كيف يصنع الزجاج؟

الضربات القوية تهشم الزجاج ، لكنهاتصقل الحديد !

حسنًا إذن الزُّجــاج .. تلك المــادة القاسية ...

وبالرغم من ذلك فهي شديدة الحساسية فتتكسّر وتتهشم وبقوة ..

مما تتكوّن ؟؟؟ وما هي أنــواعهــا ... ؟؟ وكيف يمكننا صنع الزُّجــاج ؟؟

"%"نبــــــــذةتاريخيـــة"%"

العصور القديمة

قبل أن يتعلّم الناس أسرار صناعة الزجاج ، وجدوا زجاجًا متكوِّنًا بطريقتين مختلفتين .. فعندما كان البرق يرتطم بالرمل ، كانت الحرارة أحيانًا

تصهر الرمل وتصنع منه أنابيب رفيعة طويلة تُسمَّى " ذات الوميض " ، كذلك فإن حرارة البراكين المتفجرة الهائلة كانت هي الأخرى تصهر

أحيانًا الصخور والرمال وتكوّن منها زجاجًا يُعرف باسم " الزجاج البركاني " وكان الناس في العصور الأولى يصنعون من هذا الزجاج البركاني

سكاكين ورؤوس سهام وحليًا ونقودًا ..

لا يُعرف بالضبط متى تعلّم الناس صنع الزجاج ، ولا أين كان ذلك أو كيف تعلموه .. ولكن من المعتقد عمومًا أن صنع الزجاج تم في شكل سطح

لامع على أوعية خزفية قبل 3000 قبل الميلاد .. وكانت أول أوعية زجاجية قد صنعت حوالي سنة 1500 قبل الميلاد . في كل من مصر وبلاد ما

النهرين .. ونجحت صناعة الزجاج نجاحًا عظيمًا طوال فترة الأعوام الثلاثمائة التي تلت ذلك ثم أخذت في التدهور.. ثم ما لبثت أن أعيدت إلى

الحياة مرة أخرى في حوالي سنة 700 قبل الميلاد وما بعدها في بلاد ما بين النهرين ، كما عادت إلى مصر حوالي سنة 500 قبل الميلاد وما

بعدها .. ثم أصبحت سوريا والأقطار الأخرى التي تطل على شواطئ البحر الأبيض المتوسط الشرقية مراكز لصناعة الزجاج ..

الزُّجاج مادة من أكثر المواد فائدة في العالم ..

يمكن أن يُصاغ الزُّجاج في أشكال شتى كأن يُغزل بحيث يستخرج منه خيط أرفع من خيط العنكبوت .. كما أنه يمكن أن يصبح كالعجينة ثم يصاغ

مرآة تلسكوب ، يصل وزنها إلى عدد كبير من الأطنان .. ويمكن أن يصنع ليكون أقوى من الفولاذ ، وأضعف من وأكثر هشاشة من الورق ..

ومعظم الزجاج شفاف ، كما أن بالإمكان تلوينه بأي لون ..

... أنواع الزجاج ...

عندما يتحدث الناس عن الزجاج فإنهم عادة يعنون تلك المادة الشفافة اللامعة التي تتكسر بسهولة .. وربما يُظنّ أن الزجاج الذي يستعمل في النوافذ

أو الذي يستعمل في عدسات النظارات هما من مادة واحدة .. والواقع أن الأمر ليس كذلك .. فهناك أنواع كثيرة من الزجاج ، بل إن هناك شركة

أمريكية " شركة كورننج لأعمال الزجاج " صنعت أكثر من 100000 نوع من الزجاج ..

وهناك أنواع كثيرة من الزجاج تعد لأغراض مختلفة منها على سبيل المثال :

الزجاج العادي " اللين "

وهو عبارة عن سيليكات الصوديوم والكالسيوم ..

تركيبه التقريبي :

Na2O.CaO.6SiO2

يلين بالحرارة عند درجات حرارة منخفضة نسبياً ..

زجاج البصريات " optical glass " :

وهو يصلح لعمل العدسات والمرايا ، ويستخدم فيه أكسيد الرصاص بدلاً من أكسيد الكالسيوم ..

