علم سرامیک

شیشه چیست؟ از چه مواد اولیه در تولید شیشه استفاده می شود ؟

قبل از صحبت در مورد مواد اولیه باید گفت شیشه یک ماده جامد و شفاف است که در در زندگی روزمره ما کاربردهای متعددی دارد. شیشه از مواد خام طبیعی و فراوانی مثل (ماسه، خاکستر سودا و سنگ آهک) ساخته می‌شود که در دمای بسیار بالا ذوب می شوند تا ماده جدیدی به وجود آید: شیشه وقتی در دمای بالا ذوب می‌شود، از نظر ساختاری شبیه مایعات است، اما در دمای محیط مانند جامدات رفتار می کند. در نتیجه، شیشه را می توان ذوب کرد، دمید، فشرده کرد و به شکل های زیادی درآورد.

تولید شیشه سنت دیرینه ای دارد که به حدود 3500 سال قبل از میلاد بر می‌گردد،تصور می‌شود شیشه برای اولین بار به صورت مصنوعی در مصر و بین‌النهرین تولید شده است تا به عنوان جواهرات و بعداً به عنوان ظروف استفاده شود.

از آن زمان به بعد، فرآیندها از حالت صنعتگری سنتی به فرآیندهای صنعتی با فناوری پیشرفته امروزی تکامل یافته‌اند و انواع متعددی از شیشه با کاربردهای متنوع‌تر باب شده است.

شیشه به دلیل شکنندگی و همچنین حالت سفتی که دارد به عنوان یک ماده جامد، شناخته می‌شود اما در عین حال، به دلیل ماهیت تا حدودی سیال آن، می توان آن را به عنوان یک مایع نیز تلقی کرد.

از نظر علمی، شیشه جامد آمورف نامیده می شود – حالتی بین دو حالت جامد و مایع ماده. از نظر رسانایی، شیشه نه حرارت و نه خاصیت الکتریکی دارد، زیرا هیچ واکنشی با ترکیبات شیمیایی رایج ندارد.

شاید بخوانید : دی اکسید تیتانیوم

تالک

مواد اولیه در تولید و ساخت شیشه چیست؟

مواد اولیه ساخت شیشه عبارتند از ماسه، سودا، سنگ آهک، عوامل شفاف کننده، رنگ و براق‌کننده شیشه. ماسه شیشه ای حدود یک چهارم کل ترکیب شیشه است.

۱. سیلیس
سیلیس یا دی‌اکسید سیلیسیم اصلی‌ترین ماده تشکیل‌دهنده شیشه است که از دانه‌های کوارتز تشکیل می‌شود و باعث شفافیت و سختی شیشه می‌گردد.

۲. کربنات سدیم
کربنات سدیم، نقش مذاب‌کننده را در فرآیند تولید شیشه دارد و دمای ذوب سیلیس را کاهش می‌دهد؛ همچنین این ماده به بهبود خواص فیزیکی شیشه کمک می‌کند.

۳. آهک
آهک به شیشه مقاومت بیشتری در برابر تغییرات حرارتی و رطوبت می‌بخشد، که مانع از آسیب‌پذیری شیشه در شرایط محیطی می‌شود.

۴. فلدسپار
فلدسپار به‌عنوان یک ماده تعدیل‌کننده، دمای ذوب شیشه را کاهش داده و برخی خواص شیشه را بهبود می‌بخشد.

محصولات صدراد » اسیداستئاریک

لیتوپن

شیشه چگونه تولید می شود؟

خط تولیدی شیشه تقریباً مانند رودخانه‌ای از شیشه به صورت شناور است که قبل از فرآیند خنک شدن از کوره خارج می‌شود و مسیری حدود 300 متر را طی می‌کند تا پس از آن به ورقه های بزرگ بریده می‌شود.

ابعاد این ورق ها معمولاً 3.21×2.25 متر است. از این رو یک خط شناور قادر به تولید مداوم شیشه در تمام ساعات شبانه روز است.
در فرآیند تولید شیشه، حالت جامد سخت شفاف با اعمال مقادیر زیادی گرما به حالت ماسه یا کوارتز تبدیل می‌شود. شیشه یک ماده معدنی بی شکل، همگن شفاف یا نیمه شفاف است که می تواند به هر شکلی قالب گیری شود.

