالة الساخنة حوالي 400 درجة، في الليل يتم إيقاف تشغيل هذا الفرن وتبرد المنتجات فيه تدريجيا إلى 70 درجة، وبالتالي تصلب وتصلب.

عندما نواجه المنتجات الزجاجية كل يوم، قليل منا يفكر في ما يتكون الزجاج؟ وما هي عملية إنتاجه؟ ظهر الزجاج في مصر القديمة منذ 5 آلاف عام، وكان غائمًا جدًا وكان مظهره غير جذاب. إن المواد التي نواجهها الآن تم الحصول عليها في وقت لاحق.

تكوين الزجاج.

لصهر الزجاج استخدم نقيا رمل الكوارتز(حوالي 75%)، جيرو مشروب غازي. للحصول على منتج ذو خصائص محددة، قد يتضمن التركيب أكاسيد ومعادن.

أكسيد حمض البوريك. يقلل معامل التمدد الحراري للمنتجات الناتجة، ويزيد من لمعان وشفافية المنتجات النهائية.
يقود. يضاف هذا المكون أثناء إنتاج الكريستال. المنتجات المصنوعة من الكريستال تكون أكثر برودة عند اللمس وتتميز باللمعان والرنين المميز لهذه المادة.
المنغنيز. تساعد إضافة هذا المعدن الثقيل في إنتاج منتجات ذات صبغة خضراء. بالإضافة إلى المنغنيز، باستخدام النيكل أو الكروم أو كولت، يمكنك الحصول على منتجات ذات ألوان أخرى.

الخصائص الفيزيائية.

أهم خصائص الزجاج:

كثافة. وتعتمد هذه الخاصية على التركيب الكيميائي وتتراوح من 2200 إلى 6500 كجم/م3. مع ارتفاع درجة الحرارة، تنخفض كثافة الزجاج ويصبح هشًا بشكل خاص.
قوة. اعتمادًا على نوع الزجاج، تتراوح قوته من 50 إلى 210 كجم ثقلي/مم². يؤدي الضرر الطفيف الذي يلحق بسطح المادة إلى تقليل هذا المؤشر بمقدار 3-4 مرات.
هشاشةب. إن هشاشة الزجاج وعدم قدرته على تحمل الصدمات يحدان من استخدامه في بعض مجالات الحياة. وعند إضافة عناصر كيميائية معينة إلى المادة، تزداد هذه الخاصية.
مقاوم للحرارة. مقاومة الحرارة هي قدرة المادة على تحمل التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة. يمكن لزجاج النوافذ العادي أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى 90 درجة مئوية. وفي الصناعة، ترتفع هذه الأرقام بشكل ملحوظ.

أنواع الزجاج.

نرى العديد من المنتجات المصنوعة من الزجاج في الشارع ونستخدمها في الحياة اليومية. هذه هي الأواني الزجاجية والمصابيح الكهربائية والنظارات والنوافذ. اعتمادًا على خصائصه الفيزيائية والكيميائية، يُستخدم الزجاج أيضًا في إنتاج واجهات المتاجر والمرايا والمصابيح. ما هي أنواع هذا الجسم غير المتبلور المتجانس الموجود وماذا يتكون منه؟

زجاج كرستال.يحتوي على أكسيد الرصاص. الشفافية العالية واللمعان يمنح هذا الزجاج مظهرًا جذابًا وجماليًا. وهي تستخدم أساسا لصنع الأطباق والهدايا التذكارية.
زجاج الكوارتز. تحتوي التركيبة على أنقى رمل الكوارتز. نظرًا لحقيقة أن منتجات زجاج الكوارتز يمكنها تحمل التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة، يتم تصنيع الأواني الزجاجية المختبرية والعوازل والأدوات البصرية والنوافذ منها.
الزجاج رغوة. إنها كتلة زجاجية تحتوي على العديد من الفراغات. وقد أدت خصائص العزل الحراري والصوتي الممتازة إلى استخدامه على نطاق واسع في البناء.
الصوف الزجاجي. تبدو وكأنها خيوط زجاجية رفيعة ذات قوة شد عالية. يتم استخدامها في البناء وفي الصناعة الكيميائية. الصوف الزجاجي مقاوم للحريق. ولذلك، يتم استخدامه كمادة لخياطة الملابس لعمال اللحام ورجال الاطفاء.