زجاج النوافذ :

تركيبه :

SiO2 72%

Al2O3 1‚1 %

جير 3‚14 %

صودا 4‚12 %

الكوارتز " quartz "

ينصهر زجاج الكوارتز عند درجة حرارة عالية ويقاوم الفعل الكيميائي .. ولكن القلويات والمعادن وأكاسيدها تهاجمه .. لا ينكسر بسهولة عند

تغير درجة الحرارة فجأة ..

مكوناته :

أكسيد السيليكون النقي ..

ويستخدم لصنع أدوات المختبر ..

زجاج بوهيميا

تركيبه :

كربونات البوتاسيوم ومسحوق الكوارتز ..

لا يلين مثل الزجاج العادي ويقاوم الفعل الكيميائي ..

الزجاج الذي لا يتناثر ( Laminated ) أو " زجاج الأمان ( safety glass )

وهو من طبقتين من الزجاج بينهما طبقة من أسيتات السيليوز أو السيليويد ..

والزجاج رغم مظهر الصلب وقساوته إلا أنه من الناحية البنائية سائل ..

زجاج الأمان المصفّح :

هي عبارة عن شطائر تُصنع عن طريق إلصاق شرائح من مادة بلاستيكية بأخرى من زجاج مسطح ، الواحدة بعد الأخرى بالتبادل لتكوين هذا

النوع من الزجاج .

استعمالاته :

يستعمل هذا النوع عندما يخشى أن يحدث الزجاج المتطاير إصابات خطرة ..

الزجاج المقاوم للطلق الناري :

وهو عبارة عن زجاج سميك مصنوع من طبقات متعددة مصفحة .. ويمكن لهذا النوع من الزجاج أن يوقف حتى الطلقات ذات العيار الثقيل التي

تطلق من مسافات قريبة ..

استعمالاته

في الدبابات الحربية والطائرات ولحماية الموظفين الذين يعملون في البنوك ..

زجاج الأمان المقوّى

ويختلف هذا النوع عن الزجاج المصفّح في أنه قطعة واحدة عولجت حراريًا بطريقة خاصة وهي في مظهرها وملمسها ووزنها تشبه الزجاج

العادي تمامًا ..

استعمالاته

يستعمل في الأبواب الزجاجية في المحلات التجارية ولنوافذ السيارات الجانبية والخلفية وغيرها ..

الزجاج المقاوم للحرارة

به نسبة عالية من السيلكا كما أنه يحتوي في العادة حمض البوريك ، ويمكِّن معامل تمدده منخفض من تحمل تغيرات كبيرة في درجة الحرارة دون

أن يتشقق ..

استعمالاته

يستعمل في الأجهزة الكيميائية ، وأواني الطبخ وفي غيرهما من الاستعمالات الصناعية والمنزلية ..

زجاج الاستعمال الكهربائي

للزجاج العادي خواص معينة تجعله مفيدًا في الأعمال الكهربائية .. ومن هذه الخواص الشفافية والقدرة على مقاومة الحرارة ، ومقاومة سريان

التيار الكهربائي والقدرة على الالتصاق والالتحام بقوة المعادن دون أن يتشقق ..

استعمالاته :

يستعمل للمصابيح الكهربائية والأنابيب الإلكترونية وأنابيب التلفاز ..

الزجاج الموصل للحرارة

للزجاج العادي فائدته كعازل ممتاز للحرارة وليس كموصِّل لها .. ويمكن رش الزجاج بطبقة خفيفة غير مرئية من بعض الكيميائيات ، وستؤدي

هذه الطبقة إلى توصيل كهرباء كافية لتسخين الزجاج بالرغم من أن الزجاج نفسه لا يحمل أي تيار ..

استعمالاته

يمكن من خلاله صنع سخانات طعام كهربائية وأجهزة تدفئة للغرف ..

زجاج الألياف الضوئية " Optical fiber "

وهي عبارة عن ألياف زجاجية مطلية بمادة خاصة يمكن أن تنثني لنقل الضوء حول الزوايا أو في أماكن أصغر من أن يدخل فيها المصباح

الكهربائي .. و تنقل الضوء كما ينقل الكهرباء سلك النحاس ..
أهمية تلك الألياف في ... إمكان استخدامها لنقل المعلومات ، فلهذه الألياف على صغر قطرها مقدرة على نقل المعلومات والإشارات تفوق ما
يستطيعه كابل مؤلف من أعداد كبيرة من أسلاك النحاس المتوازية ... ويكمن السر في إمكان نقل الإشارات عبر هذه الألياف إلى مسافات طويلة
في نقاء الزجاج الذي تصنع منه .. فالشوائب الأيوينة مثل أيونات الحديدوز تمتص أشعة الضوء وهذا يضعف الإشارة .. وتنتج ألياف ضوئية لا

تفقد الإشارة فيها أكثر من 1 % من قوتها لكل كيلومتر ..