بر اساس نوع شیشه، مواد اولیه آن جمع آوری شده و ترکیبات مختلف به فرآیند ساخت ارسال می شود. در ادامه مواد اولیه برای انواع شیشه آورده شده است.

مراحل ساخت:

تولید شیشه شامل چند مرحله‌ی اصلی است که هر یک به‌نوبه‌ی خود نقش مهمی در ساخت شیشه‌ی باکیفیت ایفا می‌کنند. این مراحل به شرح زیر هستند:

• مرحله‌ی ذوب و تصفیه

در ابتدا، شن و ماسه که عمدتاً از بلورهای کوارتز تشکیل شده‌اند، در دمایی بسیار بالا (حدود ۱۷۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد) ذوب می‌شوند. در این فرآیند، مواد افزودنی مانند کربنات سدیم به ترکیب اضافه می‌شوند تا ذوب شدن را تسهیل کنند و ناخالصی‌ها از بین بروند. این مرحله برای پاکسازی و تصفیه‌ی مواد خام اهمیت دارد.

• مرحله‌ی شکل‌دهی شیشه

پس از ذوب، ماده‌ی مذاب به‌آرامی وارد قالب‌های متنوع می‌شود تا به شکل موردنظر تبدیل شود. در این مرحله، می‌توان مواد رنگی یا دکوراتیو و سایر افزودنی‌ها را برای ایجاد شیشه‌های خاص به ترکیب اضافه کرد.

• مرحله‌ی خنک‌سازی

پس از شکل‌گیری، شیشه‌ها به‌آرامی خنک می‌شوند تا به حالت جامد درآیند. فرآیند خنک‌سازی باید با دقت کنترل شود تا از ایجاد تنش‌های ناخواسته در ساختار شیشه جلوگیری کند.

• مرحله‌ی آزمایش و کنترل کیفیت

در نهایت، شیشه‌های تولیدشده تحت ارزیابی‌های کیفی قرار می‌گیرند که شامل بررسی ضخامت، شفافیت، تراکم و هرگونه عیب‌های احتمالی مانند وجود حباب‌های هوا می‌شود. تنها شیشه‌های باکیفیت بالا برای کاربردهای مختلف انتخاب می‌شوند.

پس از طی این مراحل، شیشه‌ها می‌توانند به محصولات نهایی مانند پنجره‌ها، ظروف، آینه‌ها و اشیاء تزئینی تبدیل شوند. دقت و کنترل در هر مرحله از این فرآیند ضروری است تا محصولات نهایی با بهترین کیفیت تولید شوند.

امروزه هر جایی از اطراف خود را نگاه کنیم شیشه وجود دارد و همچنان در راه تولید آن چه به تنهایی و چه در ترکیب با سایر مواد شاهد پیشرفت روزافزون تکنولوژی هستیم واین روند پیشرفت به احتمال زیاد در آینده نیز ادامه خواهد داشت.

برای مطالعه :

باریت | کربنات کلسیم

صنایع شیشه سازی

در صنایع شیشه بسته به محصول نهایی تولید شده و کاربرد آن فرآیندهای زیادی وجود دارد با این حال، همه فرآیندهای تولیدی منشأ مشترکی دارند: ابتدا شیشه باید ذوب شود!

ذوب شیشه به دو نوع مواد اولیه نیاز دارد: انواع مختلف ماسه و شیشه بازیافتی.

این مواد خام با هم مخلوط شده و در کوره‌ای ریخته می‌شوند که در دمای 1500 درجه سانتی‌گراد ذوب شده تا شیشه مذاب را تشکیل دهند.

شیشه مذاب سپس از کوره خارج می شود تا شکل بگیرد و سپس خنک شود. برای بسیاری از کاربردها، شیشه به‌دست‌آمده ممکن است بیشتر پردازش شود تا خواص ویژه‌ای مانند افزایش استحکام مکانیکی و مقاومت بالاتر در برابر شکستگی داشته باشد.

ترکیبات مختلف شیشه ممکن است برای برآورده کردن الزامات کاربردی خاص متفاوت باشد، اما متداول ترین نوع شیشه، شیشه سودا-آهک، از شن و ماسه سیلیس، خاکستر سودا، سنگ آهک، دولومیت و شیشه‌های بازیافتی ساخته شده است. مواد دیگری مانند اکسید آهن یا کبالت را می توان به مخلوط اضافه کرد تا رنگ سبز یا آبی به شیشه بدهد