ما هو الزجاج المصنوع؟
صنع الإنسان الزجاج منذ آلاف السنين تشير المخطوطات التاريخية إلى وجود أدوات زجاجية استخدمها البشر لأكثر من ألفي عام قبل الميلاد في العناصر الزخرفية والزجاج المنزلي وأشياء الزينة.
إنه سائل بلوري صلب بارد ، ذو درجة حرارة عالية ، وهو شفاف هش ، عديم اللون ، شبه شفاف ، أو معتم بناءً على مكوناته.
يوجد الزجاج في المواد البركانية وفي الطبيعة وله قدرة ممتازة على محاربة المواد الكيميائية باستثناء المصاهر القلوية وحمض الهيدروفلوريك ، كما أن الماء له تأثير كبير عليه إذا لامست لفترة طويلة مثل المواد المصنوعة من النيازك.
عندما يتعلق الأمر بالإجابة على السؤال ، ما هو الزجاج المصنوع؟ نذكرها بالتفصيل من خلال النقاط التالية:
- الفلسبار: يستخدم لما يتمتع به من مزايا رخيصة ونقاء وقدرة على الذوبان بسرعات عالية.
- السيليكات أو الرمل: حمض السيليك هو المادة الرئيسية في إنتاج الزجاج العادي ويتم الحصول عليه من الرمل.
- يضاف الدولوميت وأكسيد الكالسيوم الجير لزيادة تصلب الزجاج.
- مركبات الصوديوم: أكسيد الصوديوم يخفض نقطة الانصهار وبالتالي تكون الزجاج.
- البورق: يحتوي على البورون وأكسيد الصوديوم ويتميز بقدرته على الذوبان وتقليل عوامل تمدد الزجاج.
- المواد التركيبية: معجلات الشفافية والاندماج والأصباغ.
يُصنع الزجاج عن طريق صهر بعض المعادن في درجات حرارة عالية ، حيث تندمج السيليكا مع الحجر الجيري وكربونات الصوديوم عند 1700 درجة مئوية. تختلف المنتجات الأخرى وتكوين الزجاج ووقت التبريد حسب الغرض.
مكونات الزجاج
أثناء مناقشة ماهية الزجاج ، سنذكر من خلال الفقرات التالية المكونات الموجودة في الزجاج والتي تساهم في تكوينه:
1- مجلد المشكلة
المادة الزجاجية هي عنصر أساسي في صناعة الزجاج ، وتستخدم في معظم أنواع الزجاج ، وهي السيليكا التي يصعب تذويبها بسهولة بسبب درجة انصهارها العالية.
كما يمكن إضافة حديد اللحام لخفض درجة الانصهار ، ومن المشاكل الأخرى انخفاض نقاط الانصهار مثل: أكسيد الفوسفور وأكسيد البورون اللذان يذوبان بسهولة.
2- فتيل اللحام
تحتوي معظم زجاجات السيليكا على مادة ذوبان إضافية للحام ويمكن صهرها عند درجة حرارة أقل بكثير من 800-900 درجة مئوية ، ويحتوي الذوبان الرئيسي على البوتاس والصوديوم والليثيوم.
يضاف صهر اللحام عادة لأنه مادة كربونية ويتم دفع ثاني أكسيد الكربون عن طريق التسخين.زجاج اللحام السيليسي له صلابة ضعيفة وهو قابل للذوبان في الماء في الغالب.
3- مثبتات المكونات
يتم إضافة المثبتات إلى الزجاج لجعله أقوى وأقوى ، ومن أبرز أنواع المثبتات الجير. وهذا يشمل أيضًا المغنيسيا والليثارج والباريوم. بعضها مصنوع من أشهر الزجاج بكميات كبيرة في العصور القديمة والحديثة على أساس السيليكا ، كما هو الحال في مشاكل الزجاج مثل المصاهر والصودا ، والجير الذي يوجد في المثبتات ، وهو أحد أنواع الزجاج المستخدم في صناعة الزجاج والنوافذ والمصابيح والنظارات.
