أنواع الزجاج ومكوناته وخواصه بحث كامل

أنواع الزجاج ومكوناته : من الغريب ، كما يبدو لأول وهلة ، أن الزجاج في حقيقته سائل سميك أو لزج لدرجة أنه أصبح جامداً لا يسيل كغيره من السوائل .

ولا يمكن اعتباره مادة صلبة ، وذلك لأن جزيئاته ليست مرتبة في نظام معين كما هي الحال في الجوامد .

وإنما تنتشر عشوائياً في أنحائه كانتشار الجزيئات في سائل نمطي مثل الماء . فالزجاج إذن مادة لامتبلورة ، أي مادة لا شكل لها ، لأن جزيئاته ليست موزعة تبعاً لنظام معين .

وإذا كسر جامد متبلور ، فإن الحرف المكسور يتكون من عدد كبير أو صغير من حروف مسطحة للبلورات ، ويبدو الحرف المكسور خشناً حبيبياً .

أما إذا كسر البللور فإن السطح المكسور يكون ناعماً تماماً ومقوساً في أغلب الأحيان .

ومع انه سائل ، إلا أنه سائل ( فوق مبرد ) ، أي أنه لديه ميلاً للتبلور ، وقد تتبلور قطعة منه إذا بلغ القدم قروناً طويلة ، وبذلك تصبح لازجاجية معتمة وهشة جداً .

وقد لا يتبلور أبدأ في درجات الحرارة العادية ، ولكن سرعة التبلور تزداد إذا سُخّن الى قرب نقطة الانصهار ، وأحياناً يفقد زجاجيته إذا شُكّل وهو في الحالة نصف المنصهرة .

ولتفادي هذا الاحتمال ، يجب التحكم في الدرجة التي يجري عندها تشكيله .

أنواع الزجاج في حياتنا اليومية

هناك أنواع عديدة من البللور تستخدم على نطاق واسع ، كما أن هناك طرقاً كثيرة لتصنيعه .

وأنواع الزجاج العادي هي كما يلي :

• الصودي

هو زجاج رخيص يستخدم في النوافذ والأدوات الزجاجية التي نستعملها في حياتنا اليومية .

• البروسيلكات

وفيه يحل حامض البوريك أو البوراكس محل الحجر الجيري المستخدم في الزجاج الصودي ، وتوجد السيلكا في هذا النوع  بنسة أعلى منها في معظم أنواعه الأخرى .

وهو مقاوم للحرارة .

• الرصاصي

إذا مزج أوكسيد الرصاص مع السليكا والرمل والبوتاسيوم ، نتج زجاج ثقيل لامع ذو درجة انكسار عالية .

ويستخدم هذا النوع بالزجاج الصخري وفي الأكواب الجيدة ، وفي زجاج الزينة وزجاج العدسات البصرية .

ويعرف الرصاصي بالزجاج الصواني ، وهو اصطلاح فضفاض ينطبق على كل الزجاج عديم اللون مهما كانت مواده الخام .

• البصري

يندرج هذا النوع تحت مجموعة زجاج رصاصي ، ولو أن أنواعاً من البللورالبصري تصنّع من زجاج صودي جيري .

ويستخدم النوع البصري في عدسات الأجهزة البصرية مثل المجهر ( الميكروسكوب ) والمقراب ( التيليسكوب ) ومقياس الطيف وما إليها من الأجهزة العلمية .

وقد يحتوي البصري على مواد مختارة تصل أحياناً الى ثلاثين نوعاً ، يراعى في اخيارها أن تكسبه خواص بصرية معينة .

ويصنّع البصري بعناية فائقة للتأكد من خلوه من الفقاقيع وغير ذلك من العيوب التي قد تفسد الرؤية .

طرق تشكيل الزجاج

في هذه الفقرة سنتعرف على طرق تشكيله كما يلي :

• النفخ

وهذه هي أقدم الطرق في معاملته ، ولا تزال طريقة النفخ بالفم في أنابيب هي الطريقة المستخدمة حتى الآن في تشكيل بعض أنواع الزجاج .

ولكن الآلات تستخدم حالياً في إنتاج الزجاجات والمصابيح الكهربائية وما شابه ذلك ، آلياً بأعداد وفيرة ، وذلك في قوالب ذات أشكال ملائمة .

• الكبس

تجهّز الأواني الزجاجية المضغوطة وما يماثلها بضغط الزجاج المنصهر في آلات كابسة .

• الصب والسحب

وهذه هي الطريقة المستخدمة في صناعة التماثيل الزجاجية، وألواح الزجاج التي تجدها في نوافذك ، تصنع بسحب الخليط المنصهر رأساً من فوهة الفرن .

ولانتاج النوع السلكي ، تغرس شبكة سلكية في اللوح نصف المنصهر اثناء عملية السحب .

الزجاج المسطح

ويعرف تجارياً بالزجاج المسطح اللامع . فيسحب الشريط من الزجاج افقياً بين أسطوانات تبرد بالماء وتفصلها مسافة هي التي تحدد سمكه ، ثم يُصنفر ويُلمع .

وقد تجري عملية تطييع أو سقي لإعطاء اللوح متانة إضافية ولمنع تطايره على شكل شظايا حادة .

مما يتكون الزجاج

البللور المستخدم في النوافذ عبارة عن خليط من عدة مواد تغلب فيها السليكا والصودا والحجر الجيري وهي تنصر معاً إذا سُخنت لدرجة عالية ( حوالي 1300 الى 1600 درجة مئوية ) لتكوّينه .

وفيما يلي بعض المواد الخام الرئيسية المستخدمة في صنعه ونسبها المئوية :

• الرمل حوالي 70%

يتكون الرمل من السليكا التي تقدم المادة الزجاجية وتستخدم مواد زجاجية أخرى من أنواع خاصة .

وعلى سبيل المثال يحلّ حامض البوريك محل جزء من السليكا في الزجاج المقاوم للحرارة الذي يستخدم في صناعة أواني الأفران .

• الصودا حوالي 15%

الصودا هي كربونات الصوديوم التي تسهّل صب الكتلة السليسية وذلك بخفض نقطة انصهارها .

وهناك مساعدات صهر أخرى تستخدم لخفض نقطة انصهار الخليط مثل كربونات البوتاسيوم .

وغالباً ما تضاف قطع زجاج مكسور تسمى نفاية .

والاسم الكيميائي الحجر الجيري هو كربونات الكالسيوم ، وبدونه يكون الزجاج الذي يتكون حينئذ من السيليكا والصودا أو البوتاس فقط قابلاً للذوبان في الماء الساخن .

ويسمى الزجاج الخالي من الكالسيوم بالزجاج المائي ويستخدم في حفظ البيض .

• الحجر الجيري حوالي 10%

هناك مواد اخرة تُكسب الزجاج خواص معينة حسب الغرض الذي تُضاف من أجله .

وقد تكون هذه الإضافات اكاسيد فلزية تساعد على إزالة الشوائب مثل الحديد الذي يلوّنه .

• مواد إضافية حوالي 5%

قد يكون الهدف من هذه الإضافات الأخرى إنتاج زجاج ملوّن .

المصدر

جميع حقوق الملكية الفكرية والنشر محفوظة لموقع غدق www.ghadk.com

“يمنع منعاً باتاً نقل أو نسخ هذا المحتوى تحت طائلة المسائلة القانونية والفكرية”

يمكنكم دعم الموقع عن طريق الاشتراك في صفحة الفيس بوك Facebook وحساب الانستغرام  Instagram وحساب تويتر Twitter

للتواصل والاستفسار والدعم التواصل على البريد التالي : ghadak.site@gmail.com