إلى هذه القائمة يمكنك إضافة الزجاج الذي يحتوي على خصائص محددة :

مقاوم للحرائق. يقاوم اللهب المكشوف ويتحمل درجات الحرارة المرتفعة.
مقاوم للحرارة. لديه معامل تمدد حراري منخفض ويمكنه تحمل التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة
ضد الرصاص. زجاج مقاوم للصدمات يمكنه تحمل التأثيرات القوية.

كيف يتم صناعة الزجاج؟

يتضمن إنتاج الزجاج المراحل التالية في معالجته:

تحضير المواد اللازمة. تتطلب المواد الخام المحضرة معالجة خاصة. يتم إثراء رمل الكوارتز وإزالة شوائب الحديد من تركيبته. يتم سحق الحجر الجيري والدولوميت بعناية.
خلط المواد بنسب معينة. تعتمد كمية مادة معينة ونسبتها في الخليط المحضر على الخواص الفيزيائية والكيميائية المطلوبة للمنتجات الزجاجية.
ذوبان في أفران الزجاج. تتم مرحلة الطهي عند درجات حرارة عالية تتراوح من 800 درجة مئوية إلى 1400 درجة مئوية. هناك عملية نشطة لذوبان رمل الكوارتز، ويصبح ذوبان الزجاج لزجًا وشفافًا.

بعد الحصول على خليط زجاجي متجانس، يتم تشكيل المنتجات المستقبلية، ويتم تبريد المنتج بشكل حاد، تليها المعالجة الحرارية والفيزيائية.

تطبيقات صناعية

إن استخدام مادة شفافة ومقاومة للاهتراء ومتينة ذات سطح أملس أمر مذهل. على الرغم من أن الزجاج مادة هشة للغاية، إلا أنه يستخدم على نطاق واسع في مختلف مجالات الصناعة والحياة اليومية.

مهندس ميكانيكى- يدخل في صناعة الدهانات غير اللاصقة المستخدمة في معالجة المركبات.
صناعة الورق- تشريب لب الورق النهائي.
بناء- يضاف إلى المواد المقاومة للأحماض والهياكل الخرسانية المقاومة للحرارة.
الصناعة الكيميائية- إنتاج المنظفات.

يمكن ثني هذه المادة الوظيفية وتقطيعها وصهرها وتحويلها إلى منتجات فريدة وجميلة. ولهذا السبب يتم استخدام الزجاج الملون بنشاط في أعمال الديكور في تشييد المباني العامة وصنع جميع أنواع الهدايا التذكارية.

فئات الزجاج

حسب الغرض منه ينقسم الزجاج إلى ما يلي: فئات:

زجاج منزلي . تتكون هذه المجموعة من خمس مجموعات فرعية - أدوات المطبخ، الأدوات المنزلية، منتجات المصابيح، المنتجات الفنية والأدوات المنزلية.
زجاج البناء- صفائح زجاجية، نوافذ المتاجر، نوافذ زجاجية مزدوجة، نوافذ زجاجية مزدوجة عازلة للحرارة، زجاج مقوى.
الزجاج للأغراض الفنية- أدوات المختبرات، منتجات الحماية الصناعية، الصوف الزجاجي، البصريات.

بالإضافة إلى حماية منازلنا من الرياح والأمطار والبرد، يمنح الزجاج الإنسان مساحة واسعة للإبداع. عملية إنشائها جميلة وغامضة مثل المادة نفسها. الزجاج شفاف، وصلب، ومقاوم للأحماض، وأصبح مادة لا غنى عنها في الهندسة المعمارية وفي الحياة اليومية.

