خطوات صناعة الزجاج
يُعرف الزجاج (بالإنجليزية: Glass) على أنه مادة صلبة غير عضوية، تتسم بأنها هشة، ولا تتأثر بعناصر الطبيعية، وتكون هذه المادة شفافة أو نصف شفافة، ويتم تصنيع الزجاج من خلال تسخين مجموعة من المواد الجافة مع بعضها لتشكل مادة لزجة، يتم تبريدها بسرعة لمنع تكون بلورات تلاحظ بالعين المجردة.
ومنذ القدم، يُصنع الزجاج لاستخدامه في أغراض عملية أو زخرفية (ديكور)، وتشمل استخدامات الزجاج اليوم أعمال البناء وصناعة مختلف الأدوات وغيرها، وهناك العديد من أنواع الزجاج التي يتم تصنيعها في العالم، ويعتبر زجاج الصودا والجير (بالإنجليزية: Soda–lime glass/soda–lime–silica glass) أشهر هذه الأنواع وأكثرها شيوعًا؛ حيث يشكل ما نسبته 90% من الزجاج المصنع اليوم، ويمتاز بسهولة تصنيعه وبأنه غير مكلف نسبيًا، أما عن كيفية صناعته، ففيما يلي توضيح لخطواتها:
تجهيز المكونات الأساسية لصناعة الزجاج
فيما يلي، توضيح لأهم المعلومات عن هذه المكونات وأهميتها في تصنيع الزجاج:
- يمتاز زجاج الصودا والجير بأنه ينصهر عند درجة حرارة أقل من الزجاج الذي يُصنع باستخدام الرمل فقط، ولهذا، يعد تصنيعه بسيطًا، ولصناعة هذه الزجاج، يتم تجهيز مكوناته، وبالنسبة للمكون الأول، فهو ثنائي أكسيد السيليكون (SiO2)، المعروف أيضًا بالسيليكا أو حمض السيليك، والذي يتكون معظمه من الرمل، وتشكل نسبة السيلكا (ثنائي أكسيد السيليكون) في زجاج الصودا والجير 75%.
- المكون الثاني التي تتم إضافته كربونات الصوديوم (Na2CO3)، المعروفة أيضًا برماد الصودا أو صودا الغسيل، والتي تُضَاف لتقليل درجة حرارة انصهار الزجاج .
- المكون الثالث الذي يدخل في تصنيع الزجاج هو أكسيد الكالسيوم (CaO)، المسمى أيضًا بالجير الحي، والذي يُسْتَخْرَج عادة من الحجر الجيري، وتتمثل أهمية استخدام أكسيد الكالسيوم في أنه يمنع تصنيع زجاج يمكن أن يذوب في الماء؛ فتصنيع الزجاج من ثنائي أكسيد السيليكون (SiO2) وكربونات الصوديوم (Na2CO3) فقط ينتج عنه زجاج يمكن أن يذوب بسهولة.
إضافة مكونات لجعل الزجاج أقوى
إلى جانب المكونات الأساسية المذكورة أعلاه، تتم إضافة القليل من المواد الأخرى، التي تجعل الزجاج أقوى، وتعزز من مواصفاته، وتحافظ عليه لأطول مدة، ومن الأمثلة على المواد التي يمكن إضافتها:
- كبريتات الصوديوم (Na2SO4)، أو كلوريد الصوديوم (NaCl)، أو ثلاثي أكسيد الأنتيموان (Sb2O3)؛ حيث يمكن أن تمنع هذه المكونات تشكل فقاعات الهواء في خليط الزجاج.
- الحديد (Fe)، الذي يزيد امتصاص الزجاج طاقة وحرارة الأشعة تحت الحمراء.
- السيريوم (Ce)، الذي يمتص الأشعة فوق البنفسجية.
صهر المكونات
بعد تجهيز المكونات، تُصْهَر معًا على سطح قصدير منصهر، وبالنسبة لدرجة الحرارة التي تُعَرَّض المكونات لها لإذابتها وتصنيع الزجاج، فهي تبلغ 1675 درجة مئوية تقريبًا.
تشكيل الزجاج
ينتج الزجاج عند صهر هذه المكونات مع بعضها، ويمكن صناعة الأشكال المختلفة منه عن طريق تشكيلها حسب ما هو مطلوب، بينما بكون الزجاج ساخنًا، مثل تشكيله على شكل زجاجات مثلاً، ومن الجدير بالذكر أنّ الزجاج الملون يمكن تصنيعه بنفس طريقة صناعة زجاج الصودا والجير، ولكن مع تلوين الزجاج عن طريق إضافة أكاسيد المعادن، والتي يكون اختيارها حسب اللون المراد منحه للزجاج.
