دانلود شیشه 40 ص (docx) 41 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 41 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
مقدمه :
اختراع شیشه تحولی عظیم در معماری دنیا ایجاد کرد. به گونه ای که امروزه شهرهای جهان زیبایی خود را مدیون این تحول بزرگ درصنعت تولید می دانند
شيشه به واسطه حرارت دادن و سرد كردن تركيبي از شن، كربنات سديم و آهك توليد مي شود.
:تاريخچه شيشه
تاريخچه توليد و كاربرد شيشه به حدود بيش از 4 هزار سال پيش بر مي گردد. ولي تقريبا 2 هزار سال پس از كشف آن بود كه كاربرد شيشه در پنجره ها مطرح شد. روش توليد شيشه به روش بادي امكان ايجاد شيشه هاي ظريف براي پنجره ها را ميسر كرد که در قطعات مستطيلي با ابعاد حداكثر400 در 300 ميليمتر درصفحات مدور توليد مي شد.بلافاصله پس از كشف اين روش ونيزي ها متد استوانه اي را كشف كردند كه اين روش حدود 800 سال براي توليد شيشه به كار برده مي شد. در اين روش درون يك استوانه شيشه اي توخالي دميده، از طول برش داده و سپس صاف و صيقل داده مي شد. با اين روش ورقه هاي بزرگتري توليد مي شد ولي حرارت مجدد و صاف كردن شيشه منجر به خرابي سطح شيشه مي شد. به هر حال همراه با پيشرفت تكنولوژي روش هايي براي توليد شيشه هايي كه در ساختمان ها كارايي داشته باشند ابداع شد. آنها به صورت عنصري طبيعي و لازم در كليساهاي بزرگ درشمال اروپا به كار برده مي شدند كه تا اواخر هزاره اول پس از ميلاد نيز اين روند ادامه داشت.
در جستجوي نور:
با تغييرسبك معماري از رومي به گوتيك، كاربرد شيشه در دنياي معماري جايگاه خود را تا ابد پيدا كرد. شايد بتوان معماري سبك گوتيك در شمال اروپا را دوره اول معماري شيشه اي ناميد. جابه جايي قسمت هايي از ديوارهاي سنگي بزرگ معماران را قادر به خلق آثار چشمگيري در تاريخ كرد. شيشه خود به خود جايگاه خود را در معماري پيدا كرد و شيشه هاي بسيار زيبا کم کم در معماري بناها ديده شدند. معماري سبك گوتيك به منظور جستجو ي نور به وجود آمد، جستجوي درخشش ، سبكي و بي وزني. پنجره هايي كه در سبك گوتيك به كار برده مي شد معمولا با شيشه هاي رنگي توسط هنرمندان نقاشي و تزيين مي شد.
در اواخرقرن شانزدهم به كار گيري شيشه به عنوان سمبلي از ثروت و تجمل در انگلستان در نظر گرفته مي شد. شيشه وسيله اي بسيار گران قيمت بود و بنابراين استفاده از آن در ساختمان و حتي گاهي اوقات به كار بردن آن به جاي ديوارحالت تظاهر به ثروت و توانمندي بود. بدين ترتيب در انگلستان شيوه هاي غير متعارف استفاده از شيشه رايج شد.
در نيمه اول قرن نوزدهم بود كه مراكز هنري به راه افتادند و بدين ترتيب زبان نويني در معماري به وجود آمد، پنجره هايي كه نوربه راحتي و فراواني از آنها عبور كند و معماري از آن حالت سنتي خارج شد و شيشه جايگاه و كاربرد واقعي خود را پيدا كرد. به دنبال انقلاب صنعتي در بريتانيا و به موازات آن به كارگيري آهن در ساختمان ها، پروژه هايي مثل كاخ كريستال پاكستون اجرا شد.
معماري شيشه اي و حركت هاي نوين:
آغاز قرن بيستم در واقع عصر فضا و زمان نام گذاري شده است، عصرزيبايي شناسي در حركت، متغير بودن و هيجان در ماشين. پل شبارت در كتاب معماري شيشه اي خود در سال 1914 مي نويسد.
ما بيشتر زندگيمان را در اتاق هاي بسته سر كرده ايم. اين فرهنگي است كه با آن بزرگ شده ايم و خو گرفته ايم. سبك معماري ما تا حد زيادي تحت تاثير فرهنگ ما بوده است. چنانچه بخواهيم تغييري در فرهنگمان ايجاد كنيم به ناچار بايد در سبك معماريمان تغيير ايجاد كنيم و اين امر تنها به وسيله ترك اتاق هاي بسته و تغيير دادن آنها حاصل مي شود. با نهادينه شدن و معرفي معماري شيشه اي، راه براي عبور نورطبيعي خورشيد ، ماه و ستارگان نه فقط از طريق پنجره اي كوچك بلكه از طريق ديوارها كه صرفا از شيشه و آن هم شيشه هاي رنگي ساخته مي شوند هموار مي شود. بدين ترتيب محيط جديدي كه به وجود مي آوريم ،فرهنگي نوين را با خود به همراه مي آورد.
غرفه هاي شيشه اي برونو تات نيز به همين منظور طراحي شد و هدفي مشابه را دنبال مي كرد که آن به كار گيري بهينه شيشه و استفاده از شفافيت و روشنايي آن درآينده معماري بود. البته شيشه جزو لا ينفك كارهاي معماران بزرگ ازجمله مايس وان دور روحه،لو كوربوسير و فرانك ليود است.
طي نيمه اول قرن بيستم، به جهت توسعه صنعت و تكنولوژي، بهبود و پيشرفت هايي در ساختار كارهاي شيشه اي پديد آمد. و بالاخره در اوايل دهه 1950 پيشرفتي در صنعت توليد شيشه حاصل شد كه تا به امروز ادامه دارد. آليستار پيلكينگتون روش شناوري شيشه مذاب بر سطح فلز مذاب را ابداع كرد، كه امروزه از آن به عنوان فرآيند شناور ياد مي شود. با اين روش ورقه هاي شيشه اي كاملا صاف و هموار توليد مي شود كه امروزه روشي غالب درتوليد شيشه در سراسر جهان است.
استفاده از شيشه معمولي (غير سكوريت) در ساختمانهاي بلند مرتبه در صورت بروز حادثه اعم از طبيعي مانند زلزله يا حوادث ناشي از دخالت بشر ، خطر آسيب ديدگي جدي و حتي مرگ به همراه دارد، چرا كه شيشه شكسته شده به صورت قطعات بزرگ در هوا شناور مي شود و شعاع زيادي را در معرض خطر قرار مي دهد . بكار گيري شيشه هاي سكوريت بعلت شدن شيشه در صورت شكست و ريزش پاي ساختمان خطرات احتمالي را به حداقل ممكن كاهش مي دهد.
شیشه:
شیشهماده‌ای است که به دلیل آرایش اتمی/ملکولی خاص خود حالت جامد دارد ولی بر خلاف دیگر جامدها بلوری نیست. این حالت هنگامی رخ می‌دهد که ماده مذاب قبل از رسیدن به نقطه انتقال به شیشه به سرعت سرد می‌شود.
تعاریف مختلفی برای شیشه وجود دارد که هنوز توافق کلی بر روی آنها حاصل نشده‌است:
تعریف کلی: شیشه یک جامد آمورف است.
تعریف انجمن آزمون و مواد آمریکا: شیشه ماده‌ای معدنی است که از حالت مذاب طوری سرد شده‌است که بدون تبلور به حالت صلب درآمده‌است.
تعریف آکادمی ملی علوم آمریکا: شیشه ماده‌ای است که در پراش اشعه ایکس آمورف بوده و از خود رفتار انتقال به حالت شیشه نشان بدهد.
معروف‌ترین شیشه‌هایی که در مقیاس صنعتی تولید می‌شوند، عبارتند از شیشه‌های سودالایم (شیشه جام)، شیشه‌های بوروسیلیکاتی و شیشه‌های کریستال.
شیشه سودا لایم:
بیشتر از ۹۵ درصد از میزان کل شیشه تولیدی در جهان، شیشه سودالایم است. شیشه‌های در و پنجره ساختمان، شیشه‌های خودرو، بطری‌ها و بسیاری دیگر از محصولات شیشه‌ای روزمره از جنس شیشه سودالایم هستند. مهمترین اجزای تشکیل‌دهنده این نوع شیشه عبارتند از اکسید سیلیسیوم، اکسید کلسیم و اکسید سدیم.
شیشه بوروسیلیکاتی:
این نوع شیشه‌ها ضریب انبساط حرارتی کم تا متوسط داشته، رفتار ویسکوزیته-دمای بلند و چگالی کمی دارند. بسیاری از ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی، صنعتی و خانگی با استفاده از این نوع شیشه ساخته می‌شوند. این شیشه‌ها در بازار با نام‌های تجارتی مانند پیرکس، سیماکس، ترکس و ... شناخته می‌شوند.