في هذه المقالة، ألقينا نظرة مفصلة على المادة المصنوعة من الزجاج. لقد احتلت هذه المادة مكانة خاصة ومهمّة في حياة الإنسان، وبدونها ستكون الكثير من الأمور اليومية أكثر صعوبة.

فيديو: عملية صنع المادة

31.10.2017 19:01 1279

الزجاج عنصر لا غنى عنه في حياتنا. يوجد في كل مكان: في المباني السكنية ونوافذ المتاجر وفي جميع أنواع وسائل النقل.

هل تساءلتم يا رفاق يومًا مما يتكون الزجاج؟

لقد تعلم الناس صناعة الزجاج في مصر القديمة منذ حوالي 5 آلاف عام، ولكن على عكس الزجاج الحديث، لم يكن شفافًا كما هو الآن.

المادة الرئيسية لصنع الزجاج هي رمل الكوارتز. ويضاف إليها الليمون والصودا ويتم تسخينها في فرن خاص. بفضل التفاعل مع الصودا، يذوب الرمل بشكل أفضل. يعمل الجير على تقوية المادة الناتجة، ولا ينهار عند تفاعله مع الماء. إذا لم يتم إضافة الجير، يمكن أن يذوب الزجاج ببساطة عند ملامسته للماء. وعندما تصل درجة الحرارة إلى 1700 درجة، تمتزج المواد الثلاث وتصبح مادة واحدة، يتم غمسها في القصدير المنصهر عند درجة حرارة تزيد عن 1000 درجة. بعد ذلك، يتم وضع المادة الناتجة على الناقل، حيث يتم تبريدها إلى 250 درجة. هناك، يتم تقطيع الزجاج إلى قطع قياسية وتعديل سمكه.

وللحصول على الزجاج الملون تضاف مركبات العناصر الكيميائية إلى الرمل بالإضافة إلى الصودا والجير. على سبيل المثال، يمكن الحصول على الزجاج الأخضر بإضافة الكروم، والأصفر بإضافة أكسيد اليورانيوم، والأحمر بإضافة أكسيد الحديد. الأكسيد هو مركب من عنصر كيميائي (على سبيل المثال، معدن) مع الأكسجين.

يتم الحصول على أشكال مختلفة من الزجاج عن طريق نفخ كتلة ساخنة. هناك مثل هذه المهنة - منفاخ الزجاج. هذا هو المعلم الذي يصنع الزجاج بأشكال مختلفة. يستخدم نافخ الزجاج أنبوبًا طويلًا خاصًا في عمله.

يعلق الزجاج المنصهر على طرفه وينفخ الفقاعة الناتجة. في هذه الحالة، يقوم المنفاخ الزجاجي بتدوير الأنبوب، وتقع الفقاعة في قالب خشبي أو معدني خاص. في بعض الأحيان يصنع الأساتذة روائعهم بدون أشكال. يقومون بمعالجة الفقاعة المنفوخة من الأنبوب باستخدام أدوات (ملقط، مقص، أدوات تنعيم، إلخ)، مما يمنحها أشكالًا مختلفة.

الزجاج مادة ليس لها نظائرها في بعض الخصائص. حتى الآن، يتم استخدام المكونات الطبيعية لإنتاجه، ويمكن إعادة معالجة المنتج التالف بشكل متكرر دون فقدان الجودة وبدون إهدار تقريبًا.

تعريف

يمكن أن يكون الزجاج في عدة حالات تجميع في مراحل مختلفة من الإنتاج. ولكن ما هو الزجاج وما هو مصنوع من؟

وبحسب التعريف العلمي فإن الزجاج هو أي جسم غير متبلور يتم الحصول عليه عن طريق الذوبان، والذي مع زيادة اللزوجة يكتسب خصائص المادة الصلبة. في هذه الحالة، تكون عملية الانتقال من دولة إلى أخرى قابلة للعكس.

