ما هو الزجاج المصنوع وما هي مكوناته وهي مادة صلبة غير عضوية وهي شفافة أو شبه شفافة وسهلة الكسر، وغير منفذة للمواد الطبيعية، وعلى الرغم من استخدامها منذ القدم، إلا أنها مهمة لأنها تستخدم في العديد من المجالات، مثل الأدوات، والمباني، أدوات الاتصال السلكية والأواني المنزلية، لذلك نجيب بالتعبير عن ماهية صناعة الزجاج.
ما هو الزجاج المصنوع
صنع الإنسان الزجاج منذ آلاف السنين. تشير المخطوطات التاريخية إلى وجود أدوات زجاجية كان يستخدمها الإنسان منذ أكثر من ألفي عام قبل الميلاد في القطع الزخرفية والأواني الزجاجية المنزلية وقطع الزينة.
إنه سائل بلوري صلب بدرجة الحرارة الباردة، سائل ذو درجة حرارة عالية وهو هش وشفاف وعديم اللون وشبه أو معتم بناءً على مكوناته.
يوجد الزجاج في المواد البركانية وفي الطبيعة، وله قدرة فائقة على مكافحة المواد الكيميائية، باستثناء المصاهر القلوية وحمض الفلوريديك. كما أن للمياه تأثير كبير عليها إذا تلامست لفترة طويلة، كما هو الحال مع المواد المصنعة من النيازك.
أما عن إجابة سؤال ماهو الزجاج نذكرها بالتفصيل من خلال النقاط التالية
- الفلسبار يستخدم لما له من مزايا رخيصة الثمن ونقاوة وقدرة على الذوبان بسرعات عالية.
- السليكات أو الرمل حمض السليكون مادة رئيسية في صناعة الزجاج العادي، وهو مأخوذ من الرمل.
- يضاف الدولوميت والجير أكسيد الكالسيوم لرفع قساوة الزجاج.
- مركبات الصوديوم يقلل أكسيد الصوديوم من درجة الانصهار وبالتالي تكوين الزجاج.
- البورق يحتوي على البورون وأكسيد الصوديوم ويتميز بقدرته على الذوبان وتقليل عوامل تمدد الزجاج.
- المواد التركيبية معجلات الشفافية والاندماج، والملونات.
يُصنع الزجاج عن طريق صهر بعض المعادن في درجات حرارة عالية، حيث يذوب السيليكا مع الحجر الجيري ورماد الصودا عند درجة حرارة 1700 مئوية. المنتجات الأخرى، يختلف تكوين الزجاج ووقت تبريده حسب الغرض منه.
مكونات الزجاج
بينما نناقش ماهية الزجاج، نذكر المكونات الموجودة في الزجاج وتساهم في تكوينه، من خلال الفقرات التالية
1- مكون المشكلة
تعتبر مشاكل الجسم الزجاجي مكونًا أساسيًا في تكوين الزجاج. يتم استخدامها في معظم أنواع الزجاج وهي السيليكا، والتي يصعب تذويبها بسهولة لأنها تحتوي على درجة انصهار عالية.
يمكن أيضًا إضافة مكواة اللحام لتقليل درجة حرارة الانصهار. تشمل المشاكل الأخرى نقاط الانصهار المنخفضة، مثل خامس أكسيد الفوسفور وأكسيد البوريك، اللذان يذوبان بسهولة.
2- فتيل اللحام
تحتوي معظم زجاجات السيليكا على مادة تذوب إضافية للحام، ويمكن أن تذوب عند درجة حرارة أقل بكثير من 800 إلى 900 درجة مئوية، ويشمل الذوبان الرئيسي البوتاس والصودا والليثيوم.
في الغالب يضاف مصهور اللحام لأنه مادة كربونية وبالتالي يتم دفع ثاني أكسيد الكربون من خلال التسخين. زجاج لحام السيليكا له صلابة رديئة وهو قابل للذوبان في الماء في الغالب.
3- مثبتات المكونات
يتم إضافة المثبتات إلى الزجاج لجعله أقوى وأقوى، ومن أبرز أنواع المثبتات الجير. ويشمل أيضًا المغنيسيا والليثارج والباريا. بعضها مصنوع من أشهر الزجاج بكميات كبيرة في العصور القديمة والحديثة على أساس السيليكا كما هو الحال مع مشاكل الزجاج مثل المصاهر والصودا والجير مثل ما هو موجود في المثبتات، هو نوع من الزجاج الذي يستخدم في صناعة الزجاج والنوافذ والمصباح والجرار.
مراحل صنع الزجاج
من خلال عرض لما يصنع الزجاج نذكر مراحل تصنيعه بالتفصيل من خلال الفقرات التالية
1- مرحلة الانصهار
هنا، يتم الحصول على المواد الخام على شكل حبيبات أو مسحوق، ثم يتم خلطها معًا بنسب محددة، ثم يتم إدخالها في أفران خاصة، مثل المغسلة والفرن الدوراني.
