o شیشه یک جامد بی ریخت (غیر بلوری) است که میتواند رفتار انتقالی از یک جامد سخت و شکننده به یک ماده مذاب لاستیک شکل و برعکس داشته باشد.
o شیشه جسمی است سخت که در طبقه بندی اجسام، سختی آن در طبقه بندی ردیف هشتم قرار دارد. o وزن مخصوص آن ۲.۵ گرم بر سانتی متر مکعب است. o بسیار ترد و شکننده است و در برابر نور شفاف اند.
oقدمت شیشه
– قدمت شیشه تقریبا مساوی با سرد شدن پوسته جامد زمین می باشد. – بشر از ۵۰۰۰ سال پیشبا شیشه اشناشده است. – الواح شیشه ایی بدست امده از حفاری های بین النهرین دارای قدمتی در حدود ۲۰۰۰ سال- قبل از میلاد می باشد. – در ایران ساختن شیشه قدمت چندهزار ساله دارد. قطعات شیشه ای سبزرنگ به دست امده مربوط به ۲۲۵۰ سال قبل از میلاد پیدا شده است.
o ترکیبات شیشه – از نظر صنعتی تاکنون مهم ترین شیشه یک جزئی مورد استفاده ، شیشه کوارتزی بوده است که در حقیقت تنها شیشه سیلیکاتی یک جزئی می باشد خواص دی الکتریکی و شمیایی بسیار خوب ، ضریب انبساط حرارتی پایین ، پایداری حرارتی بالا و شفافیت استثنایی بالا در برابر نور فرابنفش، از جمله ویژگیهای در خور توجه این شیشه به شمار می رود .
– نقطه نرم شوندگی و دمای کارپذیری بالا ( c2000 > ) از معایب آن می باشد این محصولات به دلیل وجود حبابهای هوا ، مات به نظر می رسند .
o شیشه ها (سیلیکاتی) ، جزء شیشه های چندین جزئی بوده و ترکیب آنها می تواند بسته به نوع کاربرد در محدوده وسیعی تغییر یابد .
o از لحاظ صنعتی ، شیشه های معروف به سودا – لایم ، مهم ترین نوع شیشه هستند . شیشه های سودا –لایم ، ۹۰ % کل تولید شیشه را به خود اختصاص داده اند و برای تولید شیشه تخت و ظروف شیشه ای به کار می روند . این شیشه ها شامل مقادیر زیادی اکسیدهای قلیایی و قلیایی خاکی ، Ca o.K2oNa 2o بوده و از لحاظ شمیایی پایدارتر از سیلیکاتهای صرفا قلیایی می باشند
o افزودن مقادیر کمی اکسید آلومینیوم پایداری حرارتی شیشه را بهبود می بخشد . o اکسید منیزیم تمایل به تبلور را کاهش داده و اکسید های آهن و کروم جهت ایجاد رنگ به شیشه افزوده می شوند. o شیشه های مورد استفاده در وسایل آزمایشگاهی از لحاظ مقدار بالای اکسید بور و مقدار پایین اکسید قلیایی موجود با شیشه های دیگر متفاوت می باشند . این مسئله ، پایداری شمیایی بهتر و ضریبانبساط حرارتی کمتر را برای این نوع شیشه ها به ارمغان می آورد .
o اکسید بور و اکسید های قلیایی (یا قلیایی خاکی) دمای ذوب شیشه را کاهش می دهند . شیشه های سربی ذوب می شوند و کار کردن بر روی آنها بسیار آسان است . این مسئله به همراه شاخصشکست بالا سبب گردیده تا این شیشه ها در ساخت وسایل شیشه ای دست ساز و ظریف و شیشه های اپتیکی مورد استفاده قرار گیرند . شیشه های سربی به دلیل جذب شدید تشعشع انرژی بالا ، جهت استفاده در لوله های اشعه کاتدی و پنجره های سربی (برای واحدهای هسته ای) مناسبمی باشند . o اصولاًمی توان از دو نوع ترکیب اصلی برای ساختن شیشه استفاده نمود:
۱- آهک- کربنات دو سود- سیلیس ۲- پتاس- اکسید سرب- سیلیس
o شیشه هایی که مواد آن قلیایی است در مقابل عوامل جوی کمتر مقاومت می کند و زودترشفافیت خود را از دست می دهند. 