تاريخ المادة

في الحياة اليومية، نستخدم الزجاج كل يوم. ما هو وما هو مصنوع من الأسئلة التي نادرا ما تطرح في العصر الحديث، والمواد مألوفة لدينا. ويعتقد العلماء أن الزجاج تم الحصول عليه لأول مرة عن طريق الصدفة، ومن المستحيل تتبع أصل هذه التكنولوجيا. يعود تاريخ المنتجات الأولى إلى عام 2540 قبل الميلاد تقريبًا. تحتوي الوصفة القديمة على ثلاثة مكونات - الصودا والرمل والألومينا. تعلمنا لاحقًا تحسين خصائص المادة عن طريق إضافة الطباشير والدولوميت ومكونات أخرى إلى المكونات الرئيسية. يُطلق على التركيبة الكاملة التي يُصنع منها الزجاج اسم الشحنة.

بدأ إنتاج الزجاج الملون باستخدام الأصباغ الطبيعية - أكسيد الكروم وأكسيد النيكل ومضافات الكوبالت. تم إنتاج أول منتج مصبوب في القرن الأول الميلادي على يد الحرفيين الرومان. كما اخترعوا ألواح الزجاج. تتألف تقنية إنتاج الزجاج على شكل صفائح من نفخ فقاعة أسطوانية ضخمة بحجم الإنسان من كتلة ساخنة. بينما كان لا يزال ساخنًا، تم تقطيعه على طول الجانب الطويل ووضعه على صواني للتسوية. كانت هذه التقنية منتشرة على نطاق واسع حتى بداية القرن العشرين. في روسيا، تم افتتاح إنتاج الزجاج في القرن السابع عشر وكان يقع في قرية دخانينو، في ذلك الوقت كان الأجانب فقط هم الحرفيون.

مُجَمَّع

يستخدم الزجاج لأغراض عديدة. لقد فهمنا ما هو الزجاج، ولكن ما هي مكوناته الرئيسية؟ ظلت تركيبة المكونات الأولية دون تغيير تقريبًا طوال فترة الممارسة الكاملة لتصنيع المادة. تشكل القاعدة (الشحنة) ثلاثة مكونات رئيسية - رمل السيليكا أو الكوارتز والصودا (أكسيد الصوديوم) وأكسيد الكالسيوم المعروف بالجير. يتم دمج المكونات بنسب معينة وصهرها في فرن عند درجات حرارة تتراوح من 300 إلى 2500 درجة مئوية. اعتمادًا على الخصائص المرغوبة، تتم إضافة البوتاس أو أنهيدريد البوريك أو الزجاج المكسور من عمليات التخمير السابقة أو المواد الخام المعاد تدويرها إلى تركيبة الشحنة.

تكنولوجيا

لتعزيز أو إضعاف خصائص المركبات، تتم إضافة مكبرات الصوت، المعتمات، الأصباغ، مزيلات اللون، وما إلى ذلك إلى عملية الذوبان، بعد الطهي، يتم تبريد الكتلة بسرعة، مما يتجنب تكوين البلورات. من بين جميع المكونات، فإن أكبر نسبة في الوصفة هي الرمال - من 60 إلى 80٪. يعمل الرمل كإطار تتشكل حوله مادة زجاجية. ظلت تكنولوجيا إنتاج الزجاج دون تغيير لعدة قرون.

الجير هو عنصر آخر لا يمكن بدونه إنتاج الزجاج. ما هو أكسيد الكالسيوم في المكونات؟ يمنح هذا المكون المادة مقاومة كيميائية ويعزز لمعانها. يمكن صهر الزجاج فقط من الرمل والصودا، ولكن بدون الجير سوف يذوب في الماء. اللاعب الثالث في الشحنة هو أكسيد المعدن - الصوديوم أو البوتاسيوم (حتى 17٪). ويضاف إلى الخليط على شكل رماد الصودا أو البوتاس. تعمل هذه المكونات على تقليل نقطة الانصهار، مما يسمح لحبيبات الرمل الفردية بالذوبان تمامًا والاندماج في كتلة متراصة.