استعمالاته :

تستعمل في شاشات اللوحات وبعض أنواع الأدوات الطبية .. ونقل الإشارات الهاتفية والتلفازية عبر مسافات طويلة ..

الألياف الزجاجية ( فايبر جلاس ) :

كل ليف زجاجي عبارة عن قضيب من زجاج رقيق إلا أنه صلب ، وفي معظم الأحيان يبلغ سمكه أقل من واحد على عشرين من سمك شعرة

الإنسان .. ويمكن تعبئة هذه القضبان الدقيقة معاً دون تضييق ، في كتلة أشبه بكتل الصوف بغرض العزل الحراري ..

استخداماتها :

تستعمل في العزل الكهربائي ، للتنقية الكيميائية ، ولملابس رجال الإطفاء . وإذا تم دمجها مع البلاستيك فإن الألياف الزجاجية يمكن استعمالها في

صناعة أجسام السيارات .. وتعتبر هذه الألياف مادة مرغوبة لعمل الستائر لأنها غير قابلة للاحتراق ..
الزجاج الحساس للضوء :

يمكن تعريضه للضوء الفوق بنفسجي ، كما يمكن تعريضه للحرارة حتى يمكن لأي نموذج أو صورة فوتوغرافية أن يُعاد إظهارها داخل جسم

الزجاج نفسه ..

الزجاج الكيميائي الضوئي

تركيبة خاصة من الزجاج الحساس للضوء الذي يمكن أن يقطع بالحامض .. ويمكن إظهار أي تصميم على الزجاج من قلم فوتوغرافي ..

وعندما يُغمس الزجاج في الحمض ، فإن الأجزاء التي تعرضت للضوء ستتآكل تاركة التصميم في الزجاج بثلاثة أبعاد ..

الزجاج المتأثر بالضوء " photochromic glass "

يعتم هذا الزجاج في الضوء الساطع ، ولكنه يعود إلى صفائه وشفافيته في الضوء غير الساطع .. وهو يحتوي على كلوريد الفضة أو بروميد الفضة

في صورة معلق .. وهذه المواد حساسة للضوء تتفكك إلى ذرات الفضة والهالوجين في وجود الضوء ، وتكون الفضة الناتجة على هيئة دقائق

صغيرة جداً ذات لون أسود .. وتبقى ذرات الفضة والهالوجين متجاورة في الهيكل الشبكي للزجاج ، ولذلك سرعان ما تعود للاتحاد لتكون الهاليد

متى زال تأثير الضوء .. وقد استخدمت هذه الأنواع من الزجاج لصنع النظارات التي قد تكون عدساتها معدة لتعديل القدرة على النظر ، فلا يخلعها

لابسها في داخل المنزل لأنه لا يرى بوضوح إلا بها ، فما أن يخطو إلى خارج المنزل حتى يعتم لونها وتقيه ايضاً من وهج الشمس ..

استعمالاته

في النوافذ ، النظارات الشمسية ، أدوات السيطرة على الأجهزة ..

المــوادالأساسيةالمستخدمةفيصناعةالزُّجــاجهي:

الرمل :

تقريباً 70% وهو الذي يعطي السيليكا التي تكون المادة الزجاجية ، وفي بعض الحالات الخاصة للزُّجاج ، تستخدم مواد أخرى كما في حالة إحلال حامض البوريك محل جزء من السيليكا في صناعة الزُّجاج المقاوم للحرارة ...

الصودا " كربونات الصوديوم "

15% تقريبًا مهمتها تسهل صب الكتلة السيليسية ، لأنها تخفض نقطة انصهارها ، وهناك مواد أخرى مساعدة للصهر حيث تخفض نقطة انصهار الخليط ، مثل كربونات البوتاسيوم ، وغالباً ما يتم إضافة قطع زجاج مكسور ..

الحجر الجيري " كربونات الكالسيوم "

10% تقريبًا ، ويوضع حتى يمكّن الزجاج من الصمود وعدم الذوبان في الماء الساخن ، ويُسمى الزجاج الخالي من الكالسيوم بالزجاج المائي ..

