مقاله شماره12:شیشه

[ghardashali]

تاریخچه
مانند بسیاری از مواد دیگر ، در مورد اختراع شیشه نیز تردیدبسیاری وجود دارد. یکی از قدیمی‌ترین استفاده‌های موجود در اینماده ، از "پلینی" نقل شده که در طی آن ، گفته می‌شود که بازرگانان فنیقی ، ضمن پختنغذا در ظرفی که برحسب اتفاق روی توده‌ای ازلزونادر ساحل دریا قرار گرفتهبود، به وجود این ماده پی بردند. یکی شدن ماسه و قلیا نظر آنان را به خود جلب کرد وسبب انجام تلاشهای بعدی در راه تقلید این عمل شد.​

مصری‌ها در هزاره ششم پیشاز میلاد ، جواهرات بدلی شیشه‌ای می‌ساختند. در سال 290 میلادی ، شیشه پنجره ساختهشد. در طی قرون وسطی ،ونیزبه مرکز انحصاریصنعتشیشه بدل شده بود. در سال 1688 شیشه جام درفرانسهبه شکل فراورده نوعرضه گردید. در سال 1608 میلادی ، درایالات متحده، در "جیمزتاون" درویرجینیا، صنعت شیشه پایه‌گذاری شد. در سال 1914،فرایند فورکالتدربلژیکبرای کشش مداوم ورق شیشه بوجود آمد.
مصارف و جنبه‌های اقتصادی
مصارف و کاربردهای شیشه بسیار متعدد است. درمجموع شیشه سازی در ایالات متحده ، سالانه یک صنعت 7 میلیارد دلاری را تشکیل می‌دهدو در آن میان ، شیشه خودرو ، سالانه نیمی از مقدارتولیدشیشه تخت را به خود اختصاص می‌دهد. در معماری ، گرایش بیشتری به استفاده ازشیشه در ساختمانهای تجاری و بویژه مصرف شیشه‌های رنگی ، پدید آمده است.
ترکیب شیشه
شیشه ، محصولی کاملا «شیشه‌ای شده» یا دست کم فراورده‌ای استکه مقدار مواد معلق غیرشیشه‌ای موجود در آن نسبتا کم است. با وجود هزاران فرمولجدید شیشه که طی 30 سال گذشته بوجود آمده، درخور توجه است که هنوز مانند 2000 سالپیش ، 90 درصد تمام شیشه‌های جهان ازآهک ،سیلیسوکربنات سدیمتشکیل یافته‌اند. اما نباید چنین استنتاج کرد که در طی این مدت، هیچ تحول مهمی در ترکیب شیشه صورت نگرفته است. بلکه در واقع تغییرات جزئی دراجزای اصلی ترکیب و تغییرات مهم در اجزای فرعی ترکیب ، پدید آمده است.​

اجزایاصلی عبارتند از: ماسه،آهکوکربنات سدیم. هر ماده خام دیگر، جزء فرعی تلقی می‌شود، هرچند که بر اثر استفاده از آن ، نتایج مهمی بدست آید. مهمترین عامل در ساخت شیشه ، گرانروی اکسیدهای مذاب و ارتباط میان این گرانروی وترکیب شیشه است. ​

تقسیم بندی شیشه‌های تجارتی
سیلیس گداخته
سیلیس گداخته یا سیلیس شیشه‌ای به روشتفکافتتتراکلرید سیلیسیمدر دمای بالا یابوسیله گدازشکوارتز یاماسه خالص ساخته می‌شود و گاه آن را به اشتباه ،شیشه کوارتزیمی‌خوانند. این ماده ، انبساط کم و نقطه نرمی بالایی دارد که به مقاومت گرمایی زیادآن کمک می‌کند و امکان استفاده از آن را در گستره دمایی بالاتر از دیگر شیشه‌هافراهم می‌آورد. این شیشه ،اشعه ماوراء بنفشرا بخوبی از خود عبور می‌دهد.
سیلیکاتهای قلیایی
سیلیکاتهای قلیایی تنها شیشه‌های دو جزئی هستند که ازاهمیت تجارتی برخوردارند. ماسهوکربنات سدیمرا بسادگی با هم ذوبمی‌کنند و محصولات بدست آمده با گستره ترکیبNa2O.SiO2تاNa2O.4SiO2راسیلیکاتهای سدیممی‌خوانند. سیلیکات محلول کربنات سدیم که به نامشیشه آبی (انحلالپذیر در آب) نیز خوانده می‌شود، بطور گسترده‌ای در ساخت جعبه‌هایی با کاغذ موجدار وبه عنوانچسبکاغذبکار می‌رود.​

مصرف دیگر آن در ایجاد حالت ضد آتش است. انواعقلیایی‌تر آن به عنوان شوینده‌های لباسشویی و مواد کمکیصابونها بکارمی‌رود.
شیشه آهک سوددار
این نوع شیشه %95 کل شیشه تولید شده را تشکیل می‌دهد و ازآن ، برای ساخت تمام انواعبطری‌ها ،شیشهتخت ، پنجره خودروها و سایر پنجره‌ها ، لیوان و ظروف غذاخوری استفاده می‌شود. در کیفیت فیزیکی تمام انواع شیشه‌های تخت ، نظیر همواری و نداشتن موج و پیچ ، بهبودکلی حاصل شده، اماترکیب شیمیاییتغییر زیادی نکرده است. اصولاترکیب شیمیایی در گستره زیر قرار می‌گیرد:​

SiO2 از %70 تا %74 ، CaO از %8 تا %13 ،Na2O از %13 تا %18.​

فراورده‌هایی که ایننسبتها را دارند، در دماهای نسبتا پایین‌تری ذوب می‌شوند. در تولید شیشه بطری ، بخشعمده پیشرفت از نوع مکانیکی است. در هر حال ، تجارت نوشابه‌ها ، سبب ایجاد گرایشیدر بین شیشه سازان برای تولید ظروف شیشه‌ای باآلومینوآهکزیاد وقلیائیت کمشده است. این نوع شیشه با دشواری بیشتری ذوب می‌شود، اما دربرابرموادشیمیایی مقاومتر است.​

رنگ شیشه بطری‌ها بدلیل انتخاب بهتر و تخلیصموادخام و استفاده ازسلنیم به عنوانزنگ‌زدابسیار بهتر از قبل است.
شیشه سربی
با جانشین شدناکسید سرببه جایاکسید کلسیمدرشیشه مذاب ،شیشه سربیبدست می‌آید. این شیشه‌ها بدلیل برخورداری ازضریبشکست بالا و پراکندگی نور زیاد ، در کارهای نوری از اهمیت بسزایی برخوردارند. تاکنون میزانسرب موجود در شیشه را به %92نیز رسانده‌اند.​

درخشندگی یکبلور تراش داده شده خوببدلیل مقدار زیاد سرب در ترکیب آن است. مقدار زیادی از این شیشه برای ساخت حبابلامپهای برق ، لامپهای نئون و رادیوترونها بدلیلمقاومتالکتریکی بالای آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیشه برای ایجاد حفاظ دربرابر پرتوهایاتمی نیز مفید است. ​

شیشه بوروسیلیکاتی
شیشه بوروسیلیکاتی، معمولا حاوی حدود 10 تا 20درصدB2O2، حدود 80 تا 85 درصدسیلیسو کمتراز 10 درصدNa2Oاست. این نوع شیشه دارای ضریب انبساط کم ،مقاومت فوق‌العاده زیاد در برابر ضربه ، پایداری عالی در برابر مواد شیمیایی ومقاومت الکتریکی بالاست.​

ظروف آزمایشگاهی ساخته شده از این شیشه ، تحت نامتجارتیپیرکسفروخته می‌شود. با این حال ، درسالهای اخیر نام پیرکس برای اجناس شیشه‌ای بسیاری که ترکیب شیمیایی دیگری دارند (مانند شیشه آلومین _ سیلیکات در ظروف شیشه‌ای مناسب برای پخت و پز) نیز بکارمی‌رود. مصارف دیگر شیشه‌های بوروسیلیکاتی علاوه بر ظروف آزمایشگاهی عبارت است ازواشرها و عایقهای فشار قوی ، خطوط لوله و عدسی تلسکوپها.
شیشه‌های ویژه
شیشه‌های رنگی و پوشش‌دار ، کدر ، شفاف ، ایمنی ، شیشهاپتیکی ، شیشه فوتوکرومیکی و سرامیکهای شیشه‌ای ، همه شیشه‌های ویژه هستند. ترکیبتمامی این شیشه‌ها بر طبق مشخصات محصول نهایی موردنظر تغییر می‌کند.
الیاف شیشه‌ای
الیاف شیشه‌ای از ترکیبات ویژه‌ای که در برابر شرایط جویمقاوم هستند، ساخته می‌شوند. سطح بسیار زیاد این الیاف سبب می‌شود تا آنها نسبت بههمه رطوبت موجود در هوا آسیب پذیر باشند. مقدار سیلیس (حدود %55) و قلیایی موجود دراین شیشه پایین است​

​

 

[ghardashali]

شيشه 2

شيشه 2

اجزای اصلی تشکیل دهنده شیشه

با نگاه بهجدولعناصر، کمتر عنصری را می‌توان یافت که از آن شیشه بدست نیاید، ولی سه مادهکربنات دو سود،سنگ آهکوسیلیس، مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه می‌باشند. مواد شیشه ساز مورد تایید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران عبارتند ازسیلیس (SiO2) ،دی‌اکسید بور (B2O3) ،پنتا اکسید فسفر (P2O5) که از هر کدام بتنهایی می‌توان شیشه تهیهنمود.
گدازآورها
کربنات سدیم (Na2CO3) ،کربناتپتاسیم (K2CO3) وخرده شیشه،سیلیکات سدیم و پتاسیم (Na2SiO3 , K2SiO3) کهحاصل ترکیب سیلیس با گدازآورها می‌باشند، در آب حل می‌شوند و از شفافیت شیشه بهتدریج کم می‌کنند. به همین علت است که اغلب شیشه‌های مصرف شده در گلخانه پس از چندسال کدر می‌شوند ونوراز آنها بخوبی عبورنمی‌نماید.
تثبیت کننده‌ها
برای آنکه مقاومت شیشه را در مقابل آب و هوا ثابت کنیم،باید اکسیدهای دو ظرفیتیباریم،سرب،کلسیم،منیزیمورویبه مخلوط اضافه کنیم کهبه این عناصر ،ثابت کنندهمی‌گویند. ​

1. فیزیکی:سولفات سدیم (Na2SO4) ،کلرات سدیم (NaClO3). با ایجاد حباب‌های بزرگ حباب‌های کوچک را جذب و ازشیشه مذاب خارج می‌کنند.
2. شیمیایی:املاحآرسنیکوآنتیموانترکیباتی ایجاد می‌کنند که حباب‌های کوچک داخل شیشه را از بینمی‌برند.
تا اینجا به موادی اشاره کردیم که عدم وجودشان ، در مواداولیه باعث از بین رفتن مرغوبیت کالا می‌شد. حال به چند ماده دیگر که به نوعی درتولید شیشه سهیم هستند، اشاره می‌کنیم.
افزودنیها
1. استفاده ازبوراکسبه جای اکسید وکربنات سدیم (گدازآور) که دراثر حرارت بهNa2OوB2O3تجزیهمی‌شود و در واقع بجای هر دو ماده عمل می‌کند.
2. استفاده ازنیترات سدیمNaNo3برای از بین بردن رنگسبز شیشه (ناشی ازاکسید آهنکه همراه مواد دیگر وارد کوره می‌شود).
3. استفاده ازاکسید منگنزکه باعث مقاومت بیشتر در مقابل عوامل جوی وشفاف‌تر شدن شیشه می‌شود.
4. استفاده ازاکسید سربPH3O4 , PbO به جایCaOبرای ساختن شیشه‌های مرغوب بلور و کریستال که باعث درخشندگی شیشهمی‌شوند.
5. برای ساختن کریستال مرغوب ازاکسید نقرهاستفاده می‌کنند.
6. استفاده ازفلدسپارکه باعث مقاومت بهتر در مقابل مواد شیمیایی می‌شود.
7. برای اینکه شیشه در برابراسید فلوئوریدریکهم مقاوم باشد، ترکیباتی ازفسفاتبه آن می‌افزایند.
8. استفاده ازخرده شیشهکه به ذوب مواد سرعت بیشتری می‌دهد.
9. استفاده ازاکسید فلزاتبرای تهیه شیشه‌های رنگی.
10. اکسید سزیمبرای جذب اشعه زیر قرمز و اکسید بر برای ازدیاد مقاومتحرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دو نمونه از عناصر تشکیلدهنده که عمومیت بیشتری دارند، در زیر ذکر می‌گردد.​

· ترکیبات(1):اکسید سیلیسیم (SiO2) در حدود 74 تا 80 درصد و بقیه شاملپراکسید سدیم (NaO2) تا 15 درصد واکسید کلسیم 7 تا 12 درصداکسیدمنیزیم 2 تا 4 درصد و 2 درصد هم عناصر دیگر مانندFe2O3 - MnO - Al2O3 - TiP2 - SiO3.
· ترکیبات (2):اکسید سیلیسیم (SiO2) در حدود 73 درصد ،اکسید سدیم 15 درصد ،اکسیدکلسیم 5.55 درصد ،اکسید منیزیم 3.6 درصد ،اکسید آلومینیوم 1.5 درصد ،اکسید بور (B2O3) واکسیدپتاسیم( K2O) هر کدام 0.4 درصد ،اکسید آهن (Fe2O3) واکسید سیلیسیم 6 ظرفیتیSiO3هر کدام 0.3 درصد.​

علاوه بر مواد فوق همیشه مقداریخرده شیشه نیز با این مواد وارد کوره می‌گردد. ​

انواع شیشه و کاربرد آنها

شیشه به اشکال مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ساخت لوازم تزیینی مانند گل ، تابلو و غیره در ساختن ظروف آزمایشگاهی و یا ظروفآشپزخانه مانند لیوان ، بطری و غیره و بالاخره در ساختن شیشه‌های مسطح که در دو نوعساده ومشجرعرضه می‌گردد و مصارف مختلفی دارد کهعمده ترین کاربرد آن به عنوان در و پنجره در کارهای ساختمانی است که به شکلهایمختلف اعم از شیشه‌های شفاف ، نیمه شفاف و رنگی ، جاذب حرارت ،ایمنی،دوجداره،سکوریتو... وجود دارد.​

شیشه رنگی
به دو طریق می‌توان شیشه رنگی بدست آورد.​

1. با افزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونهاکسیدهای مسیبه شیشه رنگهای مختلف قرمز می‌دهد و رنگ آبی پر رنگ بوسیلهاکسید کبالتبدست می‌آید. رنگ زرد با افزودن مقداریاکسید اورانیوموکادمیومحاصل می گردد.

2. شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فرو می‌کنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه‌هایرنگی در ویترین مغازه‌ها ، نمایشگاهها ، آزمایشگاهها و ساختمانهای صنعتی بکارمی‌روند.
شیشه ضد آتش (پیرکس)
همراه مواد اولیه این شیشه‌ها در مقابل حرارت ،مقاومت زیادی دارند، مقدار زیادیاکسید بوریکبکار می‌رود وسیلیسآنها از انواع شیشه‌های معمولی بیشتر است. معمولا از آنها به عنوان ظروف آزمایشگاهو آشپزخانه و یا در جلوی بخاری‌های دیواری و اجاقها استفاده می‌نماید. ​

شیشه دوجداره (مضاعف)
این نوع شیشه‌ها ، از دو لایه ساده و گاهی رنگی کهبه موازات یکدیگر قرار گرفته‌اند و لبه‌ها یا درزهای آنها هوابندی شده است و فضایبین آنها با مواد خشک کننده‌ای مانندسیلیکاژل، پُر و یا در بعضی از مواردبین دو لایه ، خلاء ایجاد می‌شود. این نوع شیشه که عایق گرما ، سرما و صداست، دربسیاری از ساختمانها مانند فرودگاهها ، هتل‌ها و بیمارستانها بکار می‌رود.
شیشه سکوریت
در این حالت ، شیشه مجددا تا حدود 700 درجه سانتی‌گراد حرارتداده و بعد بطور ناگهانی و تحت شرایط خاص و کنترل شده‌ای سرد می‌شود. این عمل باعثافزایش مقاومت شیشه (حدود 3 الی 5 برابر) در مقابل ضربه و نیز شوکهای حرارتیمی‌گردد. این شیشه‌ها در صورت شکستن ، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم می‌شوند کهآسیب رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاهها ، درهای شیشه‌ای وپنجره‌های جانبی اتومبیلها استفاده می‌گردد. ​

​

شیشه انعکاسی (بازتابنده)
در این نوع شیشه‌ها ، یک سطح شیشه با یک پوششمنعکس کننده نور و حرارت از جنس فلز یا اکسید فلزی دارای این خاصیت پوشانده می‌شود. این نوع شیشه‌ها ، نور خورشید را منعکس می‌کنند و در کاهش حرارت و درخشندگی نورموثر هستند. اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه انعکاسی نگاه کنیم مشاهده می‌کینمکه تصاویر اطراف را مانندآینهباز می‌تاباند واگر از داخل به بیرون نگاه کنیم، شیشه کاملا شفاف خواهد بود. شبها پدیده مذکوربرعکس است. یعنی شیشه از خارج شفاف و از داخل مانند آینه است.​

این شیشه بامنعکس نور خورشید ، حرارت ناشی از تابش نور خورشید را بطور قابل ملاحظه‌ای کاهشمی‌دهد و در نتیجه ، باعث صرفه جویی در هزینه‌های احداث ، راه اندازی و نگهداریسیستمهای تهویه و تبدیل می‌شود​

 

[جینگیلبرت]

جمع آوری اطلاعاتی از شیشه

دانلود فیلم جالب از شیشه خودرو تولید شده به روش نانو تکنولوژی


​

برای شما دو فیلم بسیار جالب از شستن شیشه خودرو ساخته شده باروش فناوری نانو قرار داده ام. توجه داشته باشید در فیلم اول فقط قسمتی از شیشه خودرو با فناوری نانو و قسمت دیگر از شیشه های معمولی ساخته شده است . امیدواریم مورد رضایت شما قرار گیرد . تفاوت را تماشا کنید.


حجم فیلم:980 کیلوبایت
زمان: 40 ثانیه

برای دانلود فیلم اول کلیک کنید.



توصیف:



سطح شیشه بر خلاف ظاهر آن کاملا صاف نمی باشد. بنابراین وقتی آب و یا هر آلودگی دیگری بر روی آنها بریزد به راحتی به سطح شیشه می چسبد و آلودگی از این طریق ایجاد می گردد. با نانو کردن ، سطح شیشه کاملا صاف می گردد و سطح صاف اجازه ماندگاری آلوده کننده ها را نمی دهد. آلودگیها با آب ترکیب و بدون دخالت هیچ ماده دیگری از روی شیشه سر می خورند.

حجم فیلم:1.3 مگا بایت
زمان: 37 ثانیه


برای دانلود فیلم دوم کلیک کنید.


توصیف:



شیشه هایی که با استفاده از فن آوری نانو ساخته می شوند اجازه می دهند که آلودگی ها با آب ترکیب شوند و به این وسیله بدون دخالت هیچ ماده دیگری از روی شیشه سر بخورند. این مواد همچنین مانع از رسوب نمکها بر روی سطوح شیشه می شوند. همچنین این مواد به وسیله آب، مواد پاک کننده و یا فشار فیزیکی از سطح شیشه جدا نمی شوند. این محصول نانو تضمین می کند که از وضوح شیشه ها و همچنین شفافیت آنها کاسته نشود. نگهداری این شیشه ها نیز بسیار ساده و کم هزینه است. اگر بوسیله میکروسکوپ به سطح شیشه نگاه کنیم می بینیم که سطوح شیشه ای کاملا صاف نمی باشند، بنابراین وقتی که آب و یا هر آلودگی دیگری بر روی آنها بریزد به راحتی می چسبد. فرورفتگیهای میکروسکوپی در سطح شیشه و نشست ذرات گردوغبار و ترکیب آنها با آب و چربیها می باشد. ماده نانوئی با قرار گرفتن بر روی سطح شیشه ، باعث پوشش فرورفتگی ها شده و سطح شیشه کاملا مسطح میگردد. از اینرو مانع از کثیف و خیس شدن سطح می شود و در نتیجه با یک بار بارش باران و یا آب ریختن بر روی سطح تمامی کثیفی آن از بین می رود.

دیدگاه علمی



باید توجه کنید که این ماده یک لایه نیست که بر روی سطوح کشیده شود، بلکه تغییر شیمیایی در سطح مولکولی می باشد، که از آلوده شدن سطوح جلوگیری می نماید. این ترکیب آبگریز، نمیگذارد تا آب و یا هر ذره دیگری بر روی سطح شیشه و یا سرامیک بنشیند. این ماده بسیار نازک و شفاف است و اصلا قابل مشاهده به وسیله چشم نیست و در نتیجه سطوح شفاف مانند شیشه ها و لنزهای دوربین نیز به وسیله آن به راحتی محافظت می شوند. این ذرات نانو بر روی مولکولهای سطوح می چسبند و مانع از نفوذ هر نوع ماده دیگر بر روی سطح می شوند. می بینید که آب هرگز بر روی سطوح آغشته شده بوسیله این ماده نمی ایستد، بنابراین اگر جسمی بر روی این سطوح بنشیند تنها با ریختن آب بر روی سطح و یا باریدن باران پاک خواهد شد.

مزایای استفاده از ماده نانو بر شیشه خودرو:



پس زدن آب از روی شیشه خودرو.


پاک شدن گل و لای بوسیله آب باران.


پاک شدن شیشه خودرو در زیر باران.


عدم رسوب گرفتن شیشه اتومبیل.


عدم رؤیت توسط چشم.(وضوح دید را کاهش نمی دهد)


پایدار نمودن شیشه خودرو در برابر فرسایش.


ممانعت از خوردگی شیشه توسط هوا.


جلوگیری از رشد قارچ ها.


سهولت در پاکیزگی.


صرفه جویی در آب و مواد پاک کننده.


مقاومت حرارتی بالا تا حدود 400 درجه سانتی گراد.


برای بدن مضر نمی باشد و مسموم کننده نیست.

منبع
​

 

[جینگیلبرت]

مطالبی مهم و جامع درباره شیشه و فرایند ساخت و تولید آن:


http://www.www.www.iran-eng.ir/showthread.php/336023


مطالبی درباره شیشه ها:

http://www.www.www.iran-eng.ir/showthread.php/268094

 

[جینگیلبرت]

