ساختار شيشه
به آساني مي توان ساختار يك شيشه ساده را در ذهن تصور نمود . نمودار ساده اي از شيشه هاي SiO2 خالص و SiO2 بلوري(كوارتز) در شكل - 1 نمايش داده شده است . هر دو ماده حاوي اتم هاي سيليسيم هستند كه در يك ساختار چهار وجهي با چهار اتم اكسيژن پيوند برقرار كرده اند . ماده بلوري داراي نظمي با ابعاد گسترده تر مي باشد . از نظر تئوري، دانستن موقعيت يك سلول واحد در بلور، مي تواند براي پيشگويي موقعيت كليه اتم هاي ديگر مورد استفاده قرار گيرد. اگرچه شيشه، گاهي در ابعاد بيش از چند قطر اتمي ساختار منظمي دارد، ولي در ابعاد بيشتر نظمي ندارد .
شكل 1
(a) ساختار بلوري SiO2
(b طرحواره اي از ساختار شيشه SiO2
(c) چهار وجهي نشان داده شده در قسمت هاي و نمايش دهنده يك اتم سليسيم
(دايره تو پر ) به همراه چهار اتم اكسيژن (كره هاي تو خالي بزرگ) مي باشند .
شيشه SiO2 خواص مطلوب زيادي از قبيل پايداري شيميايي فوق العاده،توانايي مقاومت در مقابل تغييرات زياد و ناگهاني
دما و قابليت عبور نور در گستره وسيعي از طول موج را دارا مي باشد. متأسفانه ، ويسكوزيتــه و نقطه ذوب SiO2 بسياربالا است (ºC 1723) و اين مطلب ساختن شكلهاي قابل استفاده از آن را مشكل مي سازد.به همين دليل شيشه SiO2را به سختي ميتوان از مذاب آن ساخت . روش پايين آوردن نقطه ذوب و ويسكوزيته شيشه SiO2 ، وارد نمودن تعديل كننده هاي شبـــكه (اتم هايي كه شبكه Si-O-Si را مي شكنند)، مي باشد .درشكل- 2 اثر افزايش Na2O – نوعي تعديل كننده – نمايش داده شده است. با شكستن شبكه ، ويسكوزيته ودماي ذوب آن پايين مي آيد و دردماي مناسب، به شكلهاي قابل استفاده اي تبديل مي شود.
اكثر عناصر جدول تناوبي نيز مي توانند در شيشه هاي سنتزي بعنوان يك تشكيل دهنده و تعديل كننده شبكه وارد شوند. با تغيير تركيب شيميايي موادي كه در ساخت شيشه به كار مي رود ، مي توان خصوصيات فيزيكي و شيميايي زيادي را در مواد شيشه اي ايجاد نمود. به همين دليل كاربردهاي كنوني شيشه ، گستره اي از شيشه ساده (شيشه هاي پنجره اي و بطري) تا شيشه هاي پيچيده(ارتباطات راه دور ، صفحات بلور – مايع، ليزرها ، پروتزهاي پزشكي و محاسبات نوري)را در بر مي گيرد .
شكل 2- افزايش Na2O به شيشه , شبكه بلوري آن را در هم ريخته و مانند ذوب شدن با دماي بالا , از وي
به آساني مي توان ساختار يك شيشه ساده را در ذهن تصور نمود . نمودار ساده اي از شيشه هاي SiO2 خالص و SiO2 بلوري(كوارتز) در شكل - 1 نمايش داده شده است . هر دو ماده حاوي اتم هاي سيليسيم هستند كه در يك ساختار چهار وجهي با چهار اتم اكسيژن پيوند برقرار كرده اند . ماده بلوري داراي نظمي با ابعاد گسترده تر مي باشد . از نظر تئوري، دانستن موقعيت يك سلول واحد در بلور، مي تواند براي پيشگويي موقعيت كليه اتم هاي ديگر مورد استفاده قرار گيرد. اگرچه شيشه، گاهي در ابعاد بيش از چند قطر اتمي ساختار منظمي دارد، ولي در ابعاد بيشتر نظمي ندارد .
شكل 1
(a) ساختار بلوري SiO2
(b طرحواره اي از ساختار شيشه SiO2
(c) چهار وجهي نشان داده شده در قسمت هاي و نمايش دهنده يك اتم سليسيم
(دايره تو پر ) به همراه چهار اتم اكسيژن (كره هاي تو خالي بزرگ) مي باشند .
شيشه SiO2 خواص مطلوب زيادي از قبيل پايداري شيميايي فوق العاده،توانايي مقاومت در مقابل تغييرات زياد و ناگهاني
دما و قابليت عبور نور در گستره وسيعي از طول موج را دارا مي باشد. متأسفانه ، ويسكوزيتــه و نقطه ذوب SiO2 بسياربالا است (ºC 1723) و اين مطلب ساختن شكلهاي قابل استفاده از آن را مشكل مي سازد.به همين دليل شيشه SiO2را به سختي ميتوان از مذاب آن ساخت . روش پايين آوردن نقطه ذوب و ويسكوزيته شيشه SiO2 ، وارد نمودن تعديل كننده هاي شبـــكه (اتم هايي كه شبكه Si-O-Si را مي شكنند)، مي باشد .درشكل- 2 اثر افزايش Na2O – نوعي تعديل كننده – نمايش داده شده است. با شكستن شبكه ، ويسكوزيته ودماي ذوب آن پايين مي آيد و دردماي مناسب، به شكلهاي قابل استفاده اي تبديل مي شود.
اكثر عناصر جدول تناوبي نيز مي توانند در شيشه هاي سنتزي بعنوان يك تشكيل دهنده و تعديل كننده شبكه وارد شوند. با تغيير تركيب شيميايي موادي كه در ساخت شيشه به كار مي رود ، مي توان خصوصيات فيزيكي و شيميايي زيادي را در مواد شيشه اي ايجاد نمود. به همين دليل كاربردهاي كنوني شيشه ، گستره اي از شيشه ساده (شيشه هاي پنجره اي و بطري) تا شيشه هاي پيچيده(ارتباطات راه دور ، صفحات بلور – مايع، ليزرها ، پروتزهاي پزشكي و محاسبات نوري)را در بر مي گيرد .
شكل 2- افزايش Na2O به شيشه , شبكه بلوري آن را در هم ريخته و مانند ذوب شدن با دماي بالا , از وي
+ نوشته شده در یکشنبه هشتم بهمن ۱۳۹۱ ساعت 16:4 توسط مهندس ایمان رستگار
|
سرامیک مشتق از کلمه keramos یونانی است که به معنی سفالینه یا شئی پخته شده است. در واقع منشا پیدایش این علم همان سفالینه‌های ساخته شده توسط انسانهای اولیه هستند. در واقع قبل از کشف و استفاده فلزات، بشر از گلهای رس به علت وفور و فراوانی آنها و همچنین شکل‌گیری بسیار خوب آنها در در صورت مخلوط شدن با آب و درجه حرارت نسبتاً پایین پخت آنها استفاده می‌کرد. آلومینوسیلیکاتها که خاکهای رسی خود آنها به حساب می‌آیند، از عناصر آلومینیوم، سیلیسم و اکسیژن ساخته می‌‌شوند که این سه عنصر بر روی هم حدود 85 درصد پوسته جامد کره زمین را تشکیل می‌دهند. این سه عنصر فراوانترین عناصر پوسته زمین هستند.