شیشه کریستال:
شیشه کریستال یا شیشه سرب‌دار یکی از انواع شیشه‌های سیلیکاتی است که در ترکیب خود حاوی اکسید سرب است. این نوع شیشه، دارای ظاهری درخشنده و شبیه به کریستال‌های کوارتز است و به نظر می‌رسد علت نامگذاری آن نیز همین شباهت باشد. این شیشه‌ها همچنین سختی کمی دارند و امکان تراشکاری این شیشه‌ها وجود دارد. بنابراین ظروف تزیینی موسوم به ظروف کریستال از این جنس ساخته می‌شوند.
سایر انواع:
سایر انواع شیشه عبارتند از: شیشه فتوکرومیک، شیشه اپال و شیشه سیلیسی. همچنین انواع مختلفی از شیشه نیز وجود دارد که در مقیاس صنعتی تولید نمی‌شوند.
انواع شیشه و کاربرد آنها:
شیشه به اشکال مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ساخت لوازم تزیینی مانند گل ، تابلو و غیره در ساختن ظروف آزمایشگاهی و یا ظروف آشپزخانه مانند لیوان ، بطری و غیره و بالاخره در ساختن شیشه‌های مسطح که در دو نوع ساده و مشجر عرضه می‌گردد و مصارف مختلفی دارد که عمده ترین کاربرد آن به عنوان در و پنجره در کارهای ساختمانی است که به شکلهای مختلف اعم از شیشه‌های شفاف ، نیمه شفاف و رنگی ، جاذب حرارت ، ایمنی ، دوجداره ، سکوریت و... وجود دارد.
همچنین در آینه سازی ، صنایع نشکن ، صنایع یخچال سازی ، میزهای شیشه‌ای ، انواع شیشه رومیزی و تیغه کاری ساختمان کاربرد دارد.
شیشه رنگی:
به دو طریق می‌توان شیشه رنگی بدست آورد:
با افزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگهای مختلف قرمز می‌دهد و رنگ آبی پر رنگ بوسیله اکسید کبالت بدست می‌آید. رنگ زرد با افزودن مقداری اکسید اورانیوم و کادمیوم حاصل می گردد.
شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فرو می‌کنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه‌های رنگی در ویترین مغازه‌ها ، نمایشگاه ها ، آزمایشگاه ها و ساختمانهای صنعتی بکار می‌روند.
شیشه ضد آتش (پیرکس):
همراه مواد اولیه این شیشه‌ها در مقابل حرارت " مقاومت زیادی دارند" مقدار زیادی اکسید بوریک بکار می‌رود و سیلیس آنها از انواع شیشه‌های معمولی بیشتر است. معمولا از آنها به عنوان ظروف آزمایشگاه و آشپزخانه و یا در جلوی بخاری‌های دیواری و اجاقها استفاده می‌نماید.
:شیشه مسطح
این نوع شیشه را با اضافه نمودن توری فلزی در میان شیشه می‌سازند و بیشتر برای درهای ورودی ، کارگاه ها ، موتورخانه‌ها ، آسانسورها و هر جایی که خطر شکستن و فروریختن شیشه وجود دارد، استفاده می‌نمایند.
:شیشه دوجداره
این نوع شیشه‌ها ، از دو لایه ساده و گاهی رنگی که به موازات یکدیگر قرار گرفته‌اند و لبه‌ها یا درزهای آنها هوابندی شده است و فضای بین آنها با مواد خشک کننده‌ای مانند سیلیکاژل ، پُر و یا در بعضی از موارد بین دو لایه ، خلاء ایجاد می‌شود. این نوع شیشه که عایق گرما ، سرما و صداست، در بسیاری از ساختمانها مانند فرودگاه ها ، هتل‌ها و بیمارستانها بکار می‌رود.
شیشه سکوریت :
در این حالت ، شیشه مجددا تا حدود 700 درجه سانتی‌گراد حرارت داده و بعد بطور ناگهانی و تحت شرایط خاص و کنترل شده‌ای سرد می‌شود. این عمل باعث افزایش مقاومت شیشه (حدود 3 الی 5 برابر) در مقابل ضربه و نیز شوکهای حرارتی می‌گردد. این شیشه‌ها در صورت شکستن ، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم می‌شوند که آسیب رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاه ها ، درهای شیشه‌ای و پنجره‌های جانبی اتومبیل ها استفاده می‌گردد.
شیشه نشکن:
این نوع شیشه‌ها شامل دو یا چند لایه شیشه‌اند که بوسیله ورقه‌هایی از نایلون شفاف تحت حرارت و فشار به هم متصل می‌شوند. همچنین بعضی از انواع شیشه‌های طلق‌دار به عنوان عایق صوتی ، جاذب حرارت ، کاهنده شفافیت و شیشه ایمنی بکار برده می‌شوند. وقتی که این شیشه‌ها می‌شکنند، خاصیت کشسانی نایلون مانع از پخش و پراکندگی ذرات شیشه می‌گردد.
از جمله کاربردهای این نوع شیشه‌ها در خودروها و ویترین مغازه‌هایی که اشیاء گرانقیمت می‌فروشند استفاده می‌گردد. ممکن است شیشه نشکن را از جنس شیشه سکوریت بسازند.
شیشه ضد گلوله:
از چند لایه شیشه سکوریت و یا نشکن ، شیشه ضد گلوله می‌سازند. در هنگام وارد شدن گلوله به داخل شیشه ، از نیروی آن کاسته و در میان شیشه متوقف می‌گردد.
شیشه انعکاسی:
در این نوع شیشه‌ها ، یک سطح شیشه با یک پوشش منعکس کننده نور و حرارت از جنس فلز یا اکسید فلزی دارای این خاصیت پوشانده می‌شود. این نوع شیشه‌ها ، نور خورشید را منعکس می‌کنند و در کاهش حرارت و درخشندگی نور موثر هستند. اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه انعکاسی نگاه کنیم مشاهده می‌کینم که تصاویر اطراف را مانند آینه باز می‌تاباند و اگر از داخل به بیرون نگاه کنیم، شیشه کاملا شفاف خواهد بود. شب ها پدیده مذکور برعکس است. یعنی شیشه از خارج شفاف و از داخل مانند آینه است.
این شیشه با منعکس نور خورشید ، حرارت ناشی از تابش نور خورشید را بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد و در نتیجه ، باعث صرفه جویی در هزینه‌های احداث ، راه اندازی و نگهداری سیستمهای تهویه و تبدیل می‌شود.
کاربرد شیشه های نزدیک به طیف پلاستیک های شفاف در ساختمان های بلند ایمن تر است.تهران- خبرگزاری ایسکانیوز: مدیرکل دفتر طرح های عمرانی دانشگاه علم و صنعت ایران گفت: فقط به کار بردن شیشه های نزدیک به طیف پلاستیک در برابر زلزله و ارتعاشات ساختمانی مقاوم و ایمن تر است.دکتر محسن وفامهر روز یکشنبه در گفتگوی اختصاصی خود با خبرنگار باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران "ایسکانیوز"، با اشاره به نماسازی ساختمان های بلند اظهار داشت: در ارتفاعات بلند یا ساختمان های بلند باید از مصالح سبک استفاده شود و به کار بردن آجر، ماسه سیمان و کنتیکس و سنگ کردن نما اگرچه در ساختمان های معمولی کاربرد فراوانی دارد اما در ساختمان های بلند ایمن نبوده و در صورت وقوع زمین لرزه یا طوفان های شدید حادثه ساز خواهد بود.وی افزود: اگرچه زیبایی در ساختمان اهمیت بسزایی دارد اما ایمنی و مقاومت در برابر بلایای طبیعی نقش زیربنایی داشته و بسیار مهم تر از ظاهر نماها است.عضو هیات علمی دانشکده معماری و شهرسازی دانشگاه علم و صنعت ایران با بیان اینکه مصالح ساختمانی سبک مثل ورق های کامپوزیتی نیز در ایران رایج شده است، اعلام داشت: ورق های کامپوزیتی با رنگ ها و طرح های ترکیبی متنوع کاربرد دارد که برای ساختمان ها و برج های بلند کاربرد فراوانی دارند.وی با اشاره به کاربرد شیشه در نماها و برج های کشورمان تاکید کرد: کاربرد شیشه در ساختمان های کشور ما مانند نماسازی کشورهای اروپایی نبوده که از شیشه هایی که به طیف پلاستیک نزدیک بوده و قابلیت انعطاف پذیری دارند، استفاده می شود.عضو علی البدل شورای اسلامی شهر تهران افزود: این شیشه های نزدیک به طیف پلاستیک در برابر ضربه و ارتعاشات ساختمانی مقاوم و پابرجا هستند و متاسفانه هنوز در کشور ما رایج نشده است.مدیر کل دفتر طرح های عمرانی دانشگاه علم و صنعت ایران اعلام داشت: به کار بردن نماهای شیشه ای در برج ها و ساختمان های بلند اگرچه جلوه و زیبایی جذابی دارد اما پارامتر اصلی ساختمان که ایمنی و استحکام آن است در آن رعایت نشده و در صورت بروز حادثه همچون ترکش برای جسم و جان رهگذران و ساکنین خطرات زیادی خواهد داشت.دکتر محسن وفامهر با بیان اینکه در صورت استفاده از شیشه در ساختمان ها باید از شیشه هایی که به طیف پلاستیک نزدیک تر و سبک تر بوده و انعطاف پذیری لازم را دارد، استفاده شود اظهار داشت: حسن استفاده از این شیشه ها آن است که در صورت بروز حادثه به صورت یکپارچه از قالب فریم های پنجره عبور کرده و همچون شیء سبک و شناور به زمین می رسند.عضو هیات علمی دانشکده معماری و شهرسازی دانشگاه علم و صنعت ایران در خصوص جریمه استفاده بیش از 40 درصد از شیشه را مناسب دانست و یادآور شد: در این ارتباط لازم است تا به تکنولوژی نوین در مصالح ساختمانی جدید و صنعت شیشه سازی توجه شود چرا که صنعت شیشه سازی به قدری پیشرفت کرده که در حال حاضر می تواند به عنوان یک رشته دانشگاهی تلقی شود.مدیر کل دفتر طرح های عمرانی دانشگاه علم و صنعت ایران افزود: راهکارهای فنی و مهندسی چنین کاربردی باید در دروس تکنولوژی ساختمان در رشته ای معماری و عمران دانشگاه ها تدریس و نهادینه شود.وی با بیان اینکه در دانشگاه علم و صنعت ایران دانشجویان با چنین مقولات جدیدی آشنا می شوند خاطر نشان کرد: فقط چنین آموزش هایی کافی نبوده و با برپایی کارگاه های عملی آموزشی با حضور مشاوران و شرکت های قوی پیمانکاری با چنین دستاوردهای جدید ساختمانی آشنا شوند.دکتر وفامهر تاکید کرد: رسانه ها همچون صدا و سیما و مطبوعات می توانند با اطلاع رسانی گسترده، مردم و دست اندرکاران این حوزه را با خطرات کاربرد شیشه در ساختمان ها آشنا و آنان را نسبت به ایمن نمودن و استفاده از شیشه های نزدیک به طیف پلاستیک در نماهای ساختمانی آگاه سازند.