بهبود سطوح شیشه ایدر مقیاس نانو با استفاده از لیزر ضربه ای با طول موج 1064 nm

بهبود سطوح شیشه ای در مقیاس نانو با استفاده از لیزر ضربه ای با طول موج nm 1064

بهبود سطوح شیشه ایدر مقیاس نانو با استفاده از لیزر ضربه ای با طول موج
1064 nm

اعتقاد بر این است که جذبغیر خطی منطقه نوری ایجاد شده بین ذرات کروی نمونه و شیشه.دلیل اولیه برای ایجاداشکال نانونی بر بستر شیشه است با تاباندن پرتوی اشعه لیزر از پشت نمونه شیشه . اثرات انعکاس به حداقل رسیده و برای طرح دادن و نقش دار کردن سطح . فقط از تقویتمنطقه به طور مستقیم . به دلیل وجود ذرات کروی استفاده می شود .
ما روشی را برای ساخت نمونه های در مقیاس نانو بر روی شیشه بوروسیلیکات با استفاده از لیزر نئودیمیم : ایتریوم – آلومینیم (NM1064-NS10) و با استفاده از یک نانو سیستمهای کروی ارائه می نمائیم . اعتقاد بر این است که جذب غیر خطی منطقه نوری ایجاد شده بین ذرات کروی نمونه و شیشه.دلیل اولیه برای ایجاد اشکال نانونی بر بستر شیشه است با تاباندن پرتوی اشعه لیزر از پشت نمونه شیشه . اثرات انعکاس به حداقل رسیده و برای طرح دادن و نقش دار کردن سطح . فقط از تقویت منطقه به طور مستقیم . به دلیل وجود ذرات کروی استفاده می شود . برای اثبات این امر . محاسباتی براساس تئوری پراکنشMie صورت گرفت و اهمیت نتایج به دست آمده عنوان تابعی از زوایا و جهات پراکنش ارائه گردید. بنابراین اشکال در مقیاس نانو به دست آمده با این روش دارای قطرnm350 هستند و فاصله بین آنها حدودnm640 است که همانند اندازه ذرات کروی به کار رفته می باشد . پتانسیل بالای شیشه های بوروسیلیکاتی باعث شده که کاربرد وسیعی در زمینه بسته بندی و میکروتکنولوژیها مشابه طرحهای بیوشیمی و میکرونورها داشته باشد . علاوه بر پایداری شیمیائی . نوری و مکانیکی آنها . همچنین شیشه های بوروسیلیکاتی در فرایندهای همانندسازی (تکثیر) مقاومت و ثبات گره مکانیکی لازم را دارا می باشند این امر منجر به انجام تحقیقات بسیاری در مورد ویژگیهای پروسه مواردی الکتریک شده است
به طور کلی به دلیل ماهیت خنثی وبی اثرآنها بسیار مشکل است آنها را به وسیله متداولترین تکنیکهای ماشینی ایجاد نمودو ساخت . میکرو ماشینهای لیزری یک روش موثر برای تولید و ساخت ماشینی مواد شیشه است . با این وجود جذب خطی برای شیشه ها بسیار کم و پایین است و آستانه جذب آنها نزدیک nm2310 می باشد . بنابر این در پروسه مواد شیشه ای از لیزرهای بسیارقوی uv وco2 بایستی مورد استفاده قرار گیرد . مکانیسم آسیب و صدمه توسط پالسهای در حد نانو ثانیه به گرمای الکترونهای رسانس بوسیله پرتوی تابشی و انتقال این انرژی به شبکه مربوطه می شود. این صدمه از طریق انتقال حرارت ذخیره شده ناشی از ذوب شدن و به جوش آمدن ماده دی الکتریک رخ میدهد. جذب بسیار کم سطح مقطع مواد بین باندهای بزرگ به لیزری باشدت بالا احتیاج دارد تاجذب انرژی مناسبی رادر مواد برای جابجائی مواد ماکروسکوپی بوجود آورد . شدت حساسیت زیاد . به ایجاد ناحیه ای منجر می شود که شدیدا تحت تاثیرگرمابوده وتنش حرارتی ایجاد شده ممکن است حتی منجر به ترک خوردن شود. نهایتا اینکه انتخاب این تکنیک برای تکنولوژی میکروسیستم ها مناسب نمی باشد. یک روش قابل قبول برای غلبه بر این محدودیت به کار بردن پالسهای لیزر فوق تند برای پروسه می باشد. به دلیل کوتاه بودن مدت زمان پالس . زمان گرما دادن از زمان آرامش و استراحت الکترون فوتون کمتر میباشد. بدین وسیله پرتوی فضایی افزایش یافته و محدوده تحت تاثیر گرما به چند میکرو متر کاهش می یابدعلاوه بر این پی بردیم که پرتو افکنی لیزری مادون قرمز femto secohd منجربه افزایشی در ضریب شکست در نقطه کانونی داخل شیشه ها می شود . تکنیکهای دیگری نظیر iaser induced plasma –assisted ablation , laser induced backside etching به تازگی برای ایجاد شیشه های شفاف مورد استفاده قرار می گیرد اما با استفاده از این روش به دلیل مکانیسم سایش و محدوده شکست و تجزیه کانون اشعه لیزر برای تولید و ساخت ترکیبها در مقیاس نانو روی بسته شیشه بسیار مشکل می باشد .
به منظور غلبه بر محدوده شکست نزدیک منطقه سایش و برش توسط اشعه لیزر می تواند برای ساخت واقعی مورد استفاده قرار گیرد . یک روش شامل بکار بردن و روشن نمودن نوک یک میکروسکوپ تونلی یا یک میکروسکوپ اتمی دارای لیزر پالسی می باشد . ساختارهای کمتر از 2 /λ را می توان به آسانی در بخش زیرین قسمت راس ایجاد نمود . روش دیگر رسوب تک لایه ای از ذرات کروی در مقیاس نانو روی سطح بسته و با استفاده از تقویت و افزایش شدت . جهت ایجاد سوراخهای در مقیاس نانو در بسته می باشد . اعتقاد بر این است که هنگامیکه اشعه لیزر از میان نانو ذرات کروی عبور کرد و به بسته می رسد باعث افزایش منطقه نوری به طور عمده به دلیل تاثیر منطقه نزدیک و پراکنش توسط ذرات کروی می شود . در این مقاله اشعه لیزر Nd : ایتیریم . آلومینیوم . گارنت . (YAG) برای به عمل آوردن شیشه بوروسیلیکات به کاربرده می شود ازطریق فرستادن اشعه لیزر از پشت نمونه شیشه ما انتظار داریم که اثر پراکنش بر تغییرات سطح به حداقل برسد . از تقویت و رشد منطقه توسط نانو ذرات کروی سیلیس (Sio2) بر سطح به منظور تولید نانو نمونه ها بر سطح بسته استفاده می شود. نمودار وضعیت آزمایشی در شکل یک نشان داده شده است.
نمونه ای که به عنوان مدل بکار برده شده . شیشه بوروسیلیکات با ضخامت μm500 می باشد . یک سوسپانسیون کلوئیدی فقط از ذرات کروی سیلیسی با قطر nm 640 که توسط آب دی یونیزه رقیق شده روی نمونه شیشه بکار رفته ومنجر به خشک شدن می گردد. این ذرات کروی بوسیله فرایند خود جوش منظم شده
یک لایه شش وجهی بسته ای را تشکیل دهند. این امر از طریق مشاهده نمونه زیر میکروسکوپ دقیق الکترون (sem ) قابل تصدیق است . همان طور که در شکل 2 نشان داده شده است .
از آنجا ئیکه شیشه بوروسیلیکات تا طول موج nm1064 شفاف است . اشعه لیزر تابشی می تواند از بسته شیشه عبور کرده . وسطح تحتانی ذرات کروی را روشن نماید چون اندازه ذرات کروی کوچکتر از طول موج لیزر است شدت نور تابشی افزایش یافته و اطراف ذرات کروی یک هلال نورایجاد می گردد. ناحیه ناپایـــــدار به ناحیه بسیار کوچـــــــکی از اطراف ذرات کروی محدود شده و در جهت محورسست و ناپایـدار می شود. بعد از یک تک پالس j/cm2 3 ذرات کروی از بسته شیشه جداشده و نانو ساختارها بر سطح ایجاد می شوند همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است .
میکروگرافهای sem آرایش متناوبی از حفره هائی به قطر nm 350 را روی سطح نشان می دهد. ساختمان ایجاد شده بطور شش وجهی مرتب شده اند و فاصله بین مراکز اشکال حدود nm 640 می باشد که برابر با قطر ذرات کروی بکاررفته است . این پدیده تشکیل اشکال در قسمت زیرین جایگاه ذرات کروی را تصدیق می نماید . این موضوع نشان می دهد که افزایش منطقه نور در نزدیک زمینه پراکنش می تواند باعث شود شدت واکنش چندین برابر واکنش اولیه بزرگ شود چون ضریب جذب خطی شیشه در طول موج آزمایش بسیار پایین است . مامعتقدیم شکل گیری مدل . به دلیل جذب غیرخطی مواد شیشه می باشد که با نور تقویت شده است . اگر چه مکانیزمهای فیزیکی برای اشعه های مادون قرمز با حساسیت نسبت به نور هنوز تحت برسی و تحقیق است . مامعتقدیم فرایند توسط فرایند جذب چند فوتون آغاز شده و بنابراین وایستگی غیر خطی شدیدی را به شدت اشعه تابیده شده نشان میدهد این وابستگی به شدت . ویژگیهای نوری مواد را که انتشار نور تابشی را تحت تاثیر قرار می دهند. تغیرمی دهد. بخش انعکاس غیرخطی باعث بوجود آمدن لنز خودکار میشود که می تواند منجر به تخریب نوری گردد. بخش جذبی غیرخطی می توانند درشدت بالا شفافیت و انتقال را کاهش داد. باعث آسیب نوری در مواد می شود که دارای تابش کمتری نسبت به تجزیه دی الکتریک انتقال حرارت می باشند . همچنین وجود یک سطح. تقارن معکوس عامل نرمال را تا خط شکسته و فعل و انفعال و واکنش غیر خطی راممکن می سازد. تقویت منطقه ارزی ازچندین منبع ناشی میگردد. پراکندگی و اثرات نزدیک منطقه جزء مشاهداتی هستند که بخش قبلی هنگامی که اشعه لیزربرسطح فوقانی ذرات کروی تابیده میشود به اثبات رسیده است محاســــــبات انجام شده بر روی افزایش منطقه پیرامون ذرات کروی بیان می نمودکه اثرات متمرکز کردن و اثرات نزدیک یک منطقه هردو به یک میزان در اندازه و شکل اشکال تشکیل شده زیر ذرات کروی نقش دارند. اما زمانیکه نمونه ازپشت . پرتوافکنی شود. اثرات پراکنش به حداقل می رسد ما افزایش شدت را به دلیل پراکنش با استفاده از ذرات کروی دی ا لکتریک . براساس تئوریmie برای طول موج لیزر ذرات کروی سیلیسی nm 1064 و nm640 با ضریب شکست 39/1 محاسبه نمودیم. افزایش شدت به عنوان تابع زاویه پراکنش درشکل 4 نشان داده شده است.
محاسبات نشان میدهد که برای زوایای بین 90 و270 درجه بواسطه پراکنش. افزایش شدت قابل توجهی وجود ندارد. این بدان معنا است که در حدفاصل بین ذره کروی وبسته شیشه ای تقویت و افزایش منطقه بدلیل پراکنش نمی باشد. تقویت و افزایش منطقه نوری همچنین می تواند ناشی از اثرات تداخل سطح پشتی باشد به
دلیل تداخل امواج ورودی و امواج منعکس شده . شدت منطقه الکتریکی در پشت قطعه ای با جذب ضعیف ودارای n>1 بیشتر است بطوریکه آستانه شکست نوری از قسمت پشتی پاین تر است . برای شیشه سیلیکا و
شیشه های بوروسیلیکات در nm 193 قبلا با سایش سطح پشتیکه توسط این شیشه هابه خوبی قابل جذب است بیان شده است . علیرغم وجود تقویت در بخش پشتی . در آزمایشات انجام شده با لیزر nm 1064در غیاب ذ رات کروی در حالت مشابه هیچگونه آسیبی در اثر لیزر در این بخش (بخش پشتی ) مشاهده نگردید. در حالیکه در حضور ذرات کروی حتی برای شدت تابشی بسیار پایین اشکال واضحی . بسته به اندازه ذرات کروی در ابعاد نانو در بخش پشتی تشکیل می گردد. بطور خلاصه یک تکنیک ساده برای توسعه نمونه های نانو روی بسته شیشه ای بروسیلیکاتی استفاده از اشعه nm 1064 نانو ثانیه لیزر yag : nd در این مقاله ارائه گردیده است . به دلیل وجود منطقه نوری تقویت یافته در اطراف ذرات کروی به نظر میرسد جذب غیرخطی پدیده قابل قبولی جهت تشکیل اشکال نانو باشد. منطقه نوری تقویت یافته حاصل تاثیر منطقه مـجاور است . از آنجائیکه اشعه لیزر از قسمت پشت نمونه تابیده می شود. اثر پراکنش کانون القائی در این امر حذف می گردد.

www.ceramiran.ir
​

 

[جینگیلبرت]

مطالبی از تاپیک های دیگر درباره صنایع شیشه سازی

صنايع شيشه سازي
مترجم : حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون

http://www.www.www.iran-eng.ir/showthread.php/268132

وبلاگ صنعت شیشه فلوت:

http://float-glass.blogfa.com

فیلمی از شیشه در سایت تبیان:

http://film.tebyan.net/NewIndex.aspx?pid=150314&MusicID=67699

فیلمی از شیشه در سایت موسسه صنعت شیشه آمریکای شمالی:

http://www.glasswebsite.org/video/fgmd.asp

جامعه سرامیک آمریکا:

http://ceramics.org/video/3403-2

پتانسيل هاي صرفه جوييانرژي در صنعت شيشه

-فرآيند توليد در صنعت شيشه: صنعت شيشه، بسيار انرژي بر است و در آن انواعِ سوخت های فسيلی و ساير حاملهای انرژی به مصرف می رسد تا درجه حرارت بالايي در درون كوره بدست آيد. در ضمنِ بالارفتن دما، مواد اوليه تشکيل دهنده بچ با يكديگر واكنش مي دهند، گازهاي خود را از دست مي دهند، پالايش مي شوند و بالاخره به صورت يك فرآوردة شيشه اي از قبيل بطري شيشه اي يا ظروف شيشه اي (استكان و ليوان) از ماشين شيشه سازي خارج مي شوند. سپس محصولات شيشه ای براي تنش زدايي وارد گرمخانه ای به نام لِهِر مي شوند و در نهايت سطوح آنها از چاپ مورد نياز برخوردار مي شوند. در انتهای خط توليد نيز محصولات انبار و نگهداري مي گردند. پس همانطور كه ملاحظه مي شود در اين فرآيندها از كوره اي استفاده مي شود که انرژی بسيار زيادي مصرف مي كند. سوخت هاي فسيلي از قبيل ذغال سنگ ، نفت و گازطبيعي كه به عنوان منابع انرژي استفاده مي شوند، منابع محدودي هستند كه مي بايست حتي الامكان براي نسل هاي بعد باقي بمانند. از سوی ديگر گازهاي Soو No كه از احتراق سوخت هاي فسيلي حاصل مي شوند در اتمسفر زمين تخليه شده و طبعاً بر سلامت و بهداشت انساني تأثير مي گذارند.

اين موضوع امروزه مسائل و مشكلات حادی براي شهروندان بوجود آورده است.

گفته می شود که در سالهاي اخير، گاز دی اکسيد کربن که به مقدار بسيار زيادی توليد و وارد جو مي شود، عامل گرم شدن محيط زيست شده است و تأثير آن بر محيط روز به روز جدييتر ميشود. امروزه تلاش هاي بسيار زيادي در سراسر جهان براي كاهش ميزان انتشار گاز دی اکسيد کربن صورت گرفته و می گيرد. تلاش هاي معطوف به صرفه جويي انرژي در فعاليت هاي صنعتي مستقيماً به سوي كاهش دادن ميزان مصرف انرژي و پايين آوردن هزينه هاي سرسام آور تأمين انرژي هدايت شد هاند . اين كار باعث مي شود كه روز به روز رقابت هاي صنعتي پيچيد هتر شوند. همزمان با تلاش هاي مذكور، كوشش هاي فراوان ديگري صورت مي گيرد كه كيفيت محيط زيست را ارتقاء بخشد و كره زمين را براي تأمين بهداشت و سلامت ساكنان خود تا ساليان دور آماده سازد. براي صنعتگران حائز كمال اهميت است كه دريابند صرفه جويي در مصرف انرژي يكي از مهمترين سياست هاي صنعتي ، ملي و جهاني است .

-ويژگي هاي مصرف انرژي در فرآيند توليد شيشه : نسبت هزينة انرژي به كل هزينه هاي ساخت بطري شيشه اي در سال ١٩٧٣ ميلادي و قبل از ظهور اولين شوك نفتي 9درصد بود . نسبت مذکور بعد از دومين شوك نفتي، سال ١٩٨١ و ١٩٨٩ به 15.9 درصد و 16.79درصد رسید. عليرغم تلاش هاي معطوف به صرفه جويي انرژي، اين نسبت كه در سال 1973 ميلادي ٩ درصد بوده است در سال ١٩٨١ به 7/16 درصد رسيده است (عموماً به دليل افزايش قيمت نفت) ولي در سال ١٩٨٩ به دليل تلاش هاي صرفه جويانه و همينطور پايين تر آمدن قيمت نفت نسبت مذكور به حد 6/8 درصد كاهش يافته است

به منظور کاهش هزينه ها، يافتن زمينه هاي صرفه جويي انرژي در مورد هر يك از حاملهای انرژي بسيار با اهميت می باشد
درصد انرژی مصرفی در بخشهای مختلف فرآيند توليد بطري شيشه اي را كه با كوزة مخزني يا با كورة پات تجهيز شده اند، نشان مي دهد. فرآيند ذوب مواد اوليه بزرگترين بخش مصرف كننده انرژي در كوره های مخزني با عملکرد پيوسته مي باشد. چنانچه از كورة پات كه معمولاً براي توليد محصولات شيشه ای در ظرفيت های كمتر ولي با تنوع بيشتر محصولات توليدی بکار می رود، استفاده شود، سهم انرژي در عمليات ذوب تا حدود ٨٥ درصد هم خواهد رسيد.
چنانچه سهم ۷ درصدی انرژي مصرفی در فورهارت كوره به سهم ٧٥ درصدی مصرف انرژی در عمليات ذوب در مورد کوره های مخزني اضافه گردد، عدد ٨٢ درصد به دست مي آيد كه تقريباً نزديك به سهم ٨٥ درصدی مصرف انرژی در عمليات ذوب مربوط به كورة پات است. بنابراين اولويت نخست در زمينه صرفه جويي انرژي به كوره ها و اولويت دوم به لِهِر اختصاص خواهد داشت. معمولاً برای تحليل وضعيت مصرف انرژی در يک فرآيند توليدی از عبارت مصرف ويژه انرژی كه معادل انرژي مصرف شده به ازاء واحد توليد محصول(يك كيلوگرم يا يك تن شيشه) استفاده مي شود. اساساً صرفه جويي انرژي در كارخانه هاي توليد شيشه معطوف به كاهش دادن ميزان شدت انرژي است. براي کاستن از ميزان شدت انرژي ضروري است كه كارهاي ذيل صورت گيرد:

-كاهش ميزان سوخت مصرفی، افزايش ميزان محصول توليدی بدون افزايش يافتن مقادير سوخت مصرفی و بالاخره كاهش نرخ خطاهاي توليدي و اپراتوري به گونه ای كه از افزايش توليد(محصول تاييد شده نهايي) در مرحله پاياني اطمينان حاصل شود

مصرف ويژه انرژي شامل همة انواع انرژي است كه در ساخت يك فرآورده شيشه اي مصرف میشود و شامل نفت، مازوت ، نفتِ كروزن، گاز مايع، قدرت الكتريكي، گازوييل مصرفی در حمل و نقل و... می باشد.

شیشه ، مایعی می‌باشد که بسیار سرد شده است و در حرارت یپایین‌تر از نقطه انجماد آن ، در حالت مایع قرار دارد و بطورعمومی ، جسمی است شفاف که نوربخوبی از آن عبور می‌کندو پشت آن بطور وضوح قابل روئیت می‌باشد.
دید کلی
شیشه از نظر ساختمان مولکولی در حالت جامد آرایش مولکولی نامنظم دارد. در درجه حرارت‌های بالا ، شیشه مثل هر مایع دیگری رفتار می‌کند. اما با کاهش دما ،گرانروی آن بطور غیر عادی افزایش می‌یابد وباعث می‌شودمولکول‌ها نتوانند در آرایشی که لازمه کریستال شدن است، قرار گیرند. به این ترتیب شیشه از نظرساختمان مولکولی مانند مایعات نامنظم است، ولی این ساختمان غیر منظم ، دیگر متحرکنیست.

شیشه جسمی سخت است که سختی آن در حدود 8 می‌باشد و همه اجسام بجزالماسه‌هارا خطمی‌اندازد. وزن مخصوص شیشه 2.5 گرم بر سانتیمتر مکعب بوده و بسیار تُرد و شکننده است. شیشه در مقابل تمام موادشیمیایی حتی اسیدهای قوی و بازها مقاومت کرده و تحت تاثیرخورندگی واقع نمی‌شود، به همین علت ظرف آزمایشگاهی را از شیشه می‌سازند. فقطاسیدفلوئوریدریک (HF) بر آن اثر داشته و شیشه را در خود حل می‌نماید.

تاریخچه
شیشه گری، یکی از قدیمیترین حرفه‌هایی است که بشر بدان اشتغال داشته است. مصری‌ها سازنده اولین اشیای شیشه‌ای بوده‌اند که ظروف بدست آمدهاز حفاریهای مصر قدمت 5000 ساله دارد. رومیان نیز در فن شیشه گری مهارت داشته‌اند ودر این صنعت از سایرین پیشرفته‌تر بودند. رونق شیشه سازی در نخستین ادوار تاریخ اسلامی صورت گرفته است، زیرا هنری بود که در مساجد و زیارتگاه‌ها و تزئینات مذهبیجلوه خاصی داشته و مورد استفاده قرار می‌گرفت.

در ایران نیز ساختن شیشه قدمت چند هزار ساله دارد. و نخستین واحد ماشینی تولید شیشه ساختمانی در ایران در سال1340 شروع بکار کرد.

ترکیبات سازنده شیشه
اجزای اصلی تشکیل دهنده شیشه
با نگاه به جدول عناصر، کمتر عنصری را می‌توان یافت که از آن شیشه بدست نیاید، ولی سه مادهکربنات دو سود،سنگ آهکوسیلیس، مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه می‌باشند. مواد شیشه ساز مورد تایید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران عبارتند ازسیلیس (SiO2) ،دی‌اکسید بور (B2O3) ،پنتا اکسید فسفر (P2O5) که از هر کدام بتنهایی می‌توان شیشه تهیه نمود.

گدازآورها
کربنات سدیم (Na2CO3) ،کربن اتپتاسیم (K2CO3) وخرده شیشه،سیلیکات سدیم و پتاسیم (Na2SiO3 , K2SiO3) که حاصل ترکیب سیلیس با گدازآورها می‌باشند، در آب حل می‌شوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم می‌کنند. به همین علت است که اغلب شیشه‌های مصرف شده در گلخانه پس از چندسال کدر می‌شوند ونوراز آنها بخوبی عبورنمی‌نماید.

تثبیت کننده‌ها
برای آنکه مقاومت شیشه را در مقابل آب و هوا ثابت کنیم،باید اکسیدهای دو ظرفیتی باریم،سرب،کلسیم،منیزیم وروی به مخلوط اضافه کنیم که به این عناصر ،ثابت کننده می‌گویند.
​

​

تصفیه کننده‌ها
موجب کاستن حباب هوای موجود در شیشه می‌شوند و بر دونوعند:

​

1. فیزیکی:سولفات سدیم (Na2SO4) ،کلرات سدیم (NaClO3). با ایجاد حباب‌های بزرگ حباب‌های کوچک را جذب و ازشیشه مذاب خارج می‌کنند.
2. شیمیایی:املاح آرسنیک وآنتیموان ترکیباتی ایجاد می‌کنند که حباب‌های کوچک داخل شیشه را از بین می‌برند.

تا اینجا به موادی اشاره کردیم که عدم وجودشان ، در مواداولیه باعث از بین رفتن مرغوبیت کالا می‌شد. حال به چند ماده دیگر که به نوعی درتولید شیشه سهیم هستند، اشاره می‌کنیم.




افزودنیها​

1. استفاده ازبوراکسبه جای اکسید وکربنات سدیم (گدازآور) که دراثر حرارت بهNa2OوB2O3تجزیه می‌شود و در واقع بجای هر دو ماده عمل می‌کند.
2. استفاده ازنیترات سدیمNaNo3برای از بین بردن رنگ سبز شیشه (ناشی ازاکسید آهنکه همراه مواد دیگر وارد کوره می‌شود).
3. استفاده ازاکسید منگنزکه باعث مقاومت بیشتر در مقابل عوامل جوی وشفاف‌تر شدن شیشه می‌شود.
4. استفاده ازاکسید سربPH3O4 , PbO به جایCaOبرای ساختن شیشه‌های مرغوب بلور و کریستال که باعث درخشندگی شیشه می‌شوند.
5. برای ساختن کریستال مرغوب ازاکسید نقرهاستفاده می‌کنند.
6. استفاده ازفلدسپارکه باعث مقاومت بهتر در مقابل مواد شیمیایی می‌شود.
7. برای اینکه شیشه در برابراسید فلوئوریدریکهم مقاوم باشد، ترکیباتی ازفسفاتبه آن می‌افزایند.
8. استفاده ازخرده شیشهکه به ذوب مواد سرعت بیشتری می‌دهد.
9. استفاده ازاکسید فلزاتبرای تهیه شیشه‌های رنگی.
10. اکسید سزیمبرای جذب اشعه زیر قرمز و اکسید بر برای ازدیاد مقاومت حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

دو نمونه از عناصر تشکیل دهنده که عمومیت بیشتری دارند، در زیر ذکر می‌گردد.

​

• ترکیبات(1):اکسید سیلیسیم (SiO2) در حدود 74 تا 80 درصد و بقیه شاملپراکسید سدیم (NaO2) تا 15 درصد واکسید کلسیم 7 تا 12 درصداکسیدمنیزیم 2 تا 4 درصد و 2 درصد هم عناصر دیگر مانندFe2O3 - MnO - Al2O3 - TiP2 - SiO3.
• ترکیبات (2):اکسید سیلیسیم (SiO2) در حدود 73 درصد ،اکسید سدیم 15 درصد ،اکسیدکلسیم 5.55 درصد ،اکسید منیزیم 3.6 درصد ،اکسید آلومینیوم 1.5 درصد ،اکسید بور (B2O3) واکسیدپتاسیم( K2O) هر کدام 0.4 درصد ،اکسید آهن (Fe2O3) واکسید سیلیسیم 6 ظرفیتیSiO3هر کدام 0.3 درصد.
  
  علاوه بر مواد فوق همیشه مقداری خرده شیشه نیز با این مواد وارد کوره می‌گردد.

انواع شیشه و کاربرد آنها
شیشه به اشکال مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ساخت لوازم تزیینی مانند گل ، تابلو و غیره در ساختن ظروف آزمایشگاهی و یا ظروف آشپزخانه مانند لیوان ، بطری و غیره و بالاخره در ساختن شیشه‌های مسطح که در دو نوعساده ومشجرعرضه می‌گردد و مصارف مختلفی دارد که عمده ترین کاربرد آن به عنوان در و پنجره در کارهای ساختمانی است که به شکلهای مختلف اعم از شیشه‌های شفاف ، نیمه شفاف و رنگی ، جاذب حرارت ،ایمنی،دوجداره،سکوریت و... وجود دارد.

همچنین درآینه سازی ، صنایع نشکن ، صنایع یخچال سازی ، میزهای شیشه‌ای ، انواع شیشه رومیزی وتیغه کاری ساختمان کاربرد دارد.
شیشه رنگی
به دو طریق می‌توان شیشه رنگی بدست آورد.

​

1. با افزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونهاکسیدهای مسیبه شیشه رنگهای مختلف قرمز می‌دهد و رنگ آبی پر رنگ بوسیلهاکسید کبالتبدست می‌آید. رنگ زرد با افزودن مقداریاکسید اورانیوموکادمیومحاصل می گردد.
2. شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فرو می‌کنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه‌هایرنگی در ویترین مغازه‌ها ، نمایشگاهها ، آزمایشگاهها و ساختمانهای صنعتی بکارمی‌روند.

شیشه ضد آتش (پیرکس)
همراه مواد اولیه این شیشه‌ها در مقابل حرارت ،مقاومت زیادی دارند، مقدار زیادیاکسید بوریکبکار می‌رود وسیلیسآنها از انواع شیشه‌های معمولی بیشتر است. معمولا از آنها به عنوان ظروف آزمایشگاه و آشپزخانه و یا در جلوی بخاری‌های دیواری و اجاقها استفاده می‌نماید.

شیشه مسطح
این نوع شیشه را با اضافه نمودن توری فلزی در میان شیشهمی‌سازند و بیشتر برای درهای ورودی ، کارگاهها ، موتورخانه‌ها ، آسانسورها و هرجایی که خطر شکستن و فروریختن شیشه وجود دارد، استفاده می‌نمایند.

شیشه دوجداره (مضاعف)
این نوع شیشه‌ها ، از دو لایه ساده و گاهی رنگی که به موازات یکدیگر قرار گرفته‌اند و لبه‌ها یا درزهای آنها هوابندی شده است و فضای بین آنها با مواد خشک کننده‌ای مانندسیلیکاژل، پُر و یا در بعضی از مواردبین دو لایه ، خلاء ایجاد می‌شود. این نوع شیشه که عایق گرما ، سرما و صداست، دربسیاری از ساختمانها مانند فرودگاهها ، هتل‌ها و بیمارستانها بکار می‌رود.

شیشه سکوریت
در این حالت ، شیشه مجددا تا حدود 700 درجه سانتی‌گراد حرارت داده و بعد بطور ناگهانی و تحت شرایط خاص و کنترل شده‌ای سرد می‌شود. این عمل باعث افزایش مقاومت شیشه (حدود 3 الی 5 برابر) در مقابل ضربه و نیز شوک های حرارتی می‌گردد. این شیشه‌ها در صورت شکستن ، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم می‌شوند که آسیب رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاهها ، درهای شیشه‌ای وپنجره‌های جانبی اتومبیلها استفاده می‌گردد.

شیشه نشکن
این نوع شیشه‌ها شامل دو یا چند لایه شیشه‌اند که بوسیله ورقه‌هایی ازنایلون شفاف تحت حرارت و فشار به هم متصل می‌شوند. همچنین بعضی از انواع شیشه‌های طلق‌داربه عنوان عایق صوتی ، جاذب حرارت ، کاهنده شفافیت و شیشه ایمنی بکار برده می‌شوند. وقتی که این شیشه‌ها می‌شکنند، خاصیت کشسانی نایلون مانع از پخش و پراکندگی ذرات شیشه می‌گردد.
از جمله کاربردهای این نوع شیشه‌ها در خودروها و ویترین مغازه‌هایی که اشیاء گران قیمت می‌فروشند استفاده می‌گردد. ممکن است شیشه نشکن را ازجنس شیشه سکوریت بسازند.

شیشه ضد گلوله
از چند لایه شیشه سکوریت و یا نشکن ، شیشه ضد گلوله می‌سازند. در هنگام وارد شدن گلوله به داخل شیشه ، از نیروی آن کاسته و در میان شیشه متوقف می‌گردد.

شیشه انعکاسی (بازتابنده)
در این نوع شیشه‌ها ، یک سطح شیشه با یک پوشش منعکس کننده نور و حرارت از جنس فلز یا اکسید فلزی دارای این خاصیت پوشانده می‌شود. این نوع شیشه‌ها ، نور خورشید را منعکس می‌کنند و در کاهش حرارت و درخشندگی نورموثر هستند. اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه انعکاسی نگاه کنیم مشاهده می‌کینم که تصاویر اطراف را مانندآینه باز می‌تاباند واگر از داخل به بیرون نگاه کنیم، شیشه کاملا شفاف خواهد بود. شبها پدیده مذکوربرعکس است. یعنی شیشه از خارج شفاف و از داخل مانند آینه است.
این شیشه بامنعکس نور خورشید ، حرارت ناشی از تابش نور خورشید را بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد و در نتیجه ، باعث صرفه جویی در هزینه‌های احداث ، راه اندازی و نگهداری سیستمهای تهویه و تبدیل می‌شود.
​

برگرفته از سایت www.gigapars.com

نانو فناوری در تولید شیشه در سه حوزه ی زیر تاکنون عمل کرده است:
-شیشه های خودتمیزشونده
-شیشه های رنگی حاوی نانو ذرات
-شیشه های ذخیره کننده انرژی

شیشه خود تمیز شونده

امروزه پیشرفت فعالیت ها در حوزه نانو مواد با پشتوانه و سرمایه های روز افزون مالی ادامه دارد و شرکتها به دنبال شناخت روشهای جدید هستند . پیشرفت در روش های تولید ، کیفیت و بازدهی محصول را بهبود می بخشد و باعث ایجاد افقی روشن در زمینه تولید انبوه می گردد . عمومی شدن بحث فناوری نانو و سود دهی بالای آنها موجب شده تا بیشتر محققان در زمینه گسترش کاربردهای فناوری نانو به کار خود ادامه دهند .
نیروی محرکه همه این فعالیتها ، گسترش مداوم نانو مواد به علاوه خصوصیات و قابلیتهای جدیدی است که کشف شده است . همچنین برای افزایش تعداد تقاضا برای نانو مواد ، نوآوریهایی انجام می شود تا عملکرد آنها اصلاح یافته و سود دهی افزایش یابد . در بسیاری از حوزه ها مانند خودرو که صنایع در آن به حد رشد رسیده اند ، استفاده از نانو مواد در واقع تلاش برای مرگ و زندگی است . به عبارت دیگر استفاده از نانو مواد در این صنایع و دیگر صنایع به عنوان روش کسب برتری در بازار ، دائماً در حال گسترش است . بنابراین در این مقاله به کاربردهای فناوری نانو در صنعت تولید شیشه خودرو و مزایای استفاده از این فناوری ها اشاره گردیده است و تحقیقاتی که در این زمینه در مرکز تحقیقات شرکت سایپا شیشه در این خصوص صورت گرفته است ، بیان گردیده است .


شیشه های خود تمیز شونده :


شیشه های خود تمیز شونـده (‌ فتوکاتالیتی + آب دوستی ) از سـال 2002 در بـازار در دسترس بوده اند و هـر روز نیاز و تقاضا استفاده از آن شیشه هـا افزایش می یابد که برای عمـل خـود تمیز شوندگی این شیشه ها نور UV به عنوان یک پیش شرط لازم است . بنابراین شیشه هـا را می توان تنها برای سطوح خارجی بکار برد . با اعمال پوشش خـاص ( اکسیدتیتانیوم ) و بکارگیـری UV که در بخشی از نور خورشید وجود دارد ، تشکیل اکسیژنی فعال بر روی سطح شیشه تسریع می گردد.
این اکسیژن به لکه های چربی آلی روی سطح شیشه حمله کرده و با تجزیه سطح تماس بین شیشه و چربی چسبندگی کاهش می یابد و چربی می تواند بهتر شسته شود ، بنابراین چربی بطور کامل خـارج می شود . به طور طبیعـی شیشه هایی با ترکیبی از خواص فتوکاتالیتی و آب دوستی تحت عنـوان شیشه های خود تمیز شونده نامیده می شوند.
در ساخت شیشه ، لیزرهای فتوکاتالیتی روی نوارهای شیشه ای داغ در دمای بالای C 600° پاشیده می شوند . این فرآیند پوشش دهی پیرولیز ( PYROLYSIS )‌ نامیده می شود که از دهـه 60 برای محافظت در برابر اشعه خورشید و پوشش های عایق حرارتی استفاده شده است . پوشش های فتوکاتالیتی بسیار پایدارند و نیاز به تجدید و بازسازی دوباره ندارند . پوشش های با ضخامت 40 نانومتر را می توان به روش CVD اعمال نمود .


عمل دفع چربی و سطوح تمیز شونده روی سطح شیشه :
سطوح دفع آب ( HYDROPHOBIA ) :
ـ با بکار بردن پوشش های خاص ، امکان افزایش کشش سطحی شیشه وجود دارد . احتمالاً بهترین مثال شناخته شده ، سطح یک جسمی است که به تازگی واکس زده شده است . در این حالت به راحتی می توان اثر آب گریزی را مشاهده کرد . به دلیل کشش سطحی افزایش یافته ، آب دفع شده و به شکل دانه هایی جریان می یابد . در این حالت به دلیل آنکه سطح واکس زده شده است ، آب نمی تواند به سطح بچسبد . در واقع به دلیل همین رفتار آب است که به این ویژگی آب گریزی گفتـه می شـود . HYDRO آب است و PHOBIA به معنای تـرس می باشـد . در واقـع اصطلاح HYDROPHOBIA ترس آب را از چیزی بنام سطح توصیف می کند .
ـ دراین حالت آب به شکل قطرات و دانه هایی متراکم و به دنبال این رفتارسعی می کند که از سطح فرار کند . عمل تمیز کنندگی این پوشش ها به این علت است که نه تنها آب ، بلکه لکه چربی ها و آلودگی ها نیز قادر به چسبیدن به سطح نیستند و همین باعث می شود که اگر بر روی سطح آب ریخته شود یا بعدها باران ببارد ، سطح شسته می شود . ( لکه چربی ها دفع می گردند و سطح به راحتی تمیز می شود . )
ـ به دلیل کشش سطحی بالاتر ، نیاز است قطرات آب قبل از چکیدن وزن بالاتری بدست آورند. قطرات کوچک به اندازه کافی سنگین نبوده و حتی بر روی سطوح لعاب کاری شده ممکن است خشک شده و بر روی شیشه بصور لک و خال ، اثرات آنها باقی بماند . هر آلودگی چسبنده از سطوح HYDROPHOBIA خیلی آسان تر از سطح یک شیشه معمولی می توانند خارج شوند .


تشکیل فیلم :HYDROPHILIC
ـ با عمل آب دوستی (‌HYDROPHILIC به معنی دوست داشتن ) کشش سطحی کم می شود. در چنین حالتی قطرات آب بر روی سطح پخش شده و یک فیلم آب بر روی سطح تشکیل می دهند . تشکیل این فیلم آب دو مزیت دارد : مقدار یکسانی آب سطح بزرگتری را خیس می کند . این عمل بطور طبیعی راندمان تمیز کـاری را در مقایسـه با سطح شیشه های معمولـی بهبود می بخشد . دوم این که هیچ قطره بارانی بعد از باران باقی نمی ماند و فیلم آب جریان می یابد . بدین ترتیب شیشه سریعتر خشک شده و هیچ اثری از لکه باران روی شیشه باقی نمی ماند .
مکانیسم خود تمیز شوندگی :
ـ تیتانیا یک ماده نیمه هادی است که باند ممنوعه نسبتاً وسیع ( حدود2/3 الکترون ولت ) دارد. وقتی یک پرتو نور با انرژی مساوی یا بالاتر از 2/3 الکترون – ولت به آن بتابد ، الکترون از باند ظرفیت خارج شده و به باند هدایت می رود . بدین ترتیب یک حفره در باند ظرفیت و یک الکترون در باند هدایت ایجاد خواهد شد . در نتیجه این عمل یک جفت الکترون – حفره بوجود می آید . یون های هیدروکسیل ( OH ) در داخل حفره می افتد و منجر به تشکیل رادیکال های هیدروکسیلی می شوند که عاملین اکسیداسیون بسیار قوی هستند .
وقتی که تله ها برای الکترون ها گونه های اکسیژنی باشند ، منجر به تشکیل گونه های سوپر اکسیدی O[SUB]2[/SUB] می شوند که عوامل کاهنده قوی هستند . تولید این عوامل کاهنده و اکسید کننده قوی سبب می شوند تا ماده آلی به CO[SUB]2[/SUB] یا H[SUB]2[/SUB]O تبدیل شود . بدین ترتیب قدرت چسبندگی ماده آلی روی سطح شیشه کم شده و محصولات تولید شده حاصل از واکنش چربی ها با پوشش در اثر وزش باد یا بارش آب باران از سطح جدا می شوند .
ـ در محیط هایی که میزان نور و اشعه UV برای فعال شدن خاصیت کاتالیستی کافی نباشد ، انرژی برای خارج کردن الکترون های باند ظرفیت تیتانیا کم است . برای کاهش باند ممنوعه تیتانیا اگر بخواهیم دوباره جفت الکترون – حفره ها را با هم ترکیب کنیم ، به دنبال آن خاصیت فتوکاتالیستی کم می شود
برای رفع این مسئله یک راه مناسب برای کاهش باند ممنوعه تیتانیا دپ کردن یون های فلزی به تیتانیا است . به دنبال این کار خاصیت فتوکاتالیستی ، آنتی باکتریال و خود تمیز شوندگی تا حد زیادی بهبود می یابد .

ـ مزایا و ویژگی های شیشه های خود تمیز شونده :
1 ـ پس زدن آب و روغن از روی سطوح .
2 ـ عدم چسبیدن آلودگی ها بر روی سطوح
3 ـ پاک شدن گل و لای بوسیله آب باران .
4 ـ عدم رسوب گرفتن سطوح .
5 ـ ممانعت از خوردگی شیشه .
6 ـ بکار بردن این شیشه ها در خودرو باعث می شود سطح شیشه اتومبیل تا 000/50 کیلومتر بدون برف پاک کن تمیز بماند .
7 ـ افزایش استحکام و مقاومت شیشه در برابرخش افتادگی
8 ـ جلوگیری از تشکیل اثر انگشت روی شیشه .
9 ـ تا 20 % شیشه روشن تر و شفاف تر می شود .
10 ـ تا 30 % سطح شیشه یکنواخت تر می شود .
11 ـ افزایش دید از طریق شیشه در شرایط بد آب و هوایی .
12 ـ‌کاهش انتقال صدا تا 24 % در مقایسه با شیشه های معمولی .
13 ـ کاهش مقدار عبور اشعه UV از شیشه بدین ترتیب از کدر شدن سطوح کنترلی و داشبرد جلوگیری می شود .
14 ـ شیشه تا مدت زمان طولانی تمیز باقی می ماند




- شيشه هاي رنگي حاوي نانو ذرات :


در سال هاي اخير نوع جديدي از بدنه هاي فلورسان بسيار درخشان شامل يك شيشه حاوي ذرات نانويي نيمه هادي پراكنده ساخته شده اند . اين بدنه ها بر خلاف بدنه هاي فلورساني
كه تاكنون گسترش يافته اند ، مي توانند نور مرئي را از هر طول موجي جذب كند . در اين شيشه ها ذرات نيمه هادي ، پايداري بالا و چسبندگي يكنواختي با بدنه فلورسان دارند . بدين ترتيب مي توان اين شيشه ها را براي توسعه قطعات مختلف بكار برد . بخش پژوهشي فتونيك انستيتو بين المللي تكنولوژي و اولين بار توانسته است نوع ( AIST ) علوم صنعتي پيشرفته جديدي از شيشه هاي فلورسان با روشنايي حدود سه برابر بدنه هاي شيشه هاي معمولي را توليد نمايد . اين شيشه برخي خواص خيلي عالي نظير شفافيت ، استحكام مكانيكي ، مقاومت حرارتي و پايداري شيميايي را دارد .


شيشه هاي ذخيره كننده انرژي :


window ) امروزه توسعه فن آوري توليد پوششهاي چند لايه توانسته است مشكلات متعدد كاربرد شيشه در ( film اتومبيل ها را به ميزان قابل توجهي رفع نمايد . چنين محصولاتي معمولا از 6 لاية بهم فشرده تشكيل شده اند و هر لايه منشاء ايجاد خاصيت مشخصي ميباشد . ضخامت نهايي اين محصولات حدود 50 ميكرون است و براي نصب آنها هيچ احتياجي به خارج كردن شيشه ها و يا تعويض آنها نخواهد بود .
جلوگيري از ورود حرارت خورشيد
آيا تا به حال از گرماي شديد نورخورشيد و تابش مستقيم آن ، هنگامي كه داخل اتومبيل نشسته ايد آزرده شده ايد ؟ پوششهاي مدرن با كاهش ورود حرارت خورشيد به طور متوسط به ميزان 40 % از افزايش دماي داخل اتومبيل جلوگيري مي نمايند . در نتيجه فشار كمتري به سيستم سرمايش اتومبيل وارد شده و آسايش سرنشينان در فصول گرم بسادگي تأمين خواهد شد . در ضمن چه داخل اتومبيل خنك باشد و چه نباشد ، وقتي آفتاب مستقيم اً به سرنشينان بتابد باعث آزارآنها خواهد شد . اما با استفاده از پوششهاي مدرن ، به علت آنكه اكثر قسمت حرارت زاي نور خورشيد ***** مي شود ، حتي تابش مستقيم هم فقط گرماي اندكي ايجاد مي نمايد . روش هاي رايج مختلفي براي پوشش دهي شيشه ها و فسفرها وجود دارد. روش پاششي ( CRT، نظير آينه ها روش اصلي براي اعمال پوشش هاي كنترل ( SPUTTERING كننده انرژي و حرارت در شيشه هاي ساختمان و اتومبيل مي باشد است كه در ( PVD ) . روش پاششي شامل تجزيه فيزيكي بخار يك محفظه خلاء انجام مي شود . در اين روش ابتدا شيشه تميز مي شود و سپس لايه هاي نازكي از مواد بطور يكنواخت بر روي سطح شيشه تشكيل مي شود . تأمين سلامت سرنشينان و لوازم خودرو احتمالا شما هم شاهد ترك خوردگي و رنگ پريدگي قطعات داخلي خودرو در اثر تابش خورشيد بوده ايد ؟ يا اينكه به حساسيت هاي پوستي ناشي از تابش خورشيد مبتلا شده ايد . شايد بدانيد كه علت پيدايش تمامي اين مشكلات اشعه مضر است كه به دليل داشتن فركانس ( UV ) فرابنفش خورشيد بالا داراي انرژي زيادي بوده و مي تواند از شيشه ها عبور كرده و به راحتي قطعات داخلي خودرو را دچار رنگ پريدگي و ترك خوردگي نمايد .
همچنين 80 % از چين و چروك هايي كه در پوست ديده مي شود حاصل تابش اشعه فرابنفش در بيست سال اول زندگيست كه آثار سوء آن مدتي نهفته مي ماند و در سنين بالا نمايان ميشود .
اما پوششهاي مدرن به علت بكارگيري گونه هاي شيميايي
در ساختار آنهاقادر هستند به ميزان 99 % تا UVabsorbers
%99,9 از ورود اشعه مضر فرابنفش اين محصول 100 SPF جلوگيري نمايند . همچنين عدد ( UV ) مي باشد به عبارت ديگر آثار سوء اشعه فرابنفش به يكصدم كاهش مي يابد . اين مزيت در كرم هاي ضد آفتاب استاندارد بين 15 تا 45 مي باشد . لازم به ذكر است كه پيشرفته ترين انواع اين تكنولوژي موفق The skin به دريافت توصيه نامه بنياد جهاني سرطان پوست گرديده است . cancer foundationبطور عمده دو نوع پوشش بر روي شيشه ها اعمال مي گردد: :
1 پوشش هاي كنترل نور خورشيد .
. ( LOW-E ) 2 پوشش هاي با گسيل پايين هدف اوليه پوشش هاي كنترلي انرژي خورشيدي كم كردن راندمان حرارتي از طريق كاهش عبور انرژي خورشيدي ميباشد . راه حل مرسوم براي رفع اين مشكل استفاده از موادي است كه انرژي خورشيد را جذب يا دوباره منعكس مي كنند مي باشد .
اين شيشه ها در مقايسه با شيشه هاي معمولي انعكاس بالاتري دارند . اين پوشش ها شامل يك تا سه لايه و حتي بيشتر مي باشد . اين پوشش ها شامل عناصر مختلف نظير فولاد زنگ نزن و يا دي اكسيد تيتانيوم مي باشند . در دهه اخير تقاضاي بازار براي شيشه هاي پوشش داده شده به عنوان كنترل كننده نور خورشيد و عايق حرارتي افزايش يافته است . پوشش هاي اعمال شده بر روي اين شيشه ها در ضخامت نانومتري مي باشد . شيشه هاي با نشر پايين باعث ذخيره سازي انرژي و
در عين حال صرفه جويي در پول مي شوند . اين شيشه ها اجازه عبور نور مرئي را مي دهند در حاليكه نور ماوراء بنفش و مادون قرمز را منعكس مي كنند .

متن کامل را در مقاله زیر بخوانید

فايل ضميمه

• http://www.www.www.iran-eng.ir/images/attach/pdf.gif 6.pdf (339.7 كيلو بايت, 84 نمايش)

یک فایل تصویری از همین موضوع

از مهندس احمدی /دانشگاه صنعتی شریف

شامل:

فوتوکاتالیست
چیستی
کاربرد ان
محصولات
نحوه عملکرد
و.....