در حدود ۷۴ تا ۸۰ درصد در حدود ۵ تا ۱۵ درصد در حدود ۷ تا ۱۲ درصد در حدود ۲ تا ۴ درصد
در حدود ۷۳ درصد در حدود ۱/۵ درصد در حدود ۰/۳درصد در حدود ۰/۴درصد
o یک ترکیب شیشه
اکسید سیلیسیم SiO2 اکسید سدیم NaO2
اکسید کلسیم CaO اکسید منزیم MgO
o یک ترکیب دیگر شیشه
اکسید سیلیسیم یا سیلیس SiO2 اکسید آلومینیوم Al2O3
اکسید آهن Fe2O3 اکسید بر B2O3
۲ درصد هم عناصر دیگر مانند SiO3-TiO2-Al2O3-MnO-Fe2O3 که با توجه به کارخانه سازنده عناصر فوق ممکن است چند درصد کمتر و یا زیادتر باشند.
CaO در حدود ۵/۵ درصد MgO در حدود ۳/۶ درصد Na2O در حدود ۱۵ درصد
K2O در حدود ۰/۵ درصد SiO3 در حدود ۰/۳ درصد
اکسید کلسیم اکسید منیزیم
اکسید سدیم اکسید پتاسیم اکسید سیلیسیم ۶ ظرفیتی
o کوره های ذوب شیشه – کوره تانکی:
o فرایند ذوب شدن – حرارت تا ۱۰۰ درجه ی سانتیگراد آب فیزیکی خود را از دست می دهد
– حرارت ۹۰۰ درجه کربنات سدیم با سیلیس ترکیب می شود
– ۱۰۰۰ درجه متاسیلیکات کلسیم تشکیل می شود
– ۱۴۰۰ الی ۱۵۰۰ درجه ذوب و پالایششیشه ی درون کوره پایان می یابد.
o مراحل تشکیل شیشه در درون کوره – ایجاد واکنشهای شیمیایی در اثر حرارت و ترکیب اجزاء شیشه
– افزایش حرارت تا ۱۵۰۰ درجه ی سانتیگراد و حرکت توده ی روان وخمیری شیشه به سمت جلو و
خارج شدن کلیه ی حباب ها و گازهای موجود در آن – خنک کردن مواد و شکل دادن به مواد شیشه
o شیشه گری – تولید شیشه تخت به کمک نورد شیشه مذاب بین غلتکهای به ضخامت و عرض مورد نظر انجام می
شود . نوار شیشه حاصله متعاقبا در یک کوره نوار نقاله ای به دمای اتاق سرد خواهد شد . – برای تولید اتوماتیک ظروف شیشه ای از روشهای فشار و دمش استفاده می شود
o تولید ظروف شیشه ای : – روش فشاری عمدتا برای تولید محصولات شیشه ای توخالی و گردن پهن به کار می رود این شیوه
از قرار دادن مقادیر مشخصی لقمه شیشه ای در قالبهای فولادی داغ و قالب گیری تحت فشار تشکیل شده است . روش دمشی نیز شامل قرار دادن مقدار معینی لقمه در قالب می باشد اما لقمه توسط مکش یا دمش با هوای فشرده تغییر شکل داده می شود .
– بسته به نوع محصول شیشه ای ، عملیات ثانویه (مثلا سنگ زنی ، پرداخت کاری ، حک کاری ، مات سازی اعمال پوشش انعکاسی) بر روی شیشه انجام می گیرد .
– با ایجاد کرنشهای فشاری بر روی سطح شیشه استحکام محصول شیشه ای افزایش می یابد . این عمل توسط گرم کردن شیشه تا دمای نرم شوندگی آن و سپسسرد کردن سریع به کمک دمیدن هوا یا غوطه ور نمودن در یکمایع (سخت گردانی حرارتی) انجام می شود .
o انواع شیشه ۱) شیشه ها ی رنگی
• به دو طریق میتوان شیشه رنگی بدست آورد: ۱. با افزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگهای مختلف قرمز می دهد و رنگ آبی پر رنگ بوسیله اکسیدکبالت بدست می آید.رنگ زرد با افزودن مقداری اکسیداورانیوم وکادمیوم حاصل می گردد.
۲. شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فرو م یکنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه های رنگی در و یترین مغازه ها، نمایشگاه ها، آزمایشگا هها و ساختمانهای صنعتی بکار می روند.
