ديد کلي
شيشه از نظر ساختمان مولکولي در حالت جامد آرايش مولکولي نامنظم دارد. در درجه حرارت‌هاي بالا ، شيشه مثل هر مايع ديگري رفتار مي‌کند. اما با کاهش دما ، گرانروي آن بطور غير عادي افزايش مي‌يابد و باعث مي‌شود مولکول‌ها نتوانند در آرايشي که لازمه کريستال شدن است، قرار گيرند. به اين ترتيب شيشه از نظر ساختمان مولکولي مانند مايعات نامنظم است، ولي اين ساختمان غير منظم ، ديگر متحرک نيست.
شيشه جسمي سخت است که سختي آن در حدود 8 مي‌باشد و همه اجسام بجز الماسه‌ها را خط مي‌اندازد. وزن مخصوص شيشه 2.5 گرم بر سانتيمتر مکعب بوده و بسيار تُرد و شکننده است. شيشه در مقابل تمام مواد شيميايي حتي اسيدهاي قوي و بازها مقاومت کرده و تحت تاثير خورندگي واقع نمي‌شود، به همين علت ظرف آزمايشگاهي را از شيشه مي‌سازند. فقط اسيد فلوئوريدريک (HF) بر آن اثر داشته و شيشه را در خود حل مي‌نمايد.
تاريخچه
شيشه گري ، يکي از قديميترين حرفه‌هايي است که بشر بدان اشتغال داشته است. مصري‌ها سازنده اولين اشياي شيشه‌اي بوده‌اند که ظروف بدست آمده از حفاريهاي مصر قدمت 5000 ساله دارد. روميان نيز در فن شيشه گري مهارت داشته‌اند و در اين صنعت از سايرين پيشرفته‌تر بودند. رونق شيشه سازي در نخستين ادوار تاريخ اسلامي صورت گرفته است، زيرا هنري بود که در مساجد و زيارتگاه‌ها و تزئينات مذهبي جلوه خاصي داشته و مورد استفاده قرار مي‌گرفت.
در ايران نيز ساختن شيشه قدمت چند هزار ساله دارد. و نخستين واحد ماشيني توليد شيشه ساختماني در ايران در سال 1340 شروع بکار کرد.
ترکيبات سازنده شيشه
اجزاي اصلي تشکيل دهنده شيشه
با نگاه به جدول عناصر ، کمتر عنصري را مي‌توان يافت که از آن شيشه بدست نيايد، ولي سه ماده کربنات دو سود ، سنگ آهک و سيليس ، مواد اصلي تشکيل دهنده شيشه مي‌باشند. مواد شيشه ساز مورد تاييد موسسه استاندارد و تحقيقات صنعتي ايران عبارتند از سيليس (SiO2) ، دي‌اکسيد بور (B2O3) ، پنتا اکسيد فسفر (P2O5) که از هر کدام بتنهايي مي‌توان شيشه تهيه نمود.
گدازآورها
کربنات سديم (Na2CO3) ، کربنات پتاسيم (K2CO3) و خرده شيشه ، سيليکات سديم و پتاسيم (Na2SiO3 , K2SiO3) که حاصل ترکيب سيليس با گدازآورها مي‌باشند، در آب حل مي‌شوند و از شفافيت شيشه به تدريج کم مي‌کنند. به همين علت است که اغلب شيشه‌هاي مصرف شده در گلخانه پس از چند سال کدر مي‌شوند و نور از آنها بخوبي عبور نمي‌نمايد.
تثبيت کننده‌ها
براي آنکه مقاومت شيشه را در مقابل آب و هوا ثابت کنيم، بايد اکسيدهاي دو ظرفيتي باريم ، سرب ، کلسيم ، منيزيم و روي به مخلوط اضافه کنيم که به اين عناصر ، ثابت کننده مي‌گويند.
تصفيه کننده‌ها
موجب کاستن حباب هواي موجود در شيشه مي‌شوند و بر دو نوعند:
1. فيزيکي: سولفات سديم (Na2SO4) ، کلرات سديم (NaClO3). با ايجاد حباب‌هاي بزرگ حباب‌هاي کوچک را جذب و از شيشه مذاب خارج مي‌کنند.
2. شيميايي: املاح آرسنيک و آنتيموان ترکيباتي ايجاد مي‌کنند که حباب‌هاي کوچک داخل شيشه را از بين مي‌برند.
تا اينجا به موادي اشاره کرديم که عدم وجودشان ، در مواد اوليه باعث از بين رفتن مرغوبيت کالا مي‌شد. حال به چند ماده ديگر که به نوعي در توليد شيشه سهيم هستند، اشاره مي‌کنيم.
