تحقیق در مورد صنعت شیشه

word قابل ویرایش
14 صفحه
8700 تومان
87,000 ریال – خرید و دانلود

صنعت شیشه

شیشه جزو مایعات است …
شیشه مایعی است سفت تمام مایعات جز هلیوم که مایعی است بسیار روان مقداری ناروانی دارند شیشه معمولی در ده ای اتاق آنقدر ناروان است که جریان آن را تنها با آزمایشات بسیار دقیق می توان اندازه گرفت خواص مشهور شیشه نتیجه همین ساختمان مایعی آن است همه می دانند که ناروانی مایعات با

کاهش دما افزایش می یابد اما بیشتر مایعات در دمایی که به ناروانی شیشه می رسند به حالت مایع نمی مانند. مایعات بسته به نوع مواد نشان هر کدام در دمای خاصی منجمد می شوند به عبارت دیگر تغییراتی مشخص و ناپیوسته از مایع به جامد را طی می کنند. خاصی منجمد می شوند به عبارت دیگر تغییراتی مشخص و ناپیوسته از مایع به جامد را طی می کنند . در سمت مانند زمانی که آب یخ می بندد اما شیشه را که سرد کنیم دستخوش چنین تغییراتی نمی شود بلکه بیش از پیش ناروان می گردند تا به سفتی یک جسم جامد معمولی برسد. شیشه مایعی است که آنقدر سرد شده که منجمد نمی شود.
جامدات و مایعات:

اغلب جامدات از همچون ساختمان بطوری منظمی برخوردارند اما شیشه چنین نیست ساختمان درونی شیشه از بی نظمی برخوردار است که معمولاً در مایعات معمولی مشاهده می شود شیشه در دماهایی که به اندازه کافی بالا باشد به سهولت آب جاری می شود اما شیشه در دمای اتاق به سفتی یخ و ظاهراً مانند آن جامد است شیشه را هنگامی که سرد می کنیم فقط بیش از بیش ناروان می شود تا به ماده ای سفت و عملاً جامد تبدیل می گردد طوری که می توان در زندگی روزمره از آن استفاده کرد شیشه معمولی از آن جا که دمای آن را از نقطه ای که جسم می تواند متبلور شود (و گاهی هم می شود) بسیار پایین تر آروده اند، مایعی است (جزو تافته) به این معنی که دمای آن را از نقطه انجماد تئوریکی این پائین تر آورده اند در صورتی که خواص و ساختمان درونی خود در حالت مایع را همچنان حفظ کرده است.

* موادی که شیشه از آنها درست می شود
دی اکسید سیلیکون (sio2) ماده اصلی بخش عظیمی از شیشه های معمولی است دی اکسید سیلیکون در طبیعت به صورت بلور خالص مانند کوارتز و کریستوبالت و به صورت ترکیباتی از تعداد کثیری از سیلیکاتهای معدنی به وفور وجود دارند شن و ماسه درصد بالایی از دی اکسید سیلیکون دارند. نقطه ذوب بلورهای خالص دی اکسید سیلیکون در حدود ۱۷۰۰ درجه سانتی گراد است بنابراین شیشه هایی از جنس sio2 خالص تقریباً از دمای c1700 به پایین به زیر

نقطه انجماد می رسند فرمول sio2 طبیعت دی اکسید سیلیکون را آنچنان که باید و شاید نشان نمی دهد هر اتم سیلیکون در حقیقت با ۴ اتم اکسیژن پیوند دارد و هر اتم اکسیژن میان دو اتم سیلیکون مشترک است از شیشه هایی که از جنس sio2 خالصند و به کوارتز گداخته یا سیلیسی گداخته مشهورند در موارد حساسی استفاده می شود اما دمای نرم شدن این نوع شیشه آنقدر بالاست که در موارد معمولی نمی توان از آن استفاده کرد. Sio2 مایع در دمای لازم برای ذوب لانه های کوارتز (یعنی c1700) کاملاً ناروان است و پیش از آنکه به زیر نقطه انجماد و دمای c1300 برسد ناروانی آن به موز ۱۰۱۲ پواز می رسد و جسم در این حالت آنقدر سفت است که نمی توان آن را بوسیله باد کردن یا قالبگیری شکل داد اما افزودن پاره ای از اکسیدهای فلزی مانند سوادا (Na2) و آهک (cao)