شیشه در ایران:
قدیمی‌ترین شیشه در ایران متعلق به هزاره دوم پیش از میلاد است. نمونه‌هایی از هزاره دوم تا مقارن میلاد مسیح شامل عطردان‌ها، النگوها، تندیس‌ها و کاسه‌ها و تنگ‌های متعدد به‌دست آمده‌است. در حفاری‌های چغازنبیل مربوط به دوره پیش از تاریخ، بطری‌هایی شیشه‌ای یافت شده‌است، که نشان از وفور شیشه در ایلام کهن دارد.
از تمدن مارلیک مهره‌های شیشه‌ای که عمر آنها به ۳۴۰۰ سال پیش می‌رسد، پیدا شده‌است. همچنین ظروف شیشه‌ای مایل به شیری در کاوش‌های لرستان به‌دست آمده‌است. از زمان هخامنشیان آثار شیشه‌ای چندانی در دست نیست. در آن دوره مهره‌های شیشه‌ای ایران در سراسر جهان قدیم معروف بوده که ظاهراً به رنگ سیاه و سفید بودهاست.
هنرمندان ساسانی در تراش دادن شیشه مهارت مخصوصی داشته‌اند. شیشهی ساسانی در چین ارج بسیار داشته و به‌ویژه شیشه لاجوردی را گرانبها می‌شمردند. جام‌های پایه‌دار با نقش حلقه‌های برجسته از دوره اشکانیان و ساسانیان به‌جای مانده‌است.
ظروف شیشه‌ای دورهی اسلامی تحت تأثیر طرح‌های قبل از اسلام است. در دورهی سلجوقی و تا زمان هجوم مغول، افزارها و ظروف‌های بسیار زیبای شیشه‌ای از کوره‌های شیشه‌گری گرگان بیرون می‌آمد که به نازکی کاغذ و گاه مینایی و گاه تراشیده و کنده‌کاری شده‌است. روزگار سلجوقی اوج صنعت شیشه‌گری در ایران محسوب می‌شود. فرآورده‌های شیشه‌ای این دوران بیشتر شامل ظروف کوچک و بزرگ، عطردان‌های بسیار ظریف، جام‌ها و گلدان‌هایی با فرم‌ها و اندازه‌های متنوع و اشیاء تزئینی کوچک به‌شکل حیوانات و ... است. در دورهی مغول رونق شیشه‌سازی از میان رفت و در عوض در این عهد سفالگری و کاشی‌کاری رونق یافت.
در دورهی تیمور رواج شیشه‌گری قابل توجه‌است. شیشه‌گرانی از مصر و سوریه به ایران آمدند و مشابه شیشه‌های ایرانی به مصر و سوریه رفت. در این دوره دو شهر سمرقند و شیراز از مراکز عمده شیشه‌سازی در ایران بودند. از این زمان به بعد این هنر روی به انحطاط نهاد تا زمان شاه‌عباس که با ساختن چراغ‌های مساجد و بطری‌ها این هنر دوباره زنده شد. شاه‌عباس شیشه‌گران ونیزی را برای احیای این صنعت به ایران آورد. در نتیجه شیشه‌گری در دوره صفوی رونق دوباره یافت. گاه شیشه را با دمیدن به درون قالب می‌ساختند و گاه شیشه را می‌تراشیدند تا به‌شکل جواهر در آید و یا نقوشی روی آن می‌کندند. و گاهی نیز شیشه را با نقوش درخشان، مینایی و طلایی می‌کردند. در این دوره کارگاه‌های شیشه‌سازی در شهرهای مختلف ایران از جمله اصفهان، شیراز و کاشان دایر شد.
در فاصلهی بین سلطنت سلسله صفویه و قاجاریه هنر و صنعت شیشه‌گری در ایران از لحاظ سیر تکاملی پیشرفتی نداشته‌است و تا اواخر سلسله قاجاریه و بعد از آن به‌تدریج ضعیف‌تر شده‌است. با ورود شیشه به قیمت ارزان‌تر و مرغوب‌تر به بازار ایران، کم‌کم این صنعت رو به انحطاط نهاد.
روش‌های تولید شیشه:
سرد کردن از حالت بخار (PVD)
رسوب شیمیایی فاز بخار (CVD)
آبکافت شعله‌ای
سل-ژل
تئوری‌های شیشه‌سازی:
برخی از مواد دارای خاصیت شیشه‌سازی بسیار خوب هستند و برخی از مواد، مواد شیشه‌ساز خوبی نیستند. تئوری‌های مختلفی که در مورد شیشه‌سازی در مواد ارایه شده است، علت‌ها و چگونگی ایجاد شیشه را بررسی می‌کند و مواد شیشه‌ساز را طبقه‌بندی می‌کنند. از معروف‌ترین تئوری‌های شیشه‌سازی می‌توان به تئوری شبکه نامنظم زاکاریاسن اشاره نمود.
ساختار شیشه:
ساختار شیشه‌های دارای اتصال کووالانت
ساختار سیلیس شیشه‌ای
تئوری بلورک
ساختار شیشه‌های کالکوژناید
ساختار شیشه‌های دارای اتصال یونی
ساختار شیشه‌های دارای اتصال هیدروژنی
ساختار شیشه‌های دارای اتصال فلزی
شیشه-سرامیک:
شیشه-سرامیک به مواد جامد چندبلوری گفته می‌شود که با اعمال فرایند کنترل شدهی تبلور بر روی شیشهی پایه حاصل می‌شوند.
روش مرسوم ساخت قطعات شیشه سرامیکی شکل‌دهی مذاب شیشه به روش‌های مرسوم شکل‌دهی شیشه و عملیات حرارتی این قطعات در دماهای جوانه‌زنی و رشد می‌باشد. پیامد این فرآیند ایجاد فاز یا فازهای بلورین درزمینهی شیشهی باقیمانده خواهد بود. در مرحلهی عملیات حرارتی با کنترل شرایط جوانه‌زنی و رشد کریستال‌ها از طریق رسوب دادن فازهای بلورین، خواص دلخواه در قطعه ایجاد می‌شود.
مقدار و نوع فازهای بلورین و خصوصیات ریز ساختاری شامل ابعاد و شکل ذرات بلوری، طرز آرایش آنها، مقدار تخلخل و… تعیین کنندهی ویژگی‌های نهایی قطعه خواهد بود.
به دلیل دارا بودن مزایایی مانند چگالی کم، مقاومت شیمیایی خوب، مقاومت الکتریکی بالا، استحکام مکانیکی بالا و ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین و حتی منفی و… امروزه شیشه سرامیک‌ها، کاربردهای بسیار متنوع و فراوانی یافته‌اند. محصولاتی مانند ظروف شوک‌پذیر آشپزخانه، کاشی‌ها و سنگهای ساختمانی، مقره‌های الکتریکی، لوله‌ها و پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی، قطعات الکترونیکی و اپتیکی، دماغه‌های موشک، آئینه‌های تلسکوپ و بسیاری از فرآورده‌های دیگر می‌توانند با استفاده از فرایند ساخت شیشه سرامیک‌ها تولید شوند.
همراه با توسعه و پیشرفت روز افزون دانش و فناوری در عرصه های مختلف زندگی بشر ، امروزه فناوری های مدرن صنعت شیشه نقش موثری در بهینه سازی مصرف انرژی و زیبا سازی ساختمانها ایفا می کند. از این روست که علاوه بر کاربردهای متنوع و روز افزون شیشه در ساختمانها ، نه تنها از اتلاف انرژی به میزان زیادی کاسته شده است بلکه ساختمانهایی بسیار زیبا و آرام بنا شده است.
