الزجاج مادة صلبة غير متبلورة، وغالبًا ما تكون شفافة ، ولها استخدامات عملية وتكنولوجية وزخرفية واسعة النطاق ، على سبيل المثال، ألواح النوافذ وأدوات المائدة والبصريات ، ومن خلال هذا المقال سنقدم بحث عن الزجاج ، نوضح من خلال معلومات توضح ما تحتاج معرفته من معلومات عن هذه المادة.
تشكُل الزجاج
غالبًا ما يتشكل الزجاج عن طريق التبريد السريع (التبريد) للشكل المنصهر، فبعض المواد مثل الزجاج البركاني تحدث بشكل طبيعي، وأكثر أنواع الزجاج المصنع شيوعًا والأقدم تاريخيًا هي “زجاج السيليكا” استنادًا إلى مركب السيليكا الكيميائي (ثاني أكسيد السيليكون أو الكوارتز)، المكون الأساسي للرمل.
يمثل زجاج الصودا والجير، الذي يحتوي على حوالي 70٪ سيليكا، حوالي 90٪ من الزجاج المصنّع، وغالبًا ما يستخدم مصطلح الزجاج، للإشارة فقط إلى هذا النوع من المواد، على الرغم من أن الزجاج الخالي من السيليكا غالبًا ما يكون له خصائص مرغوبة للتطبيقات في تكنولوجيا الاتصالات الحديثة، وبعض الأشياء مثل أكواب الشرب والنظارات ، وتصنع بشكل شائع من زجاج أساسه السيليكات بحيث يطلق عليها ببساطة اسم المادة.
الزجاج عبر الزمن
على الرغم من أن زجاج السيليكا الهش المدفون سيبقى على قيد الحياة لفترات طويلة جدًا إذا لم يتم استخراجه، فهناك العديد من الأمثلة على شظايا الزجاج من ثقافات صناعة الزجاج المبكرة، وتشير الأدلة الأثرية إلى أن صناعة الزجاج تعود إلى ما لا يقل عن 3600 قبل الميلاد في بلاد ما بين النهرين أو مصر أو سوريا، وكانت أقدم الأجسام الزجاجية المعروفة عبارة عن خرز، وربما تم إنشاؤها عن طريق الخطأ أثناء تشغيل المعادن أو إنتاج القيشاني.
نظرًا لسهولة التشكيل في أي شكل، فقد تم استخدام الزجاج تقليديًا للأواني ، مثل الأوعية والمزهريات والزجاجات والجرار وأكواب الشرب، وفي أكثر أشكاله صلابة، تم استخدامه أيضًا لأوزان الورق والرخام، ويمكن تلوين الزجاج بإضافة أملاح معدنية أو طباعته وطباعته كزجاج مطلي بالمينا.
تجعل خصائص الزجاج الانكسارية والعاكسة وناقل الحركة الزجاج مناسبًا لتصنيع العدسات البصرية والمنشورات ومواد الإلكترونيات الضوئية، وتستخدم الألياف الزجاجية المبثوقة كألياف ضوئية في شبكات الاتصالات ، أو مادة عازلة للحرارة عند تلبيسها كالصوف الزجاجي لحبس الهواء ، أو في البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية (الألياف الزجاجية).
إضافة اللون والخصائص الخاصة
العوامل المستخدمة لتلوين الزجاج بشكل عام هي أكاسيد معدنية، وقد ينتج نفس الأكسيد ألوانًا مختلفة بمخاليط زجاجية مختلفة ، وقد تنتج أكاسيد مختلفة من نفس المعدن ألوانًا مختلفة، مثل لون الكوبالت البنفسجي والأزرق ، والأخضر الكروم أو الأصفر للكروم ، واللون الكناري مزدوج اللون لليورانيوم ، والبنفسجي للمنغنيز كلها ثابتة.
ينتج أكسيد الحديدوز لون أخضر أو أزرق باهت حسب الزجاج الذي يخلط به، ويعطي أكسيد الحديديك لونًا أصفر ولكنه يتطلب عامل مؤكسد لمنع الاختزال إلى الحالة الحديدية، كما يعطي الرصاص لونًا أصفر باهتًا، بينما يعطي أكسيد الفضة بقعة صفراء دائمة، أما فحم نباتي المقسم جيدًا يضاف إلى كوب من الصودا والليمون يعطي لونًا أصفر.
يعطي السيلينيت والسيلينات لونًا ورديًا باهتًا أو أصفرًا ورديًا. يبدو أن التيلوريوم يعطي لونًا ورديًا باهتًا. يعطي النيكل بزجاج البوتاس والرصاص اللون البنفسجي واللون البني مع زجاج الصودا والجير، كما يعطي النحاس لون الطاووس الأزرق ، الذي يتحول إلى اللون الأخضر إذا زادت نسبة أكسيد النحاس.
استخدامات الزجاج
يُستخدم الزجاج في قائمة المنتجات غير الشاملة التالية:
- التعبئة والتغليف (برطمانات الطعام ، زجاجات المشروبات ، قنينة لمستحضرات التجميل والأدوية)
- أدوات المائدة (أكواب الشرب ، الأطباق ، الكؤوس ، الأطباق)
- الإسكان والمباني (النوافذ ، الواجهات ، الحديقة الشتوية ، العزل ، هياكل التعزيز)
- التصميم الداخلي والأثاث (مرايا ، قواطع ، درابزينات ، طاولات ، أرفف ، إنارة)
- الأجهزة والإلكترونيات (أبواب الفرن ، سطح الطهي ، التلفزيون ، شاشات الكمبيوتر ، الهواتف الذكية)
- السيارات والنقل (الزجاج الأمامي والإضاءة الخلفية والوزن الخفيف والمكونات الهيكلية المقواة للسيارات والطائرات والسفن وما الى ذلك)
- التكنولوجيا الطبية ، التكنولوجيا الحيوية ، هندسة علوم الحياة ، الزجاج البصري
- الحماية من الأشعة السينية (الأشعة) وأشعة جاما (النووية)
- كابلات الألياف الضوئية (الهواتف والتلفزيون والكمبيوتر: لنقل المعلومات)
- الطاقة المتجددة (زجاج الطاقة الشمسية ، وتوربينات الرياح).
المصادر
