تاريخ : یکشنبه بیست و هشتم شهریور 1389 | 11:25 | نویسنده : علیرضا حسینی

Fused Silica Rollers for the Production of High Quality Glass by Vesuvius

Topics Covered

Background
The Importance of the Lift Out Roll (LOR) for High Quality Glass Production
Tin Bath Extraction and Buildup Nodules
Chemistry and the Buildup of Nodules
Discussion
Conclusions

Background

Glass forming is performed in the tin bath area through a strong thermal kinetic process to achieve the required thickness and glass surface quality. The extraction of the glass ribbon from the tin surface involves a complex interaction between glass, tin bath and atmosphere where thermo-chemical reactions are adding to the physical disturbance created in the lifting operation. The lift out rolls which are designed for the initial transfer of the glass from the forming zone down to the annealing furnace, are involved in a difficult compromise where roll surface behavior is influenced by the plasticity as well as the chemistry of the glass. Fluctuations in the tin bath operating conditions create strong variations in the lift out roll environment.

The Importance of the Lift Out Roll (LOR) for High Quality Glass Production

A typical lift out roll ensures the conveyance of the glass during the more plastic stage of the ribbon when any structural contact could have a damaging influence over the glass surface quality (chemical physical, optical). A very smooth and inert contact between glass and LOR is important to the glassmaker.

Tin Bath Extraction and Buildup Nodules

Under particular operating conditions, buildup nodules that may interfere with the glass ribbon have been observed in many occasions. Even in the presence of carbon scrappers, nodule build up may occur. Additional glass chemical interaction within the tin bath environment is also observed with sodium and alkali reactions coming as a secondary form of contamination. Due to the glassy structure of the developed buildup, an increase in reactivity may create an intermix composition with increasing reactive behavior and adhesion properties. The gas or metal turbulences present in the bath, are an additional factor for the formation of buildup compositions and precipitation.

Composite reactions are the consequence of the modified working environment, and a direct function of the process changes for the float line:

  • Iron is present under iron sulfur and reacts with SnS + FeS with liquidus at 785°c inside the float.
  • The equilibrium between the sulfur and oxide form of Fe is showing a liquidus around 920°C FeS+FeO
  • The stability of SnS at temperature is also a function of the oxygen partial pressure as described in the diagram Sn-S-O, and conduction to the creation of the SnO phase as a temporary system for low oxygen partial pressure, before evolving toward full SnO2 when high O2 pressure is applicable.
  • Under the tin sulfur conversion we can also find a similar movement of the FeS that is destabilized from FeS to FeO before to arise as Fe2O3 at the high oxygen level

SnS+ FeS   -->   SnO + FeO+ SO2   -->    SnO2+Fe2O3

Chemistry and the Buildup of Nodules

On the roll surface the tin metal Sn is present as a metallic deposit from the glass handling. No direct (chemical) reaction between Sn or SnO or SnO2 is expected with the fused silica roll. The interaction of oxide forms of tin with fused silica is not prevalent below 890°C that is a liquid threshold for such system. However, under the pressure of the glass weight we can have an anchorage of the tin metal onto the fused silica, damaging the roll surface (consistency, spalling, and roughness).

At float exit temperature, under high oxygen concentration, the oxide forms of the different metallic phases are phases presents (FeO, Fe2O3, SnO, and SnO2). No reaction between the oxide forms and silica can be noticed. The presence of sodium sulfate helps the stability of iron sulfate in the melt as a reaction of activation Na2S+FeS with liquid phase around 650°C.

SnS+FeS+Na2S   -->    FeO/Fe2O3 + SO2 + Na2O

The decomposition of Fe-S system when in the presence of oxygen shows interdependence from temperature and type of iron oxide formation: below 560°C iron will form potential Fe3O4- Fe2O2 oxides, but when oxidation temperature moves above 560° (below 670°C), the possible formation of the FeO type oxide is prevalent against Fe3O4. The environment of oxide will stay with creation of SO2 in the atmosphere.

Iron or metallic elements are present in the melt as a consequence of multiple origins:

  • glass material chemistry
  • atmosphere presence under reducing condition
  • tin contamination
  • material from the bottom blocks (dissolution of alumino-silicates)

Discussion

The quality of the glass is linked to multiple environmental and operational conditions that are affecting the glass surface when lifted from the tin bath. The bottom glass surface is influenced by liquid metal and solid roll contact, when the top glass surface is mainly affected by the atmosphere and process parameters.

From the various interfaces, we see specific service conditions and direct relation to the glass quality issues:

  1. Liquid to glass: will see tin influence like oxide concentration, soluble or precipitate phases, coming from the metal to refractory reaction (solubles, iron, and sulfur compounds, sodium to alumino-silicate reactants, tin oxides and sub-oxides). The solids formed by the different reactions are present as nodules or flakes, sticking to the bottom glass surface. The particles are typically embedded inside the glass at high enough temperature to create localized stresses or voids.
  2. Solid to glass: originated at the roll surface are acting at lower temperature than the molten tin, and are typically more aggressive for the glass surface. The effect of the contact could be seen as scratches on the glass surface when involving metal and metal alloys compounds. This wear effect could also be linked to the formation of scratches or haze on the bottom surface of the glass when the hardness of the parasite nodules are either of lower value than the glass or reacted with the LOR due to a sticking reaction or indentation.
  3. Atmosphere to glass: most prevalent when involving vapor phases of tin metal or sulfur, linked to tin bath internal pressure and heat flow stability. The relation with hydrogen and SO2 will be seen in another analysis of the tin bath environment (tin bath investigation and chemical stability).

We have introduced with Vesuvius Zyarock® Fused Silica Lift-Out Rolls a material with very high surface finish and extended capability to support the glass with minimum thermal and chemical interaction. The quality of the fused silica roll takes full advantage of the very low reactivity with tin and tin oxide at low temperature typically found in the dross box. Prevention of roll surface defects is an absolute requirement to ensure a perfect glass handling during the plastic stage and consolidation phase.

Conclusions

Metallic rollers used in the LOR position, will see buildup formation accelerated compared to ceramic rolls. The chemical reactions involving steel wet ability by liquid metals as well as the welding of metal / semi-oxides phases are inherent to the metal-to-metal compatibility. The creation of tin based metallic alloys is facilitated by the low temperature composites and surface degradation observed with metallic phase sticking to the steel.

In addition to the lower reactivity of Zyarock® Fused Silica Lift Out Rolls and resistance to build up, cleaning the fused silica ceramic rolls is simple and effective.

Source: Vesuvius

For more information on this source, please visit Vesuvius.

Date Added: Feb 4, 2010



تاريخ : پنجشنبه بیست و پنجم شهریور 1389 | 0:22 | نویسنده : علیرضا حسینی
Services
 
 Glass Industry
 Refractory Dryout
 Combustion Systems
 Consultancy
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMBUSTION SYSTEMS
Entire Combustion  System
Burner  Management Systems.
Low Air Pressure Burners.
Duel-Fuel Burners.
Natural' Gas Burners
LPG Burners
LADLE PREHEATING Burners
FURNACE Burners
Burners for all Applications


تاريخ : پنجشنبه بیست و پنجم شهریور 1389 | 0:18 | نویسنده : علیرضا حسینی

Regenerator Cleaning ( Decongestion ) :

Over the period of furnace life Sulphates and Batch carryover blocks the flow of the waste gases and combustion air inout in the checkers of the regenerators. These blockages can be clean by applying heat to melt sulphate to a liquid state. The high velocity burners are placed at the bottom of the regenerator under the rider arches. Normally there are two types of cone are being used for Firing , one with 45 Deg. extended  cone to clean  far side and other with 90 Deg. extended cone for nearer side of the regenerator. This cone can be move left and right side to cover entire rider arch area. The temperature increased between 40 Deg.C to 50 Deg.C up to maximum temperature 900 Deg.C depending upon the regenerator conditions.
Decongestion using 45 Deg. Cone Fallen debris from checkers


تاريخ : پنجشنبه بیست و پنجم شهریور 1389 | 0:17 | نویسنده : علیرضا حسینی
GLASS INDUSTRY

Furnace Tap & Drain :

Glass Draining of float Glass Furnace



تاريخ : پنجشنبه بیست و پنجم شهریور 1389 | 0:15 | نویسنده : علیرضا حسینی

Cullet Fill :

Un-uniform cullet filling in a furnace would adversely cool some part of the furnace, thereby increasing the melting ratio which can cause severe losses in production days after the furnace has been Heated-up with in given schedule.

HTPL provides you cullet fill with specially designed cullet charger through which glass level can be attained at a much less time in a smooth way to increase the productive days and avoiding other calamities that may be foreseen.

http://www.heattechnologies.com/Cullet_Fill.html



تاريخ : پنجشنبه بیست و پنجم شهریور 1389 | 0:13 | نویسنده : علیرضا حسینی

Expansion / Contraction Control :

Expansion or Contraction control plays a vital role to be executed during the Heat-up or Cool down of a Glass furnace. Correct measurements and subsequent adjustments are key factors. Every care is taken to ensure liner displacements are measured. However small it may be on each individual crown segments other than the measurements recording the upward or downward movement of the melter, Working end and Regenerator crowns. Appropriate control is done by HTPL's highly experienced manpower.


تاريخ : پنجشنبه بیست و پنجم شهریور 1389 | 0:11 | نویسنده : علیرضا حسینی

Heat-ups of Glass Furnaces :

Furnace Heat-up using specially designed HTPL High Velocity Gas/Oil fired burners, having capacity of 3500 Nm3/Hr..which enables a positive pressure in furnace and therefore a equal temperature distribution in to the furnace. The furnace is thus raised from ambient to 1000 Deg.C through these burners uniformly before it is charged up to with the furnace main burners. This burners are with high turndown ratio enabling temperature control to +/- 1 Deg.C.
In the reverse process a glass furnace can be cooled down to retain some of its refractory integrals of the existing furnace.
Burners placements in Furnace

http://www.heattechnologies.com/Heat_ups_of_Glass_Furnace.html



تاريخ : چهارشنبه بیست و چهارم شهریور 1389 | 21:49 | نویسنده : علیرضا حسینی
تاريخ : سه شنبه بیست و سوم شهریور 1389 | 21:48 | نویسنده : علیرضا حسینی

Glass Furnace Engineering and Construction

Glass Design, Inc. (GDI) specializes in glass melting furnace maintenance, rebuilds, inspections, and hot repairs. GDI has been and continues to be involved with projects consisting of design, procurement, build, and commissioning along with complex hot repairs on all size glass melting furnaces.

Our list of glass related services include:

• Glass Furnace Design

• Procurement

• Glass Furnace Construction

• Glass Furnace Hot Repairs

• Glass Furnace Maintenance

• Providing supervisors for various projects both hot repair and cold repair projects

Glass Design’s Industrial Maintenance Division is located in Waxahachie, Texas. The Industrial Maintenance Division is staffed by millwrights and ironworkers. These craftsmen perform mechanical work, miscellaneous piping, OSHA compliance work, general maintenance and supplementary plant maintenance.

 

                                                     http://glassdesigninc.net/



تاريخ : سه شنبه بیست و سوم شهریور 1389 | 21:43 | نویسنده : علیرضا حسینی

نمونه ای از انجام یک تعمیرات سقف کوره

 

نشست کری اور بر روی چکر های یک کوره سایدپورت-نیاز به تمیزکاری جهت جلوگیری از کور شدن مسیر هوا است



تاريخ : سه شنبه بیست و سوم شهریور 1389 | 21:38 | نویسنده : علیرضا حسینی


تاريخ : سه شنبه بیست و سوم شهریور 1389 | 7:49 | نویسنده : علیرضا حسینی

Low-Emissivity Coating Glass

Low emissivity coating glasses are manufactured through coating several layer of metal oxide films on high quality SGG transparent float glasses or tint glasses by the means of vacuum magnetism control and cathodic sputtering. Through different kinds of combination of metal oxide films, low emissivity coating glass is of good selection towards spectrum. It is able to received of great deal of near infrared and visible light to assure the brightness indoors. It can also prevent medium infrared an far infrared produced by heat source radiation. Thus, in hot summer, it is able to prevent the slolar radiation heat from entering the buildings to assure cool indoors; and in cold in winter, it is able to made the radiation heat of air-conditioners and warming apparatus reflected indoors, but not get out of the buildings through paaing common glasses. Therefore, its good heat insulation performance can save the energy consumption of buildings greatly.

       
Note: In the engineering research field of low emissivity coating glass, French Saint-gobain Group is a global authority in the world today, Saint-gobain Group was established in France in 1665. At present, it has become the largest manufacture of building materials. In the industry of glass, it ranks the third place globally. Besides, Saint-gobain Group is one of the top 500 powerful enterprises < it was ranked in the 105th place in 2005>

advantages of Low-Emissivity Coating Glass:

Most of the original glass sheets of the low emissivity coating glasses provided by our company to the customers are from Saint-gobain Group. At present, the low emissivity products of our company include SGG PLANITHERM new-generation low emissivity glasses and SGG COOL-LITE KT low emissivity solar control double-function glasses.
Compared with traditional low emissivity coated glasses, SGG PLANITHERM and SGG COOL-LITE KT have the following advantages:
1. Through different combination of various films, they have more prominent thermal insulation performances and are able to realized warm in winter and cool in summer;
2. The films are firm, able to be bent and toughened. Both GSS PLANITHERM and SGG COOL-LITE KT are off-line low emissivity glasses. Due to their peculiar coating technology, the low emissivity glass sheets can be transported to the glass production base of our company for deep processing of flat toughening, bent toughening, hollowing and doubling to ensure rapid supply and services;
3. Suitable permeation rate of visible light is able to keep the indoors bright and comfortable, not dizzy in summer and limpid in winter;
4. Very low rate of glister is able to reduce light pollution.
Besides, in order to satisfy the requirement of different customers, our company also sells on-line low emissivity glasses.



تاريخ : سه شنبه بیست و سوم شهریور 1389 | 7:35 | نویسنده : علیرضا حسینی



تاريخ : دوشنبه بیست و دوم شهریور 1389 | 14:7 | نویسنده : علیرضا حسینی

این شیشه‌ها از ذوب شن‌های کوارتزی بدست می‌آید و معمولا برای ساختن ظروف آزمایشگاهی که نیاز به تحمل دماهای بالا دارند (بیش از دمایی که شیشه‌های پیرکس تحمل می‌کنند) بکار می‌رود. ساخت سیلیس 100% و کار با آن مشکل است، زیرا سیلیس در دماهای بالا تمایل به تبخیر شدن دارد.

مشخصات شیشه‌های سیلیسی

شیشه‌های سیلیسی دارای 99.8 % سیلیس بوده ، دمای کار با آن ، حدود است. ضریب انبساطی شیشه کوارتزی در هر درجه سانتی‌گراد است و دمای تاباندن آن است. برای تاباندن ظروف شیشه‌ای سیلیسی که ضخامت جداره آن تا 2mm باشد، می‌توان از شعله استفاده کرد. طیف دمایی که در آن سیلیس نرم شکل‌پذیر است، بطور محسوس کوتاه بوده ، برای عملیات شکل دادن به آن ، بجای دمیدن از ابزارهای زغالی استفاده می‌شود.

انواع شیشه‌های سیلیسی

نوع اول

نوع اول به شیشه جلا داده شده معروف است. شفاف بوده ، دارای سطوح داخلی و خارجی صاف است. از آن ، به عنوان روکش ترموکوپلها در کوره‌های گازی و اجاق گازها استفاده می‌شود.

نوع دوم

نوع دوم دارای سطوح خارجی زبر و ناهموار است. در ساختمان کوره‌های الکتریکی بکار می‌رود و به شیشه‌های شنی معروف است.

نوع سوم

نوع سوم از گداختن شیشه‌های شنی بدست می‌آید. دارای سطوح خارجی و داخلی نسبتا صاف بوده ، برای انجام واکنش‌های شیمیایی و یا احتراقی در فشار جو یا تحت خلاء بکار می‌رود و به شیشه لعابدار معروف است.

 

نوع چهارم

شیشه‌های سیلیسی نوع چهارم دارای شفافیت زیاد در برابر نور مرئی و اشعه ماورای بنفش و مادون قرمز است. دارای قدرت مکانیکی و مقاومت شیمیایی بالاتری از شیشه‌های نیم شفاف است و برای کارهای تحت خلاء مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیشه به شیشه استاندارد و شفاف معروف است و بسیار گرانتر از سایر شیشه‌های سیلیسی است. شیشه سیلیسی نوع چهارم ، ترکیبی از سیلیس 5.96 % ، اکسید بور 3 % و اکسید آلومینیوم 0.5 % می‌باشد.

خواص شیشه‌های سیلیسی نوع چهارم

این شیشه در دمای 1520 شکل‌پذیر می‌شود و آنرا با چراغهایی که سوخت آنها هیدروژن همراه با گاز مایع است که بطور محسوس از ضریب انبساط شیشه‌های پیرکس کمتر و اندکی از ضریب انبساط سیلیس خالص بیشتر است. این شیشه ، استعداد تاباندن خوبی دارد و تا دمای را بدون تغییر شکل تحمل می‌کند و برای مواردی که نیاز به تحمل حرارت‌های بسیار بالا ضروری است، از این شیشه‌ها استفاده می‌شود.

کاربرد شیشه‌های سیلیس نوع چهارم

به‌دلیل شفافیت فوق‌العاده از این شیشه‌ها برای ساخت سلهای اندازه گیری طول موج ، دماغه موشک‌ها و شیشه‌های سفینه‌های فضایی استفاده می‌شود. این شیشه‌ها از لحاظ شیمیایی و فیزیکی بسیار مقاوم بوده ، استفاده از آن در کارهای معمول و متداول شیشه‌گری به‌دلیل گرانی مقرون به صرفه نیست



تاريخ : دوشنبه بیست و دوم شهریور 1389 | 14:6 | نویسنده : علیرضا حسینی

مقدمه

پژوهش و توسعه ، محور اصلی تولید انواع جدید و بهتر شیشه با خواص بهتراست. در این بخش ، برخی از فراورده‌های شیشه‌ای جدیدی که در رهگذر پژوهش و توسعه بدست آمده است، بررسی می‌شود.

شیشه سیلیس گداخته

شیشه سیلیسی گداخته یا سیلیس شیشه‌ای را می‌توان با گداختن سیلیس خالص تولید کرد، اما چنین محصولاتی معمولا حباب دارند و نمی‌توان آنها را به‌صورت شفاف تولید کرد. اکنون کمپانی کورنینگ ، این شیشه را به روش تفکافت فاز بخار تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا تولید می‌کند. این نوع فرایند ، بطور طبیعی برای کنترل سیستمهایی مناسب است که در آنها امکان تولید خالص فراهم باشد.

سیلیس خامی که با این روش تولید می‌شود، به شکل ورق یا بول (بول ، خرده سنگهای استوانه‌ای یا گلابی شکل کانی مصنوعی است) است. دمای بالای
واکنش ، باعث بیرون رانده شدن آلاینده‌های نامطلوب می‌شود و مقدار ناخالصی‌های موجود در سیلیس گداخته را به حدود یک در صد میلیون قسمت می‌رساند. شیشه سیلیس گداخته ، حداقل مقدار جذب فراصوت را داراست. از این شیشه بدلیل انبساط گرمایی کم آن در آینه‌های تلسکوپی استفاده می‌شود.