ناروانی sio2 (و دمایی را که برای ذوب مواد تشکیل دهنده آن لازم است) به سطحی پایین می آورد که عملاً میشود از آن استفاده کرد. در کارخانه موقعی روی شیشه کار می کنند که ناروانی آن به میان ۱۰۳ تا ۱۰۶ پواز رسیده باشد و حوارت لازم برای شیشه های تجاری با ترکیب سودا با آهک و سیلیس فقط ۶۰۰ الی ۷۰۰ درجه سانتی گراد است علاوه بر سیلیکون تعدادی از عناصر وجود دارند که اکسیدها- سولفیدها- تلورید ها و سلیندهایشان، شیشه های غیر آلی را می سازند برای مثال می توان از بورون، ژرمانیم- فسفر – وانادیمه- آرستیک و زیر کونیم نامه بود بعد از اینها نوبت می رسد به اصطلاح واسطه ها از قبیل تیتانیو

م- روی- قلع- آلومینیوم- توریمه- برلیوم- و کادمیوم . از اکسید اینها به تنهایی شیشه در سمت نمی شود بلکه این اکسیدها با یکی از مواد اصلی شبکه شیشه ای پیوند برقرار می کنند هم مواد اصلی سازنده شیشه و هم واسطه ها پیوند های قطبی پدید می آورند و باعث محکم شدن ساختمان شیشه می شوند از قبیل na2o و cao بلکه معمولاً ناروانی شیشه را پایین می آورند همچنین ویژگی های مطلوب شیشه اصلی از نظر شیمیایی اپتیتکی و اقصتادی را

تشدید می کنند. به ترتیب که از مواد اصلی سازنده شیشه به طرف واسطه ها و سپس تعدیل کننده ها می رویم استحکام پیوندها به طور منظم کاهش می یابد.
لا اقل یک شیشه تک عنصری (شیشه ای که از یک عنصر تشکیل شده نه از یک جنس مرکب) را می شناسیم، گوگرد مایع را چنانچه خیلی سرد کنیم در دمای اتاق به صورت شیشه ای لاستیکی و قابل کشش در خواهد آمد اما این شیشه فقط تا یک حد متوسطی از ثبات برخوردار است و نسبتاً زود از حالت شیشه ای خارج می شود.

خواص شیشه
خواص مکانیکی :
پیوند سیلیکون- اکسیژن پیوندی است بسیار محکم و بنابراین شیشه باید ماده محکمی باشد و در اساسی چنین هم هست رشته های نازک شیشه ای که تازه درست شده باشد وزنی بیش از هفتاد هزار کیلوگرم بر سانتی متر مربع را تحمل می کند این رقم ۵ برابر مقاومت بهترین فولاد و مهمتر اینکه در برابر مقاومت تئوریک فولاد است اما وجود معایب و نواقعی تأثیر عمده ای بر استحکام عملی مواد دارند چنین معایبی به ویژه معایب سطح جسم که باعث ترک برداشتن آن می شوند استحکام واقعی شیشه معمولی را به کمتر از ۰٫۰۱ استحکام تئوریک آن که از روی قدرت پیوندهای اتمی محاسبه شده می رساند. دسته کم سه راه برای افزایش استحکام سودمند شیشه وجود دارد اول بر طرف کردن نواقص سطح شیشه که باعث ترک خوردگی آن می شود دوم جلوگیری از اعمال نیروهای کششی در سطح شیشه سوم جلوگیری از گسترش ترک خوردگی .

از همه این روشها استفاده می شود جلوگیری از گسترش ترکهای ریز در سطح شیشه کار مقرون به صرفه ای نیست و در عوض شیشه را با لایه سفتی از ماده ای دیگر روکش می کنند این روکش شیشه را از آسیبهای شیمیایی و مکانیکی دور نگه می دارد. ترک خوردگیهای مزاحم از معایب سطح جسم ناشی می شوند چنانچه سطح شیشه تحت فشار کششی قرار گیرد این ترک خوردگیها به داخل شیشه سوایت می کند. دومین طریقه برای استحکام بخشیدن به شیشه که به آن اشاره کردیم .