یکی از آلودگی هایی که بخصوص در شهر ها وجود دارد آلودگی صوتی است که به گفته متخصصان عامل بسیاری از فشارهای روحی و کاهش کارایی افراد است. وجود شیشه های خاص علاوه بر جلوگیری از اتلاف انرژی و ایجاد نمای زیبا ، آلودگی های صوتی را به حداقل رسانده و محیطی آرام برای کار و استراحت فراهم می کند.
شیشه های ایمنی (Safety Glass ):
شیشه های ایمنی به سختی می شکنند و در مقابل نیروهای ناشی از ضربه ، انفجار ، باد و زلزله مقاومت نموده و یا در صورت شکستن به تکه های کوچکی تبدیل می شود که برندگی شیشه عادی را ندارند و خسارت جانی و مالی حادثه را به حداقل می رسانند.این شیشه ها پس از فرایند سخت سازی ۵ الی ۶ برابر نسبت به شیشه های معمولی مقاومتر می شوند.ایجاد تغییرات بعدی روی شیشه های ایمنی دشوار و در اکثر مواقع غیر ممکن است ، لذا در تهیه نقشه مورد نیاز بایستی دقت کافی به عمل آید.در ضمن حین انجام پروسه سخت سازی این قابلیت وجود دارد تا محصول به شکل خم استوانه ای نیز باشد ، که البته در این زمینه محدودیتهایی جهت ضخامت و r وجود دارد.شیشه های درهای ورودی مغازه ها از این نوع است.
در شکل زیر می توانید شیشه ایمنی را پس از شکسته شدن مشاهده کنید:
شیشه های چند لایه ( Laminated Glass ):
امروزه در مواردی مانند سقف ها ، نماهای شیشه ای ، شیشه های خودروهای حفاظت شخصیت ها ، شیشه های ضد گلوله ، ضد انفجار ، ضد عبور و اغتشاش ، سرقت و ... که امکان آسیب ناشی از شکست شیشه وجود داشته باشد ، از شیشه های چند لایه استفاده می شود.
این نوع شیشه عموماْ از دو یا چند لایه شیشه و یک یا چند لایه PVB (طلق ) تشکیل می شوند. شیشه های چند لایه در اثر ضربه های شدید به هیچ وجه نمی ریزند و چسبیده به طلق باقی می مانند. همچنین به خاطر ایمنی بالا ، کاهش قابل توجه سر و صدا و جلوگیری از عبور حدود ۹۹٪ از اشعه مضر فرابنفش ( UV ) نور خورشید و نیز امکان تولید محصولاتی با رنگهای متنوع باعث استفاده روز افزون شیشه های چند لایه گردیده است.
شکل ۱- ساختار یک شیشه چند لایه
شکل ۲- میزان عبور نور در یک نمونه شیشه چند لایه
شکل ۳- شیشه لامینت پس از شکسته شدن
163195417195
شکل ۴- ساخت پله شیشه ای بوسیله شیشه های لمینت
شیشه های چاپدار و رفلکتیو (Printed Screen - Reflective Glass ):
شیشه های چاپدار که در انواع سخت سازی شده و معمولی ارائه می گردند شامل طرح های مختلف از جمله به شکل سنگهای گرانیتی تولید می شوند و برای نمای ساختمانها ، پارتیشنها ، نمای داخلی ساختمانها ، نورگیرها ، شیشه های لوازم خانگی مانند (اجاق گازی ، بخاری و ... ) و دربهای ورودی شیشه ای استفاده می شوند.
شیشه های رفلکس که در رنگ های متنوعی ارائه می شوند به منظور زیبا سازی ساختمانها به کار می روند.به علاوه این نوع شیشه ها اشعه های خورشید را به نحو قابل ملاحظه ای منعکس نموده و مانع از ورود آن به داخل ساختمان می شود. از این رو برای ساختمانهایی که بیشتر در معرض اشعه های زیان آور خورشید قرار دارند مناسب است.
شیشه های ضد ضربه . ضد عبور . ضد اغتشاش . ضد گلوله . ضد انفجار:
این نوع شیشه ها ،همان شیشه های چند لایه هستند که مطابق با نیاز خاص و بر پایه محاسبات مهندسی طراحی و تولید می شوند.بسته به نیاز این نوع شیشه ها را می توان در ابعاد ، رنگها و اشکال متنوع (خم - تخت ) و ... تولید کرد. کاربرد آنها در ساختمانهای تجاری ، اداری بانک ها ، ساختمانهای مسکونی ، فرودگاه ها ، ویترین طلافروشی ها ، فروشگاه های بزرگ و به طور کلی اماکنی که نیازمند امنیت و حفاظت در برابر سرقت مسلحانه ، اغتشاش ، انفجار ، زلزله و ... می باشد.
شیشه ضد گلوله بعد از تست
شیشه - اسپایدر:
در برخی نماهای ساختمان نماهای شیشه ای استفاده می شود به نحویکه در نمای ساختمان هیچ فریمی مشخص نمی باشد. در اینگونه موارد با توجه به طرح مورد نیاز و وزن شیشه و ارتفاع و ... از اسپایدرهای مخصوص استفاده می شود. بدین وسیله نماهای یک دست شیشه ای بسیار زیبا ایجاد می شود.
شیشه های خودرویی:
انواع شیشه های خم / تخت / لمینت و شیشه های گرم شونده خاص خودرویی مطابق استانداردهای مربوطه جزء توانمندی های تولید می باشند.
شیشه های گرم شونده خودرویی در شیشه های جلو و یا عقب خودرو به منظور جلوگیری از یخ زدن و یا مه زدایی کاربرد دارند.
شیشه های خم ( Bend Glass ):
شیشه های خم بیشتر به منظور تحقق ایده های مهندسین معمار و طراحان نمای ساختمانها تولید می گردد و باعث افزایش فضا ، زیبایی ، جذابیت و نیز مقاومت بیشتر می شوند.ایجاد تنوع در فضا ،استفاده از فضای بدون استفاده و ایجاد هارمونی وهماهنگی در دید از ویژگی های منحصر به فرد این نوع شیشه ها می باشد.
51816083185
شیشه های خم در اشکال مختلف قابل تولید می باشند
شیشه های سندبلاست و لبه دار (Sandblast and edge Glass ):
سند بلاست (مات کردن ) شیشه برای جلوگیری از دید یا ایجاد طرح ، نقش و نوشته بر روی شیشه مورد استفاده قرار می گیرد. شکلهای زیر چند نمونه طرح جالب سند بلاست را نشان می دهد:
ایجاد پخ توسط دستگاه گرند CNC و یا دستگاه لبه زنی صورت می گیرد. . ایجاد پخ با زاویه های مختلف و پخ تزیینی ، کاربرد شیشه را در زمینه ساخت پرژکتورها ،شیشه های رو میزی ، شیشه های دکوری و ... بسیار چشمگیر کرده است.
شکل ۱- دستگاه CNC در حال انجام باربرداری از لبه شیشه ( تزیینی )
شکل ۲- نمونه پخ انجام شده
شکل ۳- میز شیشه ای لبه زنی شده
شیشه های دو جداره ( Insulating Glass ):
استفاده از شیشه های دو جداره به دلیل حفظ انرژی حرارتی و برودتی و کاهش آلودگی صوتی در پنجره ساختمان بیمارستانها ، کتابخانه ها ، موزه ها و ساختمانهای حاشیه خیابانهای پر تردد کاربرد وسیع دارند.اخیراْ برای ایمنی و آسایش بیشتر پنجره وسایل نقلیه عمومی مانند واگنهای قطار و اتوبوسهای بین شهری نیز به شیشه های دو جداره مجهز شده اند.
میانگین سر و صدا در شهرهای بزرگ در حدود ۶۵ تا ۷۰ دسیبل است این در حالی است شدت صوت مجاز برای بیمارستانها و محیط هایی از این نوع حداکثر ۳۹ دسیبل است .شیشه های دو جداره می توانند شدت صوت را حدود ۵۰ دسیبل کاهش دهند و آن را به مرز ۲۰ تا ۳۰ دسیبل برسانند. به علاوه شیشه های دو جداره انتقال گرما را به شیوه های گوناگون و با رعایت نمودن اصول مهندسی تا حد زیادی کاهش می دهند. لایه های هوای خشک که خود عایق طبیعی محسوب می شوند بین دو جداره شیشه محبوس می شود که قابل مقایسه با یک پوشش فایبر گلاس است.