شیشه پر سیلیس

این محصول که به نام ویکور شناخته می‌شود، پیشرفت مهمی درجهت تولید شیشه‌ای است که از نظر ترکیب و خواص به شیشه سیلیس گداخته نزدیک است. در این روش ، محدودیتهای پیشین در زمینه ذوب و شکل‌دهی از میان رفته است. کالاهای نهایی ، حدود 96% سیلیس و 3% اسید بوریک دارد و 1% بقیه از آلومین و قلیا تشکیل شده است. از ترکیبات بورو سیلیکات-شیشه حاوی حدود 75% سیلیس ، در مراحل اولیه فرایند هنگامی که شیشه‌ها ذوب و قالبگیری می‌شوند، استفاده می‌شود. پس از خنک شدن ، کالاها را تحت عملیات گرمایی و تابکاری قرار می‌دهند که سبب جدا شدن شیشه به دو فاز فیزیکی متمایز می‌شود. کالای شیشه‌ای را در حمام محلول اسید هیدرو کلریک 10% (98C) به مدت کافی فرو می‌برند تا فاز انحلال‌پذیر ، کاملا از آن خارج شود.

سپس با شستشوی کامل ، کمترین مقدار باقیمانده از فاز انحلال‌پذیر و همچنین ناخالصی‌ها شسته می‌شوند و سپس تحت عملیات گرمایی از بدنه ، آب‌زدایی شده و ساختارسلولی به شیشه غیر متخلخل تبدیل می‌شود. این روش از تولید شیشه ، سبب ساخت محصولی می‌شود که می‌توان آن را تا حرارت قرمز آلبالویی ، گرم کرده ، سپس بدون ایجاد هیچگونه آثار نامطلوب ، آن را درمخلوط آب و یخ فرو برد. این شیشه در برابر
مواد شیمیایی نیز بسیار مقاوم و در برابر تمام اسیدها به جز اسید هیدرو فلوئوریک بسیار پایدار است. البته این اسید (درمقایسه با سایر شیشه‌ها) با سرعت کمتری به این شیشه حمله می‌کند. در ضمن ، انقباض این شیشه به نسبت یکنواخت و مساوی صورت می‌گیرد، بطوری که شکل اولیه همچنان حفظ می‌شود.

 

شیشه رنگی

هر چند قرنها از این شیشه‌ها تنها برای تزئین استفاده می‌شد، امروزه استفاده از شیشه‌های رنگی برای مقاصد صنعتی و علمی ضروری است. این شیشه‌ها ، در صدها رنگ مختلف تولید می‌شوند. شیشه رنگی ممکن است یکی از انواع سه‌گانه زیر باشد:

1.     رنگ شیشه براثر جذب فرکانس خاصی از نور ، توسط عوامل موجود در محلول بوجود می‌آید. عوامل ایجاد رنگ در این گروه ، اکسیدهای عناصر واسطه بویژه گروه اول هستند (مانند Cr , V , Ti ). این طبقه را می‌توان به دو زیر گروه تقسیم کرد، یکی شیشه‌هایی که رنگ آنها ، بدلیل محیط ساختاری شیمیایی آنهاست و دیگری شیشه‌هایی که رنگ آنها به دلیل اختلاف در حالت اکسایش آنهاست. مثلا NiO حل شده در شیشه سدیمی _ سربی است که رنگ قهوه‌ای ایجاد می‌کند. اما این ترکیب در شیشه پتاسی تولید یک سرخ ژاسپ می‌کند.

2.     رنگ بر اثر ترسیب ذرات کلوئیدی در شیشه بی‌رنگ ، ضمن انجام عملیات گرمایی بوجود می‌آید. مثال معمول این نمونه ، ترسیب طلایی کلوئیدی است که شیشه طلایی _ یاقوتی پدید می‌آورد.

3.     رنگ بوسیله ذرات میکروسکوپی یا ذرات بزرگتر که ممکن است خود رنگی باشند، بوجود می‌آید. مانند قرمز سلنیمی ( ) که در چراغهای راهنمایی ، حباب فانوسها و غیره بکار می‌رود. البته ممکن است این ذرات ، بی‌رنگ باشند و شیشه نیمه‌شفاف تولید کنند.

شیشه‌های پوشش دار

این شیشه‌ها با ترسیب فیلمهای فلزی شفاف بر روی سطح شیشه شفاف یا رنگی تولید می‌شوند. این فیلمها طوری طراحی می‌شوند که مشخصات عبور و بازتابش خاصی از نور را که در معماری امروز دارای اهمیت است، ایجاد کنند.

شیشه‌های مات یا نیمه شفاف

این شیشه‌ها در حالت مذاب ، شفاف‌اند. اما هنگام شکل دهی به دلیل جدایی و تعلیق ذرات ریز در محیط شیشه ، کدر می‌شوند. این ذرات از نظر اندازه و چگالی در شیشه ، انواع متفاوتی دارند و نور را به هنگام عبور ، پخش می‌کنند. شیشه مات ، اغلب از شیشه شفاف حاوی نقره بدست می‌آید. این ذرات نقره در واقع نقش هسته را برای رشد بلورهای غیر فلزی ایفا می‌کنند. این نوع شیشه برای ایجاد برخی سبکهای معماری مثلا در پنجره نورگیرها به منظور عبور طول موج مشخصی از نور و برای ظروف غذا خوری بکار می‌رود.

شیشه ایمنی

شیشه‌های ایمنی در دو نوع چندلایی و با پوشش سخت می‌باشند و شیشه نشکن را نیز می‌توان شیشه ایمنی به حساب آورد. این شیشه‌ها به‌آسانی شیشه معمولی نمی‌شکنند و ظروف غذا خوری ساخته شده از اینها ، در مقایسه با ظروف غذا خوری معمولی سبکتر و سه برابر محکمترند.

شیشه فوتوفرم

شیشه فوتو فرم ، نسبت به نور ، حساس است و عمدتا از سیلیکات لیتیم تشکیل یافته است. اکسید پتاسیم و اکسید آلومینیوم موجود در این شیشه ، خواص آن را اصلاح می‌کند و مقادیر بسیار کم ترکیبات سریم و نقره ، اجزایی هستند که نسبت به نور ، حساس‌اند. بر اثر تاباندن نور فرابنفش به این شیشه ، نقره توسط سریم حساس می‌شود و با انجام عملیات گرمایی در دمایی نزدیک به 600درجه سانتی‌گراد در اطراف آن ، تصویری از متاسیلیکات لیتیم ایجاد می‌شود.

متاسیلیکات لیتیم در اسید حل می‌شود. لذا می‌توان آن را به کمک اسید هیدروفلوئوریک 10% حذف کرد. اگر نور پس از عبور از نگاتیو یک نقشه شیشه ، تابانیده شود، یک کپی بسیار دقیق با تمام جزئیات و ریزه کاریها بر روی شیشه بدست می‌آید. مثلا به همین روش می‌توان نقشه مدارهای الکتریکی شیشه‌ای را به ارزانی و به شکل دقیقی تولید کرد. این فرایند ، ماشین‌کاری شیمیایی شیشه نامیده شده است.

 

شیشه فوتوکرومیک سیلیکاتی

این نوع شیشه‌ها مکمل شیشه فوتوفرم هستند، اما در عین حال خواص نامعلوم زیر را نیز دارند:

  • تیره شدن در نور بر اثر وجود نور فرابنفش درطیف مرئی
  • بی‌رنگ شدن یا کمرنگ شدن در تاریکی و بی‌رنگ شدن گرمایی در دماهای بالاتر.

این خواص نور رنگی واقعا برگشت پذیرند و دچار خستگی نمی‌شوند. در این شیشه ، ذرات هالید نقره در اندازه‌هایی کمتر از یک میکرون موجودند که در مقایسه با هالید نقره معمولی عکاسی ، واکنش متفاوتی را در برابر نور از خود نشان می‌دهند. این ذرات را در شیشه صلب و نفوذناپذیری که از نظر شیمیایی بی‌اثر است، جای می‌دهند. بدین ترتیب ، مراکز رنگی که محل نورکافت‌ هستند، نمی‌توانند از مکان خود به جای دیگر نفوذ کنند و ذرات پایدار نقره را تشکیل دهند و ترکیب برگشت ناپذیر تولید کنند.

شیشه _ سرامیک

این ماده ، ماده‌ای است که مانند شیشه ، ذوب و شکل داده می‌شود و سپس بوسیله فرایندهای واشیشه‌ای شدن کنترل شده ، تا حد زیادی به سرامیک بلورین تبدیل می‌شود. از این مواد ، در ساخت پوشش آنتن رادار هواپیما ، موشکهای هدایت شونده و وسایل الکترونیکی مختلف استفاده می‌شود. همچنین این مواد تحت نام تجاری پیرو سرام در تولید ظروف آشپزخانه که همزمان برای هر سه کار پخت ، پذیرایی و انجماد غذا استفاده می‌شوند، بکار می‌روند.

الیاف شیشه

اگرچه الیاف شیشه ، محصول جدیدی نیست، با این حال سودمندی آن بدلیل ظرافت فوق‌العاده‌اش افزایش یافته است. می‌توان این ماده را به صورت رشته کشید، یا آنکه برای تولید عایق ، نوار و صافیهای هوا می‌توان آن را به روش دمشی به شکل شبکه حصیری در آورد. الیاف کشیده شده برای تقویت پلاستیک‌های مختلف بکار می‌روند و محصول چند سازه حاصل در ساخت لوله ، مخزن و وسایل ورزشی نظیر چوب ماهیگیری و چوب اسکی استفاده می‌شوند. متداولترین رزین‌هایی که با الیاف شیشه مصرف می‌شوند، رزینهای اپوکسی و پلی استر هستند.



تاريخ : دوشنبه بیست و دوم شهریور 1389 | 13:58 | نویسنده : علیرضا حسینی
 

شش مرحله در سيكل حرارتي فيوزينگ وجود دارد كه دو مرحله براي گرمايش و چهار مرحله براي سرمايش بوده و عبارتند از:

1- گرمايش اوليه:

مرحله اي است كه شامل حرارت دادن شيشه از دماي اتاق تا درست بالاي دماي نقطه كرنش شيشه مي باشد. در شيشه هاي رنگي اين دما رنجي از 400 تا 485 درجه سانتي گراد مي باشد . در طول اين مرحله گرمايش در سرعتي درست زير سرعت دمايي كه سبب شكست مي گردد، شروع مي شود. اين سرعت با اندازه ضخيم ترين لايه منفرد از شيشه تغيير مي كند. هنگاميكه دما به نقطه كرنش برسد مرحله دوم شروع مي گردد.

2- گرمايش سريع:

در اين مرحله شيشه فيوز نشده از دماي نقطه كرنش تا دمايي كه در آن لايه هاي شيشه منفرد تا حد مطلوب فيوز نشده اند، حرارت داده مي شود. اين مرحله از سيكل حرارتي در مقايسه با مرحله قبل خيلي سريعتر مي باشد. دماي فيوز به فرمول شيشه و ضخامت آن بستگي دارد. وقتي كه فيوز دلخواه بدست آمد، مرحله بعدي شروع مي گردد.

3- سرمايش سريع:

خنك نمودن شيشه فيوز شده از بالاترين دماي كه در طول مرحله گرمايش سريع به آن رسيديم تا دماي آنيلينگ را سرمايش سريع گويند. بري مقابله با كريستاليزه شدن، خنك كردن بايد با سرعت خنك شدن كوره مطابقت داشته باشد. هنگاميكه دما به رنج آنيلينگ رسيد(تقريباً 540 درجه سانتيگراد)  مرحله چهارم شروع مي شود.

4) نگهداري در دماي آنيل:

در اين مرحله، كوره در يك دماي ثابت ( دماي آنيلينگ بهينه) نگهداشته مي شود. 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 مي گردد.

5) سرد كردن از دماي آنيل:

اين دما بين دو دماي نگهداري در آنيل و نقطه كرنش محدوده مي شود. تنها زمان جلوگيري از پيشرفت تنش دائمي در قطعه نهايي در طول اين مرحله مي باشد.

6) خنك كردن تا رسيدن به دماي اتاق

اين مرحله جهت جلوگيري از شكست مي باشد. سرعت حداكثر خنك كردن مجاز براي جلوگيري از شكست بستگي به ضخامت دارد ولي عموما سريع است.

عموما به كوره ها اجازه داده مي شود تا به طور طبيعي خنگ گردند.

زمانها و دماها براي هر نوع شيشه و براي هر ضخامتي متفاوت مي باشد.

قدمت اين محصول به 2500 تا 3000 سال پيش از ميلاد مي رسد. شيشه جسمي است شفاف، شكننده و تركيبي از سيليكاتهاي قليايي كه اين اجسام را در كوره ذوب مي نمايند و بوسيله دست يا به كمك قالب هاي مخصوص به آنها شكل مي دهند. اشيايي كه از مناطق مختلف كشور نظير شوش، ري، ساوه  و نيشابور از زير خاك به دست آمده نشان دهنده ساخت اينگونه ظروف در اكثر نقاط كشور در گذشته هاي دور مي باشد. ظروف شيشه اي در اوايل دوره ي اسلامي بيشتر شامل بطري، قوري، گلدان و فنجان بوده است كه براي مصارف خانگي بكار مي رفته. برخي اشيا باقي مانده متعلق به قرون هشتم و نهم ميلادي است كه بدوتن تزئين مي باشند. همچنين تعدادي دكمه شيشه يي كه طي يكي از حفريات ناحيه ي حسلنو بدست آمده متعلق به عهد هخامنشي است كه بر وجود و رونق شيشه گري در آن عصر گواهي مي دهد.

يكي ديگر از فنون مرتبط با شيشه گري دستي، تراش شيشه بوسيله ي دست يا چرخ است و در روي بعضي از ظروف شيشه اي قرن نهم كه در سامره و ايران پيدا شده تراشهايي عالي از صورت انسان وجود دارد.

براي مثال اشيا كشف شده توسط هيات اكتشافي موزه ي متروپوليتن در نيشابور را مي توان 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 مي كنند.

كارگاههاي شيشه گري معمولا داراي سقفهاي بلند و پنجره ها ي بلند هستند كه باعث خروج هوا گرم ناشي از كار كردن كوره ها مي شود و هواي داخل كارگاه را متعادل  قابل تحمل نگاه مي دارند. براي استفاده از چند نوع شيشه با رنگ هاي متفاوت در هر كارگاه شيشه گري دو يا چند كوره اصلي وجود دارد. ماده اوليه براي ساخت شيشه بيشتر ضايعات شيشه اي و شيشه خرده هايي است كه از نقاط مختلف شهرها جمع آوري مي گردد و گاهي نيز از سيليس كه ماده اصلي شيشه است به عنوان ماده ي اوليه شيشه گري استفاده مي شود.

درجه حرارت لازم براي ذوب سيليس 1827 درجه سانتيگراد است. اما در مواردي كه مخلوط شيشه سيليس مورد استفاده قرار گيرد به منظور پائين آوردن درجه ذوب مواد ديگري مانند كربنات، براكس، شوره نيترات و مواد قليائي ديگر به ماده اي اوليه افزوده مي شود.

يكي از مهمترين عوامل در شيشه گري دستي نحوه ي ساخت رنگهاي شيشه است.  براي اين منظور از اكسيدهاي فلزات كه به صورت پودر در بازار وجود دارد استفاده مي نمايند.

مصنوعات شيشه يي كه به دو گونه فوتي و پرسي توليد مي شود.

براي توليد شيشه اي فوتي ابتدا مواد ا وليه مصرفي كه عمدتا خرده شيشه است در داخل كوره ريخته و حرارت داده مي شود تا به صورت مذاب درآيد. اين عمل، يعني تبديل شيشه خرده به شيشه ي مذاب به نسبت درجه ي حرارت كوره بين 26 تا 48 ساعت به طول مي انجامد و هنگامي كه شيشه به صورتي كاملا مذاب درآمد، استاد كار وسيله اي فلزي بنام دم را به داخل شيشه ي مذاب فرو برده كمي آنرا مي چرخاند و بعد از اينكه مقدار كمي از شيشه ي مذاب كه اصطلاحا بار ناميده مي شود از داخل كوره برداشته شد، در لوله مي دمد تا گوي كوچكي كه به گوي اول موسوم است به دست آيد بعد از سر دو سخت شدن اين گوي مجددا دم را به داخل شيشه ي مذاب فرو برده و شيشه لازم را براي ساخت   وسيله ي مورد نظر بر مي دارد تهيه ي گوي اول به صنعتگر كمك مي كند تا مقدار شيشه اي كه در مرحله ي دوم بر مي دارد در تمام نقاط داراي قطر مساوي بوده و شيئي كه ساخته مي شود در تمام نقاط قطر يكسان داشته باشد اما بدليل آنكه در اين مرحله، غلظت شيشه ي مذاب براي فرم پذيري كم است و از سويي حتما مي بايست داراي قطر مساوي و فرم مناسب باشد لوله ي دم روي ميله اي كه داراي قطر و مساوي و فرم مناسب باشد، لوله ي دم روي ميله اي كه داراي سرد و شاخه است قرار گرفته و صنعتگر ضمن چرخاندن مداوم آن به وسيله ي قاشق چوبي به فرم دادن شيشه مي پردازد و براي پيشگيري از چسبيدن شيشه ي مذاب به قاشق هر چند يكبار ‌آن را به وسيله ي آب را خيس مي كنند كه به اين كار قاشقي كردن بار مي گويند. بعد از مرحله ي قاشقي كردن بار، گوي در داخل قالب قرارگرفته و عمل دميدن به وسيله ي دهان و در مواردي به وسيله ي كمپرسور انجام مي شود.

شيشه ي پرسي نيز همانند شيشه ي فوتي نياز به سرد شدن تدريجي دارد و به همين جهت مي بايست بعد از تكميل جهت رسيدن گرمايش به درجه ي حرارت هواي معمولي داخل گرمخانه قرار داده شود.

بعد از مرحله ي ساخت نوبت به عمليات تكميلي مي رسد و محصول شيشه اي به وسيله تراش، نقاشي يا مات كردن تزئين مي گردد.

براي مات كردن شيشه مي بايست 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 است اما كار كردن با اين اسيد بسيار خطرناك است و در ضمن مقرون به صرفه نيز نيست. بنابراين به جاي ان از محلول آمونيوم هيدروژن فلوريديا مواد مشايه ديگر براي مات كردن شيشه استفاده مي كنند.