إضافات أخرى

5% تقريبًا ، وهي تُضاف لإعطاء خواص معينة للزجاج ..
وهذه الإضافات مثل : أكاسيد الفلزات التي قد تساعد على إزالة الشوائب كالحديد أو تُكسب الزجاج ألوانًا معيّنة ..

::أهمطرقتشكيلالزُّجـــــاج::

1 - النفخ :

وهو من أقدم الطرق المستخدمة في تشكيل الزجاج ، وما زالت تستخدم حتى اليوم مع بعض الأنواع ، وكان يتم النفخ بالفم ، أما اليوم فقد استخدمت الآلات لنفخ الزجاجات والصابيح الكهربائية ..

2- الكبس :

حيث يتم تجهيز الأواني الزجاجية المضغوطة ، وما شابهها بضغط الزجاج المصهور في ماكينات كبس ..

3 - الصب والسحب :

تستخدم هذه الطريقة في صناعة التماثيل الزجاجية ، وألواح الزجاج المستخدمة في النوافذ وغيرها ..

4 - الزجاج المسطح :

يشكل بسحب شريط الزجاج أفقيًا بين أسطوانات مبرّدة بالماء ، وتفصلها مسافة يتحدد على ضوئها سمك الزجاج ، ثم يصنفر هذا الزجاج ويُلّمع ..

*%*طـــرقصنـــعالزجـــاج*%*

: زجاج الصودا والحجر الجيري :

مكوناته :

السيلكا " الرمل " 72%

أكسيد الصوديوم 15%

أكسيد الكالسيوم 9%

مقوِّمات أخرى 4%

استعمالاته

يستعمل للزجاج المسطح ومعظم الأوعية ومصابيح الإضاءة الكهربائية وكثير من الأشياء الصناعية والفنية ..

: زجاج الصودا والرصاص " الكريستال " :

زجاج لين ، ناعم سهل الانصهار ، تكلفته أكثر بكثير من زجاج الصودا والحجر الجيري ..

ويُصنع هذا الزجاج عن طريق الاستعاضة بأكسيد الكالسيوم عن أكسيد الرصاص ، وفي كثير من الأحيان عن جزء من السيلكا المستعملة في

زجاج الحجر الجيري ..

ولزجاج الرصاص والصودا بعض الخواص البصرية القيمة ، مما جعله يستعمل على نطاق واسع في زجاج المناضد والأشياء والتحف الفنية ..

: زجاج البوروسليكات " زجاج بايركس Pyrex " :

يستخدم فيه أكسيد البورون ... وهو ذو معامل تمدد حراري منخفض .. كما أن درجة اللين له عالية ( 800 (

مكوناته :

سيليكا 81 %

أكسيد البورون 12%

أكاسيد قلوية 5%

ألومينا 2%

تبلغ مقاومة هذا الزجاج للصدمات الحرارية ثلاثة أضعاف زجاج الصودا والحجر الجيري ..

استعمالاته

وتصنع منه أوعية المختبرات .. وهو ممتاز في الاستعمالات الكهربائية .. وهذا الزجاج يمكِّن من إنتاج أوعية الخبز وخطوط الأنابيب الزجاجية ..

: زجاج السيلكا المنصهر :

مكوناته

يتكوّن كلياً من السيلكا

ولهذا الزجاج مقاومة عالية للصدمات الحرارية ، ويمكن تسخينه إلى درجة حرارة عالية ، ثم يدخل في ماء بارد كالثلج دون أن يتصدع ..

وهو عالي التكلفة لأن درجات الحرارة المرتفعة إلى درجة استثنائية يجب أن تستمر أثناء إنتاجه ..

استعمالاته

يستعمل في معدات المعامل والألياف البصرية ..

: زجاج 96 % سيلكا :

مكوناته :

يتكون هذا الزجاج من خليط خاص للبوروسيلكا بعد أن يُصنع بمسام عن طريق معالجة كيميائية .. وتنكمش المسام عندما يسخن الزجاج تاركة

سطحًا شفافًا ناعمًا ..

وهذا النوع من الزجاج يقاوم الحرارة تمامًا كما يفعل زجاج السيلكا المنصهر تقريبًا .. ولكنه أقل تكلفة في إنتاجه ..

كيف يصنع الزجاج؟ Quartz2_orpierre