أنواع

اعتمادًا على المكونات المستخدمة في الشحن، تنقسم أنواع الزجاج إلى:

كوارتز.وهي مصنوعة من مكون واحد - السيليكا. يتميز بصفات عالية: فهو مقاوم لدرجات الحرارة المرتفعة (حتى 1000 درجة مئوية) والصدمات الحرارية، وينقل الأشعة المرئية والأشعة فوق البنفسجية. يرتبط الإنتاج بارتفاع تكاليف الطاقة، نظرًا لأن السيليكا (زجاج السيليكات) مادة خام مقاومة للحرارة ويصعب تشكيلها. المجالات الرئيسية للتطبيق هي الأواني الزجاجية الكيميائية والمختبرية، وأجزاء الأنظمة البصرية، ومصابيح الزئبق، وما إلى ذلك.
سيليكات الصوديوم.وهو مصنوع من مكونين، تركيبة الزجاج هي رمل السيليكات والصودا (1:3). نظرًا لخصائصه، فإنه يستخدم على نطاق واسع في الصناعة كمكون لأي عملية، لكنه لا يستخدم في مجالات أخرى، ولا يتم تصنيع المنتجات منه. العيب الرئيسي هو أنه يذوب في الماء.
حجر الكلس.النوع الأكثر شيوعًا من المواد التي تُصنع منها معظم المنتجات هو الألواح الزجاجية والحاويات الزجاجية وقماش المرايا والأطباق وغير ذلك الكثير.
يقود.يضاف أكسيد الرصاص بشكل متناسب إلى تركيبة الزجاج الكلاسيكية (الشحنة). يتمتع زجاج الرصاص بخصائص عازلة متزايدة، مما يسمح باستخدامه كأفضل تركيبة عازلة في أنابيب التلفزيون، وأجهزة الذبذبات، والمكثفات، وما إلى ذلك. إن وجود الرصاص في الكتلة الزجاجية يمنح المادة لمعانًا وتألقًا إضافيًا، والذي غالبًا ما يستخدم في صناعة المنتجات الفنية والأطباق وما إلى ذلك. د.الكريستال هو نوع من الزجاج الرصاصي.
البورسليكات.إن إضافة أكسيد البورون إلى تركيبة المادة يزيد من مقاومتها للصدمات الحرارية بما يصل إلى 5 مرات، كما يتم تحسين الخواص الكيميائية بشكل ملحوظ. يستخدم زجاج البورسليكات في صناعة الأنابيب والأواني الزجاجية الكيميائية المخبرية والمنتجات اللازمة للاحتياجات المنزلية. مثال واسع النطاق للاستخدام هو المرآة التي تم إنشاؤها باستخدام زجاج البورسليكات لأكبر تلسكوب في العالم.
أنواع أخرى من الزجاج - ألومينوسيليكات، بورات، ملون، إلخ.

أنواع زجاج النوافذ

زجاج النوافذ هو النوع الأكثر شعبية من المواد. فهو يسمح لأشعة الشمس بالمرور، ويوفر العزل الحراري في الشتاء والصيف، ويمنع اختراق الضوضاء، ويزين فتحة النافذة بشكل جمالي ويؤدي العديد من الوظائف الأخرى. يوجد اليوم مجموعة واسعة من أنواع الزجاج، كل منها يلبي متطلبات معينة:

توفير الطاقة.نوع من الزجاج الملون بكميات كبيرة أو مطلي بطبقة خاصة تسمح للإشعاع الشمسي قصير الموجة بالدخول إلى الغرفة، بينما لا يسمح للإشعاع طويل الموجة الصادر عن أجهزة التدفئة بالخروج من الغرفة. الاسم الثاني هو الزجاج الانتقائي. حتى الآن، تم تطوير عدة أنواع من الطلاءات. والأكثر واعدة هي K-glass (ترسيب أكاسيد المعادن على السطح) وi-glass (ترسيب الفضة متعدد الطبقات بالفراغ - عازل).
الحماية من الشمس.يقلل من انتقال ضوء الشمس إلى الغرفة. وهي مقسمة إلى نوعين - عاكسة وممتصة. يتم تحقيق التأثير إما عن طريق تلوين الزجاج بالكتلة أثناء الطهي، أو عن طريق وضع فيلم خاص على السطح.
ديكور.زجاج النوافذ ذو خصائص جمالية إضافية - منقوش، ملون، إلخ.