2- مرحلة التكوين
يبرد الزجاج المصهور ببطء ويتشكل خلال فترة زمنية قصيرة عن طريق التشكيل الميكانيكي أو اليدوي.
3- التبريد أو التقسية
بعد أن يتحول الزجاج إلى مادة صلبة بدلاً من العجين، يجب تبريد نتيجة الزجاج ببطء لتجنب التشقق أو التشقق، مع الابتعاد عن وجود نقاط ضعف في الأدوات الزجاجية التي تم تشكيلها، وذلك بوضع الأواني الزجاجية في التبريد. الفرن عند درجة حرارة تتراوح من 400 إلى 600، وتركه لفترة من الوقت يتم تبريده بشكل كافٍ حتى يصل إلى درجة الحرارة العالية.
4- مرحلة التشطيب
هنا يتم تنظيف الأواني الزجاجية، ثم وزنها، وتقطيعها وفرزها.
أنواع الزجاج
بمناقشة ماهية الزجاج، نذكر أنواعه المختلفة المصنوعة بطرق مختلفة، وذلك من خلال الفقرات التالية
1- زجاج مصفح
يُعرف باسم زجاج الأمان ويستخدم لمنع الاصطدام بأي جسم طائر. وهي مصنوعة من عدة طبقات من الزجاج المسطح مع طبقة من البلاستيك المطاطي بين الطبقات.
اكتشفه العالم الفرنسي بنديكتوس عندما ألقى بطريق الخطأ قطعة من الزجاج تحتوي على مادة الكولوديون المستخدمة في التصوير الفوتوغرافي وتضميد الجروح. أبقتهم بالقرب من بعضهم البعض.
بعد ذلك، قرأ ذلك العالم أن نسبة كبيرة من الإصابات ناتجة عن شظايا متطايرة للزجاج الأمامي للسيارات أثناء الاصطدامات، حيث كانت السيارات في عصره حديثة في العالم، وبعد تذكر المادة الكوليكية وخطئها، وجد العلاج بمظهر زجاج آمن لا ينكسر أو ينكسر.
2- بورسلين
هو عبارة عن سيراميك زجاجي وله قدرة عالية على تحمل درجات الحرارة العالية، ويتم تحضيره عن طريق تسخين الزجاج، وبالتالي تنظيم الذرات لتكون على شكل بلورات تتميز بقدرتها على تحمل التأثيرات الكيميائية والتغيرات المفاجئة في درجات الحرارة أثناء تحملها لارتفاع درجات الحرارة.
يستخدم هذا النوع من الزجاج في صناعة الأدوات الكيميائية الإلكترونية وأواني الطبخ المقاومة للحرارة.
3- زجاج مقاوم للرصاص
يُعرف بالزجاج السميك المصنوع من عدة طبقات من الدروع التي يمكنها صد الرصاص الثقيل وصد الرصاص. كما تستخدم في صناعة زجاج الدبابات والطائرات الحربية.
4- الفيبرجلاس
وهي قضبان زجاجية دقيقة مجمعة على غرار كتل الصوف، وتستخدم في العزل الكهربائي والحراري وفي صناعة ملابس رجال الإطفاء وكذلك في صناعة الستائر وأجسام السيارات.
5- أنواع أخرى من الزجاج
فيما يتعلق بعرض لما يصنعه الزجاج، نذكر أنواعه الأخرى من خلال النقاط التالية
- العبوات الزجاجية تستخدم في صناعة عبوات الأغذية والأدوية والمشروبات الغازية ومستحضرات التجميل.
- الزجاج المسطح يصنع منه بعض أنواع النوافذ والأثاث.
- زجاج أوبال يحتوي على جزيئات صغيرة من الفلورايد تشتت أي ضوء يمر من خلاله، وبالتالي يأخذ الزجاج لون الحليب.
- الزجاج الفوم يستخدم كعازل للحرارة في مجالات التدفئة المركزية وتكييف الهواء.
- يشتمل الزجاج المقاوم للحرارة على نسب كبيرة من السيليكا والبوريك، بالإضافة إلى العديد من الطبقات المصفحة التي تفصلها الطبقات البلاستيكية، ويستخدم في التصنيع بعد الأواني الزجاجية للطهي.
- زجاج غير مرئي الكاميرات وعدسات النظارات مصنوعة منه.
- زجاج الليزر يستخدم في البصريات لاحتوائه على مواد فلورية تنبعث منها ضوء شديد يعرف باسم الليزر.
يتكون الزجاج من العديد من المواد بدرجات حرارة معينة حتى يتشكل في الأشياء التي يريد صنعها ؛ لأنه دخل العديد من الصناعات في جميع مجالات الحياة.