جلوگیی از قرار گرفتن سطح آن در معرض نیروی کششی است اگرچه این روش یک کمی با معجزه شبیه است لااقل دو راه برای انجام آن وجود دارد و آن، سفت کردن حرارتی و شیمیایی جسم است در طریقه سفت کردن حرارتی جسم را تا بالاتر از دمای تحول حرارت می دهند و سپس سطح آن را به طور ناگهانی سرد می کنند به این ترتیب انقبافی آرایشی سطح شیشه متوقف می شود اما داخل آن که هنوز سرد نشده به انقباض آراریشی خود ادامه می دهد موقعی که جسم را سرد می کنند. داخل آن همیشه در حال کشش و سطح آن در حال فشردگی خواهد بود طریقه سفت کردن شیمیایی به این ترتیب است که جسم داغ شیشه ای را در مجاورت نمکی که یونهای درشت فلزی اش را با یونهای ریزتر سطح شیشه مبادله کند.
قرار می دهند بنابراین موقعی که شیشه را سرد می کنند سطح آن نمی تواند به اندازه داخل آن انقباض پیدا کند شیشه سفت شده را پیش از آنکه ترک بردارد باید آنقدر خم کرد که بر نیروی فشردگی سطح غلبه شود و سطح جسم مورد کشش قرار گیرد مقاومت این نوع شیشه ها در برابر ضربه چهارالی ده برابر شیشه های سفت نشده است.
شفافیت :
برای خواننده جای تعجب نیست که شفافیت شیشه از ساختمان اصلی آن به مثابه یک جسم مایع ناشی می شود شفافیت، خاصیت عمومی مایعات است در صورتی که در میان جامدات، شفافیت به ندرت یافت می شود اما هر مایعی و در واقع هر شیشه ای شفاف نیست و ما باید در اینجا نشان دهیم که شیشه شفاف با مایعات غیر شفاف متفاوت است.
اما شیشه طول موجهای ویژه ای از نور را جذب می کند به همین دلیل است که شیشه معمولی در واقع نسبت به طول موجهای مادون قرمز و ماوراء بنفش واقع در دو سر طیف غیر شفاف است شیشه های معمولی فاقد سیستم های انرژی ای که پذیرایی انرژیهای گوناگون فوتونهای نور مرئی باشند هستند هر چند که این شیشه ها هم پرتوهای مادون قرمز و هم پرتوهای ماوراء بنفش را واقعاً جذب می کنند این که شیشه معمولی نور را جذب نمی کند نه به دلیل خاصیت ذاتی آن بلکه به سبب انتخاب دقیق مواد برای تولید شیشه است وجود مقادیر بسیار ناچیزی از پاره ای ناخالصیها در شیشه باعث رنگی یا مات شدن آن می شود اکسید آهن که به وجود آورنده رنگهای سبز و قوه ای تیره است بیش از هر ناخالصی ای دردسر ایجاد می کند البته موقعی که می خواهند شیشه مخصوصاً رنگی باشد عمداً مقداری از ناخالصی های مناسب را به آن می افزایند.
سپس شیشه معمولی نور را منعکس نمی نماید همان گونه که نور مرئی را جذب نمی کند. شیشه سیلیسی خالص ۵/۹۹ درصد sio2 دارد. از این شیشه عمدتاً به خاطر کم بودن مقدار انبساط حرارتی آن و در حرارتهای بالا و موقعی هم که بسیار خالص باشد بخاطر شفاف بودنش نسبت به قسمت عظیمی از طول موجهای طیف الکترومغناطیسی و امواج صوتی استفاده می شود شیشه سیلسی مقاومت خوبی از لحاظ شیمیایی الکتریکی دارد. و عایقی است بسیار مقاوم.
شیشه سیلیس ۹۶ درصد :
اجزای اصلی این شیشه عبارتند از ۹۶ درصد sio2 و ۳ درصد B2O3 این نوع شیشه ویژگیهای حرارتی خوبی دارد و هم از لحاظ کاربرد آن در دماهای بالا و هم از نظر پایین بودن ضریب انبساط هیچ شیشه ای به پای آن نمی رسد به غیر از سیلیس خاهی .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 14 صفحه
87,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد