- مقدمه
دانشمندان چندين پاسخ به اين سوال كه شيشه چيست؟دادهاند.يكي ازمتداولترين پاسخها ايناست كه:شيشه محصولي معدني ازفرايند ذوب است،كه وقتي سردميشود بدون تبلور حالت صُلب وجامد را پيدا ميكند،يا اينكه مايع فوق تبريد منجمد شده شيشه ناميده ميشود.
عملاشيشه به صورت مايع بياندازه گرانرو(مقاوم دربرابرجاري شدن)عمل ميكند كه دراثر نيروهاي خارجي در دماهاي معمول به صورت بسياركند وآهسته تغييرشكل ميدهد.چشم غيرمسلح نميتواندتغيير شكل راتشخيص دهد ولي روشهاي علمي جهت محاسبه واندازه گيري تغيير شكل وجود دارد.
تعريف ذيل دقيق تراست شيشه شامل كليه موادي است كه به لحاظ ساختارشبيه مايع است ولي در دماي محيط معمول(اتاق) دربرابر نيروي اعمالي با تغيير شكل الاستيك واكنش ميدهد وازاينرو بايستي به عنوان مادهاي جامد درنظر گرفته شود. درمفهومي محدودتر،اصطلاح شيشه بيانگر تمامي تركيبات معدنياست كه داراي اين كيفيت اساسي باشد.درعين حال،مرز مشخصي درمقايسه باپلاستيكها كشيده ميشود.پلاستيكها طبيعت موادآلي رادارند وهيچگاه نبايستي آنها را به عنوان شيشه برشمرد هرچندآنها شفاف باشند.
وقتي شيشه را به عنوان يك ماده درنظرميگيريم،شيشه اصطلاح كلي براي تعداد نامحدودي ازمواد با تركيبات متفاوت درحالت شيشهاي است. مواد شيشهاي به صورت طبيعي نيزميتوانند يافت شوند. براي مثال،آبسيدين،كه غالبا"در مناطق آتشفشاني يافت ميشود.داراي تركيب قابل مقايسه باشيشه ساخت بشراست.آبسيدين متشكل از ماسه سيليسي وتركيبات سديم وكلسيماست ودر دوران باستان به شكل چاقو،نوك پيكان وديگر ابزارآلات جنگي پرداخت شدهاست.شيشه طبيعي به شكل آبسيدين درابتدا توسط مردم مديترانه شرقي مورد استفاده قرارگرفت.اين ماده دراين منطقه به عنوان شيئي جهت داد وستد تقاضاي بالايي داشت.قوم Aztec (يكي ازاقوام قديمي قاره آمريكا) با آبسيدين آشنا بودند ونشانهاي مذهبي واقلام خانگي ازآن ميساختند.
هنگام برخورد شهابهاي آسماني به سطح زمين وهمچنين اصابت صاعقه به ماسه سيليسي،تركيبات شيشهاي ايجاد ميشود.
موادشيميايي گوناگوني داراي قابليت تشكيل يك ساختارشيشهاي هستند.مهمترين مواد دربين مواد معدني اكسيدهاي سيليسيم،بُر،ژرمانيسم،فسفر وآرسينيك هستند.وقتي پس ازذوب سريعا" سردشوند،بدون تبلور(كريستاليزاسيون) منجمد ميشوند وشيشه راتشكيل ميدهند.
اين تركيبات شيشه ساز وقتي با فلزي ديگرمخلوط شوند رفتار را ازخود نشان ميدهند.البته ميزان اختلاط بايستي در حدود تركيبي معين باشد. افزودن چنين تركيبات دگرگون سازي، روابط پيوندي وگروه بندي ساختاري را تغيير ميدهد ومنجر به تغييراتي درمشخصههاي فيزيكي وشيميايي شيشهها ميشود.حالت شيشهاي تنها به اكسيدها هم محدود نميشود،بلكه حالت شيشهاي وقتي تركيبات مختلف گوگرد وسلينيم سريعا" سردشوند،به وجود ميآيد.تحت شرايط بسيار خاصي، شيشه را ميتوان از حالت شيشهاي درآورد(مانند گليسرين در90oc ).
تا قرن هجدهم،شيشه انحصارا" ازماسه سيليسي – كربنات سديم- كربنات پتاسيم وآهك ساخته ميشد. اكسيدهاي فلزي رنگي(رنگي كننده) نيزكاها" افزوده ميشدند.امروزه حدود 60% از90 عنصري كه به صورت طبيعي يافت ميشوند ازهيدروژن گرفته تا اورانيم درساخت شيشه به كار ميروند.حتي برخي از انواع شيشه وجود دارد(براي مثال شيشههاي اپتيكي) كه تقريبا" به 20 ماده مختلف جهت ساخت نياز دارند.امكانات براي كاربردهاي شيشه درعلم وتكنولوژي از اينرو بي اندازه گستردهاست.