براي مات كردن شيشه، وسايل شيشه اي را به مدت چند دقيقه در محلول قرار داده و سپس خارج مي نمايند و با آب مي شويند رنگهايي كه معمولا براي نقاشي روي شيشه بكار مي رود اكسيدهاي فلزات مختلف بصورت پودر است كه با تربانتين و روغن مخصوصي مخلوط ساييده مي شود و آن را به صورت مخلوط غليظي در مي آورند و با آن بر روي شيشه نقاشي مي كنند سپس به منظور ثابت كردن رنگ اشيا نقاشي شده آنها را به مدت 2 تا 4 ساعت در كوره اي با دماي 500 تا 600 درجه ي سانتيگراد قرار مي دهند، سپس كوره را خاموش و بعد از سرد شدن كامل كوره، اشيار از آن خارج مي نمايند.

جهت تراش روي شيشه از سنگ مخصوصي كه درجه سختي آن بيش از سختي شيشه است استفاده مي نمايند.

براي اين منظور از سنگهاي ديسك مانندي كه با سرعت لازم قادر به چرخش هستند استفاده به عمل مي آيد. سرعت چرخهاي تراش و ديسك تراشكاري بستگي مستقيم به نوع تراش دارد. صمعتگران تراشكار نخست محلهايي را كه مي بايست تراش بخورد مشخص نموده و سپس با نگهداشتن ظرف شيشه اي در دست و نزديك كردن آن به سنگ تراش نقش دلخواه روي شيشه را حك مي نمايند و سپس آن قسمتها را صيقل مي دهند.

هم اكنون محصولات شيشه اي دست ساز كشورمان شامل انواع ظروف مصرفي و تزئيني است كه بخش عمده ي آن توسط كارگاههاي شيشه تهران توليد و عرضه مي شود.

انواع كوره هاي فيوز

المنت هاي حرارتي كوره هاي الكتريكي ممكن است در بالاي كوره يا اطراف ديواره هاي داخلي كوره باشد.

كوره هايي كه المنت هاي حرارتي آنها بالاي كوره قرار دارند حرارت از بالا (top fired) ناميده مي شود و آنهايي كه المانت هاي حرارتي شان در كناره هاي كوره كار گذاشته شده است حرارت از كنار (side fired) ناميده مي شوند. مكان و نظم المنت هاي حرارتي توسط چگونگي حرارت ديدن شيش تعيين مي گردد. كوره فيوزينگ شركت آبگينه از نوع حرارت از بالا مي باشد كه داراي 15 المنت حرارتي در سقف كوره يعني بر روي درب آن است.

در توليد محصولات فيوزينگ مهمترين عامل شيشه هاي مخصوص فيوزينگ مي باشند كه بايد ضريب انبساط حرارتي مناسبي داشته باشند. از لحاظ فيوزينگ شيشه، اگر دو شيشه بتوانند با هم فيوز شوند هماهنگ هستند. در اين حالت پس از خنك كردن مناسب تادماي اتاق، هيچ تنش بيش از اندازه اي كه منجر به شكست شود، در قطعه نهايي وجود ندارد.

آزمايشهايي كه براي تشخيص هماهنگي شيشه ها وجود دارند عبارتند از:

1)    كشش ريسمان

2)    تنش سنجي

3)    آزمايش قطعه

به عنوان مثال آزمايش كشش ريسمان خيلي سريع و بدون استفاده از كوره انجام مي شود و بر اساس اين واقعيت است كه اگر رشته اي از دو شيشه كشيده شده كه شبيه به هم منقبض نمي شوند، به يكديگر فيوز شوند رشته خم خواهد شد.



تاريخ : یکشنبه بیست و یکم شهریور 1389 | 16:44 | نویسنده : علیرضا حسینی

تركيبات شيشه
تعداد تركيبات شيشه بسيار زياد است بطوريكه تاكنون بيش از 6500 تركيب مختلف ساخته شده و مشخصات و خواص آنها ثبت گرديده است .
اين تركيبات ممكن است تقريبا نيمي از عناصر جدول تناوبي را به نسبت هاي مختلف دارا باشند و مشخصات فيزيكي و شميائي و اپتيك هر تركيب با تركيب ديگر فرق دارد .
ساده ترين و رايج ترين نوع شيشه اي كه ساخته مي شود به شيشه قليائي معروف است كه تقريبا 73% سيليس (Sio2) ، 13% اكسيد كلسيم (Cao) و 14% اكسيد سديم (Na2o) دارد .


اين شيشه در پنجره و به مقدار زيادي در ساخت بطري و ظروف شيشه اي به كار مي رود . اين نوع شيشه ها يك ماده اضافي نيز در بردارند كه به عامل صاف كننده معروف است و باعث كاهش ويكوريته (غلظت و چسبندگي) شيشه مذاب در كوره مي شود و در نتيجه حباب هاي گاز و خرده هاي ديواره كوره شناور شده و به سطح مايع مذاب مي آيند متاسفانه اين ماده اضافي موجب مي گردد كه شيشه در مراحل بعدي بر اثر شعله چراغ كريستال بشود و بنابراين چنين شيشه اي براي كارهاي شيشه گري ساخت لوازم آزمايشگاهي مناسب نيست .البته كارخانجات شيشه سازي روش هاي توليد خود را چنان كامل كرده اند كه بدون استفاده از عامل صاف كننده نيز محصولات آنها از هر گونه حباب هوا (كه به آن خط مي گويند) و خرده هاي مواد كوره (كه به آن شن مي گويند)عاري است .
عيب يا نقص ديگري كه بندرت در شيشه هاي جديد ديده مي شود به نخ شيشه اي به صورت يك خط باريك موجدار به چشم مي خورد ، خظي كه مرز بين دو ناحيه از شيشه با ضرايب شكست نوري مختلف را تشكيل مي دهد . علت بوجود آمدن نخ شيشه اينست كه مواد متشكله كاملا با هم مخلوط نشده اند . حباب هوا ، شن و نخ شيشه تاثير چنداني در كار شيشه گري و يا در استحكام و مقاومت مكانيكي شيشه ندارند ، اما ظاهر شيشه را به صورت ناخوشايندي خراب مي كنند
شيشه هائي كه در كارگاههاي شيشه گري بكار مي روند ، غالبا به شكل لوله يا ميله ساخته مي شوند . مسئله بسيار مهم اين است كه كليه شيشه هائي كه از يك نوع خاص در سفارشات متوالي به دست شيشه گر مي رسد ، بايد داراي خواص فيزيكي و تا حدودي شميائي يكساني باشد . اين مسئله از نقطه نظر يك شيشه گر حائز اهميت فراواني است ، زيرا او بايد اين مواد را به نحو موفقيت آميزي به يكديگر متصل نمايد .

اين شيشه ها بطور كلي به سه طبقه اصلي تقسيم مي شوند كه عبارتند از :
1- شيشه هاي قليائي
2- شيشه هاي بورو سيليكات
3- شيشه هاي مخصوص



شيشه قليائي
شيشه قليائي كه بسادگي به اشكال مختلف در مي آيند در ساخت آن دسته از وسائل آزمايشكاهي كه احتياج به طرح پيچيده ، و جداره ضخيم ندارند و با حرارت زياد نيز در تماس نيستند و همچنين در ساخت چراغ ها و تابلوهاي نئون بكار مي رود .
كار با شيشه قليائي و تاباندن آن در شعله گاز و هواي فشرده بسيار آسان است . اين شيشه مي تواند با آلياژهاي آهن و كرم جوش خورده و متصل شود . حداكثر دمائي كه اين شيشه در هنگام استفاده تحمل مي كند 450 درجه سانتيگراد است اين شيشه در 560 درجه سانتيگراد وجود ندارد . البته براي انجام كارهاي شيشه گري و ساخت وسائل از شيشه قليائي دماي بيشتري لازم است .
منظور از حداكثر دمائي كه شيشه تحمل مي كند ، بالاترين دمائي است كه در آن شيشه بدون اينكه تنش يا تغيير شكل دائمي پيدا كند مي تواند مورد استفاده قرار بگيرد .
مقاومت در تغيرات ناگهاني دما (شوك حرارتي) عبارتست از طيفي از دما كه در آن ظرف شيشه اي با ضخامت جداره متوسط بر اثر سرد شدن ناگهاني نمي شكند
ضريب انبساط حرارتي شيشه مهمترين مشخصه فيزيكي آن است و تعريف آن براي تمام جامدات عبارتست از مقدار افزايش طولي هر واحد به ازاء افزايش يك درجه حرارت . ضريب انبساط حرارتي يك نسبت است و بنابراين واحدي ندارد . با وجود اين لازم است واحد اندازه گيري و دمائي كه در محاسبه آن بكار رفته است را مشخص كنيم .
ضريب انبساط شيشه قليائي بين 20 درجه سانتيگراد و 350 درجه سانتيگراد در حدود 6- 10* 6/9 در هر درجه سانتيگراد است .
شيشه قليائي نو در شعله خيلي مقاوم است ، در صورتي كه زمان كار خيلي طولاني نشود و يا دماي شعله خيلي پائين نباشد .
حالا لحظه اي بر مي گرديم به يكي از تعاريف شيشه كه بيشتر پذيرفته شده است . شيشه يك ماده معدني است در شرايطي كه ادامه ي از حالت مايع همان ماده و مشابه با آن مي باشد ؛ ولي در اثر تغيير قابل برگشت و يسكوزيته در هنگام سرد شدن چنان درجه ويسكوزيته بالائي كسب كرده كه براي تمام مقاصد عملي سخت و شكننده شده است .
توليد گنندگان شيشه بايد نسبت عناصر محصولات خود را طوري انتخاب كنند كه پس از سرد شدن محصول كريستاليزه نشود . با اين وجود اگر سطح شيشه براي مدت قابل توجهي در معرض مايعات حلال و يا رطوبت هوا قرار بگيرد قسمتي از مواد متشكله شيشه در لايه سطحي ممكن است خراب شوند .
درنتيجه تركيب اين لايه سطحي تغيير پيدا مي كند و تعادل شيميائي شيشه از بين مي رود . اين لايه سطحي ممكن است بر اثر حرارت ديدن و سپس سرد شدن شيشه كريستاليزه شود . اين كريستاليزه شدن سطحي ، شفافيت طبيعي شيشه را از بين مي برد و به خوردگي شيشه معروف است . اين حالت براي شيشه هاي كهنه و ظروف آزمايشگاهي كه براي مدت طولاني استفاده شده اند پيش مي آيد و معمولا وقتي به آن پي مي بريم كه بخواهيم تعمير يا تغييري در شيشه انجام دهيم و در نتيجه آن را در مجاورت شعله قرار دهيم .
چنين شيشه هائي بايد دور ريخته شوند .
مواد متشكله قليائي درصد
سيليس (Sio2) 5/70
اكسيد آلومينيوم (Al2o3) 6/2
اهك (Cao) 7/5
اكسيد منيزيم (Mgo) 9/2
اكسيد سديم (Na2o) 3/16
اكسيد پتاسيم (K2o) 2/1
انيدريد بوريك (B2o3) 5/0
انيدريك سولفوريك (So3) 2/0

شيشه بورو سيليكات
در طول 55 سال اخير انواعي از شيشه هاي بور سيليكات كه براي كارهاي عمومي ساخت لوازم آزمايشگاهي مناسب هستند بدست آمده اند و اكنون در سطح وسيعي مورد استفاده قرار مي گيرند .
با چند مقايسه خواهيم ديد كه برتريهاي شيشه هاي بوروسيليكات باعث شده است كه براي مصارف ازمايشگاهي بيش از شيشه هاي قليائي استفاده شوند .
به تجربه ثابت گرديده است كه اغلب شيشه گران سازنده وسائل آزمايشگاهي ترجيح مي دهند كه از اين وسائل شيشه اي استفاده نمايند .
يعضي از برترهاي شيشه هاي بورو سيليكات نسبت به شيشه هاي قليائي عبارتند از :
ضريب انبساط حرارتي اين نوع شيشه بسيار پائين تر و در نتيجه خطر شكستن آنها در هنگام گرم كردن و يا سرد كردن ناكهاني كمتر است .
اشياء شيشه اي را مي توان با جداره ضخيم تر درست كرد بطوريكه بدون تاثير در مقاومت حرارتي ، مقاومت مكانيكي زيادي نيز داشته باشند .
مقاومت اين نوع شيشه در تماس با مواد شيميائي زياد است و امكان خرابي سطح شيشه بر اثر مرور زمان كمتر است و امكان ايجاد خوردگي نيز به شدت كاهش مي يابد . مهم تر اينكه امكان خراب شدن مايعات و حلال هاي محتوي اين ظروف بر اثر مواد جداره داخلي شيشه نيز از بين مي رود .
اين شيشه هاي سخت ترد هستند و در مقابل سايش سطحي بيشتر مقاومت مي كنند و در نتيجه مقاومت مكانيكي آنها نيز بيشتر است .
اگر شيشه مورد استفاده از جنس بوروسيليكات باشد بسياري از لوازم آزمايشگاهي شيشه اي كه ساختن آنها از شيشه قليائي بسيار مشكل و يا غير ممكن است را مي توانيم بسازيم و يا تعمير نمائيم .
بعضي از معايب شيشه هاي بوروسيليكات عبارتند از :
شيشه هاي بوروسيليكات از شيشه هاي قليائي گران تر است .
وجود شيشه هاي بوروسيليكات براي كار به حرارت بيشتري نياز دارد . بايد از چراغ هاي شيشه گري يا مشعل هاي دستي استفاده شود كه مجهز به شيرهاي اكسيژن و يا هواي فشرده هستند . چنين حرارت زيادي بر روي شيشه به مدت زيادي دوام نمي آورد و بنابراين شيشه را بايد به سرعت شكل داد زيرا شيشه بلافاصله پس از دور كردن از شعله سرد و خشك مي شود .
در اتصالات شيشه هاي بوروسيليكات باقي ماندن سوراخ هاي سوزني رايج است و اغلب اتفاق مي افتد و بنابراين توجه زيادي بايد به تميزي و ذوب كامل اتصالات ابراز گردد .
حداكثر دمائي كه شيشه هاي بوروسيليكات تحمل مي نمايند تا حد 500 درجه سانتيگراد و با بعضي تركيبات بخصوص تا 600 درجه سانتيگراد مي باشد .
انواع بخصوصي از اين شيشه براي اتصال با آلياژهاي آهن نيكل – كبالت و با موليبدنيم و تنگستن بكار مي رود . شيشه بوروسيليكات بر حسب نوع تركيب آن در حدود دماي 625 درجه سانتيگراد نرم مي شود و ضريب انبساط حرارتي آن نيز به نوع تركيب بستگي دارد و از 6- 10*3/3 در هر درجه سانتيگراد براي شيشه هاي معمولي بوروسيليكات (كه معمولا براي وسايل آزمايشگاهي بكار مي روند .) تا 6-10*2/7 در هر درجه سانتيگراد براي انواع مخصوص (كه در جوش هاي پيوندي به كار مي روند .) متغير است .
دماي عمليات حرارتي تاباندن به منظور بادوام كردن اين شيشه بر حسب نوع تركيبات آن از 510 درجه تا 600 درجه سانتيگراد است .
مواد : شيشه بوروسيليكات درصد تركيبات
سيليس (Sio2) 3/74
آلومينا (Al2o3) 00/2
اكسيد سديم (Na2o) 5/4
اكسيد پتاسيم (K2o) 00/2
اكسيد كلسيم (Cao) 2/0
انيدريك سولفوريك (So3) 00/17

شيشه هاي مخصوص
شيشه سرب (شيشه با ضريب انكسار زياد)
اين شيشه غالبا در صنايع برق و الكترونيك از جمله در ساخت لامپ هاي راديوئي بكار مي رود . اين شيشه به سادگي به سيم هاي پلاتين و سيم هاي مسوار (اب مس داده شده) جوش خورده و اتصالات محكم و بادامي حتي در شرايط خلاء ايجاد مي نمايد . شيشه سرب به شيشه قليائي نيز متصل مي شود .
پايداري اين شيشه در شعله مناسب قابل توجه است و هيچگونه اثري از خوردگي نشان نمي دهد . براي كار كردن با شيشه سرب بايد از شعله هاي اكسد كننده استفاده شود زيرا زيرا در غير اينصورت اكسيد سرب واقع در لايه سطحي شيشه احياء شده و به فلز تبديل مي گردد و اين حالت باعث مي شود كه سطح شيشه رو به سياهي برود و شفافيت خود را از دست بدهد . چنين شيشه اي ديگر براي كاركردني وجوش دادن مناسب نخواهد بود و هميشه نمي تواند سرب به وجود آمده را مجددا اكسيد نمود .
ضريب انبساط حرارتي شيشه سرب 6-10*05/9 در هر درجه سانتيگراد و حداكثر دمائي كه تحمل مي نمايد 350 درجه سانتيگراد است .
شيشه سرب درصد مواد متشكله
سيليس (Sio2) 5/70
اكسيد آلومينيوم (Al2o3) 3/1
اكسيد سرب (Pbo) 00/30
اكسيد سديم (Na2o) 4/6
اكسيد پتاسيم (K2o) 00/8

سيليس
اگر قرار باشد وسائل شيشه اي در دمائي بيش از دمائي كه شيشه بورسيليكات تحمل نمايد بكار روند ، از دشيشه ديگري به نام سيليس بلوري با شيشه كوارتز استفاده مي شود . ساختن سيليس 100% و كار با آن مشكل است ، چون سيليس در دماي تمايل به تبخير شدن دارد . بنابراين شيشه كوارترز كه معمولا مورد استفاده قرار مي گيرد داراي 8/99 درصد سيليس است . دماي كار با اين شيشه در حدود 1800 درجه سانتيگراد است و شيشه گر بايد حتما به عينك محافظ مجهز باشد .
ضريب انبساط حرارتي شيشه كوارتز 6- 10* 5/0 در هر درجه سانتيگراد و دماي تاباندن آن 1050 درجه سانتيگراد است . براي تاباندن ظروف و آلات يليسي كه ضخامت جداره آنها تا دو مليون است مي توانيم از شعله استفاده كنيم .
طيف دمائي كه در آن سيليس شكل پذير و نرم است . بطور محسوسي كوتاه است و براي عمليات شكل دادن آن به جاي دميدن از ابزارهاي زغالي و يا ساخته شده از موليبدنيم استفاده مي شود .
لوله هاي سيليسي در ابعاد مختلف و در چهار نوع توليدي مي شوند . نوع اول كه به شيشه جلاداده شده معروف است . شفاف و داراي سطوح داخلي و خارجي صاف است و از آن به عنوان پوشش ترموكوپل و نمونه هائي از اجاق ها و كوره هاي گازي استفاده مي شود . نوع دوم كه داراي سطح خارجي زير و ناهموار است در ساختمان كوره هاي الكتريكي به كار مي رود و به شيشه شني معروف است . نوع سوم از گداختن بيشتر لوله هاي معروف شني به دست مي آيد كه سطح داخلي و خارجي آن نسبتا صاف تر مي شود و براي كارهاي شميايي و يا احتراقي در فشار جو و با تحت خلاء بكار مي رود و به شيشه لعاب دار معروف است . نوع چهارم كه داراي شفافيت زياد در برابر نورمرئي و اشعه هاي ماوراء بنفش مادن قرمز است ، قدرت مكانيكي و مقاومت به خوردگي بيشتري از شيشه هاي نيم شفاف دارد .و براي كار در خلاء زياد توصيه مي شود اين شيشه با لوله شيشه اي استاندارد شفاف معروف است لوله شيشه اي استاندارد شفاف بسيار گرانتر از شيشه نيمه شفاف است . قبل از سفارش خريد لوله و ميله شيشه اي سيليسي بايد راهنماي تهيه شده توسط توليد كنندگان در مورد مشخصات اين نوع شيشه ها كاملا مطالعه شود . نوع از شيشه سيليسي با خواص فيزيكي و شيميايي بسيار نزديك به شيشه كوارتز در آمريكا توليد مي شود (در كشورهاي ديگر نيز موجود است ) . كه به سيليس 96% معروف است و تركيب آن چنين است .
سيليس 5/96 درصد
اكسيد بور 00/3 درصد
اكسيد آلومينيوم 5/0 درصد
اين شيشه در دماي 1520 درجه شكل پذير مي شود و مي توانيم آن را بدون ترس از تبخير سيليس بدميم ، خم كنيم و يا بچسبانيم اين شيشه را مي توانيم با چراخهايي كه سوخت آنها هيدروژن ، گاز زغال سنگ و يا گاز مايع نفت همراه با اكسيژن است ذوب نمائيم ضريب انبساط آن 6-10*8/0 در هر درجه سانتيگراد است كه به طور محسوسي از ضريب انبساط شيشه هاي بوروسيليكات كمتر و اندكي از ضريب انبساط سيليس خالص بيشتر است بنابراين استعداد تاباندن خوبي دارد . اين شيشه تا دماي 900 درجه را بدون تغيير شكل تحمل مي كند .