مراحل إنتاج الزجاج
من خلال عرض ما يصنع الزجاج نذكر بالتفصيل مراحل إنتاجه من خلال الفقرات التالية:
1- مرحلة الانصهار
هنا يتم الحصول على المواد الخام على شكل حبيبات أو مسحوق ، ثم يتم خلطها بنسب محددة ثم وضعها في أفران خاصة مثل: المغسلة وفرن التعليب.
2- مرحلة التشكيل
يتم تبريد الزجاج المصهور ببطء وتشكيله في وقت قصير عن طريق التشكيل الميكانيكي أو اليدوي.
3- التبريد أو التقسية
بعد أن يتحول الزجاج إلى كتلة صلبة بدلاً من عجينة ، يجب تبريد الزجاج الناتج ببطء لتجنب التشقق أو التصدع ، وفي نفس الوقت لمنع وجود نقاط ضعف في الأدوات الزجاجية التي تشكلت ، وذلك بوضع الزجاج فيها. فرن تبريد عند درجة حرارة تتراوح بين 400 إلى 600 درجة مئوية ويترك لفترة من الوقت. ثم يتم إجراء التبريد الكافي حتى يصل إلى درجة حرارة عالية.
4- مرحلة التشطيب
هنا يتم تنظيف الزجاج ثم وزنه وقصه وفرزه.
أنواع الزجاج
أثناء مناقشة ماهية الزجاج ، نذكر أنواعه المختلفة ، والتي يتم تصنيعها بطرق مختلفة ، من خلال الفقرات التالية:
1- زجاج مصفح
يعرف بزجاج الأمان ويستخدم لمنع الاصطدام بأي جسم طائر ، وهو مصنوع من عدة طبقات من الزجاج المسطح مع طبقة من البلاستيك المطاطي بين الطبقات.
اكتشفه العالم الفرنسي بنديكتوس عندما أسقط عن طريق الخطأ قطعة زجاج تحتوي على مادة الكولوديون المستخدمة في التصوير الفوتوغرافي وتضميد الجروح وحلها لتسقط من الرف العلوي إلى الأرض ، ممسكًا بها بالقرب منه.
ثم قرأ ذلك العالم أن نسبة كبيرة من الإصابات نتجت عن شظايا تطايرت من الزجاج الأمامي للسيارات في حوادث التصادم ، حيث كانت السيارات جديدة على العالم في عصره ، وبعد أن تذكر مادة الكوليرا وخطئه وجد تصلب بسبب الكوليرا. لن ينكسر مظهر زجاج الأمان الذي لا ينكسر.
2- بورسلين
وهو عبارة عن سيراميك زجاجي وله قدرة عالية على تحمل درجات الحرارة المرتفعة ويتم تحضيره بتسخين الزجاج الذي ينظم الذرات لتكون على شكل بلورات تتميز بقدرتها على تحمل التأثيرات الكيميائية والتغيرات المفاجئة في درجات الحرارة ، مع تحمل درجات حرارة عالية.
يستخدم هذا النوع من الزجاج في صناعة الأدوات الكيميائية الإلكترونية وأدوات المطبخ المقاومة للحرارة.
3- زجاج مضاد للرصاص
يُعرف بالزجاج القوي المصنوع من طبقات عديدة من الدروع القادرة على صد الرصاص الثقيل وصد الرصاص ، كما يستخدم في إنتاج الزجاج للدبابات والطائرات الحربية.
4- الفيبرجلاس
وهي عبارة عن 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 ما 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 الضوء العابر ، مما يعطي الزجاج لونًا حليبيًا.
- الزجاج الرغوي: يستخدم كعازل حراري في التدفئة المركزية ومناطق التكييف.
- يحتوي الزجاج المقاوم للصهر على نسب كبيرة من السيليكا والبوريت ، بالإضافة إلى العديد من الطبقات المصفحة التي تفصل طبقات البلاستيك ، ويستخدم في إنتاج الزجاج بعد الطهي.
- 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 لصنع الأشياء التي يريد صنعها ؛ لأنه دخل العديد من الصناعات في جميع مناحي الحياة.