▪ ماده افزودنی برای ایجاد رنگ: – نقره: زرد
– اکسید مس :سبز و ابی – مس کلوئیدی :قرمز یاقوتی – سولفید کادمیم به تنهایی و با سلنیوم: زرد – آرسنیک با اکسید سرب: سایه های از قرمز روشن و نارنجی – دی اکسید بمریوم و تینانیوم: صورتی ، قرمز ، قهوه ای متمایل به قرمز – دیدیمیوم ها سبز (فیلترهای ماوراء بنفش):قرمز مایل به بنفش (کبود) – اورانیوم: زرد
– گوگرد و سرب ، آهن ، نیکل یا کبالت: سیاه سیر – طلای کلوئیدی (به مقدار بسیارکم) : رنگ یاقوتی ، قهوه ای ، بنفش – اکسید منگنز با اکسید آهن: صورتی ، ارغوانی سیر ، سیاه – اکسید کروم: سبز – اسید فسفریک: ترکیبی از شیشه شیری سفید رنگ – و در صورت استفاده از آهن فرو ، شفافیت به نور ماوراء بنفش و یا کدری به نور مادون قرمز را
افزایش می دهد . – اکسید های نیکل و اکسید های کبالت قهوه ای ، ارغوانی را افزایش می دهد.
۲) شیشه مسلح •
کارگا هها، موتورخانه ها، آسانسو رها و هر جایی که خطر شکستن و فروریختن شیشه وجود دارد، استفاده مینمایند.
• به طریق ریخته گری و نورد تهیه میشود • ضخامت۴الی۶میلیمتراست.
۳) شیشه ی مقاوم در برابر حرارت • همراه مواد اولیه این شیش هها در مقابل حرارت، مقاومت زیادی دارند، مقدار زیادی اکسید بوریک بکار می رود و سیلیسآ نها از انواع شیشه های معمولی بیشتر است. معمولا از آ نها به عنوان ظروف آزمایشگاه و آشپزخانه و یا در جلوی بخاری های دیواری و اجاقها استفاده مینماید.
در حدود ۸۰ درصد در حدود ۱۲ درصد در حدود ۴ درصد در حدود ۲ درصد
• ضریب انبساط و انقباض آن بسیار کم است. • ترکیبات این نوع شیشه
اکسید سیلیسیم یا سیلیس SiO2 اکسید بر B2O3
اکسید سدیم Na2O
اکسید آلومینیوم Al2O3 2 درصد هم مواد دیگر مانند Fe2O3- CaO- MgO- K2O به آن اضافه می گردد
۴) شیشه ی پیش تنیده: در این حالت، شیشه مجددا تا حدود ۷۰۰ درجه سانت یگراد حرارت داده و بعد بطور ناگهانی و تحت شرایط خاص و کنترل شد های سرد می شود. این عمل باعث افزایشمقاومت شیشه (حدود ۳ الی ۵ برابر) در مقابل ضربه و نیز شوکهای حرارتی می گردد. این شیشه ها در صورت شکستن، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم م یشوند که آسیب رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاه ها، درهای شیش های و پنجر ههای جانبی اتومبیل ها استفاده می گردد.
۵) شیشه ی نشکن – این نوع شیشه ها شامل دو یا چند لایه شیش هاند که بوسیله ورق ههایی از نایلون شفاف تحت حرارت و فشار به هم متصل م یشوند. همچنین بعضی از انواع شیشه های طلقدار به عنوان عایق صوتی، جاذب حرارت، کاهنده شفافیت و شیشه ایمنی بکار برده م یشوند. وقتی که این شیشه ها میشکنند، خاصیت کشسانی نایلون مانع از پخش و پراکندگی ذرات شیشه می گردد.
– از جمله کاربردهای این نوع شیش هها در خودر وها و وی ترین مغازه هایی که اشیاء گرانقیمت – می فروشند استفاده می گردد. ممکن است شیشه نشکن را از جنس شیشه سکوریت بسازند.
۶) شیشه ی خم – بیشتر برای اتومبیل و ویترین های خانگی مورد استفاده قرار می گیرد
– شیشه را به ضخامت کم مورد حرارت قرار می دهند تا به صورت خمیری درآید آنگاه آن را روی قالب ماسه ایی و یا قالب دیگر می خوابانند تا شکل قالب را به خود بگیرد.