نظارات حماية

من الصفات السلبية للزجاج هشاشته، وهناك تقنيات لتعزيز المواد. الأنواع الأكثر شيوعًا:

عززت.صفائح زجاجية، أثناء صبها يتم دمج شبكة معدنية في الكتلة. نطاق التطبيق - المباني الصناعية، وتركيبات إنارة الشوارع، وبطانة أعمدة المصاعد، وما إلى ذلك.
مغلفة أو ثلاثي. يتم تثبيت كأسين أو أكثر معًا بفيلم أو سائل خاص. هذا النوع من المواد يقلل بشكل كبير من مستوى الضوضاء في المبنى. وأيضًا، عند استخدام مرشحات ألوان إضافية أثناء التصفيح، يمكنها أداء وظائف الحماية من أشعة الشمس. لقد زاد Triplex من الثبات الميكانيكي؛ فعندما ينكسر القماش، تظل الأجزاء ملتصقة بالفيلم، مما يجعله آمنًا قدر الإمكان للاستخدام في زجاج الواجهة والشرفة والنوافذ والأبواب.
مقاوم للحرائق. في أغلب الأحيان يتم إنتاجه باستخدام تقنية التصفيح بأفلام خاصة، والتي عند درجات حرارة أعلى من 120 درجة مئوية تغير خصائصها الفيزيائية، وتتوسع، وتصبح غير لامعة، مما يعطي صلابة للزجاج.
محمي. إنها مادة متعددة الطبقات تتكون من عدة أنواع من الزجاج المرتبط بفيلم بوليمر. على سبيل المثال، يتم ربط زجاج السيليكات بالبولي كربونات والزجاج العضوي. هذه الكتلة الشفافة مقاومة للأضرار الميكانيكية والكيميائية والصدمات. تشمل أنواع الزجاج الآمنة الزجاج المقاوم للرصاص والصدمات والثقب وغيرها من الأنواع. يتم تنظيم المتطلبات الفنية للمواد وتصنيف الزجاج الواقي بواسطة GOST R 51136.
مزاج.لديه خصائص قوة عالية. يتم ضمان التأثير من خلال تكنولوجيا إنتاج الزجاج - في فرن نفقي خاص، تتعرض الألواح لفترة وجيزة لدرجات حرارة عالية ويتم تبريدها بسرعة. عند كسر الزجاج المقسى يتفتت إلى شظايا صغيرة لا تشكل تهديدا للحياة والصحة. العيب هو استحالة المعالجة الميكانيكية للنسيج المتصلب، عند أدنى تأثير يتم تدميره. يتم تشكيل معظم منتجات الزجاج المقسى أولاً أو قطعها أو معالجتها بطريقة أخرى قبل تلطيفها.

زجاج السيارات

يتميز زجاج السيارات بخصائص قوة متزايدة تلبي متطلبات السلامة. اليوم، يتم استخدام تقنيتين في الإنتاج - التصفيح (ثلاثي) والتصلب (الستالينيت):