فايل ضميمه

• self clean glass.rar (1.27 مگابايت, 92 نمايش)

 

[جینگیلبرت]

[h=2]شیشه چیست؟سکوریت چیست؟[/h] شیشه چیست ؟

شیشه ، مایعی می‌باشد که بسیار سرد شده است و در حرارتی پایین‌تر از نقطه انجماد آن ، در حالت مایع قرار دارد و بطور عمومی ، جسمی است شفاف که نور بخوبی از آن عبور می‌کند و پشت آن بطور وضوح قابل روئیت می‌باشد.
شیشه از نظر ساختمان مولکولی در حالت جامد آرایش مولکولی نامنظم دارد. در درجه حرارت‌های بالا ، شیشه مثل هر مایع دیگری رفتار می‌کند. اما با کاهش دما ، گرانروی آن بطور غیر عادی افزایش می‌یابد و باعث می‌شود مولکول‌ها نتوانند در آرایشی که لازمه کریستال شدن است، قرار گیرند. به این ترتیب شیشه از نظر ساختمان مولکولی مانند مایعات نامنظم است، ولی این ساختمان غیر منظم ، دیگر متحرک نیست.
شیشه جسمی سخت است که سختی آن در حدود 8 می‌باشد و همه اجسام بجز الماسه‌ها را خط می‌اندازد. وزن مخصوص شیشه 2.5 گرم بر سانتیمتر مکعب بوده و بسیار تُرد و شکننده است. شیشه در مقابل تمام مواد شیمیایی حتی اسیدهای قوی و بازها مقاومت کرده و تحت تاثیر خورندگی واقع نمی‌شود، به همین علت ظرف آزمایشگاهی را از شیشه می‌سازند. فقط اسید فلوئوریدریک (HF) بر آن اثر داشته و شیشه را در خود حل می‌نماید.
تاریخچه

مانند بسیاری از مواد دیگر ، در مورد اختراع شیشه نیز تردید بسیاری وجود دارد. یکی از قدیمی‌ترین استفاده‌های موجود در این ماده ، از "پلینی" نقل شده که در طی آن ، گفته می‌شود که بازرگانان فنیقی ، ضمن پختن غذا در ظرفی که برحسب اتفاق روی توده‌ای از لزونا در ساحل دریا قرار گرفته بود، به وجود این ماده پی بردند. یکی شدن ماسه و قلیا نظر آنان را به خود جلب کرد و سبب انجام تلاشهای بعدی در راه تقلید این عمل شد.
مصری‌ها در هزاره ششم پیش از میلاد ، جواهرات بدلی شیشه‌ای می‌ساختند. در سال 290 میلادی ، شیشه پنجره ساخته شد. در طی قرون وسطی ، ونیز به مرکز انحصاری صنعت شیشه بدل شده بود. در سال 1688 شیشه جام در فرانسه به شکل فراورده نو عرضه گردید. در سال 1608 میلادی ، در ایالات متحده ، در "جیمزتاون" در ویرجینیا ، صنعت شیشه پایه‌گذاری شد. در سال 1914، فرایند فورکالت در بلژیک برای کشش مداوم ورق شیشه بوجود آمد.
صنعت شیشه‌سازی ، در ایران سابقه بسیار طولانی دارد که به حدود پیش از 2000 قبل از میلاد می‌رسد. کشف یک ظرف شیشه‌ای زرد رنگ صدفی با زینتی شبیه به خطوط شکسته موج‌دار که در یکی از قبرستانهای لرستان پیدا شده ، یک گردن‌بند شیشه‌ای حاوی دانه‌های آبی رنگ متعلق به 2250 سال پیش از میلاد ، در ناحیه شمال غربی ایران و قطعات شیشه‌ای مایل به سبز که در کاوشهای باستان شناسی لرستان ، شوش و حسنلو بدست آمده است، نشان دهنده سابقه تاریخی صنعت شیشه‌سازی در ایران است.
قدیمی‌ترین شیشه در ایران متعلق به هزاره دوم پیش از میلاد است. نمونه‌هایی از هزاره دوم تا مقارن میلاد مسیح شامل عطردان‌ها، النگوها، تندیس‌ها و کاسه‌ها و تنگ‌های متعدد به‌دست آمده‌است. در حفاری‌های چغازنبیل مربوط به دوره پیش از تاریخ، بطری‌هایی شیشه‌ای یافت شده‌است، که نشان از وفور شیشه در ایلام کهن دارد.
از تمدن مارلیک مهره‌های شیشه‌ای که عمر آنها به ۳۴۰۰ سال پیش می‌رسد، پیدا شده‌است. همچنین ظروف شیشه‌ای مایل به شیری در کاوش‌های لرستان به‌دست آمده‌است. از زمان هخامنشیان آثار شیشه‌ای چندانی در دست نیست. در آن دوره مهره‌های شیشه‌ای ایران در سراسر جهان قدیم معروف بوده که ظاهراً به رنگ سیاه و سفید بوده‌است.
هنرمندان ساسانی در تراش دادن شیشه مهارت مخصوصی داشته‌اند. شیشهٔ ساسانی در چین ارج بسیار داشته و به‌ویژه شیشه لاجوردی را گرانبها می‌شمردند. جام‌های پایه‌دار با نقش حلقه‌های برجسته از دوره اشکانیان و ساسانیان به‌جای مانده‌است.
ظروف شیشه‌ای دورهٔ اسلامی تحت تأثیر طرح‌های قبل از اسلام است. در دورهٔ سلجوقی و تا زمان هجوم مغول، افزارها و ظروف‌های بسیار زیبای شیشه‌ای از کوره‌های شیشه‌گری گرگان بیرون می‌آمد که به نازکی کاغذ و گاه مینایی و گاه تراشیده و کنده‌کاری شده‌است. روزگار سلجوقی اوج صنعت شیشه‌گری در ایران محسوب می‌شود. فرآورده‌های شیشه‌ای این دوران بیشتر شامل ظروف کوچک و بزرگ، عطردان‌های بسیار ظریف، جام‌ها و گلدان‌هایی با فرم‌ها و اندازه‌های متنوع و اشیاء تزئینی کوچک به‌شکل حیوانات و ... است. در دورهٔ مغول رونق شیشه‌سازی از میان رفت و در عوض در این عهد سفالگری و کاشی‌کاری رونق یافت.
در دورهٔ تیمور رواج شیشه‌گری قابل توجه‌است. شیشه‌گرانی از مصر و سوریه به ایران آمدند و مشابه شیشه‌های ایرانی به مصر و سوریه رفت. در این دوره دو شهر سمرقند و شیراز از مراکز عمده شیشه‌سازی در ایران بودند. از این زمان به بعد این هنر روی به انحطاط نهاد تا زمان شاه‌عباس که با ساختن چراغ‌های مساجد و بطری‌ها این هنر دوباره زنده شد. شاه‌عباس شیشه‌گران ونیزی را برای احیای این صنعت به ایران آورد. در نتیجه شیشه‌گری در دوره صفوی رونق دوباره یافت. گاه شیشه‌ را با دمیدن به درون قالب می‌ساختند و گاه شیشه را می‌تراشیدند تا به‌شکل جواهر در آید و یا نقوشی روی آن می‌کندند. و گاهی نیز شیشه را با نقوش درخشان، مینایی و طلایی می‌کردند. در این دوره کارگاه‌های شیشه‌سازی در شهرهای مختلف ایران از جمله اصفهان، شیراز و کاشان دایر شد.
در فاصلهٔ بین سلطنت سلسله صفویه و قاجاریه هنر و صنعت شیشه‌گری در ایران از لحاظ سیر تکاملی پیشرفتی نداشته‌است و تا اواخر سلسله قاجاریه و بعد از آن به‌تدریج ضعیف‌تر شده‌است. با ورود شیشه به قیمت ارزان‌تر و مرغوب‌تر به بازار ایران، کم‌کم این صنعت رو به انحطاط نهاد.
روش‌های تولید شیشه

سرد کردن از حالت بخار (PVD)
رسوب شیمیایی فاز بخار (CVD)
هیدرولیز شعله‌ای
سل-ژل
ترکیبات سازنده شیشه
اجزای اصلی تشکیل دهنده شیشه

با نگاه به جدول عناصر ، کمتر عنصری را می‌توان یافت که از آن شیشه بدست نیاید، ولی سه ماده کربنات دو سود ، سنگ آهک و سیلیس ، مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه می‌باشند. مواد شیشه ساز مورد تایید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران عبارتند از سیلیس (SiO2) ، دی‌اکسید بور (B2O3) ، پنتا اکسید فسفر (P2O5) که از هر کدام بتنهایی می‌توان شیشه تهیه نمود.
گدازآورها

کربنات سدیم (Na2CO3) ، کربنات پتاسیم (K2CO3) و خرده شیشه ، سیلیکات سدیم و پتاسیم (Na2SiO3 , K2SiO3) که حاصل ترکیب سیلیس با گدازآورها می‌باشند، در آب حل می‌شوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم می‌کنند. به همین علت است که اغلب شیشه‌های مصرف شده در گلخانه پس از چند سال کدر می‌شوند و نور از آنها بخوبی عبور نمی‌نماید.
تثبیت کننده‌ها

برای آنکه مقاومت شیشه را در مقابل آب و هوا ثابت کنیم، باید اکسیدهای دو ظرفیتی باریم ، سرب ، کلسیم ، منیزیم و روی به مخلوط اضافه کنیم که به این عناصر ، ثابت کننده می‌گویند.
تصفیه کننده‌ها

موجب کاستن حباب هوای موجود در شیشه می‌شوند و بر دو نوعند:
1. فیزیکی: سولفات سدیم (Na2SO4) ، کلرات سدیم (NaClO3). با ایجاد حباب‌های بزرگ حباب‌های کوچک را جذب و از شیشه مذاب خارج می‌کنند.
2. شیمیایی: املاح آرسنیک و آنتیموان ترکیباتی ایجاد می‌کنند که حباب‌های کوچک داخل شیشه را از بین می‌برند.
تا اینجا به موادی اشاره کردیم که عدم وجودشان ، در مواد اولیه باعث از بین رفتن مرغوبیت کالا می‌شد. حال به چند ماده دیگر که به نوعی در تولید شیشه سهیم هستند، اشاره می‌کنیم.
افزودنیها

1. استفاده از بوراکس به جای اکسید و کربنات سدیم (گدازآور) که در اثر حرارت به Na2O و B2O3 تجزیه می‌شود و در واقع بجای هر دو ماده عمل می‌کند.
2. استفاده از نیترات سدیم NaNo3برای از بین بردن رنگ سبز شیشه (ناشی از اکسید آهن که همراه مواد دیگر وارد کوره می‌شود).
3. استفاده از اکسید منگنز که باعث مقاومت بیشتر در مقابل عوامل جوی و شفاف‌تر شدن شیشه می‌شود.
4. استفاده از اکسید سرب PH3O4 , PbO به جای CaO برای ساختن شیشه‌های مرغوب بلور و کریستال که باعث درخشندگی شیشه می‌شوند.
5. برای ساختن کریستال مرغوب از اکسید نقره استفاده می‌کنند.
6. استفاده از فلدسپار که باعث مقاومت بهتر در مقابل مواد شیمیایی می‌شود.
7. برای اینکه شیشه در برابر اسید فلوئوریدریک هم مقاوم باشد، ترکیباتی از فسفات به آن می‌افزایند.
8. استفاده از خرده شیشه که به ذوب مواد سرعت بیشتری می‌دهد.
9. استفاده از اکسید فلزات برای تهیه شیشه‌های رنگی.
10. اکسید سزیم برای جذب اشعه زیر قرمز و اکسید بر برای ازدیاد مقاومت حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دو نمونه از عناصر تشکیل دهنده که عمومیت بیشتری دارند، در زیر ذکر می‌گردد.
• ترکیبات(1): اکسید سیلیسیم (SiO2) در حدود 74 تا 80 درصد و بقیه شامل پراکسید سدیم (NaO2) تا 15 درصد و اکسید کلسیم 7 تا 12 درصد اکسید منیزیم 2 تا 4 درصد و 2 درصد هم عناصر دیگر مانند Fe2O3 - MnO - Al2O3 - TiP2 - SiO3.
• ترکیبات (2): اکسید سیلیسیم (SiO2) در حدود 73 درصد ، اکسید سدیم 15 درصد ، اکسید کلسیم 5.55 درصد ، اکسید منیزیم 3.6 درصد ، اکسید آلومینیوم 1.5 درصد ، اکسید بور (B2O3) و اکسید پتاسیم( K2O) هر کدام 0.4 درصد ، اکسید آهن (Fe2O3) و اکسید سیلیسیم 6 ظرفیتی SiO3 هر کدام 0.3 درصد.
علاوه بر مواد فوق همیشه مقداری خرده شیشه نیز با این مواد وارد کوره می‌گردد.
انواع شیشه و کاربرد آنها

شیشه به اشکال مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ساخت لوازم تزیینی مانند گل ، تابلو و غیره در ساختن ظروف آزمایشگاهی و یا ظروف آشپزخانه مانند لیوان ، بطری و غیره و بالاخره در ساختن شیشه‌های مسطح که در دو نوع ساده و مشجر عرضه می‌گردد و مصارف مختلفی دارد که عمده ترین کاربرد آن به عنوان در و پنجره در کارهای ساختمانی است که به شکلهای مختلف اعم از شیشه‌های شفاف ، نیمه شفاف و رنگی ، جاذب حرارت ، ایمنی ، دوجداره ، سکوریت و... وجود دارد.
همچنین در آینه سازی ، صنایع نشکن ، صنایع یخچال سازی ، میزهای شیشه‌ای ، انواع شیشه رومیزی و تیغه کاری ساختمان کاربرد دارد.
شیشه های ایمنی (Safety Glass )

شیشه های ایمنی به سختی می شکنند و در مقابل نیروهای ناشی از ضربه ، انفجار ، باد و زلزله مقاومت نموده و یا در صورت شکستن به تکه های کوچکی تبدیل می شود که برندگی شیشه عادی را ندارند و خسارت جانی و مالی حادثه را به حداقل می رسانند.این شیشه ها پس از فرایند سخت سازی ۵ الی ۶ برابر نسبت به شیشه های معمولی مقاومتر می شوند.ایجاد تغییرات بعدی روی شیشه های ایمنی دشوار و در اکثر مواقع غیر ممکن است ، لذا در تهیه نقشه مورد نیاز بایستی دقت کافی به عمل آید.
در ضمن حین انجام پروسه سخت سازی این قابلیت وجود دارد تا محصول به شکل خم استوانه ای نیز باشد ، که البته در این زمینه محدودیتهایی جهت ضخامت و r وجود دارد.
شیشه های درهای ورودی مغازه ها از این نوع است.
شیشه های چند لایه ( Laminated Glass )

