مراحل صناعة الزجاج

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٧:٤٣ ، ٤ ديسمبر ٢٠١٩
مراحل صناعة الزجاج

الزجاج

الزجاج مصنوع من الرمال السائلة، وهو مادة سهلة الكسر، وتتكون من تسخين الرمال ليتحول لسائل، ويوجد الزجاج في جميع استخداماتنا الحياتية، سواء النوافذ أو الأواني أو مرآة المنزل أو المصابيح، ويعد أحد أقدم المواد التي صنعها الإنسان في التاريخ، كما أنه سائل مجمد إذ لا يكون على صورته الجامدة أثناء التصنيع، وبغض النظر أنه مادة شفافة وغير مكلفة ورخيصة التصنيع، بالإضافة إلى أن الزجاج مادة خاملة كيميائيًا،إذ إنها لا تتفاعل مع المواد التي توضع بداخلها، إلى جانب أنه يمكن إعادة تدويرها عدة مرات.[١]


مراحل صناعة الزجاج

صناعة الزجاج هي عملية قديمة الأزل، ويعود تاريخها إلى ما قبل 2500 قبل الميلاد، ويستخدم الزجاج سواء بالمجالات التجارية أو المنزلية، وتوجد عدة أنواع منه، وأكثر عمليات تصنيع الزجاج شيوعًا تكون بالفرن، وفيما يأتي توضيح عملها:[٢]

  • تجهيز رمل السيليكا: ويسمى أيضًا رمل الكوارتز، ويعدّ العنصر الرئيسي في صناعة الزجاج، يجب أن يكون الرمل خالٍ من الشوائب الحديدية للحصول على زجاج شفاف، ويؤدي وجود الشوائب إلى ظهور الزجاج باللون الأخضر.
  • إضافة كربونات الصوديوم وأكسيد الكالسيوم إلى الرمل: إذ تخفض كربونات الصوديوم درجة الحرارة اللازمة لصنع الزجاج التجاري، ويمكن إضافة المغنيسيوم أو الألمنيون لجعل الزجاج أكثر متانةً.
  • إضافة مواد كيميائية أخرى: مثل؛ أكسيد الرصاص، وأبرز ما يميز إضافته أنه يوفر اللمعة والنعومة في الأواني الكريستالية، ويمكن إضافة أكسيد اللانثانم لصنع عدسات النظارات، ويُلون الزجاج بإضافة شوائب الحديد إذ يعطي اللون الأخضر، ويمكن إضافة مركبات الكبريت لتعطي اللون الأصفر أو البني.
  • صهر الخليط: عن طريق وضع الخليط في وعاء مقاوم للحرارة، ويجب أن يكون الوعاء قادر على تحمل درجات الحرارة المرتفعة، إذ يذوب الزجاج على درجات حرارة تتراوح بين 1500 و2500 درجة مئوية.
  • وضغ الخليط في الفرن: يُحرك الخليط ثم تُضاف المواد الكيميائية، مثل؛ كبريتات الصوديوم أو كلوريد الصوديوم أو أكسيد الأنتيمون؛ لإزالة الفقاعات من الزجاج.
  • سكب الزجاج المصهور: يسكب الخليط في قالب ليبرد لدرجة حرارة من 750-1000 درجة فهرنهايت، وتختلف درجة الحرارة بناءً على التركيب الذي صُنع الزجاج منه، ثم يُنفخ في أنبوب لتشكيل الزجاج من خلال دخول الهواء داخل الخليط.
  • تبريد الزجاج في الفرن ببطء: يُبرد الزجاج بعد عملية تشكيل الزجاج للشكل المطلوب؛ لإزالة النقاط البارزة غير المرغوبة، ثم طلاء الزجاج أو تصفيحه لتحسين قوته ومتانته، ويمكن تبريد الزجاج بالإخماد.


خواص الزجاج

توجد عدة خواص للزجاج، وفيما يأتي ذكرها:[٣]

  • الصلابة والهشاشة: يعد الزجاج مادةً صلبةً، إذ له درجة مقاومة ضد الوزن الواقع عليه لدرجة معينة، ويعدّ في نفس الوقت هشًا، إذ يتكسر مباشرة في حال كان الوزن الواقع عليه كبير.
  • مقاومة الطقس: يعدّ الزجاج مادةً مقاومةً للطقس، إذ يملك القدرة على مقاومة المطر، والشمس والرياح، بالإضافة إلى أنه يملك القدرة على امتصاص الضوء وانعكاسه وانكساره.
  • العزل: تمتلك بعض أنواع الزجاج القدرة على عزل الحرارة والكهرباء والإشعاع الكهرومغناطيسي، ومنه من يتمكن من عزل الصوت.
  • المقاومة الكيميائية: ما يميز الزجاج أنه لا يتفاعل مع المواد الكيميائية في ظروف البيئة المختلفة، مثل؛ محاليل القلويات غير العضوية والأحماض، مثل؛ الأمونيا وحمض الكبريتيك.
  • التلوين والتشكيل: يمكن أن يرسم على الزجاج وتشكيله لأي لون ولأي شكل.
  • الشفافية: تُعدّ إحدى أهم خواص الزجاج الواضحة، ويمكن تعديل الزجاج مع وجود التكنولوجيا ليصبح غير شفاف.
  • مقاومة الحريق: يمكن إنتاج نوع من الزجاج مقاوم للحرارة حتى 120 دقيقةً، ويكون ذلك بمساعدة مواد هلامية شفافة.