شيشه هاي رنگي
ميله و لوله شيشه اي رنگي در كارگاههاي شيشگري ازمايشگاهي كاربرد محدودي دارد . اكثر آنها متعلق به انواع شيشه سربي يا قليائي هستند و به‌اساني به شيشه هايي از همان نوع جوش مي خورند كار با شيشه هاي ميله اي رنگي و لوله شيشه اي رنگي شفاف مشكل نيست البته آنهايي كه از نوع شيشه سربي هستند را مي بايست در شعله اكسيد كننده حرارت داد . براي كار با لوله شيشه اي مات يا نيمه شفاف تجربه و مهارت زيادي لازم است ، زيرا ضخامت ديواره لوله مي بايست به طور كاملا يكنواختي حفظ شود و از طرفي امكان بررسي مستقيم چشمي آن نيز وجود ندارد . از شيشه هاي رنگي براي مصارف تزئيني مثل علائم بر جسته روي دستگاه شيشه اي ، براي علائم سبز شده فلزي بر روي شيشه ها كه به سهولت قابل شناسايي هستند و همين طور براي فيلترهاي نوري استفاده مي شود .
شيشه سازها مواد معدني مخصوصي را قبل از ذوب كردن شيشه در ظرف نسوز به تركيبات معمولي آن اضافه مي كنند . آنها بايد علاوه بر رنگ مطلوب ، خواصي را در شيشه توليد كنند كه از لحاظ كار و ضريب انبساط به شيشه هاي بي رنگ مشابه بسيار نزديك باشد .
كر چه مقاديري بسيار كمي از مواد افزوني براي رنگي كردن شيشه كافي مي باشد ، ولي رنگ نهايي در حرارت معمولي نه تنها به مقدار مواد افزوني و درجه خلوص آن ، بلكه به تركيب اين مواد افزوني نيز بستگي دارند جدول 2 رنگ هاي توليد شده توسط مواد افزوني مختلف را نشان مي دهد .

جدول 2


ماده افزوني رنگ
نقره زرد
اكسيد مس سبز و ابي
مس كلوئيدي قرمز ياقوتي
سولفيد كادميم به تنهايي و با سلنيوم زرد
آرسنيك با اكسيد سرب سايه هاي از قرمز روشن و نارنجي

تركيبات و رنگ هاي ظاهر شده در انواع شيشه ها
دي اكسيد بمريوم و تينانيوم صورتي ، قرمز ، قهوه اي متمايل به قرمز
ديديميوم ها سبز (فيلترهاي ماوراء بنفش) قرمز مايل به بنفش (كبود)
اورانيوم زرد سبز فلوئور سانت
گوگرد گهربائي
گوگرد و سرب ، آهن ، نيكل يا كبالت سياه سير
طلاي كلوئيدي (به مقدار بسياركم) رنگ ياقوتي ، قهوه اي ، بنفش
اكسيد آهن آبي ، سبز و كهربائي
اكسيد منگنز كهربائي
اكسيد منگنز با اكسيد آهن صورتي ، ارغواني سير ، سياه
اكسيد كروم سبز
اكسيد كروم به مقدار زياد در حالت بلوري ، بصورت شيشه اي
براق يا نوعي شيشه معروف به سنگ
دلربا در مي آيد
اسيد فسفريك تركيبي از شيشه شيري سفيد رنگ
و در صورت استفاده از آهن فرو ، شفافيت
به نور ماوراء بنفش و يا كدري به نور مادون
قرمز را افزايش مي دهد .
اكسيد هاي نيكل و اكسيد هاي كبالت قهوه اي ، ارغواني را افزايش مي دهد.


جامدات معدني



 

فراورده هاي سيليكاتي



شيشه
هنر شيشه گري از قدمت 5000 ساله برخوردار است كشف ميله دم شيشه گري احتمالا در يك قرن قبل از ميلاد اولين پيشرفت برجسته تكنيكي در اين حوزه به شمار مي آيد وهنوز هم به عنوان يكي از ابزارهاي مورد استفاده در توليد فراورده هاي شيشه اي ويژه حائز اهميت مي باشد توليد انبوه شيشه با ظهور توليد و فراوردي مكانيكي شيشه در پايان قرن پيش پا به عرصه گذاشت

اهميت اقتصادي
توليد جهاني شيشه در سال 1977 حدود 6 10*63 تن براورد شد است كه از اين مقدار 26% در ايالات متحده امريكا 9% در شوروي (سابق) و 8% در ژاپن توليد گرديده است . اين كشورها به همراه كشورهاي اروپايي غربي ، 70% كل توليد شيشه را به خود اختصاص مي دهند . محصولات توليدي را مي توان به دو دسته شيشه تخت (مثل شيشه پنجره ، شيشه آينه) و شيشه ظروف (مثل بطري ، ظروف، حباب ، روشنايي ، وسايل شيشه اي آشپزخانه) با نسبت حدود 4 به 10 تقسيم بندي نمود .مقدار توليد شيشه هاي ويژه با مقايسه با شيه تخت و ظروف ناچيز است اما ارزش اين محصولات بيش از 10% كل برگشت سرمايه در صنعت شيشه را به خود اختصاص مي دهد .
مقدار توليد ايالات متحده آمريكا در سال 1981 ، 6 10* 2/3 تن شيشه تخت و 6 10*1/12 تن ظرف شيشه اي بوده است . در سال 1985 ، آلمان غربي (سابق) 6 10*1/1 تن شيشه تخت و 6 10* 4/3 تن ظروف شيشه اي توليد كرده است .

اطلاعات عمومي
شيشه ، فراورده معدني (غيرآلي) ذوب شده اي است كه به صورت غير بلورين (بي شكل) انجماد يافته است و بر خلاف مواد بلورين الگوي پراش اشعه x پخش شده از خود نشان مي دهد . آرايش شبه بلور و منظم موضعي اتمها و همچنين آرايش شبه مايع و غير تناوبي ماكروسكوپي اتمهاي آن در خور توجه بوده است و به همين دليل به عنوان يك مايع فوق تبريدي توصيف مي شود .
شيشه هاي سيليكاني مرسوم ترين شيشه هاي صنعتي مورد استفاده به شمار مي آيند . اين شيشه ها از شبكه سه بعدي شامل چهارو جهي هاي s io4 تشكيل شده اند كه مي توانند در اثر الحاق اكسيد عناصر ديگر (مثل T io2 ,p2o5,B2o3) يا كاتيونها (مثل La3+ , Ca2+ . K+ , Na+) به شبكه يا فضاهاي بين نشيني باقيمانده ، تقريبا به طور نامحدودي تغيير يابد . اين ويژگي اساس طيف كاربرد گسترده و گوناگون شيشه هاي سيليكاتي را بيان مي دارد .

تركيبات شيشه
از نظر صنعتي تاكنون مهم ترين شيشه يك جزئي مورد استفاده ، شيشه كوارتزي بوده است كه در حقيقت تنها شيشه سيليكاتي يك جزئي مي باشد خواص دي الكتريكي و شميايي بسيار خوب ، ضريب انبساط حرارتي پايين ، پايداري حرارتي بالا و شفافيت استثنايي بالا در برابر نور فرابنفش ، از جمله ويژگيهاي در خور توجه اين شيشه به شمار مي رود . نقطه نرم شوندگي و دماي كارپذيري بالا ( c 2000 >) از معيب آن مي باشد از اين رو غالبا محصولات تف جوش شده كوارتزي مورد استفاده قرار مي گيرند . اين محصولات به دليل وجود جبابهاي هوا ، مات به نظر مي رسند .
ساير شيشه ها (سيليكاتي) ، جزء شيشه هاي چندين جزئي بوده و تركيب آنها مي تواند بسته به نوع كاربرد در محدوده وسيعي تغيير يابد .
از لحاظ صنعتي ، شيشه هاي معروف به سودا – لايم ، مهم ترين نوع شيشه هستند . شيشه هاي سودا – لايم ، 90% كل توليد شيشه را به خود اختصاص داده اند و براي توليد شيشه تخت و ظروف شيشه اي به كار مي روند . اين شيشه ها شامل مقادير زيادي اكسيدهاي قليايي و قليايي خاكي ، Ca o . K2o Na2o
بوده و از لحاظ شميايي پايدارتر از سيليكاتهاي صرفا قليايي مي باشند . افزودن مقادير كمي اكسيد آلومينيوم پايداري حرارتي شيشه را بهبود مي بخشد . اكسيد منيزيم تمايل به تبلور را كاهش داده و اكسيده هاي آهن و كروم جهت ايجاد رنگ به شيشه افزوده مي شوند .
شيشه هاي مورد استفاده در وسايل آزمايشگاهي از لحاظ مقدار بالاي اكسيد بور و مقدار پايين اكسيد قليايي موجود با شيشه هاي ديگر متفاوت مي باشند . اين مسئله ، پايداري شميايي بهتر و ضريب انبساط حرارتي كمتر را براي اين نوع شيشه ها به ارمغان مي آورد . اكسيد بور و اكسيد هاي قليايي (يا قليايي خاكي) دماي ذوب شيشه را كاهش مي دهند .
شيشه هاي سربي ذوب مي شوند و كار كردن بر روي آنها بسيار آسان است . اين مسئله به همراه شاخص شكست بالا سبب گرديده تا اين شيشه ها در ساخت وسايل شيشه اي دست ساز و ظريف و شيشه هاي اپتيكي مورد استفاده قرار گيرند . شيشه هاي سربي به دليل جذب شديد تشعشع انرژي بالا ، جهت استفاده در لوله هاي اشعه كاتدي و پنجره هاي سربي (براي واحدهاي هسته اي) مناسب مي باشند .
شيشه هاي اپتيكي ، شيشه هايي همگن با كيفيت بسيار بالا هستند كه از خواص اپتيكي (جذب ، پراكندگي ، شاخص شكست) كاملا مشخص و تعريف شده برخوردارند . اين شيشه ها به دو گروه اصلي تقسيم بندي مي شوند : شيشه فلينت يا زلال (سيليكاتهاي قليايي سربي) و شيشه كروان يا تاج (سيليكاتهاي قليايي) خواص اپتيكي خاص با افزودن اسيد بوريك ، اسيد فسفريك و فلوئوريدها قابل دستيابي است . مقادير زيادي اكسيد هاي خاكهاي كمياب (مثل N d2o3 , Y2o3 , La2o3) اكسيد توريم IV، اكسيد نئوبيمV و اكسيد تانتالم V نيز غالبا به كار مي روند
شيشه سراميكها از جمله موارد ويژه به شمار مي آيند اين مواد اساسا از فازهاي بلوري با دانه هاي ريز همگن تشكيل شده اند . در توليد اين فراورده ها ، شيشه هاي پيش شكل داده شده در معرض عمليات حرارتي قرار گرفته تا جوانه هاي بلوري ايجاد شوند سپس با افزايش بيشتر دما ، بلورهاي فوق ، عمدتا رشد مي كنند . تعداد و اندازه بلورهاي تشكيل شده معمولا توسط فاز جوانه زا و تركيب شيشه تحت تاثير قرار مي گيرند . فلزات قيمتي ، (T io2 , Zro2) سولفيدها و فسفاتها در مقادير تا 3% به عنوان جوانه زاهايناهمگن به كار مي روند شيشه هاي سراميكهاي شفاف از كريستالهاي بسيار ريز تشكيل شده اند (اندازه بلور به قدر كافي كوچكتر از طول موج نور مرئي است مثلا n m 50 و شاخصهاي شكست فازهاي بلوري و بي شكل تقريبا يكسان مي باشند
شيشه سراميكهاي پايداري حرارتي بالاتري نسبت به شيشه هاي با همان تركيب دارند و در كل ، بر خلاف مواد سراميكي غير متخلخل هستند . شيشه سراميكهاي سيليكات آلومنيم ، منيزيم و ليتيم ، از مهم ترين شيشه سراميكهاي صنعتي و وسايل آشپزخانه و سطوح اجاقها مدرن پخت و پز خانگي به شمار مي آيند . اين محصولات به دليل مقاومت عالي در برابر شوك حرارتي كه به ضريب انبساط حرارتي بسيار پايين و يا حتي منفي فاز بلوري موجود درآنها (مثل كورديريت ، 2Mgo . 2Al2 . 5sio2)بتا – اسپادومن Li2o ,Al2o3 ,4Sio22 نسبت داده مي شود ، درخور توجه مي باشند از جمله شيشه سراميكهاي ديگر به نور و قابل حك كاري انتخابي اشاره نمود .

توليد شيشه



مواد اوليه شيشه
ماسه ريزدانه جزء اصلي تمام شيشه به شمار مي آيد كه ترجيحا به صورت اسيد بوريك ، بوراكس يا كلمانيت به كار مي رود . مهم ترني مواد اوليه اكسيد قليايي شيشه كربنات سديم كربنات پتاسيم ، آهك و دولوميت مي باشد .
سولفات سديم به عنوان عامل زلال كننده مورد استفاده قرار مي گيرد .
شيشه هاي حاوي اكسيد آلومينيم از كربنات پتاسيم ، آهك و فلدسپات سديم و يا از سيليكاتهاي آلومينيم ديگري به صورت مصنوعي يا طبيعي توليد شده اند ، ساخته مي شوند . ساير كاتيونهاي مورد نياز در توليد شيشه به صورت اكسيد كربنات ، سليكات يا فسفات (مثل Aipo4 . Zrsio4, Baco3. Pbo2 Tio12 , Zno)
افزوده مي شوند . شيشه خرده ، ماده اوليه مهم ديگري است كه بسياري مقرون به صرفه است و استفاده از آن همراه با صرفه جويي در انرژي ذوب و مواد اوليه خواهد بود . مقدار شيشه خرده توليد شده در صنعت شيشه بسيار متغير است . براي ظروف شيشه اي مقدار آن 15- 10% ، شيشه تخت 30-20% و در مورد شيشه لامپ (حباب روشنايي) 70-50% است . شيشه بازگرداني (شيشه اي كه در خود كارخانه توليد نشده است .) نيز داراي اهميت بوده اما صرفا مي توان آن را در توليد شيشه تخت بدون هيچگونه مشكلي به كار برد . سهم شيشه بازگرداني يا بازيافتي در توليد شيشه تخت در اروپاي غربي در سال 1983 به 15-10% (در برخي مناطق به 50%) رسيده است كه معادل 6 10* 5/2 تن شيشه مي باشد .
مواد اوليه شيشه به همراه اجزاي تصفيه كننده وايجاد كننده رنگ در واحدهاي اختلاط ، توزين شده و در مخلوط كن ها (نوع نواري يا پره اي مارپيچي) به صورت همگن مخلوط مي شوند . دقت در توزين و كارامد بودن عمل اختلاط تاثير بسزايي بر كيفيت شيشه نهايي خواهند داشت .
غالبا 3 تا 4% آب به مخلوط افزوده مي شود تا گرد و غبار ايجاد شده را كاهش داده و همگن سازي را بهبود بخشد اين عمل مي تواند از طريق خشته سازي يا گندله سازي مخلوط نيز انجام گيرد .
حضور مقادير كمي اكسيدهاي نيكل ، واناديم ، مس منگنز ، كروم و خصوصا آهم در مواد اوليه ، بسته به شرايط اكسيداسيون – احيا در مذاب شيشه ، منجر به تغيير رنگ نامطلوب شيشه خواهد شد جايگزين شوند حداكثر مقدار مجاز Fe2o3 براي شيشه هاي عبور دهنده نور فرابنفش 004/0% شيشه هاي عينك 02/0% و جهت شيشه پليت 01/0% است .

رنگ بري شيميايي
براي مقادير كمتر از Fe2o3 1/0 % به كار مي رود . در اين فرايند مواد اكسيد كننده اي كه در دماهاي بالا اكسيژن ايجاد مي كنند (مثل Mno2 , Ceo2. Kno3 ) (صابون شيشه گرها) به مخلوط شيشه افزوده مي شوند . اين مواد آهن (I I) را به آهن (III) اكسيد مي كنند در مقادير بالاتر اكسيد آهن ، رنگ زرد مايل به سبز شيشه را مي توان به صورت فيزيكي از طريق افزودن مواد اوليه ي كه رنگها مكمل ايجاد مي نمايد خنثي كرد .
فرايند ذوب
فرايند ذوب را مي توان به بخشهاي مختلفي تقسيم بندي نمود : ذوب تصفيه ، همگن سازي و آرام سازي (كاهش دما قبل از قالب گيري) براساس نظريات جديد ، فرايند ذوب با تشكيل سيليكات در دماهاي c 900- 800 اغاز مي شود در اين مسير مواد واسط يوتكتيك در واكنشهاي حالت جامد و فاز مايع و به صورت تعادلي با سيليكاي واكنش نكرده دي اكسيد كربن و بخار اب تشكيل مي شوند ، ديگر كربنات ها و بقيه اجزاء با نقطه ذوب بالا مثل فلدسپاتها به همين شكل واكنش مي نمايند .
در اين واكنش ، مخلوط پس از تف جوش شدن به حالت مذاب تبديل مي شود مذابي كه در دماهاي C 1650 –1200 (بسشته به تركيب مخلوط) به دست مي آيد همگن نخواهد بود .به علاوه به دليل رطوبت و هواي موجود در مخلوط مواد اوليه و همچنين گازهاي تشكيل شده حين تجزيه سولفاتها ، نيتراتها ، كربناتها و هيدراتها مذاب شامل حبابهاي گاز خواهد بود .
اين حبابها از طريق تصفيه كردن مذاب شيشه توسط افزودن عوامل تصفيه كننده خارج مي شوند اين عوامل فشار تجزيه گازها در شيشه را افزايش مي دهند و گازهاي آزاد شده به صورت حباب در مذاب به سمت بالا حركت مي كنند . اثر فوق مي تواند با كاهش ويسكوزيته مذاب از طريق دما تحت حمايت قرار گيرد .
سولفات سديم براي تصفيه شيشه توليد شده به صورت انبوه ، به طور گسترده مورد استفاده قرار مي گيرد و SO3 آزاد مي شود . از نيترات سديم يا پتاسيم همراه با اكسيد آرسنك ( V) (شيشه هاي با نقطه ذوب بالاتر C 1500-1450) يا اكسيدآنتيموان (III) (شيشه هاي با نقطه ذوب پايين تر ، C 1400-1300) نيز به اين منظور استفاده مي شود .
وجود ناهمگني در مخلوط شيشه ، جدايش مذاب ، تبخير و خوردگي ديواره كوره سبب بروز تفاوتهاي موضعي در تركيب مذاب خواهد شد . از اين رو بايستي مذاب ، همگن سازي شود . اين عمل براي مثال به كمك دميدن هوا يا بخار از كف مخزن ذوب وي يا توسط اختلاط مكانيكي مذاب شيشه صورت مي گيرد .