امروزه در مواردی مانند سقفها ، نماهای شیشه ای ، شیشه های خودروهای حفاظت شخصیت ها ، شیشه های ضد گلوله ، ضد انفجار ، ضد عبور و اغتشاش ، سرقت و ... که امکان آسیب ناشی از شکست شیشه وجود داشته باشد ، از شیشه های چند لایه استفاده می شود.
این نوع شیشه عموماْ از دو یا چند لایه شیشه و یک یا چند لایه PVB (طلق ) تشکیل می شوند. شیشه های چند لایه در اثر ضربه های شدید به هیچ وجه نمی ریزند و چسبیده به طلق باقی می مانند. همچنین به خاطر ایمنی بالا ، کاهش قابل توجه سر و صدا و جلوگیری از عبور حدود ۹۹٪ از اشعه مضر فرابنفش ( UV ) نور خورشید و نیز امکان تولید محصولاتی با رنگهای متنوع باعث استفاده روز افزون شیشه های چند لایه گردیده است.
شیشه های چاپدار و رفلکتیو (Printed Screen - Reflective Glass )

شیشه های چاپدار که در انواع سخت سازی شده و معمولی ارائه می گردند شامل طرح های مختلف از جمله به شکل سنگهای گرانیتی تولید می شوند و برای نمای ساختمانها ، پارتیشنها ، نمای داخلی ساختمانها ، نورگیرها ، شیشه های لوازم خانگی مانند (اجاق گازی ، بخاری و ... ) و دربهای ورودی شیشه ای استفاده می شوند.
شیشه های رفلکس که در رنگهای متنوعی ارائه می شوند به منظور زیبا سازی ساختمانها به کار می روند.به علاوه این نوع شیشه ها اشعه های خورشید را به نحو قابل ملاحظه ای منعکس نموده و مانع از ورود آن به داخل ساختمان می شود. از این رو برای ساختمانهایی که بیشتر در معرض اشعه های زیان آور خورشید قرار دارند مناسب است.
شیشه های ضد ضربه . ضد عبور . ضد اغتشاش . ضد گلوله . ضد انفجار

این نوع شیشه ها ،همان شیشه های چند لایه هستند که مطابق با نیاز خاص و بر پایه محاسبات مهندسی طراحی و تولید می شوند.بسته به نیاز این نوع شیشه ها را می توان در ابعاد ، رنگها و اشکال متنوع (خم - تخت ) و ... تولید کرد. کاربرد آنها در ساختمانهای تجاری ، اداری بانکها ، ساختمانهای مسکونی ، فرودگاهها ، ویترین طلافروشی ها ، فروشگاههای بزرگ و به طور کلی اماکنی که نیازمند امنیت و حفاظت در برابر سرقت مسلحانه ، اغتشاش ، انفجار ، زلزله و ... می باشد.
شیشه - اسپایدر

در برخی نماهای ساختمان نماهای شیشه ای استفاده می شود به نحویکه در نمای ساختمان هیچ فریمی مشخص نمی باشد. در اینگونه موارد با توجه به طرح مورد نیاز و وزن شیشه و ارتفاع و ... از اسپایدرهای مخصوص استفاده می شود. بدین وسیله نماهای یک دست شیشه ای بسیار زیبا ایجاد می شود.
شیشه های خودرویی

انواع شیشه های خم / تخت / لمینت و شیشه های گرم شونده خاص خودرویی مطابق استانداردهای مربوطه جزء توانمندیهای تولید می باشند.
شیشه های گرم شونده خودرویی در شیشه های جلو و یا عقب خودرو به منظور جلوگیری از یخ زدن و یا مه زدایی کاربرد دارند.
شیشه های خم ( Bend Glass )

شیشه های خم بیشتر به منظور تحقق ایده های مهندسین معمار و طراحان نمای ساختمانها تولید می گردد و باعث افزایش فضا ، زیبایی ، جذابیت و نیز مقاومت بیشتر می شوند.ایجاد تنوع در فضا ،استفاده از فضای بدون استفاده و ایجاد هارمونی وهماهنگی در دید از ویژگی های منحصر به فرد این نوع شیشه ها می باشد.
شیشه رنگی

به دو طریق می‌توان شیشه رنگی بدست آورد.
1. با افزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگهای مختلف قرمز می‌دهد و رنگ آبی پر رنگ بوسیله اکسید کبالت بدست می‌آید. رنگ زرد با افزودن مقداری اکسید اورانیوم و کادمیوم حاصل می گردد.
2. شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فرو می‌کنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه‌های رنگی در ویترین مغازه‌ها ، نمایشگاهها ، آزمایشگاهها و ساختمانهای صنعتی بکار می‌روند.
شیشه ضد آتش (پیرکس)

همراه مواد اولیه این شیشه‌ها در مقابل حرارت ، مقاومت زیادی دارند، مقدار زیادی اکسید بوریک بکار می‌رود و سیلیس آنها از انواع شیشه‌های معمولی بیشتر است. معمولا از آنها به عنوان ظروف آزمایشگاه و آشپزخانه و یا در جلوی بخاری‌های دیواری و اجاقها استفاده می‌نماید.
شیشه مسطح

این نوع شیشه را با اضافه نمودن توری فلزی در میان شیشه می‌سازند و بیشتر برای درهای ورودی ، کارگاهها ، موتورخانه‌ها ، آسانسورها و هر جایی که خطر شکستن و فروریختن شیشه وجود دارد، استفاده می‌نمایند.
شیشه دوجداره (مضاعف)

این نوع شیشه‌ها ، از دو لایه ساده و گاهی رنگی که به موازات یکدیگر قرار گرفته‌اند و لبه‌ها یا درزهای آنها هوابندی شده است و فضای بین آنها با مواد خشک کننده‌ای مانند سیلیکاژل ، پُر و یا در بعضی از موارد بین دو لایه ، خلاء ایجاد می‌شود. این نوع شیشه که عایق گرما ، سرما و صداست، در بسیاری از ساختمانها مانند فرودگاهها ، هتل‌ها و بیمارستانها بکار می‌رود.
شیشه سکوریت

در این حالت ، شیشه مجددا تا حدود 700 درجه سانتی‌گراد حرارت داده و بعد بطور ناگهانی و تحت شرایط خاص و کنترل شده‌ای سرد می‌شود. این عمل باعث افزایش مقاومت شیشه (حدود 3 الی 5 برابر) در مقابل ضربه و نیز شوکهای حرارتی می‌گردد. این شیشه‌ها در صورت شکستن ، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم می‌شوند که آسیب رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاهها ، درهای شیشه‌ای و پنجره‌های جانبی اتومبیلها استفاده می‌گردد.
شیشه نشکن

این نوع شیشه‌ها شامل دو یا چند لایه شیشه‌اند که بوسیله ورقه‌هایی از نایلون شفاف تحت حرارت و فشار به هم متصل می‌شوند. همچنین بعضی از انواع شیشه‌های طلق‌دار به عنوان عایق صوتی ، جاذب حرارت ، کاهنده شفافیت و شیشه ایمنی بکار برده می‌شوند. وقتی که این شیشه‌ها می‌شکنند، خاصیت کشسانی نایلون مانع از پخش و پراکندگی ذرات شیشه می‌گردد.
از جمله کاربردهای این نوع شیشه‌ها در خودروها و ویترین مغازه‌هایی که اشیاء گرانقیمت می‌فروشند استفاده می‌گردد. ممکن است شیشه نشکن را از جنس شیشه سکوریت بسازند.
شیشه ضد گلوله

از چند لایه شیشه سکوریت و یا نشکن ، شیشه ضد گلوله می‌سازند. در هنگام وارد شدن گلوله به داخل شیشه ، از نیروی آن کاسته و در میان شیشه متوقف می‌گردد.
شیشه انعکاسی (بازتابنده)

در این نوع شیشه‌ها ، یک سطح شیشه با یک پوشش منعکس کننده نور و حرارت از جنس فلز یا اکسید فلزی دارای این خاصیت پوشانده می‌شود. این نوع شیشه‌ها ، نور خورشید را منعکس می‌کنند و در کاهش حرارت و درخشندگی نور موثر هستند. اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه انعکاسی نگاه کنیم مشاهده می‌کینم که تصاویر اطراف را مانند آینه باز می‌تاباند و اگر از داخل به بیرون نگاه کنیم، شیشه کاملا شفاف خواهد بود. شبها پدیده مذکور برعکس است. یعنی شیشه از خارج شفاف و از داخل مانند آینه است.
این شیشه با منعکس نور خورشید ، حرارت ناشی از تابش نور خورشید را بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد و در نتیجه ، باعث صرفه جویی در هزینه‌های احداث ، راه اندازی و نگهداری سیستمهای تهویه و تبدیل می‌شود.
سایر محصولات

• شیشه های گرم شونده الکتریکی ( Electrically Heated Glass )
• شیشه های ضد امواج الکترومغناطیسی ( EMI Glass )
• شیشه های با قابلیت عدم تجمع بارهای الکتریکی ( Anti - Static Glass )
• شیشه های با خاصیت باز تابش امواج( IR ( Low - E Glass جهت استفاده در مناطق سردسیر
• آیینه های EC با کیفیت بالا در اتومبیل که باعث کاهش درخشندگی ، روشنایی زننده و تابش خیره کننده نور ماشین عقبی می شود.
• شیشه های هوشمند (Smart Glass ) با قابلیت کنترل نور و گرما
• شیشه های ترابری خاص
• شیشه های ضد آتش
• شیشه های خود تمیز کن
• شیشه های تزیینی LED دار
مصارف و جنبه‌های اقتصادی

مصارف و کاربردهای شیشه بسیار متعدد است. در مجموع شیشه سازی در ایالات متحده ، سالانه یک صنعت 7 میلیارد دلاری را تشکیل می‌دهد و در آن میان ، شیشه خودرو ، سالانه نیمی از مقدار تولید شیشه تخت را به خود اختصاص می‌دهد. در معماری ، گرایش بیشتری به استفاده از شیشه در ساختمانهای تجاری و بویژه مصرف شیشه‌های رنگی ، پدید آمده است.
ترکیب شیشه

شیشه ، محصولی کاملا «شیشه‌ای شده» یا دست کم فراورده‌ای است که مقدار مواد معلق غیرشیشه‌ای موجود در آن نسبتا کم است. با وجود هزاران فرمول جدید شیشه که طی 30 سال گذشته بوجود آمده، درخور توجه است که هنوز مانند 2000 سال پیش ، 90 درصد تمام شیشه‌های جهان از آهک ، سیلیس و کربنات سدیم تشکیل یافته‌اند. اما نباید چنین استنتاج کرد که در طی این مدت ، هیچ تحول مهمی در ترکیب شیشه صورت نگرفته است. بلکه در واقع تغییرات جزئی در اجزای اصلی ترکیب و تغییرات مهم در اجزای فرعی ترکیب ، پدید آمده است.
اجزای اصلی عبارتند از: ماسه ، آهک و کربنات سدیم. هر ماده خام دیگر ، جزء فرعی تلقی می‌شود، هرچند که بر اثر استفاده از آن ، نتایج مهمی بدست آید. مهمترین عامل در ساخت شیشه ، گرانروی اکسیدهای مذاب و ارتباط میان این گرانروی و ترکیب شیشه است.
تقسیم بندی شیشه‌های تجارتی
سیلیس گداخته

سیلیس گداخته یا سیلیس شیشه‌ای به روش تفکافت تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا یا بوسیله گدازش کوارتز یا ماسه خالص ساخته می‌شود و گاه آن را به اشتباه ، شیشه کوارتزی می‌خوانند. این ماده ، انبساط کم و نقطه نرمی بالایی دارد که به مقاومت گرمایی زیاد آن کمک می‌کند و امکان استفاده از آن را در گستره دمایی بالاتر از دیگر شیشه‌ها فراهم می‌آورد. این شیشه ، اشعه ماوراء بنفش را بخوبی از خود عبور می‌دهد.
سیلیکاتهای قلیایی

سیلیکاتهای قلیایی تنها شیشه‌های دو جزئی هستند که از اهمیت تجارتی برخوردارند. ماسه و کربنات سدیم را بسادگی با هم ذوب می‌کنند و محصولات بدست آمده با گستره ترکیب Na2O.SiO2 تا Na2O.4SiO2 را سیلیکاتهای سدیم می‌خوانند. سیلیکات محلول کربنات سدیم که به نام شیشه آبی (انحلال پذیر در آب) نیز خوانده می‌شود، بطور گسترده‌ای در ساخت جعبه‌هایی با کاغذ موجدار و به عنوان چسب کاغذ بکار می‌رود.
مصرف دیگر آن در ایجاد حالت ضد آتش است. انواع قلیایی‌تر آن به عنوان شوینده‌های لباسشویی و مواد کمکی صابونها بکار می‌رود.
شیشه آهک سوددار

این نوع شیشه %95 کل شیشه تولید شده را تشکیل می‌دهد و از آن ، برای ساخت تمام انواع بطری‌ها ، شیشه تخت ، پنجره خودروها و سایر پنجره‌ها ، لیوان و ظروف غذاخوری استفاده می‌شود. در کیفیت فیزیکی تمام انواع شیشه‌های تخت ، نظیر همواری و نداشتن موج و پیچ ، بهبود کلی حاصل شده، اما ترکیب شیمیایی تغییر زیادی نکرده است. اصولا ترکیب شیمیایی در گستره زیر قرار می‌گیرد:
SiO2 از %70 تا %74 ، CaO از %8 تا %13 ،Na2O از %13 تا %18.
فراورده‌هایی که این نسبتها را دارند، در دماهای نسبتا پایین‌تری ذوب می‌شوند. در تولید شیشه بطری ، بخش عمده پیشرفت از نوع مکانیکی است. در هر حال ، تجارت نوشابه‌ها ، سبب ایجاد گرایشی در بین شیشه سازان برای تولید ظروف شیشه‌ای با آلومین و آهک زیاد و قلیائیت کم شده است. این نوع شیشه با دشواری بیشتری ذوب می‌شود، اما در برابر مواد شیمیایی مقاومتر است.
رنگ شیشه بطری‌ها بدلیل انتخاب بهتر و تخلیص مواد خام و استفاده از سلنیم به عنوان زنگ‌زدا بسیار بهتر از قبل است.
شیشه سربی

با جانشین شدن اکسید سرب به جای اکسید کلسیم در شیشه مذاب ، شیشه سربی بدست می‌آید. این شیشه‌ها بدلیل برخورداری از ضریب شکست بالا و پراکندگی نور زیاد ، در کارهای نوری از اهمیت بسزایی برخوردارند. تاکنون میزان سرب موجود در شیشه را به %92 نیز رسانده‌اند.
درخشندگی یک بلور تراش داده شده خوب بدلیل مقدار زیاد سرب در ترکیب آن است. مقدار زیادی از این شیشه برای ساخت حباب لامپهای برق ، لامپهای نئون و رادیوترونها بدلیل مقاومت الکتریکی بالای آنها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیشه برای ایجاد حفاظ در برابر پرتوهای اتمی نیز مفید است.
شیشه بوروسیلیکاتی