شيشه دست ساز يا شيشه فوتي يكي از صنايع دستي قديمي ايران است و به فرآورده يي‌‌اطلاق ميشود كه مراحل اساسي توليد آن با دست انجام گرفته باشد. قدمت اين محصول به 2500 تا 3000 سال پيش از ميلاد ميرسد. شيشه جسمي است شفاف، شكننده و تركيبي از سيليكاتهاي قليايي كه اين اجسام را در‌كوره ذوب مي‌نمايند و بوسيله دست يا به كمك قالب‌هاي مخصوص به آنها شكل ميدهند.اشيايي كه از مناطق مختلف كشور نظ‌ير شوش، ري، ساوه، و نيشابور از زير خاك به دست‌‌آمده نشان دهنده ساخت اينگونه ظروف در اكثر نقاط كشور در گذشته هاي دور ميباشد.ظروف شيشه يي در اوايل دوره ي اسلامي بيشتر شامل بط‌ري، قوري، گلدان و فنجان بودهاست كه براي مصارف خانگي بكار مي‌رفته. برخي اشيا باقي مانده متعلق به قرون هشتم و‌نهم ميلادي است كه بدون تزئين ميباشد. همچنين تعدادي دكمه شيشه يي كه طي يكي از‌حفريات ناحيه ي حسنلو بدست آمده متعلق به عهد هخامنشي است كه بر وجود و رونق‌‌شيشه گري در آن عصر گواهي ميدهد. يكي ديگر از فنون مرتبط با شيشه گري دستي، تراش شيشه بوسيله ي دست يا چرخ است و‌در روي بعضي از ظروف شيشه يي قرن نهم كه در سامره و ايران پيدا شده تراشهايي عالي‌‌از صورت انسان وجود دارد. براي مثال اشيا كشف شده توسط هيات اكتشافي موزه ي متروپوليتن در نيشابور را مي‌توان نام برد. هم اينك شيشه گري در بخشهايي از كشور رواج دارد و دست اندركاران آن با كمك وسايل ابتدائي مصنوعاتي مصرفي و هنري توليد ميكنند. كارگاههاي شيشه گري معمولا داراي سقفهاي بلند و پنجرههاي بلند هستند كه باعث خروج‌‌هواي گرم ناشي از كار كردن كوره‌ها ميشود و هواي داخل كارگاه را متعادل و قابل تحمل‌نگاه ميدارد. براي استفاده از چند نوع شيشه با رنگهاي متفاوت در هر كارگاه شيشه گري‌دو يا چند كوره اصلي وجود دارد. ماده اوليه براي ساخت شيشه بيشتر ضايعات شيشه يي و‌شيشه خرده هايي است كه از نقاط مختلف شهرها جمع آوري ميگردد و گاهي نيز از سيليس‌كه ماده اصلي شيشه است به عنوان ماده ي اوليه شيشه گري استفاده ميشود. درجه حرارت لازم براي ذوب سيليس 1827 درجه سانتيگراد است. اما در مواردي كه مخلوط شيشه و سيليس مورد استفاده قرار گيرد به منظور پائين آوردن درجه ذوب مواد ديگري‌مانند كربنات، براكس، شوره، نيترات و مواد قليائي ديگر به ماده ي اوليه افزوده ميشود. يكي از مهمترين عوامل در شيشه گري دستي نحوه ي ساخت رنگهاي شيشه است. براي اين‌‌منظور از اكسيدهاي فلزات كه به صورت پودر در بازار وجود دارد استفاده مي‌نمايند. مصنوعات شيشه يي به دو گونه فوتي و پرسي توليد ميشود. براي توليد شيشه ي فوتي ابتدا مواد اوليه مصرفي كه عمدتا خرده شيشه است در داخل‌‌كوره ريخته و حرارت داده ميشود تا به صورت مذاب در آيد. اين عمل، يعني تبديل شيشه‌خرده به شيشه ي مذاب به نسبت درجه ي حرارت كوره بين 36 تا 48 ساعت به طول‌ميانجامد و هنگامي كه شيشه به صورتي كاملا مذاب در آمد، استاد كار وسيله اي فلزي بنام دم را به داخل شيشه ي مذاب فرو برده و كمي آنرا مي‌چرخاند و بعد از اينكه مقدار كمي از شيشه ي مذاب كه اصطلاحا بار ناميده ميشود از داخل كوره برداشته شد، در لوله مي‌دمد‌تا گوي كوچكي كه به گوي اول موسوم است به دست آيد بعد از سر دو سخت شدن اين‌‌گوي مجددا دم را به داخل شيشه ي مذاب فرو برده و شيشه لازم را براي ساخت وسيله ي مورد نظر بر ميدارد تهيه ي گوي اول به صنعتگر كمك مي‌كند تا مقدار شيشه يي كه در‌مرحله ي دوم بر ميدارد در تمام نقاط داراي قط‌ر مساوي بوده و شيئي كه ساخته ميشود در‌تمام نقاط قط‌ر يكسان داشته باشد. اما بدليل آنكه در اين مرحله، غلظت شيشه ي مذاب‌براي فرم پذيري كم است و از سويي حتما مي‌بايست داراي قط‌ر مساوي و فرم مناسب‌‌باشد، لوله ي دم روي ميله يي كه داراي سرد و شاخه است قرار گرفته و صنعتگر ضمن‌چرخاندن مداوم آن به وسيله ي قاشق چوبي به فرم دادن شيشه مي‌پردازد و براي‌پيشگيري از چسبيدن شيشه ي مذاب به قاشق هر چند يكبار آن را به وسيله ي آب خيس‌ميكنند كه به اين كار قاشقي كردن بار مي‌گويند. بعد از مرحله ي قاشقي كردن بار، گوي‌در داخل قالب قرار گرفته و عمل دميدن به وسيله ي دهان و در مواردي به وسيله ي‌كمپرسور انجام ميشود. شيشه ي پرسي نيز همانند شيشه ي فوتي نياز به سرد شدن تدريجي دارد و به همين جهت‌ميبايست بعد از تكميل جهت رسيدن گرمايش به درجه ي حرارت هواي معمولي داخل‌‌گرمخانه قرار داده شود. بعد از مرحله ي ساخت نوبت به عمليات تكميلي ميرسد و محصول شيشه اي به وسيله ي‌تراش، نقاشي يا مات كردن تزئين ميگردد. براي مات كردن شيشه مي‌بايست از اسيدي كه بتواند قسمتي از سطح شيشه را در خود حل كند استفاده شود تنها اسيدي كه شيشه در برابر آن مقاومت ندارد اسيد فلوريدريك است‌‌اما كار كردن با اين اسيد بسيار خط‌رناك است و در ضمن مقرون به صرفه نيز نيست.بنابراين بجاي آن از محلول آمونيوم هيدروژن فلوريديا مواد مشابه ديگر براي مات كردن‌‌شيشه استفاده ميكنند. براي مات كردن شيشه، وسايل شيشه اي را به مدت چند دقيقه در محلول قرار داده و‌سپس خارج مي‌نمايند و با آب مي‌شويند رنگهايي كه معمولا براي نقاشي روي شيشه بكار‌ميرود اكسيدهاي فلزات مختلف بصورت پودر است كه با تربانتين و روغن مخصوصي مخلوط‌ساييده ميشود و آنرا به صورت مخلوط غليظي در مي‌آورند و با آن بروي شيشه نقاشي‌‌ميكنند سپس به منظور ثابت كردن رنگ اشيا نقاشي شده، آنها را به مدت 2 تا 4 ساعت‌‌در كوره يي با دماي 500 تا 600 درجه ي سانتيگراد قرار ميدهند، سپس كوره را خاموش و‌بعد از سرد شدن كامل كوره، اشيا را از آن خارج مي‌نمايند. جهت تراش روي شيشه از سنگ مخصوصي كه درجه سختي آن بيش از سختي شيشه است‌‌استفاده مي‌نمايند. براي اين منظور از سنگهاي ديسك مانندي كه با سرعت لازم قادر به‌‌چرخش هستند استفاده به عمل مي‌آيد. سرعت چرخهاي تراش و ديسك تراشكاري بستگي‌مستقيم به نوع تراش دارد. صنعتگران تراشكار نخست محلهايي را كه مي‌بايست تراش بخورد مشخص نموده و سپس با‌نگهداشتن ظرف شيشه يي در دست و نزديك كردن آن به سنگ تراش نقش دلخواه روي‌‌شيشه را حك مي‌نمايند و سپس آن قسمتها را صيقل ميدهند. هم اكنون محصولات شيشه يي دست ساز كشورمان شامل انواع ظروف مصرفي و تزئيني‌است كه بخش عمده ي آن توسط كارگاههاي شيشه گري تهران توليد و عرضه ميشود.