كوره هاي ذوب
كوره هاي ذوب مختلفي در صنعت شيشه مورد استفاده قرار مي گيرند مخازن بزرگ بيشتر براي توليد شيشه تخت يا ظروف به كار مي روند در صورتي كه تركيب شيشه در توليد غالبا تغير كند (مثا شيشه هاي اپتيكي) از كوره هاي كوچكتر مانند كوره هاي پاتيلي يا روزكار استفاده مي شود . كوره هاي ساده از لحاظ اندازه بين اين دو گروه قرار مي گيرند .

كوره هاي مخزني
توليد انبوه شيشه در كوره هاي مخزني مداوم با ظرفيت تا 900 تن در روز براي شيشه هاي تخت و تا 300 تن در روز براي ظروف شيشه اي انجام مي گيرد . مخزن ذوب را محفظه مستطيلي شكل كشيده اي به ابعاد مثلا m 40* m 10و عمق m 5/1 –5/0 تشكيل مي دهد . مخلوط مواد اوليه به طور يكنواخت از يك سر كوره وارد مي شود و شيشه پس از خارج شدن از سر ديگر كوره وارد قالبها مي گردد . دماهاي لازم براي ذوب و تصفيه شيشه با دماي مذاب شيشه نهايي تفاوت مي كند . اين مسئله سبب مي شود تا مخزن به مناطق ذوب و بهينه سازي تقسيم بندي شود . ذوب ، تصفيه و همگن شدن در منطقه بهينه سازي صورت مي پذيرد براي توليد ظروف شيشه اي ، دو قسمت مخزن توسط ديوار خنك شونده اي كه داراي يك مجرا است ، از هم جدا شده اند ، مخازن شيشه تخت بدون ديوار جدا كننده ساخته مي شوند و دماي پايين تر مخزن فراوري با باز گذاشتن سقف كوره تامين مي گردد . منطقه ذوب نيز مي تواند به وسيله يك شناور ساخته شده از آجر نسوز تقسيم بندي شود .
اين نوع كوره ها مستقيما احتراق مخلوط نفت – هوا يا گاز هوا گرم مي شوند (شعله از اطراف به سطح مذاب برخورد مي كند) .
گازهاي داغ حاصل از احتراق از طرف مخالف خارج شده و وارد محفظه پيش گرم كننده مي شود . محفظه پيش گرم كننده با شبكه اي از آجرهاي نسوز پوشيده شده است .
در اين محفظه ها هواي احتراق يا هواي احتراق و گاز ، پيش گرم مي شوند . مسير شعله در فواصل 15 تا 30 دقيقه اي معكوس مي شود به طوري كه گازهاي حاصل از احتراق به صورت متناوب رژنراتورها را در هر قسمت گوره گرم مي كنند گرم كردن الكتريكي كمكي توسط الكترودهاي موليبدني غوطه ور در مذاب مي تواند اتلاف حرارت و افت مواد در اثر تبخير را كاهش دهد . مورد دوم به ويژه در خصوص شيشه هاي حاوي سرب و بور حائز اهميت مي باشد .
شاخصهاي مهم كوره هاي مخزني عبارتند از قدرت ذوب ويژه (حدود t/ m2 d) و مصرف گرماي ويژه (حدود kj/kg 700- 4500 ) مصرف گرماي ويژه به تركيب شيشه و دماي ذوب شديدا وابسته است زيرا حدود 2/3 انرژي براي حفظ درجه حرارت بالا مورد نياز ، احتياج خواهد بود طول عمر يك كوره مخزني به كيفيت مواد نسوز آن به ويژه آجرهاي نسوز مخزن بستگي دارد و حدود 6 تا 8 سال مي باشد .

كوره هاي روزكار :
با مخزن ذوب به گنجايش 1 تا 5 تن شيشه با سوخت نفت يا گاز كار مي كنند اين نوع كوره ها به دليل آن كه دوره كاري براي بارريزي ، ذوب ، تصفيه و تخليه 24 ساعت است ، روزگار ناميده مي شوند .
كوره هاي ساده :

هنگامي كه تغيير سريع از يك نوع شيشه به نوعي ديگر مورد نظر باشد از مخازن كم عمق (2 تا 3 متر عرض و 10 تا 12 متر طول) براي توليد مداوم شيشه به مقدار حداكثر 100 تن استفاده مي شود .

كوره هاي مخزني الكتريكي :
اين نوع كوره ها با قدرتt/ m2 d 4 براي توليد انبوه شيشه اقتصادي نخواهد بود . از كوره هاي الكتريكي جهت توليد شيشه هاي با مقدار زياد اجزاي فرار استفاده مي شود . زيرا افت مواد در اثر تبخير در سطوح نسبتا سرد تقريبا كم است . مصرف برق كوره هاي با الكترودهاي موليبدني كه در VAC 120-80 و چگالي جريان A/cm2 3-2 كار مي كنند ،/2kwh 1-8/0 در هر كيلو گرم شيشه است .

قالب گيري (شكل دهي)
شكل دهي در واحدهاي كاملا اتوماتيك با خروجي بالا صورت مي پذيرد قالب گيري دستي به جز براي وسايل پيچيده خاص و محصولات هنري از اهميت چنداني برخوردار نيست . قالب گيري بسته به تركيب شيشه در دماهاي بين 800 و c1400 انجام مي گيرد نوعا برنامه شكل دهي به ويسكوزيته بين 2 10 و p as 5 10 نياز دارد و اين در حالي است كه ويسكوزيته در نقطه نرم شوندگي حدود p as 6/7 10 مي باشد در صورتي كه اختلاف دما بين محدوده هاي ويسكوزيته بزرگ باشد شيشه مورد نظر ، شيشه ديراقوام و در صورت باريك بودن اختلافي دمايي ، شيشه زود قوام ناميده مي شوند . شيشه هاي ديرقوام ساده تر از شيشه هاي زود قوام فراوي مي شوند .

توليد شيشه تخت
توليد شيشه تخت به كمك نورد شيشه مذاب بين غلتكهاي به ضخامت و عرض مورد نظر انجام مي شود . نوار شيشه حاصله متعاقبا در يك كوره نوار نقاله اي به دماي اتاق سرد خواهد شد . در روش فوركلت كه براي توليد شيشه نازك ترجيح داده مي شود ، باريكه يا نوار شيشه اي از طريق يك آجر نسوز شكاف دار از ميان چندين جفت غلتك كه به صورت عمود بر نوار شيشه قرار گرفته اند به سمت بالا كشيده مي شود . در روش پيتزبورگ نيز نوار شيشه اي به صورت عمود به سمت بالا كشيده مي شود اما براي پايدار نمودن شرايط جريان يابي ، بلوكي از جنس موا نسوز در نقطه كشش در زير سطح مذاب شيشه قرار داده مي شود . اين مسئله سبب مي گردد تا سرعت كشش بالاتري نسبت به روش نسوز شكاف دار به دست‌ايد هر چند كه يكنواختي و ثبات ويسكوزيته مذاب به شدت مورد نياز است .

توليد ظروف شيشه اي :
براي توليد اتوماتيك ظروف شيشه اي از روشهاي فشار و دمش استفاده مي شود . روش فشاري عمدتا براي توليد محصولات شيشه اي توخالي و گردن پهن به كار مي رود
اين شيوه از قرار دادن مقادير مشخصي لقمه شيشه اي در قالبهاي فولادي داغ و قالب گيري تحت فشار تشكيل شده است . روش دمشي نيز شامل قرار دادن مقدار معيني لقمه در قالب مي باشد اما لقمه توسط مكش يا دمش با هواي فشرده تغيير شكل داده مي شود .
بسته به نوع محصول شيشه اي ، عمليات ثانويه (مثلا سنگ زني ، پرداخت كاري ، حك كاري ، مات سازي اعمال پوشش انعكاسي) بر روي شيشه انجام مي گيرد . با ايجاد كرنشهاي فشاري بر روي سطح شيشه استحكام محصول شيشه اي افزايش مي يابد . اين عمل توسط گرم كردن شيشه تا دماي نرم شوندگي آن و سپس سرد كردن سريع به كمك دميدن هوا يا غوطه ور نمودن در يك مايع (سخت گرداني حرارتي) انجام مي شود . در سخت گرداني شيميايي ، كرنش فشاري به كمك تبادل يونهاي سديم با يونهاي بزرگتر (پتاسيم) مثلا از طريق غوطه ور نمودن محصولات شيشه اي در مذاب نيترات پتاسيم توليد مي گردد .

خواص و كاربردهاي شيشه
مهم ترين خواص شيشه براي فرايند قالب گيري و كاربردهاي آن به مقدار زيادي توسط تركيب شيشه تعيين مي گردد .
ضريب انبساط حرارتي شيشه كوارتز k 7- 10*5 ، شيشه بورو سيليكات از نظر حرارتي پايدار حدود k 7-10*30، شيشه هاي با مقدار سرب بالا و شيشه پنجره
k 7-10* 90-80 مي باشد در سيستمهاي كامپوزيتي مانند شيشه هاي كه در صنعت الكترونيك براي ذوب و اتصال شيشه به رساناهاي فلزي و يا به عنوان روكش كار مي روند ، بايستي ضريب انبساط حرارتي شيسه و فلز با هم دقيقا هماهنگ باشد .
اكثر شيشه ها از جمله عايقها و دي الكتريكهاي عالي به شمار مي آيند مقاومت الكتريكي آنها در اتمسفر مرطوب و دماهاي بالا شديدا كاهش مي يابد . به ويژه در مورد شيشه هاي غني از قليا كه مقدار آن در دماي اتاق cm 19 10- 11 10 است . ثابت دي الكتريك شيشه هاي چند جزئي 7-5 و شيشه سيليكا 4- 5/3 مي باشد
پايدار بودن شيشه (خصوصا شيشه ظروف و بطري ) در برابر تقريبا تمام مواد شيميايي و حلالهاي از جمله ويژگيهاي بسيار مهم آن به شمار مي رود . با اين وجود اسيدها و قليايي هاي آبي بر روي شيشه تاثير مي گذارند و در اثر شكسته شدن شبكه و تشكيل آنيونهاي سيليكاتي شيشه سيليكاي متخلخل ايجاد مي گردد .
حمله اسيدي
حمله قليلايي :
علت هوازدگي شيشه ها مسئله فوق مي باشد شيشه هاي حاوي تا 15% وزني
B2 O3 .Al2o3, Mgo. Cao به ويژه Zro2 در برابر قليايي ها فوق العاده مقاوم هستند . شيشه هاي آلرمينو سيليكاتي و بورو سيليكاتي بيشترين پايداري را در برابر اسيدها از خود نشان مي دهند . اسيد فلوئوريدريك ، شيشه هاي سيليكاتي را با تشكيل اسيد هگزا فلوئورو سيليسيك سريعا حل مي كند .
از خواص مهم صنعتي ترين شيشه ها مي توان به شفافيت آنها در برابر نور مرئي اشاره نمود به ويژه براي شيشه پنجره ، آينه ، و وسايل نوري ، جمع كننده هاي خورشيدي و شيشه هاي اپتيكي براي عينك لنز ، منشور ، و غيره حائز اهميت است . شيشه هاي رنگي حاوي كاتيونهاي فلزات انتقالي ، لانتانيدها ، آكتينيدها يا ذرات كلوئيدي فلزات قيمتي مي باشند.

فرايند سل ژل
در حالي كه در توليد مرسوم شيشه در اثر ذوب مواد اوليه عمدتا اكسيدهاي با نقطه ذوب بالا ، شيشه ايجاد مي شود اما در فرايند سل – ژل تشكيل شيشه از طريق هيدروليز و پلي مر شدن تراكمي مواد آغازين واكنش پذير در محلول الكلي صورت مي پذيرد . در اين فرايند تترا اتيل ارتو سيليكات در دماي c80- 60 در اتانول ابي ايجاد يك ژل پلي سيلوكسان مي نمايد كه با افزايش هر چه بيشتر اتصالات عرضي ، الكل و آب خارج خواهند شد .
با افزايش دما تا حدود C1000 (به صورت انتخابي ، تحت فشار) ماده فوق به شيشه سيليكا تبديل مي گدد . واكنش با آلكوكسيدهاي فلزي ديگر مثل Ti I (Or)4 ;LiOR , NaoR و نيز واكنش هيدروكسيدهاي فلزي با TEOS (به طور جزئي هيدروليز شده) به صورت مشابه انجام مي شود .
خواص شيشه هاي بسيار همگن و خالص كه به اين شيوه تهيه مي شوند با شيشه هايي كه از طريق ذوب ساخته شده اند قابل مقايسه هستند فرايند سل – ژل در برخي موارد تنها راه توليد شيشه هايي با تركيب خاص و بدون جدايش فازي است . (شيشه هاي سيليكاتي دو جزئي حاوي مقادير زياد La2o3 , Zro2) .
با اين وجود ، به دليل مسايل تكنيكي و اقتصادي فرايند سل –ژل فقط جهت توليد پوششهاي با كيفيت بالا بر روي سطوح فلزي ، سراميكي يا شيشه اي و براي توليد بلوكهاي يك پارچه شيشه اي مناسب مي باشد . لايه هاي بازتابي و ضد بازتابي بر پايه شيشه S io2 , Tio2 در مقادير زياد به همين صورت توسط اندود كردن به روش غوطه وري و انجام عمليات حرارتي توليد مي شوند .



تاريخ : شنبه بیستم شهریور 1389 | 15:53 | نویسنده : علیرضا حسینی

Examples of use

High-temperature endoscope


montoring flat glass manufacturing


Glass industries

Monitoring flat glass manufacturing

Real-time viewing of the Top Roll : roller that moves the glass sheet forward over a tin bath.




monitoring of billetsMetallurgy

Billet reheating furnace

Constant monitoring of billet alignment with the side members for furnace unloading.



monitoring boiler operation

Power station

Monitoring boiler operation 

Viewing the flame, monitoring the coal fire nozzles (positioning and degradation).



inspection refractories of a furnace

Glass-industries

Inspection refractories of a furnace

Checking the inside vaults of a furnace and highlighting of degradation of refrctories.
Images in black and white for a better contrast. 




checking slab positioning

Metallurgy

Checking slab positioning

Checking for the absence of slabs before closure of furnace doors. 

 http://www.cesyco-endoscopes.com/66-22956-Examples-of-use.php



تاريخ : شنبه بیستم شهریور 1389 | 15:51 | نویسنده : علیرضا حسینی

Stationary endoscope

  http://www.cesyco-endoscopes.com/66-22954-Stationary-endoscope.php

CESYCO's high-temperature stationary endoscopes are employed for round-the-clock production control. They are able to resist corrosion and temperatures reaching 2,000°C.



high temperature endoscope

Target uses

 

  • Continuous hot process control: Real-time production monitoring.
  • Furnace supervision: Oversight and optimization of furnace operations.
  • Decision-making assistance: Forecasting and scheduling of maintenance / repair work based on the transmitted images.


 

Applications examples

  • Steel industry: Blast furnace monitoring. Billet, sheet metal production control.
  • Glass industry: Glass fabrication tracking, melting control, supervision of tin bath (top roll).
  • Waste incineration: Inspection of firebox location. Verification of the complete incineration of all wastes.
  • Energy production: Control of boiler startup, visualization of combustion.


Technical characteristics

This heat process constant monitoring equipment includes:

high temperature endoscope

An endoscope

Corrosion-proof jacket made in stainless steel type Hastelloy, it is fitted with a video camera allowing 24-hour monitoring.  

The probe comes in diameters of 70 to 100 mm and lengths up to 4000 mm.
This endoscope can be used alone or with an extractor bench.



extractor unit

An extractor unit 

This is a mobile system for introducing and withdrawing the equipment from furnaces. It is fitted with:


A load-bearing structure with:

 

  • A safety device which ensures automatic withdrawal of the endoscope in case of cooling system malfunctions. 

  • An emergency air tank in case of pressure loss

  • A port hole with a flipper door 

  • An IPN structure with clip plate on the furnace 

  • An optional air barrier 


electrical cabinetAn electrical cabinet:

The automatically controlled unit permanently monitors:

  • The water temperature, flow and pressure
  • The air pressure and flow
  • The electronical power supply
  • The alignment of the endoscope
  • The camera power supply and video output


fluid cabinetA fluid cabinet :
Enables filtering and control of the cooling fluids.

Air :
3 and 5 µm filtering
Regulator and manometer
Water :
Shut-off valve and manometer
Flow-meter with dial 
Heat indicator


تاريخ : شنبه بیستم شهریور 1389 | 15:47 | نویسنده : علیرضا حسینی

Portable endoscope

 

CESYCO portable endoscopes are dedicated to high-temperature inspections and enable sporadic controls inside furnaces or boilers while operating at temperatures reaching 2,000°C.



high temperature endoscope

Target uses

 

  • Preventive surveying of the state of internal wear: Detection of defects, zones of premature wear, cracking, partial or total failure.
  • Remedial control: Checking for the cause of faults subsequent to detection of a production-related problem.
  • Decision-making assistance: Scheduling of repairs during furnace hot periods, anticipating maintenance operations. 