۷) شیشه ی ضدگلوله: از چند لایه شیشه سکوریت و یا نشکن، شیشه ضد گلوله می سازند. در هنگام وارد شدن گلوله به داخل شیشه، از نیروی آن کاسته و در میان شیشه متوقف میگردد. ۸) شیشه ی مقاوم در مقابل صوت:از دو لایه شیشه ی ضد صوت که با فاصله ی چند سانتیمتر از هم قرارگرفته اند
۹) پشم شیشه – الیاف بسیار نازکاز شیشه که به همدیگر متصل شده اند
– برای ایزولاسیون حرارتی استفاده می شوند.
– 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 عای قبندی دستگاه های حرارتی و برودتی و عایق الکتریکی و غیره استفاده می شود.
– در بسته های۲۰متری،۱۰متری یا رولهای۱متر تا ۱.۲متر به بازار عرضه میشود.
۱۰) کف شیشه
– جسمی است با حجم زیاد، و وزن مخصوص کم برای عایق های صوتی،عایق حرارتی همچنین در صنایع بسته بندی مورد مصرف دارد.
– شیشه های خردشده وبی مصرف را آسیاب کرده و به آن موادی که در اثرحرارت تولید گاز نماید اضافه می کنند.آنگاه مخلوط را حرارت می دهند.
– بر حسب احتیاج به صورت مسطح و یا اشکال مختلف قالب می گیرند ۱۱) آجر شیشه
– ضخامت ۱۰ سانتی متر – ابعاداندرحدود۲۰*۲۰یا۲۵*۲۵سانتیمترمیباشد – در قالب های فلزی قرار داده می شود و مانند موزائیک از آن استفاده می شود
۱۲) شیشه های تار – به وسیله ی نورد تهیه می شود
– نقش شیشه روی قطعات نورد حک شده است
– قبل از نورد گرد سیلیس را با اسید فلوئوریدریک مخلوط نموده و به سطح شیشه می پاشند تا سطح شیشه را بهتر کدر نماید. – یا به مواد خام شیشه اکسید قلع و یا فسفات کلسیم اضافه می نمایند. این مواد هنگام پخت رنگ شیشه را شیری می کند
۱۳) شیشه های بلور:این نوع شیش هها بسیار ظریف و مشابه به کریستا لاند. اما سنگین و صدا دهندگی کریستال را ندارند و خاصیت شکست نور در آ نها کمتر است. دارای ۷۵ درصد سیلیس، و ۷ درصدCao اند.
۱۴) شیشه های سرب دار: این نوع شیشه ها از شیشه های معمولی شفاف تر و سنگین ترند و ضریب شکست بالاتری دارند و دارای سه نوع اند: ۱- کریستال: که بسیار شفاف، سنگین، صدادار و قابل تراش است و نور را در خود می شکند و طیف رنگی میدهد. از این رو، در تهیه گلدان، لوستر و … بکار میرود. دارای ۵۳ درصد سیلیس، ۳۵ درصد Pboاست.
۲- اشتراس: که سنگ نو نیز نامیده میشود و از آن، جواهرات مصنوعی درست می کنند. دارای ۴۰ درصد سیلیس و ۵۲ درصد Pbo است.
۳- فلینت: که در تهیه عدسی دوربینهای عکاسی و اسباب دقیق فیزیکی بکار میرود. دارای ۲۰ تا ۵۴ درصد سیلیس و ۳۴ تا ۸۰ درصد سرب است.
۱۵) شیشه انعکاسی (بازتابنده) ( رفلکس): در این نوع شیشه ها ، یک سطح شیشه با یک پوشش منعکس کننده نور و حرارت و از جنس فلز یا اکسید فلزی دارای این خاصیت ، پوشانده می شود . این نوع شیشه ها ، نور خورشید رامنعکس می کنند و در کاهش حرارت و درخشندگی نور موثرند . اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه انعکاسی نگاه کنیم مشاهده می کنیم که تصاویر اطراف را مانند آینه باز می تاباند و اگر از داخل به بیرون نگاه کنیم شیش هها کاملا شفاف خواهد بود . شب ها پدیده مذکور برعکس است یعنی شیشه از خارج شفاف و از داخل مانند آینه است این شیشه با انعکاس نور خورشید ، حرارت ناشی از تابش خورشید را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد و در نتیجه باعث صرفه
جویی در هزینه های احداث ، راه اندازی و نگهداری دستگاه های تهویه و تبدیل می شود .
منبع: ایران مصالح