افزودنيها
1. استفاده از بوراکس به جاي اکسيد و کربنات سديم (گدازآور) که در اثر حرارت به Na2O و B2O3 تجزيه مي‌شود و در واقع بجاي هر دو ماده عمل مي‌کند.
2. استفاده از نيترات سديم NaNo3براي از بين بردن رنگ سبز شيشه (ناشي از اکسيد آهن که همراه مواد ديگر وارد کوره مي‌شود).
3. استفاده از اکسيد منگنز که باعث مقاومت بيشتر در مقابل عوامل جوي و شفاف‌تر شدن شيشه مي‌شود.
4. استفاده از اکسيد سرب PH3O4 , PbO به جاي CaO براي ساختن شيشه‌هاي مرغوب بلور و کريستال که باعث درخشندگي شيشه مي‌شوند.
5. براي ساختن کريستال مرغوب از اکسيد نقره استفاده مي‌کنند.
6. استفاده از فلدسپار که باعث مقاومت بهتر در مقابل مواد شيميايي مي‌شود.
7. براي اينکه شيشه در برابر اسيد فلوئوريدريک هم مقاوم باشد، ترکيباتي از فسفات به آن مي‌افزايند.
8. استفاده از خرده شيشه که به ذوب مواد سرعت بيشتري مي‌دهد.
9. استفاده از اکسيد فلزات براي تهيه شيشه‌هاي رنگي.
10. اکسيد سزيم براي جذب اشعه زير قرمز و اکسيد بر براي ازدياد مقاومت حرارتي مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
دو نمونه از عناصر تشکيل دهنده که عموميت بيشتري دارند، در زير ذکر مي‌گردد.
* ترکيبات(1): اکسيد سيليسيم (SiO2) در حدود 74 تا 80 درصد و بقيه شامل پراکسيد سديم (NaO2) تا 15 درصد و اکسيد کلسيم 7 تا 12 درصد اکسيد منيزيم 2 تا 4 درصد و 2 درصد هم عناصر ديگر مانند Fe2O3 - MnO - Al2O3 - TiP2 - SiO3.
* ترکيبات (2): اکسيد سيليسيم (SiO2) در حدود 73 درصد ، اکسيد سديم 15 درصد ، اکسيد کلسيم 5.55 درصد ، اکسيد منيزيم 3.6 درصد ، اکسيد آلومينيوم 1.5 درصد ، اکسيد بور (B2O3) و اکسيد پتاسيم( K2O) هر کدام 0.4 درصد ، اکسيد آهن (Fe2O3) و اکسيد سيليسيم 6 ظرفيتي SiO3 هر کدام 0.3 درصد.
علاوه بر مواد فوق هميشه مقداري خرده شيشه نيز با اين مواد وارد کوره مي‌گردد.
انواع شيشه و کاربرد آنها
شيشه به اشکال مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در ساخت لوازم تزييني مانند گل ، تابلو و غيره در ساختن ظروف آزمايشگاهي و يا ظروف آشپزخانه مانند ليوان ، بطري و غيره و بالاخره در ساختن شيشه‌هاي مسطح که در دو نوع ساده و مشجر عرضه مي‌گردد و مصارف مختلفي دارد که عمده ترين کاربرد آن به عنوان در و پنجره در کارهاي ساختماني است که به شکلهاي مختلف اعم از شيشه‌هاي شفاف ، نيمه شفاف و رنگي ، جاذب حرارت ، ايمني ، دوجداره ، سکوريت و... وجود دارد.
همچنين در آينه سازي ، صنايع نشکن ، صنايع يخچال سازي ، ميزهاي شيشه‌اي ، انواع شيشه روميزي و تيغه کاري ساختمان کاربرد دارد.
شيشه رنگي
به دو طريق مي‌توان شيشه رنگي بدست آورد.
1. با افزودن و کم کردن بعضي مواد شيميايي در مصالح اوليه تهيه شيشه. براي نمونه اکسيدهاي مسي به شيشه رنگهاي مختلف قرمز مي‌دهد و رنگ آبي پر رنگ بوسيله اکسيد کبالت بدست مي‌آيد. رنگ زرد با افزودن مقداري اکسيد اورانيوم و کادميوم حاصل مي گردد.
2. شيشه سفيد را در شيشه مذاب رنگي فرو مي‌کنند تا دو روي آن رنگي شود. شيشه‌هاي رنگي در ويترين مغازه‌ها ، نمايشگاهها ، آزمايشگاهها و ساختمانهاي صنعتي بکار مي‌روند.