 

Application examples 

  • Glass industry: Inspection of the state of wear of refractory material, furnace crowns.
  • Energy production: Control of nozzle operations.Verification of injectors. 
  • Waste incineration: Control of deposit accumulation in the incineration firebox.
  • Steel industry: Search for one-off production line flaws. Supervision of the state of rollers in galvanizing furnaces.


high temperature endoscopeTechnical characteristics

CESYCO's high-temperature portable endoscopes feature high-quality images and are particularly resistant, easy to handle and lightweight. Their characteristics include:

  • a diameter inferior to 40 mm.
  • the capacity to withstand several hours exposed to temperatures close to 2,000°C.
  • a small tracking station to guarantee safety and activate the alarm should the equipment overheat.
  • two modes of visualization: ocular, and photo/video recording.


high temperature portable endoscope

http://www.cesyco-endoscopes.com/66-22955-Portable-endoscope.php



تاريخ : شنبه بیستم شهریور 1389 | 15:42 | نویسنده : علیرضا حسینی



مشاهده تاپرولر ها با اندسکوپ



تاريخ : شنبه بیستم شهریور 1389 | 0:19 | نویسنده : علیرضا حسینی

معرفی انواع شیشه و وضعیت صنعت شیشه سازی در کشور

امروز مطالعه بازار نقش تعیین کننده و سرنوشت سازی درگزارشات فنی و اقتصادی طرحهای تولیدی و صنعتی دارا می باشد به طوری که اگر طرحی از لحاظ فنی و اقتصادی دارای توجیه بوده ولی از بازار مناسبی برای عرضه و فروش محصولات خود برخوردار نباشد توجیه پذیر تلقی نمی گردد.

از طرفی پیشرفت سریع تکنولوژی تولید، عرضه محصولات جدیدتر با خواص و کیفیت بهتر را باعث شده و تولید کنندگان این محصولات (محصولات جدید) را از مزیتهای نسبی آن برخوردار کرده است به گونه ای که با ارائه محصولی مناسب و مورد نیاز مشتری مقداری از تقاضای بازار را پوشش داده و سود مناسب را از این طریق حاصل کرده اند. در این مبحث سعی شده تا با بر شمردن تواناییهای بالقوه کشور و مجریان طرح در زمینه تولید محصولات مورد نظر و معرفی محصولات از لحاظ مشخصات، کاربرد، منابع تامین مواد اولیه، عرضه و تقاضا مورد ارزیابی قرار گیرد.

شیشه بطوریکه همه آنرا می شناسند جسمی است شفاف که نور به خوبی از آن عبور می کند و پشت آن بطور وضوح قابل رویت می باشد. Transparent شیشه جسمی است سخت که در طبقه بندی اجسام، سختی آن در ردیف 8 قرار دارد. یعنی سختی شیشه 8 است و همه اجسام به جزء الماسه ها را خط می اندازد. وزن مخصوص شیشه 5/2 گرم بر سانتی متر مکعب بوده وبسیار ترد و شکننده است. شیشه تنها مصالح ساختمانی می باشد که با وجود بر آنکه نور از آن به خوبی عبور میکند فضاهای مسکونی را از گزند عوامل جوی مانند باد، باران، برف و سرما و همچنین هجوم حشرات و حیوانات محفوظ نگه می دارد. با توجه به سطحی را که شیشه می پوشاند قیمت آن نسبت به سایر مصالح ارزان تر است و مصرف آن به ساختمان جلوه خاصی میدهد. شیشه در مقابل تمام مواد شیمیایی حتی اسیدهای قوی و بازها مقاومت کرده و تحت تاثیر خورندگی واقع نمیشود. به همین علت ظروف آزمایشگاهی را از شیشه می سازند. فقط اسید فلور بر شیشه اثر داشته و شیشه را در خود حل می کند.

 


قدمت شیشه

اگر شیشه یا شیشه ای شدن را به معنی عمومی آن یک مرحله از ذوب وطریقه سرد شدن اجسام تعریف کنیم باید قدمت شیشه را تقریبا مساوی با سرد شدن پوسته جامد زمین بدانیم یعنی بگوئیم قبل از آنکه بشر موفق به ساختن شیشه مصنوعی بشود طبیعت آنرا به طور طبیعی بوجود آورده است. بدین طریق که مواد مذاب که دارای ترکیبات مخصوصی بودند از دهانه کوهها فوران نموده و به علت سریع سرد شدن به شیشه تبدیل شده اند البته باید توجه داشت که این شیشه ها تقریبا دارای کلیه خواص شیشه های مصنوعی هستند فقط ممکن است در اغلب مواقع شفاف نباشند یعنی نور به خوبی از آنها عبور نمیکند. انسانهای اولیه این گونه سنگهای شیشه ای را، شکسته و از قسمت تیز آن به عنوان آلت جنگ و شکار استفاده می نمودند. (استفاده از این آلت جنگی از نقاشیهائی که بر دیوار غارها کشیده اند، بخوبی مشخص است) ولی قدمت شیشه را به دقت نمی توان تعیین نمود اما تقریبا با توجه به آثار بدست آمده از حفاریها، نشان میدهد که بشر از پنج هزار سال پیش با شیشه آشنایی داشته واز آن استفاده می نموده است. گدانها وسایر ظروف بدست آمده از حفاریهای بین النهرین دارای قدمتی در حدود دو هزار سال قبل از میلاد مسیح می باشند الواح شیشه ای و گلدانهای بدست آمده از حفاریهای مصر قدمت پنج هزار ساله دارد.

رومیان نیز در فن شیشه گری مهارت داشته اند و در این صنعت از سایرین پیشرفته تر بودند. در ایران نیز ساختن شیشه قدمت چند هزار ساله دارد در حفاریها ی انجام شده در لرستان و شوش باستان شناسان قطعات شیشه ای سبز رنگ بدست آورده اند که قدمت آنرا 2250 سال قبل از میلاد می دانند.

 

تاریخچه صنعت شیشه در جهان و ایران

شیشه و فرآورده های شیشه ای امروزه بعنوان یکی از صنایع مهم در اغلب کشورهای جهان محسوب
می گردد. تنوع پذیری فرآورده های شیشه ای، اختصاصی بودن بعضی از این محصولات و کاربردهای متعدد و روز افزون آنها باعث اهمیت این صنعت برای همگان گردیده است.

صنعت شیشه سازی در ایران از سالیان متمادی بصورت سنتی متداول بوده است و حتی تا اوایل دهه 1340 این صنعت به صورت صنعتی ارائه نشده بود.

شیشه برای اولین بار در امواج آتشین آتشفشانهایی که به سردی گراییده بودند، در رنگ های متفاوت یافت گردید. انسانهای عصر برنز، شیشه طبیعی را گرم کرده و به شکل های مختلف در آورده و به زندگی خود وارد کردند.

مردم ایلام، مصر و بین النهرین حدود سالهای 3000 و 4000 قبل از میلاد مسیح شیشه را شناختند و توانستند آنرا بصورت خیلی ابتدایی بسازند. حدود 100 سال قبل از میلاد مسیح این هنر از طریق مصر به ایتالیا رفت و رفته رفته کارگاههای شیشه سازی دررم بوجود آمد. بعد از آن شیشه سازی از رم به ممالک قلمرو آن کشور و سپس به اسپانیا، آلمان، انگلیس و سواحل شمالی دریای سیاه راه یافت. درحدود سال 900 میلادی شیشه و آیینه سازی در ونیز توسعه فوق العاده یافت و با توجه به اینکه آن کشور تقریبا قدرت دریایی منطقه مدیترانه بود تجارت شیشه یکی از ارقام بزرگ صادرات رم بشمار می رفت. سربازانی که شیشه ساز بودند و در جنگهای صلیبی سال 1204 میلادی شرکت داشتند بعد از فاتح شدن، صنعت شیشه سازی را به امپراطوری بیزانس برده و آنرا توسعه دادند. مقارن با سالهای 1600تا 1700 میلادی صنعت شیشه سازی بطور سریع در جهان توسعه یافت بطوریکه  ایتالیا صنایع و هنر شیشه سازی را به جزایر مورانو (Morano) انتقال دادند تا اسرار این صنعت به خارج نفوذ نکند و حتی مجازات مرگ را برای جاسوسان در نظرگرفتند در سال 1612 یک کشیش فلورانسی بنام آنتونی نری (Antoni Nery) مقداری از اسناد شیشه سازی را در شهر فلورانس منتشر نمود. از آن تاریخ این صنعت در کنار صنایع دیگر آن زمان جای گرفت و تاریخ مستند شیشه پایه گذاری شد. در ایران، قبایل ایرانی و ایلامی از اولین کسانی هستند که صنعت شیشه سازی را در آن مناطق توسعه دادند. ولی متاسفانه در گسترش و تحقیقات علمی و بصورت کلاسیک در آوردن این هنر و صنعت اصیل ایرانی اقدامات چشمگیری صورت نگرفت و حتی به آن توجه ویژه ای نشد.

شیشه سازی بصورت مدرن و صنعتی در ایران در حدود 80 سال پیش آغاز گردیده است. شیشه و
بلور سازی رشته ایست که با اتکا به منابع اولیه در داخل کشور و بدون نیاز به مواد اولیه از خارج می توان هر نوع وابستگی را از میان برد. با توجه به وفور مواد اولیه و انرژی ارزان در کشور، امید آن می رود که این صنعت و هنر اصیل جایگاه واقعی خود را در صنعت ایران بازیابد.

- شیشه مایعی است فوق تبرید که فاقد شبکه منظم کریستالی است و گرانروی آن آنقدر زیاد است که در ظاهر به شکل جامدات می باشد. نکته حائز اهمیت در تعریف شیشه مایع بودن آن می باشد. 

- شیشه مایعی است که دراثر سرد شدن سریع گرانروی آن به حدی رسیده که امکان تشکیل شبکه منظم کریستالی را نیافته است.

- شیشه مایعی است فوق تبرید که امکان تشکیل شبکه منظم کریستالی را ندارد.

از لحاظ علمی شیشه ای شدن پدیده ایست که هر جسمی می تواند به این حالت  در آید و موفقیت دراینکار بستگی به زمانی دارد که آن جسم برای تشکیل شبکه منظم بلوری لازم دارد اگر بتوان این فرصت را به آن جسم داد پس می توان مسیر آنرا عوض کرده و آنرا شیشه ای نمود. 

در طبیعت نیز شیشه هایی به صورت طبیعی وجود دارد. در نمونه های بدست آمده از کره ماه نیز شیشه های طبیعی با ترکیب مشابه ترکیبات شیشه های زمین کشف شده است.

انواع شیشه ها

شیشه ها را از دو دیدگاه می توان دسته بندی نمود: یکی ترکیب و خواص ناشی از آن و دیگری شکل و کاربردهای مربوط به آن در هر جسم شیشه ای. 

 

ترکیبات شیشه

از لحاظ نظری اگر بتوان سرعتهای سردکردن را برای هر ماده آنقدر بالا برد که مجال جامد شدن را پیدا نکند در این صورت می توان آن جسم را شیشه ای نمود. اما عملا انجام این کار چندان ساده نمی باشد زیرا گاهی سرعت لازم برای سرد کردن مواد باید آنقدر زیاد باشد که آنرا غیر علمی یا حداقل غیر اقتصادی می کند.

از طرف دیگر در طبیعت موادی وجود دارند که می تواند با سرعتهای معمولی سرد کردن آنها را از حالت مذاب به صورت شیشه ای درآورد و به همین  دلیل به آنها شیشه ساز یا به عبارت بهتر شیشه سازهای خوب می گویند از جمله آنها که در طبیعت نیز به وفور یافت می شود می توان به دی اکسید سیلیسیم یا همان سیلیس اشاره نمود.

سیلیس پایه بسیاری از شیشه های دنیا بوده و نقش منحصر بفرد و مهمی در تولید شیشه ها بر عهده دارد شیشه سازهای دیگری نیز وجود دارند که بنابر خواص و کاربرد آنها در انواع شیشه های خاص مورد استفاده قرار می گیرند و از این میان می توان اکسید بر، اکسید ژرمانیم، پنتا اکسید فسفر، پنتا اکسید وانادیم و اکسید ارسنیک را نام برد.  

سیلیس پر مصرف ترین ماده در صنایع شیشه سازی است و بیش از 90 درصد از شیشه های تولیدی دنیا را در بر می گیرد. دی اکسید سیلیسیم در دمای 1723 درجه سانتیگراد ذوب می شود وگرانروی آن در این دما بسیار بالاست از اینرو تولید اشیاء شیشه ای با سیلیس خالص پر هزینه بوده و فقط در موارد خاصی اقدام به تولید آنها می گردد این شیشه ها به لحاظ قابلیت تحمل زیاد شوکهای حرارتی و مقاومت  شیمیایی مطلوب کاربردهای خاصی نظیر لوازم آزمایشگاهی پیدا کرده اند.

به این ترتیب  لازم است مواد دیگری به سیلیس اضافه شود تا با پایین آوردن نقطه ذوب وگرانروی آن تولید مصنوعات شیشه ای ساده تر و مقرون به صرفه گردد موادی که نقش کمک ذوب را ایفا می نمایند تحت عنوان گداز آورها یا اصلاح کننده ها یا همان کمک ذوب ها دسته بندی می شوند و مهمترین آنها عبارتند از اکسید سدیم و اکسید پتاسیم این اکسیدها با بر هم زدن تعادل شبکه منظم باعث پایین آمدن نقطه ذوب آن می شوند و به این ترتیب عملیات ذوب را ساده تر وکم هزینه تر می کنند.

با ترکیب اکسید سدیم و سیلیس و سرد کردن مذاب آنها جسم شیشه ای بنام سیلیکات سدیم یا آب شیشه بدست می آید که در تولید شوینده ها مصرف زیادی دارد ولی این شیشه در آب گرم حدود90 درجه سانتیگراد حل می شود و لذا نمی تواند به عنوان یک جسم قابل استفاده در مصارف عمومی اقلام شیشه ای بکار رود بنابراین ضروری است مواد دیگری به آن اضافه شود تا خواص مطلوب نظر را در آن ایجاد کند به این گونه مواد که مقاومت مکانیکی و دوام شیمیایی  شیشه ها را بهبود می بخشند مواد تعادل دهنده یا پایدار کننده یا واسطه می گویند نظیر اکسید آلومینیوم، اکسید منیزیم و اکسید کلسیم.

حال اگر هر یک از این مواد به مقدار مناسبی در مخلوط بار اضافه و سپس ذوب  و سرد  شود شیشه ای بدست می آید که هم خواص شیمیایی و هم خواص فیزیکی و مکانیکی آن در حدی است که می تواند در رفع نیازمندیهای روزمره نقش گسترده ای داشته باشد این نوع شیشه ها را بنام شیشه های تجاری یا سودا - آهکی - سیلیسی می شناسند.

با تعیین مقدار هر اکسید در ترکیب شیشه و افزودن بعضی اکسیدهای دیگر، انواع مختلف شیشه های تجاری بدست می آید که هر یک بر حسب نیاز تولید می گردد به عنوان مثال ظروف شیشه ای نظیر انواع بطریها و غیره که باید علاوه بر شفافیت استحکام مکانیکی خوبی داشته و دوام شیمیایی آنها نیز بسته به نوع موادی که داخل آنها ریخته می شود مناسب باشد و یا شیشه های ظروف رومیزی نظیر لیوان، استکان، فنجان و ... علاوه بر خواص فوق باید از شفافیت و تلالو بیشتر برخوردار بوده و شوکهای حرارتی ناشی از سرد وگرم شدنهای ناگهانی را در حد معقولی تحمل کنند.

انوع شیشه و کاربرد آنها

 

انواع شیشه برای مصارف گوناگون در ضخامتها، رنگها و طرحهای مختلف تولید می شود. این شیشه ها با توجه به شرایط منطقه ای و نظر مصرف کننده می توانند مقدار نور، انرژی خورشید، حرارت و مقدار صدا را کنترل نمایند.

انواع شیشه ضمن کنترل پارامترهای مذکور، شیک بوده و درطول سالهای متمادی تغییرکیفیت نمی دهند. از شیشه می توان جهت نمای ساختمانها و یا بصورت درب، پارتیشن، دکور داخل ساختمان، اطاقک شیشه ای، میز شیشه ای و به عنوان نرده استفاده کرد.

 

- شیشه های آبدیده (سکوریت)

انوع مختلف شیشه را می توان بصورت سکوریت (ایمن شده ) تبدیل نمود. در سکوریت کردن،  شیشه ها تحت اثر عملیات حرارتی قرار می گیرند. این عملیات به شیشه خواص مکانیکی استثنایی می دهد، مقاومت آن افزایش پیدا کرده و در موقع شکستن، شیشه های آبدیده به تکه های کوچک تقسیم شده واحتمال بریدگی را کاهش می دهد.

 

- شیشه های دوباره حرارت دیده

شیشه هایی که موقع خروج از کوره دوبار گرم شده اند تنش های داخلی آنها از بین برود.

 

- شیشه های کنترل کننده نور و حرارت خورشید

1- شیشه های رنگی غیر انعکاسی 

این شیشه ها ضمن کاهش حرارت، تیزی نور آفتاب را هم می گیرد و اجازه می دهد نور طبیعی مورد نیاز وارد ساختمان شود. این نوع شیشه ها در ضخامتها و رنگهای مختلف وجود دارد که بشرح ذیل می باشد. البته درجات کنترل نور و حرارت آنها با هم متفاوت است.

 

زرد کهربایی            3-4-5-6-8-10        میلیمتر

برنز                     3-4-5-6-8-10          میلیمتر

دودی اروپا             3-4-5-6-8-10         میلیمتر

دودی ایتالیا            3-4-5-6-8-10         میلیمتر

صورتی                    3-4-5-6-10          میلیمتر

سبز                     3-4-5-6-8-10         میلیمتر

شیشه های مذکور بصورت سکوریت نیز قابل استفاده است. 

 

2- شیشه منعکس کننده نور خورشید SUN - REFLECT

یک نوع شیشه بصورت مخصوص تولید می شود تا بتواند درصد بسیار بالایی از نور خورشید را منعکس نماید. این شیشه در ضخامت 6 میلیمتر و رنگهای ساده و خاکستری وجود دارد. وقتی در نمای ساختمان استفاده می شود بصورت نقره ای بنظر می رسد.

 

3- شیشه پارلیو PARELIO

شیشه های مختلف به ضخامتهای 12-10-8-6 را می توان موقع سکوریت کردن با استفاده ازمواد شیمایی حالت انعکاس خاصی به آنها داد بطوریکه می تواند درصد بالایی از اشعه ماورای بنفش و مادون قرمز را منعکس نماید. (‌از 42 درصد تا 80 درصد) پارلیو با دو ترکیب 24 و 50 انجام می شود. رویه منعکس کننده پارلیو 24 می تواند بطرف داخل یا خارج باشد ولی رویه منعکس کننده پارلیو 50  باید بطرف داخل باشد (غیر از شیشه ساده پارلیو) پارلیو چون موقع سکوریت شدن ایجاد می شود  قابل برش نمی باشد.

 

 

 

4- شیشه جام رفلکس (منکس کننده) REFLECT

این نوع شیشه بصورت جام منعکس کننده نور بوده و می تواند بصورت سکوریت نیز مورد استفاده قرار گیرد. تفاوت این نوع شیشه با شیشه پارلیو در این است که شیشه پارلیو موقع سکوریت شدن بصورت منکس کننده در می آید. البته درجات کنترل نور و حرارت این دو نوع شیشه متفاوت است. این نوع شیشه در ضخامتهای 5-6-8-10 میلیمتر و رنگهای مختلف تولید می شود. هنگام کار با شیشه باید مواظب بود تا سطح منعکس کننده خراش بر ندارد.