مكونات الزجاج

تُضاف بعض المواد الخام في صناعة الزجاج ليصبح أكثر جودة أو لتغيير لونه، وفيما يأتي ذكرها:[٤]

  • رمل السيليكا.
  • أكسيد الصوديوم المستخرج من رماد الصودا.
  • أكسيد الكالسيوم المستخرج من الحجر الجيري.
  • الدولوميت.
  • الفلسبار.
  • أكاسيد النيكل والكوبالت لإعطاء زجاج ملون رمادي.
  • أكسيد السيلينيوم لإعطاء زجاج برونزي ملون.
  • أكاسيد من الحديد موجودة في رمل السيليكا لإعطاء زجاج ملون أخضر.
  • أكاسيد الكوبالت لإعطاء زجاج ملون أزرق.


أنواع الزجاج

توجد الكثير من الصناعات المختلفة للزجاج والكثير من التطبيقات التي يمكن أن يستخدم فيها الزجاج، إذ إنه يحظى بشعبية كبيرة في صناعة السيارات، والبناء، والهندسة المعمارية، وفيما يأتي أنواع الزجاج واستخداماتها:[٥]

  • زجاج السيارات: يعد الزجاج مكونًا أساسيًا في صناعة السيارات، إذ يستخدم في صناعتها سواء الزجاج الأمامي والنوافذ الجانبية والخلفية، كما يستخدم في المرايا والمصابيح الأمامية والخلفية، ويستخدم في بعض أنواع السيارات نوع من الزجاج يتفتت إلى قطع صغيرة غير حادة بدلًا من القطع الحادة الخطيرة عند التصادم، إذ يُستخدم في النوافذ الأمامية والجانبية والخلفية، ولا يضر الركاب في حالة وقوع حادث، ومن أنواعه؛ الزجاج المانع للضباب، والزجاج المضاد لماء المطر.
  • زجاج البناء: يستخدم الزجاج المعماري أنواع خاصة من الزجاج المستخدم في النوافذ والأبواب، ويستخدم للأمان والخصوصية وعزل الصوت والناحية الجمالية ومن أنواعه:
    • زجاج صلب: يعد الزجاج المصقول أبسط أشكال الزجاج المصنع، ويفتقر للمتانة و مقاومة الصدمات.
    • الزجاج الشفاف: يوفر هذا النوع من الزجاج شفافية ووضح عالٍ جدًا، وهو أعلى جودة من الزجاج الشفاف.
    • الزجاج الملون: هو زجاج ملون يحتوي على طلاء أو أفلام ملونة ليضفي على الزجاج اللون ويقلل انتقال الضوء.
    • الزجاج البلوري: هو زجاج مصنفر شفاف، مصنوع من عملية السفع الرملي، ويعطي سطحه الخشن المملوء مظهرًا ضبابيًا، إذ يعطي خصوصية عالية.
  • الزجاج الناعم: أكثر استخداماته في أنظمة الطاقة الشمسية وله عدة أنواع ومنها:
    • زجاج منخفض التحكم بالطاقة الشمسية: هو زجاج عالي الأداء مع طلاء منخفض الانبعاثات، ويسمح للزجاج أن يكون فعالًا في استهلاك الطاقة عن طريق تقليل انتقال الحرارة.
    • زجاج عاكس للحرارة: يحتوي على تقنية متقدمة للتحكم بالطاقة الشمسية لتقليل التوهج من دخول المبنى.
  • الزجاج المعالج: يقسم لنوعين هما:
    • الزجاج الرقائقي، ويستخدم لعزل الصوت ولصنع الصفائح الزجاجية.
    • زجاج صلب، ويستخدم في جعل الزجاج القاسي أكثر قساوةً.
    • زجاج مقاوم للحريق: وهو زجاج متعدد الطبقات، إذ يمكن أن يصمد أمام الحرارة العالية والدخان واللهب.


المراجع

  1. Chris Woodford (2018-6-29), "Glass"، explainthatstuff, Retrieved 2019-11-27. Edited.
  2. "How to Make Glass", wikihow,2019-10-25، Retrieved 2019-11-27. Edited.
  3. "Characteristics & Properties of Glass as a Building Material", gharpedia, Retrieved 2019-11-27. Edited.
  4. "Glass Manufacturing Process", aisglass, Retrieved 2019-11-27. Edited.
  5. "Types of glass", aisglass, Retrieved 2019-11-27. Edited.