يتم الحصول على الزجاج المقسى عن طريق المعالجة الحرارية لزجاج السيليكات العادي، وتسخينه في الفرن إلى درجة حرارة +600 درجة مئوية، يليه التبريد السريع. يكتسب قوة ميكانيكية وحرارية، ولكن مع التأثيرات القوية ينهار، وينقسم إلى شظايا صغيرة آمنة ليس لها حواف قطع أو ثقب. العلامة الروسية هي الحرف "Z"، والعلامة الأوروبية هي "T" أو "خفف".
الرقائق عبارة عن صفحتين رفيعتين من الزجاج مرتبطتين بغشاء بوليمر تحت تأثير درجة الحرارة والفراغ. خصائص الزجاج تجعله يبقى سليماً تحت الصدمات القوية ولا ينكسر إلى شظايا إذا انفجر. تبقى الأجزاء مؤمنة بالفيلم. يتمتع Triplex بإمكانيات إضافية - التلوين باستخدام مرشحات الألوان أثناء عملية التصفيح، وعزل الصوت الإضافي للداخل، والتوصيل الحراري المنخفض، وما إلى ذلك.

التطورات الحديثة

يمكن أن يسمى القرن العشرين وقت الاستخدام الواسع النطاق للزجاج. وبعد تطور تكنولوجيا الطرق الميكانيكية للحصول على المادة، بدأ استخدامها في مجالات متنوعة - كأجود الألياف في مجال الاتصالات، وبنجاح لا يقل عن ذلك يتم استخدامها في الكتل الكبيرة متعددة الأطنان في البناء التقنيات.

وتتنوع خصائص الزجاج، ولا تزال تدرس في المعاهد العلمية، ويجد الحرفيون استخدامات جديدة ويخترعون أنواعًا جديدة. في عام 1940، قدم صانعو الزجاج الزجاج الرغوي إلى العالم. صفاته هي:

خفيف الوزن - لا يغرق في الماء، وله بنية خلوية، والثقل النوعي أعلى قليلاً من وزن الفلين.
مقاومة الرطوبة، والمتانة.
الصداقة البيئية (يتم إضافة فحم الكوك إلى الوصفة الدفعية الكلاسيكية).
مقاوم للحريق (لا يحترق) ويقمع النار.
يمكن نشر المادة إلى قطع دون المساس بالجودة.

نطاق التطبيق هو المواد العازلة للصناعات الخطرة والثلاجات وما إلى ذلك.

تستخدم الخلايا الشمسية الزجاج مع طبقة موصلة من طبقة رقيقة من أكسيد المعدن. تعمل الألواح المطلية عند درجات حرارة حوالي 350 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، يتم تركيب هذا الزجاج في كبائن الطائرات لتجنب الجليد والاحتفاظ بالحرارة داخل المقصورة.

من الإنجازات المهمة في العصر الحديث إمكانية إنتاج السيراميك الزجاجي. يتم تصنيع المادة باستخدام تقنية الزجاج التقليدية، ولكن في المرحلة الأخيرة من التبريد، تتباطأ العملية ويحدث التبلور في كتلة المادة. المحفزات هي إضافات خاصة لا تؤثر على الحالة الخارجية للزجاج بأي شكل من الأشكال، ولكنها تشكل بلورات صغيرة. يمكن للمادة أن تتحمل درجات الحرارة العالية دون تشوه وتكون أكثر مقاومة لجميع أنواع الضرر. يستخدم في علوم الصواريخ والأجهزة المنزلية والمختبرات وأجزاء المحركات والعديد من المجالات الأخرى.

الزجاج هو أقدم شيء اكتشفه الإنسان وما زال يستخدم حتى يومنا هذا. وجدت لأن الإنسان لم يخترعها بنفسه وصنعها لأول مرة. على الأرجح، ظهر الزجاج الأول منذ آلاف السنين من الحمم البركانية. في الوقت الحاضر تسمى هذه المادة عادة سبج. كيف يتم صناعة الزجاج؟ دعونا نعود إلى الأوقات التي لم يكن فيها وجود بعد. تدريجيًا، أصبح الناس يدركون الطبيعة المحيطة، ولاحظوا أنه عندما يتم خلط الصودا الطبيعية بالرمل ثم تسخينها، تظهر مادة شفافة. وهكذا أصبحوا على دراية بهذا النوع الجديد من المواد. هذه العملية وصفها بليني، الموسوعي اليوناني القديم. ومنذ تلك اللحظة بدأ تاريخ استخدام الزجاج، الذي أصبح لا غنى عنه في حياتنا اليوم. بعد كل شيء، الآن يتم استخدامه في كل مكان.