 

5- شیشه شاهکار انعکاس REFLECYA - COOL

این شیشه به گونه ای تولید می شود که بتواند درصد بالایی از نور و انرژی خورشید را منعکس و جذب نماید و رنگ و زیبایی مورد نظر را به ما بدهد. این نوع شیشه هزینه تهویه داخل ساختمان را به حداقل می رساند. وقتی این نوع شیشه در نمای ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد داخل ساختمان از ساختمانهای روبرو قابل رویت نمی باشد. این شیشه در سه نوع استاندارد  تولید می شود بطوری که بتواند 8 % ، 14 % و 20% نور را به داخل ساختمان انتقال دهد. این شیشه در رنگها و ضخامتهای ذیل تولید می شود:

ضخامت (میلیمتر)                             نوع

- 10-8-6-5-4-3                            ساده

- 10-8-6-5-4                               زرد کهربایی 

- 6-5                                           آبی 

- 10-8-6-5-4-3                            برنز

- 10-8-6-5-4-3                            دودی اروپا

- 10-8-6-5-4-3                            دودی ایتالیا

- 10-6-4-3                                  صورتی 

- 10-8-6-5-4-3                            سبز

6- شیشه های دو جداره

سیستم شیشه دو یا چند جداره قطعه ای است شامل دو یا چند لایه شیشه که به طور موازی در فواصل مساوی از یکدیگر قرار گرفته اند و توسط فاصل (اسپیسر) در دور تا دور آن، از هم جدا شده اند. در فضای بین شیشه ها هوا یا گازهای خاص بدون رطوبت با فشاری تقریباً مساوی فشار هوای بیرون وجود دارد. در شیشه های دوجداره غالباً از اسپیسرهای آلومینیومی استفاده می شود که درون اسپیسر را با ماده رطوبت گیر پر می کنند که این ماده سبب جذب رطوبت هوای مابین دو شیشه می گردد و توسط مواد درزگیر مناسب، کاملاً آب بندی شده است و در داخل فاصل های استاندارد از مواد جاذب رطوبت استفاده می گردد.

در شیشه های دو جداره می توان از انواع شیشه های معمولی، رنگی، رفلکس، لمینت و سکوریت استفاده کرد.

خصوصیات شیشه دوجداره

- کاهش اتلاف انرژی

- کاهش آلودگیهای صوتی

- جلوگیری از نم زدگی شیشه

- ایمنی بیشتر نسبت به پنجره های تک جداره

 

 

7 - شیشه های ایمنی 

شیشه ایمنی به سختی می شکند و در مقابل نیروهای ناشی از ضربه انفجار، باد و زلزله مقاومت نموده و یا در صورت شکسته شدن به قطعات کوچک تبدیل می گردد به نحوی که خسارات جانی و مالی حادثه را به حداقل می رساند. 

تغییرات بعدی روی شیشه ایمن شده ممکن نمی باشد بنابراین باید در تهیه نقشه های اجرایی ساخت این نوع شیشه دقت کافی بعمل آید. خواص مختلف در شیشه های ایمنی باعث گردیده که استفاده از یک لایه شیشه ساده تخت در کشورهای صنعتی و پیشرفته جهان تقریبا منسوخ گردد. شیشه ایمنی با انجام عملیات حرارتی بر روی شیشه معمولی تولید می گردد. شیشه را با توجه به ضخامت و شکل مسطح یا خم آن تا حدود 600 الی 730 درجه سانتیگراد حرارت داده سپس آنرا با دمش هوا با فشار 2 تا 6 کیلوگرم/ سانتیمتر مربع بسرعت و به طریقی سرد می کنند که تنش فشاری در سطح و کششی در مرکز شیشه باقی می ماند. این فرآیند باعث می گردد استحکام شیشه بالا رفته ونسبت به ضربه خمش وتنشهای حرارتی مقاومت زیادی نشان دهد. مقاومت خمشی شیشه معمولی حدودا 300 تا 400 کیلوگرم نیرو بر سانتیمتر مربع می باشد ولی این عدد برای شیشه ایمنی 1200 تا2000 است. شیشه ایمن شده به دلیل مقاومت مکانیکی بالا در ساخت پوشش نما و ورودی ساختمانهای مسکونی، اداری، تجاری و ورزشی، بانکها، هتلها و سایر ساختمانهای پر تردد، ویترین فروشگاهها،  پارتیشنها، ‌شیشه های رومیزی، وسائط نقلیه عمومی و... کاربرد وسیعی دارد. همچنین به دلیل مقاومت حرارتی مناسب وجنبه های ایمنی از آن برای ساخت شیشه های درب اجاقها و بخاریهای گازی و.. استفاده می گردد. شیشه دو جداره به دلیل حفظ انرژی حرارتی و برودتی داخل، تجاری و... به جهت کاهش آلودگی در پنجره ساختمان بیمارستانها، کتابخانه ها، موزه ها وساختمانهای حاشیه خیابانهای پرتردد و یا نزدیک فرودگاه ها کاربرد وسیع دارد. همچنین برای ایمنی و آسایش بیشترپنجره های وسایل نقلیه عمومی مانند واگنهای قطار واتوبوسهای بین شهری نیز به شیشه های دو جداره مجهز می گردند. بنابراین استفاده از شیشه های دو جداره در پنجره ساختمانها برتریهای انکار ناپذیری به شرح ذیل دارد.  

- حفظ انرژی وحفاظت محیط زیست:مقایسه ضریب انتقال حرارت برای شیشه های مختلف که در پنجره ساختمانها استفاده می شوند وهمچنین میزان مصرف سوخت سالانه که تولید کننده گازهای زیان آور برای محیط زیست مانند CO2 و  SO2 می باشد بیانگر این واقعیت است که استفاده از شیشه های دو جداره در ساختمانها تا چه اندازه اهمیت دارد میزان صرفه جویی سوخت برای یک آپارتمان مسکونی که حدود سی متر مربع پنجره داشته و در آنها از شیشه دو جداره با گاز آرگون استفاده شده باشد سالانه 1500 لیتر می باشد که در این حالت تولید گازهای آلاینده  نیز تا حدود 70 درصد کاهش می یابد.

- کاهش آلودگی صوتی : متوسط تقریبی شدت سر و صدا در شهر های بزرگ در حدود 65 تا 70 دسیبل می باشد این در حالی است که شدت صوت مجاز برای بیمارستانها ومحیط هایی از این نوع حداکثر 38 دسیبل می باشد.

استفاده بهینه از نور روز وکنترل انرژی: در مناطق گرمسیر با استفاده مناسب از شیشه های رنگی و رفلکس  در پنجره های دو جداره میتوان میزان عبور نور ورودی را به دلخواه از حدود 8 تا 76 درصد نور تابیده شده کنترل نموده وانتقال انرژی از خارج به داخل نیز می تواند از 25 درصد تا حدود 61 درصد کل انرژی تغییر نماید همچنین برای مناطق سردسیر می توان با استفاده  از یک لایه شیشه پوشش دار انرژی داخل را نیز حفظ نمود.

 

 

8- انواع دیگر

غیر از مواردی که ذکر شد انواع دیگر شیشه برای مصارف گوناگون وجود دارد. این شیشه ها عبارتند از : شیشه طلقی، ضد آتش، ضد گلوله، شیشه حافظ مواد رادیو اکتیو، شیشه های نقش دار برای دکوراسیون داخلی ساختمان، شیشه های ویترین، آجر شیشه ای، شیشه خم برای اتومبیل وساختمان، شیشه ضد دزد، شیشه ضد صدا، شیشه مخصوص پشت بام کارگاهها و شیشه های مسلح (سیم دار)

شیشه مسلح

برای آنکه شیشه دارای مقاومت بیشتری در مقابل ضربه داشته باشد آنرا مسلح می کنند بدین طریق که یک صفحه توری سیمی بین دو لایه شیشه قرار می دهند. این نوع شیشه بیشتر به طریقه ریخته گری تهیه می شود بدین طریق که اول شیشه مذاب را روی سینی مسطحی که به همین منظور تهیه شده است می ریزند. ضخامت این لایه نصف ضخامت شیشه ایست که می خواهند تهیه کنند آنگاه روی آن توری سیمی که از قبل آماده شده است پهن می کنند آنگاه بلافاصله لایه دوم شیشه مذاب را روی آن می ریزند. کمی صبر می کنند که شیشه مذاب حالت خمیری به خود بگیرد و آنگاه آنرا به طریقه نورد یا غلتک بصورت شیشه مشجر و یا ساده در می آورند ضخامت شیشه های مسلح 4 تا 6 میلی متر می باشد و بیشتر برای درهای ورودی و یا کارگاه ها و... که امکان ضربه زدن به شیشه وجود دارد مصرف می نمایند.

شیشه ضد گلوله

اگر چند لایه شیشه را طوری به همدیگر بچسبانند که کلفتی آن بین 30 تا 60 میلی متر بشود این شیشه می تواند ضربه ناشی از شلیک گلوله را تحمل کرده و سوراخ نشود . شیشه های ضد گلوله می تواند شیشه سکوریت و یا شیشه معمولی باشد چسب به کار رفته از نوع شفاف می باشد که قابل رویت نیست.

 

شیشه مقاوم در مقابل حرارت

این شیشه که با نام تجاری پیرکس در بازار مشهور می باشد در مقابل حرارتهای زیاد مقاوم می باشد و بیشتر برای ساختن ظروف آزمایشگاهی و ظروف لوکس آشپز خانه مورد استفاده قرار می گیرد .ضریب انبساط و انقباض آن بسیار کم است و به همین دلیل می توان آنرا به سرعت حرارت داده و به سرعت سرد نمود این خواص را،مواد تشکیل دهنده این نوع شیشه در آن بوجود می آورد مواد تشکیل دهنده شیشه پیرکس به شرح ذیل می باشد:

- SiO2 در حدود 80%         - B2O3 در حدود 12%       - Na2O در حدود 4%        - Al2O3 در حدود 2%

دو درصد هم مواد دیگر مانند Al2O3,K2O,MgO,CaO,Fe2O3 به آن اضافه می گردد. بعضی از انواع شیشه پیرکس با نامهای تجاری دیگر به بازار عرضه می گردد که بعضی از انواع آن در مقابل مواد شیمیایی نیز مقاوم است .کلیه ظروف آزمایشگاهی دارای این دو خاصیت می باشد.

1- مقاوم در مقابل مواد شیمیایی                       2- مقاوم در مقابل حرارت و تغییرات سریع آن

 

شیشه مقاوم در مقابل صوت

واحدهای مسکونی که در مجاورت فرودگاهها و یا در مراکز شهر ساخته میشود و همچنین اطاقهای فرستنده رادیو و تلویزیون نیز که باید از صداهای خارجی محفوظ بوده و ضمنا بتوان از نور استفاده نمود باید در ساختمان آنها از شیشه ضد صوت استفاده کرد . شیشه ضد صوت از دو لایه شیشه معمولی تشکیل شده است که با فاصله چند سانتی متر(3 تا 4) از یکدیگر قرار گرفته اند. از این فاصله ارتعاشات صوتی نمی تواند عبور نماید.

شیشه های تار

بعضی از فضا در ساختمان احتیاج به روشنایی مختصری دارد و باید طوری باشد که از بیرون داخل آن دیده نشود. مانند حمامها، رختکنها و... بدین لحاظ در این مکانها از شیشه هایی که شفافیت آنها صددرصد نیست و فقط مقدار کمی نور از آن عبور می کند استفاده می نمایند مانند شیشه های مشجر که با نقشهای گوناگون به بازار عرضه می شود و اغلب این شیشه ها بوسیله نورد تهیه می گردد و نقش شیشه روی قطعات نورد حک شده است و خمیر شیشه حین عبور کردن از بین نورد ،مشجر می شود .ویا شیشه های تار مشجر که روی سطح شیشه مشجر که هنوز در حالت خمیری می باشد قبل از آنکه نورد بشود با فشار گرد سیلیس می پاشند .این گرد سیلیس را با اسید فلور مخلوط می نمایند تا بهتر سطح شیشه را کدر نماید و نور از آن کمتر عبور کند و یا به مواد خام شیشه ، اکسید قلع و یا فسفات کلسیم اضافه می کنند این مواد در هنگام پخت رنگ شیشه را شیری می کند.

در انتخاب شیشه باید عواملی مثل نور، سرما، گرما و صدا مورد توجه قرار گیرد.

خواص شیشه

1- خواص آکوستیک (صوتی)

انتقال صدا در شیشه به جرم وسختی شیشه یعنی به ضخامت آن و به نوع اتصال آن به پنجره  بستگی دارد. هرچه ضخامت شیشه بیشتر بوده واتصال آن به پنجره نرم و با استفاده از لاستیک باشد کمتر نوسان می کند و عمل عایق بودن را بهتر انجام می دهد. برای کنترل هرچه بیشتر صدا از شیشه های دو جداره، طلقی و شیشه های ضد صدا استفاده می شود. قدرت یک صدا را با شدت آن I و یا فشار آن P که به ترتیب با واحدهای  وات بر متر مربع و پاسکال اندازه گیری می شوند مشخص می سازند. در عمل از سطح شدت و سطح فشار استفاده می شود که از روی یک مقیاس لگاریتمی که نقطه صفر آن آستانه شنوایی است تعیین شده و واحد آن دسیبل می باشد. گوش انسان به صداهایی که از 16 تا 20000 هرتز است حساس می باشد. آکوستیک معماری فقط فاصله بین 100 تا 5000 هرتز را در نظر می گیرد. برای مکالمه عادی صدایی در حدود 55 تا 60 دسیبل کافی است. صداهای تا حدود 80 دسیبل برای  انسان قابل تحمل بوده و بیش از آن آزار دهنده خواهد بود. جهت آگاهی بیشتر، شدت صدا در اطراف منابع مخالف تولید صوت و حداکثر زمان مجاز تحمل این صداها ارائه شده است. چنانچه شدت صوت 2 یا چندین منبع صوتی بدیگری اضافه شوند سطح شدت آنها با هم جمع نمی شوند مثلا دو منبع که هر یک 40 دسیبل هستند  مجموعا 43 دسیبل صدا تولید می کنند (نه 80 دسیبل) 

- خودروهای سنگین ومبدلهای جوشکاری قوس          90  دسیبل    (8 ساعت)

- ماشینهای مته کاری                                          85  دسیبل   (2.5 ساعت)

- ماشینهای فرز چوب                                           95  دسیبل   (45 دقیقه)

- ماشینهای اره گرد                                            100  دسیبل  (15 دقیقه)

- چکش کاری ورقه                                            115 دسیبل   (1.5 دقیقه)

- چکش پرچ کار                                               130  دسیبل

- انواع هواپیما                                                  140  دسیبل

2- خواص مکانیکی

- چگالی(جرم مخصوص): چگالی شیشه 2.5 بوده و درنتیجه جرم هر متر مربع شیشه به ازاء هر میلیمتر ضخامت برابر 2.5 کیلوگرم می باشد. یعنی هر متر مربع شیشه با ضخامت 10 میلی متر 25 کیلوگرم وزن دارد.

- سختی : سختی سطح شیشه برابر 6.5 واحد یعنی تقریبا برابر سختی کوارتز می باشد. یعنی قابلیت خط تولید شدن سطح آن مثل کوارتز است.

 

3- مشخصات اسپکتروفتومتری 

هنگامیکه یک شعاع الکترومغناطیسی به یک شیشه برخورد می کند قسمتی از آن منعکس و قسمتی جذب و بقیه وارد اتاق می شود. نسبت هر یک از 3 فلوی مذکور به فلوی تابشی بترتیب ضریب انعکاس، ضریب جذب و ضریب انتقال نامیده می شود. انواع مختلف شیشه وجود دارد که دارای ضرایب متفاوتی می باشند و با توجه به نیاز و مورد مصرف می توان ضرایب مورد نظر را انتخاب نموده و با استفاده از جداول مربوط شیشه مناسب را خریداری نمود.

4- مشخصات انرژی

الف- انرژی تشعشعی طبیعی

مقدار انرژی که یک تشعشع آنرا حمل می کند تابعی از طول موج است و توزیع انرژی تشعشع خورشیدی هنگامیکه ارتفاع آن در آسمان 20 درجه و هوا صاف است (برای سطحی عمود بر تشعشع ) بصورت زیر می باشد :

- برای ماورای بنفش1 %         - برای نور مرئی 53 %      - برای مادون قرمز  46 % 

ب - پدیده گلخانه ای

انرژی خورشیدی که بداخل یک اتاق وارد می شود بوسیله اشیاء و جدارهای داخلی آن جذب می گردد. این اشیاء وجداره ها گرم می شوند و به نوبه خود تشعشع حرارتی ساطع می کنند که در مادون قرمز دور قرار دارد . شیشه ها حتی اگر شفاف هم باشند نسبت به این طول موجها کدر هستند و در نتیجه انرژی خورشیدی که وارد اتاق می شود همانجا محبوس می گردد و باعث ازدیاد دمای درون اتاق می گردد. این پدیده را پدیده گلخانه ای می گویند.



تاريخ : جمعه نوزدهم شهریور 1389 | 23:49 | نویسنده : علیرضا حسینی

تاریخچه شیشه دوجداره
اولین بار استفاده از شیشه به بیش از سه هزار سال قبل، در شهر بابل بر می گردد که وجود گوی های شیشه ای شفاف به عنوان تزئیناتی گران قیمت عنوان گردیده است.
استفاده شیشه توسط رومی ها در حدود هزار سال قبل از میلاد مسیح رایج بوده است و استفاده عمومی از آن نیز به حدود 200 سال قبل باز می گردد که از آن زمان شیشه ها با ابعاد مختلف وارد زندگی عموم مردم گردیده است.
در سال 1865 میلادی صاحب مغازه شیشه فروشی در شهر نیویورک با ابتکار خویش حق ثبت و امتیاز بهره برداری از شیشه های عایق دو جداره غیر قابل نفوذ را در ایالات متحده به دست آورد. او با مطالعه و آزمایش اثبات کرد که با استفاده از شیشه های دو جداره می توان از خروج گرما و سرمای داخل ساختمان ها به خارج جلوگیری کرده و هوای داخل محیط را بهتر محافظت نمود. پنجره های دارای دو یا چند جداره استاندارد، از اتصال دو یا چند شیشه که به طور موازی و در مقابل یکدیگر بر روی یک چهارچوب پروفیل قرار گرفته اند تشکیل شده است.
هدف از ساختن چنین پنجره هایی قطع ارتباط محیط داخلی و خارجی و تبادل حرارت و برودت این دو محیط است. اساس این شیشه های دو جداره بر مبنای ایجاد یک فضای خالی پر از هوای خشک و یا استفاده از یک گاز بی اثر مانند گاز آرگون بین دو صفحه شیشه ای است. به همین دلیل هدایت گرما و یا سرما بین جداره دو شیشه کاهش یافته و از انتقال گرما یا برودت و همچنین صدا از طریق پنجره بین دو محیط داخل و خارج به نحو چشمگیری کاسته می شود.
امروز دیوار های خشتی و گلی سنتی جای خود را به دیوارهای شیشه ای مرتفع، براق و درخشان داده اند.
این سطوح رنگی زیبا به گونه ای طراحی شده اند که به خوبی می تواند در مقابل سرما و گرمای محیط خارجی مقاومت کرده و ضمن حفظ زیبایی محیط، آسایش و اطمینان را برای استفاده کنندگان به ارمغان آورد.
در صنعت معماری نوین، دیوارهای ساخته شده از جنس شیشه های رنگارنگ رفلکس (شیشه هایی با درخشندگی خاص و انعکاس نور محیط اطراف) مورد علاقه و توجه زیاد استفاده کنندگان قرار گرفته است.
یک پمجره بزرگ، نور کافی را در اختیارمان قرار می دهد، طبیعت را به کنارمان می آورد، احساس آرامس روزافزونی را به داخل محیط زندگی ما منتقل می سازد و در نهایت، یک پنجره خوب می تواند پاسخگوی سایر نیازهای اولیه ما بوده و به عنوان یک عایق حرارتی مناسب موجب مصرف کمترین میزان انرژی جهت دستیابی به تهویه متبوع هوای داخل ساختمان گردد.