يكي از طرح‌هاي جذاب و زيباي شيشه‌هاي تزئيني ، شيشه‌هاي فيوزينگ ميباشد . در شيشه‌هاي فيوزينگ طرح مورد نظر با برش‌هايي از شيشه و توسط اعمال حرارت به صفحه اصلي شيشه‌اي فيوز ميگردد (اتصال مي‌يابند) . براي توليد شيشه‌هاي فيوزينگ تزئيني به كوره ، كفي كوره ، آستركف و شيشه نيازمنديم . كوره فيوزينگ مهمترين وسيله لازم براي فيوز شيشه ميباشد . اين كوره با پوشش‌هاي سراميكي سنتي يا با دستاوردهاي جديد ساخته ميشود . تفاوت بين كوره سراميكها و كوره فيوزينگ شيشه در محل المنتها است . كوره فيوزينگ داراي المنتهاي الكتريكي ميباشد كه در بالاي كوره و در كناره‌ها و كف كوره قرار دارند . دليل اين امر انتشار يكسان حرارت در تمام سطح شيشه ميباشد . كوره‌هاي گازي نيز مي‌توانند براي فيوزينگ استفاده گردند ، اما در اينصورت مشكلات زيادي به وجود خواهد آمد . انواع كوره‌ها : المنتهاي حرارتي كوره‌هاي الكتريكي ممكن است در بالاي كوره يا اطراف ديواره‌هاي داخلي كوره باشد . كوره‌هايي كه المنتهاي حرارتي آنها بالاي كوره قرار دارند حرارت از بالا ( Top Fired ) ناميده مي‌شوند و آنهايي كه المنتهاي حرارتي‌شان در كناره‌هاي كوره كار گذاشته شده است حرارت از كنار ( Side Fired ) ناميده مي‌شوند . مكان و نظم المنتهاي حرارتي توسط چگونگي حرارت ديدن شيشه تعيين ميگردد . كوره فيوزينگ شركت آبگينه از نوع حرارت از بالا ميباشد كه داراي 15 المنت حرارتي در سقف كوره يعني بر روي درب آن است . در توليد محصولات فيوزينگ مهمترين عامل شيشه‌هاي مخصوص فيوزينگ مي‌باشند كه بايد ضريب انبساط حرارتي متناسبي داشته باشند . از لحاظ فيوزينگ شيشه ، اگر دو شيشه بتوانند با هم فيوز شوند ، هماهنگ هستند . در اين حالت پس از خنك كردن مناسب تا دماي اتاق ، هيچ تنش بيش از اندازه‌اي كه منجر به شكست شود ، در قطعه نهايي وجود ندارد . آزمايشهايي كه براي تشخيص هماهنگي شيشه‌ها وجود دارند عبارتند از : 1) كشش ريسمان 2) تنش سنجي 3) آزمايش قطعهبه عنوان مثال آزمايش كشش ريسمان خيلي سريع و بدون استفاده از كوره انجام ميشود و بر اساس اين واقعيت است كه اگر رشته‌اي از دو شيشه كشيده شده كه شبيه به هم منقبض نمي‌شوند ، به يكديگر فيوز شوند ، رشته خم خواهد شد . مراحل عمليات حرارتي براي فيوزينگشش مرحله در سيكل حرارتي فيوزينگ وجود دارد كه دو مرحله براي گرمايش و چهار مرحله براي سرمايش بوده و عبارتند از : 1) گرمايش اوليه : مرحله‌اي است كه شامل حرارت دادن شيشه از دماي اتاق تا درست بالاي دماي نقطه كرنش شيشه ميباشد . در شيشه‌هاي رنگي اين دما رنجي از 400 تا c 0 485 ميباشد . در طول اين مرحله گرمايش در سرعتي درست زير سرعت دمايي كه سبب شكست ميگردد ، شروع ميشود . اين سرعت با اندازة ضخيم‌ترين لايه منفرد از شيشه تغيير مي‌كند . هنگاميكه دما به نقطة كرنش برسد مرحله دوم شروع ميگردد . 2) گرمايش سريع : در اين مرحله شيشه فيوز نشده از دماي نقطة كرنش تا دمايي كه در آن لايه‌هاي شيشه منفرد تا حد مطلوب فيوز نشده‌اند ، حرارت داده ميشود . اين مرحله از سيكل حرارتي در مقايسه با مرحلة قبل خيلي سريعتر ميباشد . دماي فيوز به فرمول شيشه و ضخامت آن بستگي دارد . وقتي كه فيوز دلخواه بدست آمد ، مرحلة بعدي شروع ميگردد . 3) سرمايش سريع : خنك نمودن شيشه فيوز شده از بالاترين دما كه در طول مرحلة گرمايش سريع به آن رسيديم تا دماي آنيلينگ را سرمايش سريع گويند . براي مقابله با كريستاليزه شدن ، خنك كردن بايد با سرعت خنك شدن كوره مطابقت داشته باشد . هنگاميكه دما به رنج آنيلينگ رسيد (تقريباً c 0 540) مرحلة چهارم شروع ميشود . 4) نگهداري در دماي آنيل : در اين مرحله ، كوره در يك دماي ثابت (دماي آنيلينگ بهينه) نگهداشته ميشود . زمان و دماي نگهداري بستگي به شيشه و ضخامت آن دارد . هنگاميكه دماي شيشه با دماي تاقچه كوره برابر شد و تنشهاي ناشي از نابرابري حرارت دادن يا كار مكانيكي برطرف شد مرحله پنجم آغاز ميگردد . 5) سرد كردن از دماي آنيل :اين دما بين دو دماي نگهداري در آنيل و نقطة كرنش محدود ميشود . تنها زمان جلوگيري از پيشرفت تنش دائمي در قطعة نهايي در طول اين مرحله ميباشد . 6) خنك كردن تا رسيدن به دماي اتاق :اين مرحله جهت جلوگيري از شكست ميباشد . سرعت حداكثر خنك كردن مجاز براي جلوگيري از شكست بستگي به ضخامت دارد ولي عموماً سريع است . عموماً به كوره‌ها اجازه داده ميشود تا به طور طبيعي خنك گردند . زمانها و دماها براي هر نوع شيشه و براي هر ضخامتي متفاوت ميباشد .از زمان معرفي شيشه فلوت در سال 1959 توسط پيلكينگتون فرآيند فلوت آرام آرام به نحو گسترده‌اي جايگزين فرآيندهاي شيشه تخت گرديده است . امروزه حدود 180 طرح فلوت با ظرفيت توليدي در حدود 40 ميليون تن در سال وجود دارد . اين مقدار متناظر با حدود 35 % كل توليد شيشه در جهان است .شيشه تخت حاصل از روش فلوت در مقايسه با فرآيندهاي توليد قديمي‌تر شيشه تخت مزايايي دارد كه عبارتند از :-فرآيند فلوت قادر است شيشه تخت با كيفيت بالا در محدوده ضخامتي 5/0 تا 25 ميليمتر با عرض نواري بيش از 3 متر توليد نمايد . -فرآيند توليد شيشه فلوت ظرفيت توليد بالايي را بر خلاف فرآيندهاي قبلي امكان‌پذير مي‌سازد . -فرآيند فلوت پيوسته بوده و امكان اتوماسيون را تا ميزان زيادي ممكن مي‌سازد . -كيفيت نوري سطح شيشه فلوت با شيشه پليت سايش خورده پوليش شده قابل مقايسه است . -با توجه به پيشرفت‌هاي مداوم و بهبودهاي حاصله در 35 سال اخير فرآيند فلوت بي‌دردسرتر و ايمن‌تر از ديگر فرآيندهاي توليد شيشه است . تاريخچه توليد شيشه شناور :پيوسته كردن فرآيند توليد شيشه تخت كه از اوايل قرن بيستم آغاز شد ، مسير پر فراز و نشيبي را طي كرده است . در اين مسير سه روش كشش ، نورد و شناور ، تقريباً مراحل آزمايشي خود را همزمان آغاز كردند . دو روش اول به سرعت ارزش تجاري خود را كسب كردند و در توليد انبوه شيشه تخت به كار رفتند . اما عدم موفقيت اين روشها در توليد شيشه‌هاي تخت بدون اعوجاج و بدون نوسانات شديد ضخامت و نيز دردسرهاي فراوان پرداخت و صقيل شيشه نورد شده سبب شد تا نهايتاً توجه شيشه سازان به مزاياي روش شناور جلب شود . جرقه فكري روش شناور را فردي بنام “ لومباردو ” ايتاليايي زد كه در سال 1900 راهي براي توليد صفحات دي الكتريك تخت با استفاده از مايعي مثل موم يا پارافين بر روي مايع جيوه ابداع كرد و آنرا به ثبت رساند . بلافاصله در سال 1920 ميلادي “ ويليام هيل ” آمريكايي روش جديدي را براي توليد شيشه تخت بر اساس روش ابداعي لومباردو به ثبت رساند . در اين روش او مذاب شيشه را بر روي سطح مذاب ديگري از فلزات ريخت و سپس با كشيدن مذاب شيشه بر روي سطح فلز حمام مذاب آنرا به صورت ورقه‌اي صاف درآورد . آزمايشهاي اوليه در سال 1920 در كارخانه “ گريگتون ” از شركت آمريكايي “ Pitsburg Plat Glass ” (PPG) صورت گرفت . در اين كارخانه سعي شد با شناور كردن مذاب شيشه بر روي آنتيموان مذاب ، عمل تخت كردن شيشه صورت گيرد . ولي آزمايش به دليل عدم موفقيت در تهيه و ساخت بدنه حوضچه‌اي كه بتواند آنتيموان مذاب را نگه دارد متوقف شد . موفقيت ساخت يك واحد آزمايشي به روش شناور در سال 1950 ميلادي نصيب شركت انگليسي “ برادران پيلكينگتون ” شد . در اين روش كه اولين واحد موفق تجاري آن در سال 1959 ميلادي در انگلستان به توليد