شيشه ضد آتش (پيرکس)
همراه مواد اوليه اين شيشه‌ها در مقابل حرارت ، مقاومت زيادي دارند، مقدار زيادي اکسيد بوريک بکار مي‌رود و سيليس آنها از انواع شيشه‌هاي معمولي بيشتر است. معمولا از آنها به عنوان ظروف آزمايشگاه و آشپزخانه و يا در جلوي بخاري‌هاي ديواري و اجاقها استفاده مي‌نمايد.
شيشه مسطح
اين نوع شيشه را با اضافه نمودن توري فلزي در ميان شيشه مي‌سازند و بيشتر براي درهاي ورودي ، کارگاهها ، موتورخانه‌ها ، آسانسورها و هر جايي که خطر شکستن و فروريختن شيشه وجود دارد، استفاده مي‌نمايند.
شيشه دوجداره (مضاعف)
اين نوع شيشه‌ها ، از دو لايه ساده و گاهي رنگي که به موازات يکديگر قرار گرفته‌اند و لبه‌ها يا درزهاي آنها هوابندي شده است و فضاي بين آنها با مواد خشک کننده‌اي مانند سيليکاژل ، پُر و يا در بعضي از موارد بين دو لايه ، خلاء ايجاد مي‌شود. اين نوع شيشه که عايق گرما ، سرما و صداست، در بسياري از ساختمانها مانند فرودگاهها ، هتل‌ها و بيمارستانها بکار مي‌رود.
شيشه سکوريت
در اين حالت ، شيشه مجددا تا حدود 700 درجه سانتي‌گراد حرارت داده و بعد بطور ناگهاني و تحت شرايط خاص و کنترل شده‌اي سرد مي‌شود. اين عمل باعث افزايش مقاومت شيشه (حدود 3 الي 5 برابر) در مقابل ضربه و نيز شوکهاي حرارتي مي‌گردد. اين شيشه‌ها در صورت شکستن ، به ذرات ريز و مکعب شکل تقسيم مي‌شوند که آسيب رسان نيستند. از اين نوع شيشه در ويترين فروشگاهها ، درهاي شيشه‌اي و پنجره‌هاي جانبي اتومبيلها استفاده مي‌گردد.
شيشه نشکن
اين نوع شيشه‌ها شامل دو يا چند لايه شيشه‌اند که بوسيله ورقه‌هايي از نايلون شفاف تحت حرارت و فشار به هم متصل مي‌شوند. همچنين بعضي از انواع شيشه‌هاي طلق‌دار به عنوان عايق صوتي ، جاذب حرارت ، کاهنده شفافيت و شيشه ايمني بکار برده مي‌شوند. وقتي که اين شيشه‌ها مي‌شکنند، خاصيت کشساني نايلون مانع از پخش و پراکندگي ذرات شيشه مي‌گردد.
از جمله کاربردهاي اين نوع شيشه‌ها در خودروها و ويترين مغازه‌هايي که اشياء گرانقيمت مي‌فروشند استفاده مي‌گردد. ممکن است شيشه نشکن را از جنس شيشه سکوريت بسازند.
شيشه ضد گلوله
از چند لايه شيشه سکوريت و يا نشکن ، شيشه ضد گلوله مي‌سازند. در هنگام وارد شدن گلوله به داخل شيشه ، از نيروي آن کاسته و در ميان شيشه متوقف مي‌گردد.
شيشه انعکاسي (بازتابنده)
در اين نوع شيشه‌ها ، يک سطح شيشه با يک پوشش منعکس کننده نور و حرارت از جنس فلز يا اکسيد فلزي داراي اين خاصيت پوشانده مي‌شود. اين نوع شيشه‌ها ، نور خورشيد را منعکس مي‌کنند و در کاهش حرارت و درخشندگي نور موثر هستند. اگر در روشنايي روز از بيرون به شيشه انعکاسي نگاه کنيم مشاهده مي‌کينم که تصاوير اطراف را مانند آينه باز مي‌تاباند و اگر از داخل به بيرون نگاه کنيم، شيشه کاملا شفاف خواهد بود. شبها پديده مذکور برعکس است. يعني شيشه از خارج شفاف و از داخل مانند آينه است. اين شيشه با منعکس نور خورشيد ، حرارت ناشي از تابش نور خورشيد را بطور قابل ملاحظه‌اي کاهش مي‌دهد و در نتيجه ، باعث صرفه جويي در هزينه‌هاي احداث ، راه اندازي و نگهداري سيستمهاي تهويه و تبديل مي‌شود.
منبع: http://atwis.com/خ