شیشه بوروسیلیکاتی ، معمولا حاوی حدود 10 تا 20 درصد B2O2 ، حدود 80 تا 85 درصد سیلیس و کمتر از 10 درصد Na2O است. این نوع شیشه دارای ضریب انبساط کم ، مقاومت فوق‌العاده زیاد در برابر ضربه ، پایداری عالی در برابر مواد شیمیایی و مقاومت الکتریکی بالاست.
ظروف آزمایشگاهی ساخته شده از این شیشه ، تحت نام تجارتی پیرکس فروخته می‌شود. با این حال ، در سالهای اخیر نام پیرکس برای اجناس شیشه‌ای بسیاری که ترکیب شیمیایی دیگری دارند (مانند شیشه آلومین _ سیلیکات در ظروف شیشه‌ای مناسب برای پخت و پز) نیز بکار می‌رود. مصارف دیگر شیشه‌های بوروسیلیکاتی علاوه بر ظروف آزمایشگاهی عبارت است از واشرها و عایقهای فشار قوی ، خطوط لوله و عدسی تلسکوپها.
شیشه‌های ویژه

شیشه‌های رنگی و پوشش‌دار ، کدر ، شفاف ، ایمنی ، شیشه اپتیکی ، شیشه فوتوکرومیکی و سرامیکهای شیشه‌ای ، همه شیشه‌های ویژه هستند. ترکیب تمامی این شیشه‌ها بر طبق مشخصات محصول نهایی موردنظر تغییر می‌کند.
الیاف شیشه‌ای

الیاف شیشه‌ای از ترکیبات ویژه‌ای که در برابر شرایط جوی مقاوم هستند، ساخته می‌شوند. سطح بسیار زیاد این الیاف سبب می‌شود تا آنها نسبت به همه رطوبت موجود در هوا آسیب پذیر باشند. مقدار سیلیس (حدود %55) و قلیایی موجود در این شیشه پایین است.
فرآورده‌های مختلف شیشه‌ای

در حال حاضر ، صنایع شیشه‌سازی عمدتا در پنج شاخه اصلی مصرف در ایران فعالیت دارند:
• ساختمان سازی
• صنایع غذایی
• تهیه لوازم خانگی
• صنایع خودرو سازی
• صنایع دارو سازی و آزمایشگاه
انواع مهم فراورده‌ههای شیشه‌ای
شیشه جام

این نوع شیشه ، برای مصرف در پنجره ، قاب عکس و غیره تهیه می‌شود و دارای سطح کاملا صاف است. در مرحله تولید با عبور خمیر شیشه بین دو غلطک صاف افقی ، عمودی و یا عبور از روی قلع مذاب به دستگاه برش و کوره پخت هدایت می‌شود.
انواع بطری

برای تهیه بطری ، خمیر شیشه را از بالای ماشین قالب‌زنی توسط قیچی مخصوص به صورت لقمه‌هایی در آورده ، به قسمت قالب‌زنی وارد می‌کنند و از پایین ، هوا در آن می‌دمند تا شکل مطلوب به خود بگیرد. برای تهیه انواع لیوان ، استکان ، لوله چراغ نفتی و فانوس ، مانند تهیه بطری عمل می‌شود، ولی بجای دمیدن هوا ، از قالب ویژه استفاده می‌شود.
شیشه‌های ایمنی بدون تلق

این نوع شیشه‌ها برای ویترینها و شیشه‌های عقب و کناری خودرو تهیه می‌شوند. پس از مراحل برش و شکل‌دهی ، در پرسهای مخصوص ، آنها را در کوره الکتریکی تا °650C گرم کرده ، بطور ناگهانی سرد می‌کنند تا بر اثر تبلور جزئی ، بر مقاومت آنها افزوده می‌شود.
شیشه ضد گلوله

این نوع شیشه شامل چهار لایه 6 میلی‌متری و دو لایه تلق ضخیم است. در هر مورد ، ابتدا از طریق وصل کردن به خلاء ، هوای بین لایه‌‌ها را خارج کرده ، ضخامت شیشه و تلق را به هم می‌جشبانند و بعد تحت فشار 13 اتمسفر در دمای °120C ، به مدت سه ساعت نگه می‌دارند تا لایه‌ها کاملا به همدیگر بچسبند.
الیاف شیشه‌ای

این نوع الیاف ، با عبور خمیر شیشه از منافذ باریک یک قسمت غربال مانند ، تهیه می‌شوند. از این نوع الیاف ، در تهیه پارچه ، پتو و لحاف و عایق‌بندی دستگاه‌های حرارتی و برودتی و عایق الکتریکی ، صحافی و غیره استفاده می‌شود.
شیشه‌های مخصوص
شیشه‌ها نشکن

این نوع شیشه‌ها دارای ضریب انبساط بسیار کم‌اند و در مقابل تغییر ناگهانی دما یا ضربه ، مقاومت زیادی دارند. از این رو ، از آنها برای تهیه ظروف و وسایل آزمایشگاهی و اخیرا ظروف آشپزخانه استفاده می‌شود.
برای تهیه این نوع شیشه‌ها ، به جای Na2O و CaO از Zr2O3 ، Al2O3 و B2O3 استفاده می‌کنند که به نام شیشه‌های پیرکس ، ینا و کیماکس شهرت دارند.
شیشه‌های بلور

این نوع شیشه‌ها بسیار ظریف و مشابه به کریستال‌اند. اما سنگین و صدا دهندگی کریستال را ندارند و خاصیت شکست نور در آنها کمتر است. دارای 75 درصد سیلیس ، 18 درصد و 7 درصد Cao اند.
شیشه‌های سرب‌دار

این نوع شیشه‌ها از شیشه‌های معمولی شفافتر و سنگی‌ترند و ضریب شکست بالاتری دارند و دارای سه نوع‌اند:
• کریستال:
که بسیار شفاف ، سنگین ، صدادار و قابل تراش است و نور را در خود می‌شکند و طیف رنگی می‌دهد. از این رو ، در تهیه گلدان ، لوستر و … بکار می‌رود. دارای 53 درصد سیلیس ، 11 درصد و 35 درصد Pbo است.
• اشتراس:
که سنگ نو نیز نامیده می‌شود و از آن ،‌ جواهرات مصنوعی درست می‌کنند. دارای 40 درصد سیلیس 7 درصد و 52 درصد Pbo است.
• فلینت:
که در تهیه عدسی دوربینهای عکاسی و اسباب دقیق فیزیکی بکار می‌رود. دارای 20 تا 54 درصد سیلیس ، 5 تا 12 درصد و 34 تا 80 درصد سرب است.
شیشه ضد پرتوها

این نوع شیشه ، شامل یک قسمت و چهار قسمت pbo است، به مقدار قابل توجهی پرتوهای ایکس و پرتوهای رادیواکتیو را جذب کرده ، جلوی اثرات زیان‌بار آنها را می‌گیرد.
شیشه جاذب نوترون

این نوع شیشه‌ها با افزایش اکسید کادمیم ( CdO ) به شیشه معمولی تهیه می‌شوند و به‌عنوان حفاظ در مقابل تابشهای نوترونی ، بویژه در ارتباط با راکتورهای اتمی کاربرد دارند.
شیشه شفاف در مقابل IR

این نوع شیشه با اضافه کردن مقدار زیادی آلومین Al2O3 به شیشه معمولی حاصل می‌شود و در دستگاههای طیف نمایی و طیف نگاری IR مورد استفاده قرار می‌گیرند.
شیشه ضد اسید فلوئوریدریک

می‌دانیم که بعضی مواد شیمیایی مانند HF بر شیشه اثر می‌کنند. این تاثیر در واقع به واکنش سیلیسی موجود در شیشه با فلوئورید هیدروژن است که تولید اسید می‌کند. از این خاصیت در حکاکی و نقاشی روی شیشه استفاده می‌شود. اگر مقدار کافی فسفات آلومینیم که ساختار سیلیکات آلومینیم را دارد، در ساختار شیشه وارد شود، شیشه بدست آمده ، مقاومت قابل توجهی در برابر HF از خود نشان می‌دهد. علت این است که HF بر فسفات آلومینیم اثر ندارد.
شیشه‌های رنگی

برای برخی مصارف ویژه ، تهیه شیشه‌های رنگی ضرورت دارد. برای این کار ، عمدتا از اکسید فلزات استفاده می‌شود. برای مات یا شیری کردن شیشه ، فلوئوریت کلسیم ، کریولیت ، اکسید آنتیموان (III) ، فسفات کلسیم ، سولفات کلسیم و دی‌اکسید قلع استفاده می شود، زیرا این مواد ، رسوبهای کلوئیدی در خمیر شیشه تولید می کنند که پس از سرد شدن ، سبب شیری شدن آن می‌شوند.
مواد خام شیشه
ماسه شیشه

ماسه لازم برای تولید شیشه باید تقریبا کوارتز خالص باشد. در بسیاری موارد ، منطقه ته‌نشینی ماسه شیشه ، محل کارخانه شیشه سازی را تعیین کرده است. برای ظروف غذاخوری ، مقدار آهن موجود در ماسه نباید از 45% و برای شیشه اپتیکی نباید از 0.015% تجاوز کند، چرا که آهن تاثیر نامطلوبی بر رنگ اغلب شیشه‌ها دارد.
سودا

Na2 یا سودا اصولا از سدیم کربنات چگال ( Na2CO3 ) تامین می‌شود. سایر منابع عبارتند از سدیم بی‌کربنات ، سدیم سولفات ناخالص و نیترات سدیم. نیترات سدیم برای اکسایش آهن و شتاب دادن به عمل ذوب نیز مفید است. منابع مهم آهک (CaO) سنگ آهک و آهک پخته حاصل از دولومیت (CaCO3.MgCO3 ) است که خود MgO را نیز وارد عمل می‌کند.
فلدسپار

این مواد دارای فرمول کلی R2O. Al2O3 . 6SiO2 هستند که در آنها R2O ، معرف Na2O یا K2O یا مخلوطی از این دو است. این مواد در مقایسه با اکثر مواد دیگری که منبع Al2O3 هستند، مزایای بسیاری دارند. فلدسپارها ارزان ، خالص و گدازپذیرند و کلا" از اکسیدهای ایجاد کننده شیشه تشکیل شده‌اند.
از خود Al2O3 تنها هنگامی استفاده می‌شود که قیمت محصول از درجه دوم اهمیت برخوردار باشد. فلدسپارها همچنین Na2O یا K2O و SiO2 را نیز تامین می‌کنند. مقدار آلومین در پایین آوردن نقطه ذوب شیشه و کُند کردن واشیشه‌ای شدن ، موثر است.
بوراکس

بوراکس به عنوان یک جزء ترکیبی فرعی ، هم Na2O و هم اکسید بوریک را برای شیشه تامین می‌کند. هر چند که از بوراکس به ندرت در شیشه پنجره یا شیشه جام استفاده می‌شود، اما اکنون این ماده ، عموما در انواع خاصی از شیشه بطری‌ها بکار می‌رود. یک نوع شیشه بوراتی با ضریب شکست بالا نیز وجود دارد که در مقایسه با شیشه‌های قبلی ، مقدار پراش نور آن کمترو ضریب شکست نور در آن بالاتر است و شیشه اپتیکی باارزشی بشمار می‌رود.
بوراکس علاوه بر توانایی بالا در ایجاد گدازش ، نه‌تنها ضریب انبساط را پایین می‌آورد، بلکه دوام شیمیایی را نیز افزایش می‌دهد. هنگامی که قلیائیت اندکی در فرایند تولید مورد نظر باشد، از اسید بوریک استفاده می‌شود که بهای آن ، دو برابر بوراکس است.
سدیم سولفات ناخالص

این ماده که مدتها مانند سایر سولفاتها نظیر آمونیوم سولفات و باریم سولفات ، یک جزء ترکیبی فرعی در شیشه تلقی می‌شد، غالبا در تمام انواع شیشه بکار می‌رود. این ماده ، کف موجود در کوره‌های مخزنی را که ایجاد مشکل می‌کند، حذف می‌نماید. برای کاهش سولفاتها به سولفیتها ، از کربن استفاده می‌شود.
ممکن است برای ایجاد سهولت در حذف حباب‌ها ، آرسنیک تریوکسید افزوده شود. آهن را با سدیم یا نیترات پتاسیم ، اکسید می‌کنند تا مقدار آن در شیشه نهایی چندان قابل توجه نباشد. از پتاسیم نیترات یا کربنات ، در بسیاری از شیشه‌های مرغوب‌تر نظیر شیشه ظروف غذاخوری ، شیشه تزئینی و شیشه اپتیکی استفاده می‌شود.
خرده شیشه

این ماده از خرد کردن کالاهای معیوب ، لبه‌های پرداخت شده کالاها یا سایر ضایعات شیشه‌ای بدست می‌آید و استفاده از آن ، سبب سهولت عملیات ذوب می‌شود و در عین حال ، مواد ضایعاتی نیز به مصرف می‌رسند. ممکن است مقدار خرده شیشه مصرفی در هر بار بین 10 تا 80 درصد باشد.
بلوکهای نسوز

این مواد در صنعت شیشه ، بدلیل شرایط سخت موجود به طرز ویژه‌ای بسط و توسعه یافته‌اند. زیرکن متخلخل ، آلومین ، مولیت و مولیت - آلومین تفجوش و زیرکونیا - آلومین - سیلیس ، آلومین و آلومین - کروم که بروش ریختگی برقی تهیه شده‌اند، از جمله بلوکهای نسوزی هستند که در کوره‌های مخزنی شیشه بکار می‌روند. آخرین تجربه بدست آمده در کوره‌های بازیابی گرما ، استفاده از فراورده‌های نسوز بازی بدلیل وجود غبار و بخارهای قلیایی در کوره است.
طاقهای آجری کوره از جنس سیلیس که استفاده از آن در صنعت ، اقتصادی است، عمدتا تعیین کننده دمای عملیات کوره است.
منابع :
شیمی شیشه http://daneshnameh.roshd.ir
شیشه http://persianglass.blogfa.com/
صنعت شیشه‌سازی http://daneshnameh.roshd.ir
شیشه http://fa.wikipedia.org
مواد خام شیشه http://daneshnameh.roshd.ir
شیشه چیست ؟ http://www.chemists.ir

منبع:راسخون

http://minadooryaragh.blogfa.com/post-2.aspx