رسيد مذاب شيشه پس از طي مراحل ذوب و حبابزدايي ، با استفاده از همزنهاي مكانيكي مخصوص ، همگون و با درجه حرارت 1050 درجه سانتيگراد و از طريق آجر نسوز يكپارچه‌اي به نام آجر لبه (Spout) وارد حمام قلع مذاب ميگردد . مقدار مذاب ورودي به حمام با كمك يك ديواره معلق متحرك (Tweel) كنترل ميشود . مذاب شيشه در حمام قلع ، با شناور شدن بر روي مذاب قلع و در نتيجه تعادل بين نيروهاي كشش سطحي به صورتي كاملاً صاف ، تخت و بدون اعوجاج در مي‌آيد . ضخامت نوار شيشه در داخل حمام قلع با اعمال منحني دمايي خاص و با استفاده از انبركهاي غلتكي مستقر در كناره‌ها و نيز تسمه‌هاي گرافيتي ، ساخته ميشود . شرح كلي فرآيند فلوت :در اين روش ، شيشه در يك كوره ذوب در دماي حدود 1550 درجه سانتيگراد بدون داگ‌هاوس ذوب ميگردد . از اينرو حركت دوراني و گردابي نوارهاي شيشه رخ نمي‌دهد ، و همين عامل اثر مطلوبي بر خواص نوري شيشه تخت مي‌گذارد . ريزش مذاب شيشه به قسمت فلوت از طريق كانالي رخ ميدهد كه در آن مقدار ريزش به وسيله يك بلوك آجر عمودي (Tweel) كنترل ميگردد . شيشه با دمايي حدود 1050 درجه سانتيگراد از روي يك سنگ لبه از جنس فيوزكست بر روي حمام قلع مذاب مي‌ريزد كه قلب طرح قسمت شناور است و به صورت فيلمي با ضخامت ثابت گسترده ميشود . فيلم مزبور در جهت طولي به صورت نواري با عرض بيش از 3 متر گسترده ميشود و با كنترل از 1050 به 600 درجه سانتيگراد سرد ميگردد . در اين دما ، نوار شيشه پيوستگي و سفتي لازم را دارد كه بتواند از حمام قلع بيرون آورده شده و به كانال تنش‌زدايي برسد . در 150 متر طول كوره تنش‌زدايي كه سخت شدن شيشه رخ ميدهد نوار شيشه با كنترل سرد ميگردد تا از تنشهاي باقيمانده جلوگيري شود . پس از كوره تنش‌زدايي نوار شيشه به صورت پيوسته از بازرسي اپتيكي مي‌گذرد تا معايب شيشه شناسايي گردد و نهايتاً نوار شيشه بريده ميشود . حمام فلوت :حمام فلوت داراي طولي حدود 40-50 متر و عمق تقريبي 6-7 سانتيمتر و عرض متغير 4-7 متر ميباشد . حمام از يك پوسته فلزي كه داخل آن با كمك آجرهاي شاموتي مخصوص پوشيده شده است ، تشكيل ميشود . نيمي از حمام دو جداره و المنتهاي گرمايي در داخل جداره تعبيه شده‌اند . كنترل دما ، فشار ، اتمسفر و بويژه وضعيت نوار مذاب به صورت اتوماتيك و كامپيوتري انجام ميشود . در واقع قسمت حمام فلوت (حمام قلع) از واني “ نسوز و گرافيت ” براي نگهداري قلع مذاب و همچنين يك اتاق در حد امكان بدون نشت گاز تشكيل شده است كه براي نگهداري اتمسفر احيا كننده “ 10% گاز هيدروژن و 90% گاز نيتروژن ” بكار ميرود تا از اكسيداسيون قلع جلوگيري شود . در فرآيند فلوت از اين واقعيت بهره برده ميشود كه در خصوص دو مايع غير قابل امتزاج ، مايع با دانسيته كمتر بر روي مايع سنگين‌تر به شكل يك فيلم پخش و گسترده ميشود . يك زمينه محدود كاملاً صاف و مستول از مايع سبك‌تر تحت تأثير وزن مخصوص و انرژي سطحي بوجود مي‌آيد . براي تحقق بخشيدن به فرآيند فلوت به دنبال مايعي بودند كه بتوان بر روي آن مذاب شيشه را ريخت به نحوي كه بتوان سطح كاملاً مستوي و يكنواختي به وجود آورد . اين مايع بايد بتواند شرايط ضروري ذيل را برآورده كند :-دانسيته بايستي بيشتر از دانسيته شيشه gr/cm3 5/2 باشد . -نقطه ذوب بايستي كمتر از 600 درجه سانتيگراد باشد . -فشار بخار مايع در حدود 1050 درجه سانتيگراد حتي‌المقدور كم باشد . -مايع نبايستي با مذاب شيشه واكنش شيميايي بدهد . Ga ، In اساساً براي استفاده در حمام فلوت بر طبق خواص فيزيكي‌شان مناسب هستند . قله مايع بدين جهت انتخاب شد كه در ميان فلزات بالا ارزانترين بود . اين فلز همچنين كمترين واكنش با مذاب شيشه در 1050 درجه سانتيگراد را داشته و كمترين فشار بخار را دارد . معايب و مشكلات شيشه فلوتيكي از مشكلات اين روش اين است كه لبه ديواره معلق “ Tweel ” در داخل مذاب قرار دارد و اين خود سبب پيدايش ناخالصيها و آلودگي مذاب ميشود كه بعدها پس از مدتي تلاش براي حل اين مشكل با پوشاندن لبه ديواره معلق از پلاتين ، نهايتاً لبه آنرا از مذاب خارج كردند . يكي ديگر از مشكلات بسيار اساسي و مهم اين روش پيچيدگي توليد شيشه‌هاي نازك بود . كارهاي اوليه نشان مي‌داد كه توسعه و پخش مذاب بر روي قلع تا زماني صورت مي‌گيرد كه ورقه مذاب به يك ضخامت تعادلي در حدود 6 ميليمتر برسد . تجربيات اوليه براي تغيير ضخامت شيشه توليدي با بالا و پايين آوردن سرعت غلتكهاي انتهايي انجام شد ، ولي تجربه نشان داد كه اگر سرعت غلتك انتهايي را براي كاهش ضخامت شيشه كم كنند ، عرض ورقه شيشه به شدت كم ميشود . مثلاً در تغيير ضخامت به اين روش از 6 به 4 ميليمتر عرض ورقه از 5/2 متر به 75 سانتيمتر مي‌رسيد . لذا از همان ابتدا مشخص بود كه براي كنترل ضخامت ، تحول مهمي بايد در فرآيند توليد شيشه شناور صورت گيرد . براي كنترل ضخامت روي تركيب شيشه نيز كار شد ، ولي نتيجه چندان رضايت بخش نبود . آزمايشهاي انجام شده نشان داد كه تغيير ضخامت با تغيير تركيب كه تعادل بين نيروهاي كشش سطحي را تغيير ميدهد ، قدرت تنظيمي بين 6 تا 7 ميليمتر را بيشتر ندارد . پس از تلاشهاي فراوان ، تغيير منحني دما در حمام قلع و عملكرد توامان تغيير دما و حركت انبرهاي بالشتكي لبه‌گير براي كنترل ضخامت بسيار موفقيت‌آميز بودند . در اين روش مذاب با دماي حدود 1050 درجه سانتيگراد (گرانروي 104 پواز) وارد حمام قلع ميشود . دماي حمام بتدريج كاهش يافته و در دماي حدود 700 درجه سانتيگراد غلتكهاي زوجي ، لبه‌هاي طرفين شيشه را در اختيار مي‌گيرند . به اين ترتيب عرض شيشه ثابت مي‌ماند . پس از تثبيت عرض و فائق آمدن بر كشش سطحي ، دوباره دماي حمام افزايش مي‌يابد و درجه حرارت نوار شيشه به حدود 850 درجه سانتيگراد ميرسد . در اين مرحله سرعت غلتكهاي انتهايي را افزايش داده و ضخامت را كنترل و تنظيم ميكنند . بدين ترتيب امكان توليد شيشه‌هاي نازكتر از 6 ميليمتر و يا ضخيمتر از آن به روش شناور فراهم ميشود . براي توليد شيشه‌هاي ضخيمتر از ضخامت تعادلي ، حركت مذاب در حمام قلع توسط موانع يا ميله‌هاي گرافيتي كنترل ميگردد و مانع از پخش آن در عرض حمام مي‌شوند . در اين روش ضخامت ورقه توليدي به مقدار و سرعت كشش شيشه در حمام بستگي دارد . براي جلوگيري از تأثيرات منفي موانع گرافيتي بر روي لبه‌هاي شيشه سعي ميكنند كه طول اين موانع در حداقل مورد نياز باشد . در سال 1969 ميلادي توليد شيشه‌اي به ضخامت 15 ميليمتر با اين روش امكان‌پذير گشت . سومين مشكل مهم روش فلوت ، معضلات شيميايي اين روش بود . وجود كمترين ناخالصي در حمام قلع ، بويژه حضور اكسيژن و گوگرد در فضاي حمام ، حتي در حد يك در ميليون ، با قلع تركيب مي‌شوند و تركيباتي چون SnO و SnS بوجود مي‌آورند كه پس از تبخير و مهاجرت به نواحي سردتر حمام بر روي ورقه