لكن هناك نظرية أخرى تتعلق بكيفية صنع الزجاج، أو بتعبير أدق، كيف تم تصنيعه من قبل. قرر بعض العلماء أن المادة الزجاجية تم اكتشافها كمنتج ثانوي لصهر النحاس أو تحميصه، وقد لعب هذا المنتج دورًا بارزًا حقًا في حياة الإنسان. ومن الصعب المبالغة في تقدير أهميتها. إن إنتاج الألواح الزجاجية يمكن مقارنته باكتشافات مثل صنع النار واختراع العجلة. وفي زمن مصر القديمة كان من المعتاد صناعة جميع أنواع المجوهرات منه. وفي وقت لاحق تعلموا صنع أوعية للسوائل منه. منذ القرن الثالث عشر، حدثت زيادة حادة في كمية الزجاج المنتج. أصبحت البندقية مركز إنتاجها. أصبح الماجستير على علم بتكنولوجيا صنع الزجاج الشرقي، وبعد ذلك بدأوا في تطويره وتحسينه. أصبحت شفافية الزجاج ممكنة بفضل إضافة شوائب مختلفة إليه. بدأ الماجستير في صنع أطباق مختلفة منه، والتي كانت رقيقة للغاية وأنيقة. في تلك الأيام، كانت المنتجات الزجاجية بمثابة سلع فاخرة وديكورات.

إذا كانت مسألة كيفية صنع الزجاج لا تزال مثيرة للاهتمام بالنسبة لك، فيمكنك التحدث عن كيفية العثور على المزيد والمزيد من مجالات التطبيق الجديدة. لقد تحسنت تكنولوجيا الإنتاج. تم اختراع المرآة، وقد تم ذلك عن طريق وضع الملغم على جانب واحد. كما بدأ استخدام الزجاج في البناء. وكان يستخدم عادة في بناء القصور والمعابد. وبعد أن تعلم الحرفيون كيفية صنعه بالألوان، بدأوا في تزيين النوافذ به، وصنعوا نوافذ زجاجية ملونة جميلة. والآن يستخدم الزجاج على نطاق واسع للصهر. ومع مرور الوقت، بدأ استخدام الزجاج في العلوم. وبفضل اكتشاف قدرته على تركيز الضوء وتشتيته، تم إنشاء عدسات مختلفة، وصنعت التلسكوبات والمجاهر. أصبحت هذه الاكتشافات خطوة عملاقة في تطور العلوم الطبيعية - الطب والأحياء والفلك والفيزياء وغيرها. لا يمكن القيام بأي نشاط في أي مجال علمي بدون الزجاج.

كيف يتم صناعة الزجاج؟ مثل مرة من قبل، مصنوعة من الرمال. يحتوي الرمل في جوهره على الكوارتز، المعروض هنا على شكل بلورات. عند تسخينه يذوب. إذا قمت بتبريده بسرعة، فلن يتوفر للمعادن الوقت الكافي للتبلور، وتصبح شفافة. لإعطاء المنتج أي لون، تتم إضافة أكاسيد المعادن المختلفة إليه. ولإضفاء أقصى قدر من الشفافية على الزجاج، يتم تنظيف الرمال بحيث تحتوي على الكوارتز فقط تقريبًا.

في الوقت الحالي، هناك العديد من الطرق للحصول على منتج بخصائص مختلفة: معزز، ومصلب، ومرآة، ومدرع. لا تزال القاعدة عبارة عن رمل بسيط يتم معالجته. من المهم أن نقول أنه لا يزال هناك ما يكفي من الرمال على هذا الكوكب، لذلك لن يخرج الزجاج من استخدامنا قريبًا.