دانشمندان چندين پاسخ به اين سوال كه شيشه چيست؟دادهاند.يكي ازمتداولترين پاسخها ايناست كه:شيشه محصولي معدني ازفرايند ذوب است،كه وقتي سردميشود بدون تبلور حالت صُلب وجامد را پيدا ميكند،يا اينكه مايع فوق تبريد منجمد شده شيشه ناميده ميشود.
عملاشيشه به صورت مايع بياندازه گرانرو(مقاوم دربرابرجاري شدن)عمل ميكند كه دراثر نيروهاي خارجي در دماهاي معمول به صورت بسياركند وآهسته تغييرشكل ميدهد.چشم غيرمسلح نميتواندتغيير شكل راتشخيص دهد ولي روشهاي علمي جهت محاسبه واندازه گيري تغيير شكل وجود دارد.
تعريف ذيل دقيق تراست شيشه شامل كليه موادي است كه به لحاظ ساختارشبيه مايع است ولي در دماي محيط معمول(اتاق) دربرابر نيروي اعمالي با تغيير شكل الاستيك واكنش ميدهد وازاينرو بايستي به عنوان مادهاي جامد درنظر گرفته شود. درمفهومي محدودتر،اصطلاح شيشه بيانگر تمامي تركيبات معدنياست كه داراي اين كيفيت اساسي باشد.درعين حال،مرز مشخصي درمقايسه باپلاستيكها كشيده ميشود.پلاستيكها طبيعت موادآلي رادارند وهيچگاه نبايستي آنها را به عنوان شيشه برشمرد هرچندآنها شفاف باشند.
وقتي شيشه را به عنوان يك ماده درنظرميگيريم،شيشه اصطلاح كلي براي تعداد نامحدودي ازمواد با تركيبات متفاوت درحالت شيشهاي است. مواد شيشهاي به صورت طبيعي نيزميتوانند يافت شوند. براي مثال،آبسيدين،كه غالبا"در مناطق آتشفشاني يافت ميشود.داراي تركيب قابل مقايسه باشيشه ساخت بشراست.آبسيدين متشكل از ماسه سيليسي وتركيبات سديم وكلسيماست ودر دوران باستان به شكل چاقو،نوك پيكان وديگر ابزارآلات جنگي پرداخت شدهاست.شيشه طبيعي به شكل آبسيدين درابتدا توسط مردم مديترانه شرقي مورد استفاده قرارگرفت.اين ماده دراين منطقه به عنوان شيئي جهت داد وستد تقاضاي بالايي داشت.قوم Aztec (يكي ازاقوام قديمي قاره آمريكا) با آبسيدين آشنا بودند ونشانهاي مذهبي واقلام خانگي ازآن ميساختند.
هنگام برخورد شهابهاي آسماني به سطح زمين وهمچنين اصابت صاعقه به ماسه سيليسي،تركيبات شيشهاي ايجاد ميشود.
موادشيميايي گوناگوني داراي قابليت تشكيل يك ساختارشيشهاي هستند.مهمترين مواد دربين مواد معدني اكسيدهاي سيليسيم،بُر،ژرمانيسم،فسفر وآرسينيك هستند.وقتي پس ازذوب سريعا" سردشوند،بدون تبلور(كريستاليزاسيون) منجمد ميشوند وشيشه راتشكيل ميدهند.
اين تركيبات شيشه ساز وقتي با فلزي ديگرمخلوط شوند رفتار را ازخود نشان ميدهند.البته ميزان اختلاط بايستي در حدود تركيبي معين باشد. افزودن چنين تركيبات دگرگون سازي، روابط پيوندي وگروه بندي ساختاري را تغيير ميدهد ومنجر به تغييراتي درمشخصههاي فيزيكي وشيميايي شيشهها ميشود.حالت شيشهاي تنها به اكسيدها هم محدود نميشود،بلكه حالت شيشهاي وقتي تركيبات مختلف گوگرد وسلينيم سريعا" سردشوند،به وجود ميآيد.تحت شرايط بسيار خاصي، شيشه را ميتوان از حالت شيشهاي درآورد(مانند گليسرين در90oc ).
تا قرن هجدهم،شيشه انحصارا" ازماسه سيليسي – كربنات سديم- كربنات پتاسيم وآهك ساخته ميشد. اكسيدهاي فلزي رنگي(رنگي كننده) نيزكاها" افزوده ميشدند.امروزه حدود 60% از90 عنصري كه به صورت طبيعي يافت ميشوند ازهيدروژن گرفته تا اورانيم درساخت شيشه به كار ميروند.حتي برخي از انواع شيشه وجود دارد(براي مثال شيشههاي اپتيكي) كه تقريبا" به 20 ماده مختلف جهت ساخت نياز دارند.امكانات براي كاربردهاي شيشه درعلم وتكنولوژي از اينرو بي اندازه گستردهاست.