شيشه مذاب شبنم مي‌زنند و لكه‌هاي چسبنده‌اي روي سطح ورقه شيشه به وجود مي‌آورند . علاوه بر آن چون حلاليت اكسيد قلع مذاب كم است ، در صورت پيدايش اكسيد قلع ، اين اكسيد به صورت لكه شناوري روي سطح مذاب قلع شناور شده و سطح زيرين شيشه را معيوب مي‌كند و به مرور با نفوذ در ساختار مولكولي شيشه ، در آن باقي مي‌ماند و هنگام خم شيشه در كوره‌هاي عمليات حرارتي ، مثلاً در توليد شيشه خودرو ، سبب پيدايش كدري روي سطح شيشه ميشود . كاهش اين ناخالصيها و كنترل دور گردش آنها در كوره و حمام از موارد مهم موفقيت روش فلوت است . سيكل آلودگي گوگرد و اكسيژن در حمام قلع :اگر چه همه بررسي‌هاي ممكن نشان مي‌داد كه قلع بهترين و مناسب‌ترين فلز بستر براي شناور سازي نوار شيشه است ، اما ويژگي شيميايي اين عنصر ميل شديد تركيبي‌اش با اكسيژن و گوگرد است كه در شرايط دمايي بالا تشديد ميگردد به تدريج در فرآيند توليد شيشه مشكلات خاص خود را ايجاد مي‌نمايد . اكسيژن و گوگرد در دو سيكل شيميايي متفاوت سبب آلودگي سطح شيشه و نيز تخريب المنتهاي گرمايي حمام قلع ميشود . سيكل آلودگي گوگرد با تشكيل سولفور قلع (استانو) در مذاب قلع آغاز ميشود . اين سولفور در محدوده دمايي 1000-1050 درجه سانتيگراد به سرعت بخار شده و از محيط قلع خارج ميشود . بخار سولفور استانو ، در چرخه كنوكسيوني اتمسفر حمام قلع به نقاط سردتر مهاجرت كرده و بر روي سطح سقف حمام و المنتهاي گرمايي آن كندانسه ميشود و پس از طي فرآيند ناقص احيا ، سولفور قلع به قلع فلزي و نهايتاً مخلوطي از سولفور قلع و قلع فلزي به شكل لكه‌هاي ريز و پايدار (با قطره‌هاي متفاوت از 100 تا 1000 ميكرون) بر روي سطح شيشه چكه مي‌كند . وجود ppm 10 سولفور در اتمسفر حمام منجر به تشكيل 100 ميلي‌گرم سولفور قلع در هر متر مكعب از فضاي حمام در دماي 1000-1050 درجه سانتيگراد ميگردد . نقش گوگرد در مقايسه با اكسيژن در مورد تشكيل لكه‌هاي سطحي بسيار زيادتر است و لازم است كه بهاي لازم به وجود و حضور اين عنصر در حمام قلع داده شود . براي كنترل سيكل آلودگي گوگرد روش‌هاي متفاوتي تجربه شده است . با توجه به اينكه سقف محل تجمع سولفور قلع است اساس روش‌هاي اوليه تميز كردن سقف حمام با استفاده از دمش هوا يا گرم كردن ناحيه سقف و تسريع فرآيند احيا چكه در يك محدوده زماني كوتاه بود كه معمولاً در هنگام تميز كردن سقف شيشه ، توليد غير قابل استفاده مي‌شد . اكنون روش ريشه‌اي‌تري در اين مورد اتخاذ شده است . در واقع تجربه سالهاي گذشته در مورد كنترل كاهش سولفات سديم كه بيشتر در كشورهاي اروپايي جهت كاهش آلودگي محيط زيست انجام مي‌گرفت ، نشان داد كه اين كاهش به شدت در تقليل سيكل گوگرد مؤثر بوده است . به همين جهت اكنون براي كنترل اين چرخه آلودگي از ورود گوگرد به داخل حمام قلع از طريق اتمسفر كوره و يا نوار شيشه حتي‌الامكان با كاهش مصرف عوامل گوگرد دار خودداري ميشود . سيكل آلودگي اكسيژن نيز با تركيب اكسيژن و قلع و تشكيل اكسيد قلع (استانو) آغاز ميگردد . بخشي از اكسيد قلع حاصل تبخير و بخشي نيز در مذاب قلع حل ميشود . بخار SnO در نواحي سردتر روي سطح شيشه كندانسه و موجب تشكيل لكه‌هاي پايدار بر روي سطح شيشه ميشود . اكسيد قلع محلول پس از رسيدن به حد اشباع از مذاب قلع خارج و به صورت اكسيد استانيك روي سطح مذاب قلع شناور گشته و سطح زيرين نوار شيشه را آلوده و كدر مي‌كند . از همان ابتداي شكل‌گيري اين تكنولوژي براي كاستن از مسأله آلودگي اكسيژن ، تنها راه عملي جلوگيري از ورود اكسيژن به داخل حمام تشخيص داده شد و در اين رابطه ضمن كنترل اتمسفر حمام با استفاده از هيدروژن و نيتروژن ، روش‌هاي دقيقتري براي درزبندي و جلوگيري از نفوذ ديفوزيوني اكسيژن به داخل حمام اتخاذ شد وجود حدود 10 درصد هيدروژن در اتمسفر حمام قلع ، در صورت اكسيژن به داخل حمام با جذب آن و تشكيل مولكولهاي H2O ، سيكل آلودگي اكسيژن را متوقف مي‌سازد . به هر حال در حال حاضر مسأله آلودگي اكسيژن و گوگرد ، مشكل عمده در توليد شيشه فلوت نمي‌باشد و روش‌هاي كنترل و محدود كردن آن كاملاً شناخحته شده هستند . اما آلودگي سطح نوار شيشه به قلع يا اكسيد قلع هنوز از مباحث جالب و مورد پيگيري در اين صنعت است . بررسي‌هاي فعلي نشان داده است كه در تركيب صد انگستروم اول سطح شيشه بيش از 30 درصد اكسيد قلع وجود دارد . در مواردي آلودگي‌هاي سطحي اگر چه ممكن است ظاهراً محسوس نباشد ولي در مراحل بعدي كار با شيشه ، بويژه در فرآيندهاي تكميلي مثل توليد شيشه نشكن يا خم براي مصارف ساختماني يا اتومبيل سبب پيدايش كدري در سطح شيشه مي‌گردند . نتيجه‌گيري :ابداع فرآيند شناور (فلوت) براي توليد پيوسته نواري از شيشه تخت با دو سطح موازي ، بدون اعوجاج و بدون نوسانات ضخامت ، گنجينه گرانبهايي از انواع كاوشهاي علمي و تكنولوژيكي را براي مهندسان و دانشمندان به همراه داشته است . انديشمندان تلاشهاي زيادي كرده‌اند تا جنبه‌هاي مختلف اين فرآيند اعجاب‌انگيز را با استفاده از قوانين فيزيك توضيح دهند . دستيابي به قانونمنديهاي حاكم بر تشكيل نوار شيشه در اين فرآيند اكنون عرصه‌هاي جديدتري را در تكوين و ابداعات نوين اين تكنولوژي ايجاد كرده است و توسعه و تكميل اين تكنولوژي در سالهاي اخير سرعت بيشتري يافته و از شكل اوليه خود بسيار فاصله گرفته است . اكنون نسل جديدي از واحدهاي توليد شيشه فلوت در حال شكل‌گيري است . تركيب شيشه :تركيب نرمال شيشه با مقدار 9/0 % Fe2O3 08/0 %SO3 K2O Fe2O3 MgO CaO Na2O Al2O3 SiO2 0.3 0.3 0.1 3.5 9.2 14.3 0.3 72.0 خلاصه :در قلب صنعت شيشه جهان ، فرآيند فلوت قرار دارد كه توسط پيلكينگتون در سال 1959 بوجود آمد كه شيشه شفاف ، رنگي و پوششي دار براي ساختمان و شيشه شفاف و رنگي را براي وسايل نقليه توليد مي‌كند . اين فرآيند ، قادر به ساخت شيشه با ضخامت 6 ميليمتر است و حالا قادر به توليد شيشه‌هايي به ضخامت 4/0 ميليمتر و حتي تا 25 ميليمتر است .شيشه مذاب ، در تقريباً دماي 1000 درجه سانتيگراد بطور مداوم از كوره روي حمام باريك قلع مذاب ريخته ميشود . شيشه مذاب روي قلع شناور ميشود ، به صورت يك سطح صاف روي آن پخش ميشود . ضخامت شيشه به وسيله سرعتي كه نوار شيشه در حال جامد شدن از حمام كشيده ميشود و كنترل ميگردد . سپس آنيل ميگردد (با سرمايش كنترل شده) و شيشه به عنوان محصولي پوليش شده با حرارت كه داراي سطوح واقعاً موازي است درمي‌آيد .
منابع:
مارقوسیان، واهاک. «فصل اول». شیشه، ساختار، خواص و کاربرد. اول. چاپ اول، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، ۱۳۸۱، ISBN 964-454-423-4.
شیشه و انواع آن (فارسی) (مدخل). دانشنامه رشد. بازدید در تاریخ ۳۱ خرداد ۱۳۸۷.
شیشه سودالایم (انگلیسی) (مدخل). دانشنامه بریتانیکا. بازدید در تاریخ ۳۱ خرداد ۱۳۸۷.