                                             

خصوصیات و ویژگی های شیشه دو جداره
ــ عایق حرارتی و برودتی
از نظر کمیت، مقدار حرارت انتقال یافته از طریق شیشه با پارامتری به نام ضریب انتقال حرارت (ثابت K) مشخص می شود.
ثابت K طبق رابطه زیر تعریف می شود : 
(K=Q/A*(T1 - T2 
که در آن Q = میزان انتقال دما
A = مساحت پنجره
T1 = درجه حرارت خارج(فضای بیرونی)
T2 = درجه حرارت داخل(فضای داخلی)
بنابراین میزان انتقال حرارت از طریق پنجره با استفاده از رابطه زیر محاسبه می گردد :
(Q=KA*(T1 - T2
به سهولت می توان مشاهده نمود با افزایش میزان انتقال حرارت، میزان ثابت K افزایش یافته و پنجره از عایق کمتری برخوردار خواهد بود.
به طور کلی مقدار ثابت K به فاصله بین دولایه  شیشه، نوع هوا یا گاز میانی و ضخامت لایه های داخلی و خارجی شیشه بستگی دارد.
به طور مثال برای یک شیشه تک جداره با ضخامت 4 میلیمتر، مقدار ضریب ثابت K برابر 8/5 و برای یک قطعه شیشه دوجداره با دو لایه 4 و 6 میلیمتری و فضای میانی 14 میلیمتر که با گاز آرگون پر شده باشد، مقدار ضریب ثابت K به 8/1 کاهش می یابد. این امر باعث صرفه جویی در میزان مصرف انرژی به مقدار 40 درصد و کاهش آلودگی صوتی به میزان 35 - 30 دسی بل(db
) خواهد شد.

ــ تنوع در ارائه شیشه 
با توجه به فضای داخلی دو لایه شیشه، امکان نصب پروفیل های دکوراتیو به صورت مشبک و با ایجاد کادر با طرح های مختلف و همچنین انواع شیشه با رنگ های مختلف جهت زیبایی وجود دارد.
علاوه بر آن با نصب روکش های خاص PVC به نام (Gorgin Bar) بر سطح لایه بیرونی شیشه، این امکان را برای مشتری فراهم می آورد که بتواند فرم های حاشیه ای متناسب با سلیقه خود را طراحی نماید و اغلب شیشه های دوجداره مورد استفاده در ساختمان های مسکونی از نوع فلوت بی رنگ می باشد ولی با توجه به سلیقه و انتخاب مشتری می توان امکان تولید شیشه دوجداره با جداره خارجی 6 میلیمتر در انواع رنگ های متنوع، ساده و رفلکس، لمینیت، سکوریت، سیم دار، ضد گلوله Low - E جهت ساختمان های دولتی و یا مجتمع های تجاری، اداری، مسکونی و بیمارستانی را فراهم آورد.
از آنجایی که شیشه به تنهایی قادر به هدایت گرما و سرما بین دو محیط داخلی و خارجی می باشد بنابراین پنجره ها در هر ساختمان قوی ترین نقاط انتقال دهنده هوا به محیط داخلی محسوب می گردند. مشکلی که امروز مهندسین معمار در طراحی و اجرای واحدهای ساختمان با آن مواجه اند حفظ گرمای محیط ساختمان در زمستان و سرما و برودت فضای داخل در تابستان می باشد.
این امر ضمن فراهم نمودن آسایش و آرامش ساکنین داخلی، امکان صرفه جویی در مصرف انرژی را نیز به دنبال دارد، به همین منظور در معماری مدرن استفاده از پنجره های عایق و نصب شیشه های دوجداره بر روی آن توصیه می گردد.

جدول مقایسه ای بین شیشه تک جداره، دو جداره و دیوار آجری
با توجه به پایین بودن ضریب انتقال حرارت(ثابت K) در شیشه های دوجداره استاندارد، میزان گرما و انتقال برودت کاهش یافته و باعث صرفه جویی در مصرف انرژی جهت تامین سرمایش و یا گرمایش محیط داخل ساختمان می گردد.
مقدار ضریب ثابت K رابطه مستقیم با فاصله دوجداره شیشه از یکدیگر داشته و با توجه به استفاده از هوای خشک و یا گاز تزریقی (آرگون) بین دوجداره ضریب ثابت K کوچکتر شده و انتقال حرارت نیز کمتر می گردد، این امر رابط مستقیم با مصرف انرژی (سوخت) داشته و صرفه جویی اقتصادی را به دنبال خواهد داشت.


          نوع عایق       ضخامت عایق (میلیمتر)         ضریب انتقال حرارت
       شیشه تک جداره               6 میلیمتر                 5/8
       شیشه دو جداره      6 - 14 - 4 با گاز آرگون                 1/8
        دیوار آجری                350                   2


                            



تاريخ : جمعه نوزدهم شهریور 1389 | 12:54 | نویسنده : علیرضا حسینی

عکس لپ تاپ های مدرن شیشه ای

عکس لپ تاپ های مدرن شیشه ای



تاريخ : جمعه نوزدهم شهریور 1389 | 12:50 | نویسنده : علیرضا حسینی

دانلود

http://www.2shared.com/document/epKLGami/_online.html

تاریخچه

هرچند تاریخچه کشف شیشه دقیقا مشخص نیست ولی تصور می رود که در دوره یونانی، فینیقی ها صنعت شیشه را در ساحل مدیترانه نزدیک شهر صیدا ایجاد کرده باشند.شواهد تاریخی نیز نشان می دهد که انان نیز هنر شیشه گری را در دومین دوره اسارت قوم یهود در بابل از بابلیان آموخته اند، ولی آنچه مسلم است شیشه گری از قدیمیترین حرفه های بشر است که مستلزم استفاده از آتش بوده است.

از بدو پیدایش شیشه، اشیاء شیشه ای به خاطر جذابیت و زیبایی، طرفداران زیادی داشته است و مصریان باستان شیشه را به دلیل رنگهای جواهر گونه که از افزودن فلزات واسطه به ترکیب شیشه حاصل می شد در جواهر سازی به کار می بردند.

ظروف شیشه ای نیز که امروزه یکی از بخشهای صنعت را تشکیل می دهد در 3000سال قبل از میلاد تولید می شده است و ردم سومر، بابل و آشور نیز بهترین نوع شیشه و صنعت شیشه گری را داشته اند.

نقش شیشه در معماری ساختمان

نقش شیشه در معماری امروز بسیار چشم گیر و غیر قابل انکار می باشد ، این متریال با وارد شدن در هنر صنعت گونه ی معماری ، تغییراتی شگرف را در این بادی هنری ایجاد کرد. حضور این متریال در معماری دارای قدمت زیادی می باشد امروز استفاده از شیشه در ایجاد ساختمانها و همچنین دکوراسیون بسیار رایج می باشد.

استفاده از شیشه در معماری باعث شوکوفایی این هنر کهن و همچنین پویایی روز افزون این هنر (معماری) گشته است.

کلیات

شیشه جامدی غیر کریستالی ومعدنی است که معمولا ازانجماد سریع مذاب بدون تبلور تا دمای اتاق بدست می آید . برخی آن را مایع فوق تبرید می نامند .

شیشه در دمای اتاق سفت و شکننده است ولی می توان آن رابه تعداد نامحدودی ذوب ومجددا شکل داد . وزن مخصوص آن حدود سطحی از قبیل ترکهای موئی و نقایص دیگر پایین و در حدود 350-700 است ولی مقاومت فشاری آن بسیار بالا و در حدود 3500 است.

از شیشه بدلیل شفافیت مقاومت در برابر خوردگی و عایق بودن استفاده های فراوانی می شود و امروزه تقریبا بیش از 800 نوع شیشه مختلف به بازار عرضه می شود.

شیشه های معمولی را از ذوب سلیس با مواد قلیایی و مواد پایدار کننده از قبیل آهک، آلومین، سرب و باریم تولید می کنند. شیشه بطری، شیشه تخت و شیشه پنجره (جام) معمولا دارای سلیس، آلومین، اکسید کلسیم و اکسید سدیم است.

شیشه ها بر خلاف جامدات کریستالی در هنگام انجماد رفتاری غیر معمول دارند و در دمای انجماد واقعی، منجمد نشده در بلکه در پایین تر از دمای انجماد نیز به صورت خمیری باقی می مانند و در یک دمای معین کاملا سفت می شوند. این دما را دمای تبدیل به شیشه می نامند.

 

 

 

خواص شیشه ها

خواص شیمیایی

شیشه ها در برابر عوامل خورنده از قبیل اسدها و بازها به جز اسید فلوئیدریک مقاوم اند.

خواص نوری

از مهترین خواص شیشه، خواص نوری آن است که آن را برای مقاصد مختلف از جمله ساختمان، معماری، حمل و نقل و ارتباطات، تجهیزات علمی و تجهیزات پزشکی جالب توجه ساخته است.

مهمترین خواص نوری شیشه انعکاس، شکست، پراکندگی و عبور است.

هرچند شیشه ها در برابر نور ماوراء بنفش مات اند. برای عبور یا جذب محدوده خاصی از طول موج نور، از فیلترهای رنگ و فیلترهای ویژه گرما استفاده می شود. برای تغییر در قرت انعکاس نور، گاهی سطح شیشه را طرح دار یا مشجر می کنند.

انعکاس

هنگامی که نوری به سطح شیشه می تابد قسمتی از آن منعکس می شود

شکست

اگر نور از یک محیط به محیط دیگر وارد شود مسیر آن تغییر می کند. مقدار تغییر مسیر بیانگر ضریب شکست است که آنرا از قانون اسنل محاسبه می کنند.

 

 

 

پراکندگی:

پراکندگی معیاری است از تغییر ضریب شکست نسبت به طول موج. این تغییر باعث تفکیک اجزای نور در منشور می گردد. تشکیل قوس و قزح نیز به دلیل پراکندگی نور در داخل قطره و ذرات آب است.

عبور:

نوری که بر شیشه می تابد مقداری از آن منعکس می شود و مقداری از آن عبور می کند.

تبلور:

به فرایند تشکیل بلورها تبلور گفته می شود.

اگر شیشه ها را به مدت طولانی در دمای مناسبی حرارت دهیم متبلور می شوند. ولی گروهی از اکسیدها و سیلیکاتها از این قاعده مستثنا هستند که حتی حرارت طولانی نیز نمی توانند آنها را متبلور سازد. اخیرا در دسته ای شیشه ها به طور عمدی تبلور ایجاد می کنند که به گروه شیشه – سرامیک مشهورند.

کشش سطحی:

نیروی لازم برای افزایش سطح کشش سطحی نامیده می شود و از نظر عددی برابر کار لازم در واحد سطح برای ایجاد سطح جدید بوده و واحد آن نیوتن بر متر است.

هدایت الکتریکی:

شیشه ها در حالت جامد عایق الکتریکی خوبی هستند در حالی که در حالت مذاب هادی الکتریکی می باشند. لذا مذاب شیشه را می توان با عبور مستقیم جریان الکتریکی حرارت داد.

خواص مکانیکی:

رشته های بی عیب شیشه تنشی معادل 70000کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را تحمل می کنند. اما معایب سطحی باعث تمرکز تنش و ترک خوردن شیشه می شود.برای افزایش مقاومت شیشه سطح آن باید کاملا صیقلی و عاری از ترک خوردگی باشد.

دسته بندی شیشه ها :

دسته بندی شیشه ها از دیدگاه های مختلف صورت گرفته است .از مهمترین انها دسته بندی بر اساس ترکیب شیمیایی و دسته بندی بر اساس کاربرد است .

شیشه و کاربرد آن در ساختمان

شیشه های قلیایی –اهکی

این گروه از قدیم ترین ,ارزانترین وپرکاربرد ترین شیشه هاست که کار وشکل دهی ان اسان است .

در مقایسه با دیگر شیشه ها ضریب انبساط حرارتی ان بالا ومقاومت به شوک حرارتی ان پائین است .ازاین ترکیب برای تولید شیشه پنجره (جام),بطری ,لیوان وشیشه اتومبیل استفاده می شود .

در چند دهه اخیر کیفیت این شیشه بهبود زیادی یافته است ولی در ترکیب شیمییایی ان هیچگونه  تغییری صورت نگرفته است .

شیشه های سربی

شیشه های سربی یا شیشه های سرب-قلیایی شیشه های هستند که در انها سرب به کار رفته است.

معمولا ارزانند و به دلیل مقاومت ویژه الکتریکی مناسب و ضریب شکست بالا مورد توجه می باشند .

مقاومت به خوردگی این شیشه ها به مقدار سرب انها بستگی دارد ولی در مقایسه با دیگر شیشه ها در برابر اسید ها ضعیف اند. یکی از مصارف عمده این شیشه ها ،استفاده از ان به عنوان محافظ در برابر تشعشعات هسته ای است.

شیشه های بور و سیلیکاتی

بدلیل پایداری شیمیایی عالی ، مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی که نتیجه ضریب انبساط حرارتی پایین است شدیدا مورد توجه اند و در شش گروه دسته بندی می شوند.

الف:شیشه های پیرکس

ب: شیشه های الکتریکی

ج: شیشه های درز بندی برای جوشکاری شیشه ها

د: شیشه های اپتیکی که به شیشه های کراون معروفند

ه:شیشه های ازمایشکاهی جهت تجهیزات شیشه ای ازمایشگاه

و: شیشه های شفاف به نور ماوراء بنفش

شیشه های آلومینو سیلیکاتی

این گروه از شیشه های بورو سیلیکاتی سه برابر گران تراند ولی در دماهای بالا بسیار مفید تر اند زیرا مقاومت به شوک حرارتی بالا تری دارند.

 

 

 

شیشه های پر سیلیس

این شیشه ها 90تا 100 درصد سیلیس دارند و از تمام شیشه ها ، در برابر حرارت مقاوم ترند .

شیشه های لحیم کاری

این نام به شیشه هایی اطلاق می شود که در صنعت ، پائین ترین دمای ذوب را دارند وبرای چسباندن شیشه ها ، فلزات یا سرامیک ها به کار می روند . امروزه شیشه هایی با ترکیب سرب – روی – بور را شیشه های لحیم کاری می گویند .

شیشه های رنگی و مخصوص

این شیشه ها شامل شیشه های بوراتی ، فسفاتی ،شیشه های کلسیم – ژرمانیت –الومینات ،شیشه های تری سولفیت ارسنیک، شیشه های حساس به نور و رنگی است .

دربین این گروه ،شیشه های رنگی اهمیت ساختمانی دارند . از قرنها پیش ،شیشه ی رنگی فقط در تزیین استفاده می شد ولی امروزه شیشه های رنگی شفاف کاربرد علمی وفنی دارند که در صدها رنگ مختلف تولید و به بازار عرضه می شوند .

شیشه ی پنجره (جام) وشیشه تخت :

شیشه  پنجره ، شیشه صیقل نخورده ای است که بیش ترین استفاده را در ساختمان دارد وبه شیشه جام معروف است زیرا از قدیم این شیشه ها را به شکل جام و کمی گود می ساختند و به طور وارونه در محل خود قرار می دادند .

شیشه جام باید کاملا صاف، شفاف و عاری از موج وحباب های هوا و با هر نوع عیب دیگر بوده و ضخامت ان در تمام سطح یکنواخت باشد .

صافی و یکنواختی شیشه باید طوری باشد که اگر با زاویه 45 درجه از پشت شیشه به شیئی که در فاصله یک متری ان قرار دارد نگاه کنیم ،ان شی کج و معوج به نظر نرسد.

لوله های شیشه ای:

معمولا برای نصب کابل های برق توکار ، کابل تلفن ، انتقال مایعات و گازهای  خورنده از ان استفاده میشود .

این لوله ها نصبت به لوله های فولادی و اهنی به دلیل مقاومت شیمیایی بالاتر و سطح داخلی صیقلی تر مزیت دارند. از طرفی کنترل فرایند ها در داخل انها به دلیل شفافیت ساده تر است .

بلوک های شیشه ای :

این بلوک ها به صورت دو تکه اند که بر روی هم قرار گرفته و به طوری اب  بندی می شوند که ما بین انها هوا قرار گیرد . بدین طریق این شیشه ها ، در برابر سرما و گرما عایق اند . ضمنا سطح روی این بلوک ها را مشجر می کنند تا نور از ان به صورت نفوذی عبور کنند . این بلوک ها حداقل 65 درصد نور مرئی را از خود عبور می هند.

کاشیهای شیشه ای را نیز به صورت لعاب دار و در رنگ های مختلف و یا با طرح موزائیکی از شیشه های نیمه مات رنگی تولید و عرضه می کنند . این کاشیها در داخل و یا نمای خارجی ساختمان ها و محل های که از نظر بهداشتی بایستی نظیف باشند استفاده می شوند .

 

 

پشم شیشه :

پشم شیشه محصول الیافی است که از ذوب ضایعات شیشه وکشیدن مذاب به شکل الیاف نازک تولید می شود واز ان برای عایق بندی حرارتی استفاده می شود .

شیشه های ویژه :

این شیشه ها را برای کاربرد های ویژه با طرح ها وعملیات حرارتی خاص تولید وعرضه می کنند که در ادامه به توضیح آن خواهیم پرداخت .

شیشه ایمنی (سکوریت ):

این شیشه ها که به شیشه طلق دار نیز معروفند ازدو لایه شیشه تخت تولید می شود که با یک لایه واسط از جنس مادهای آلی عمدتا پلی وینیل بوتیرال به هم می چسبند و می توان ان را در ضخامت های مختلف تولید کرد. این شیشه ها در برابر خورده شدن مقاومند .

شیشه ابدیده

مقاومت مکانیکی بالایی دارند زیرا تحت عملیلت خاصی تهیه می شوند ، یعنی در حالی که هنوز شیشه داغ است سطح ان را به سرعت سرد می کنند . این عمل در سطح شیشه تنش فشاری بالایی ایجاد می کند که نتیجتا توان تحمل تنش های کششی شیشه را افزایش می دهد . از این شیشه برای ساخت درهای اویزان وکشویی ومشابه استفاده می شود . در این مورد لبه های این شیشه ها تراشیده و گاهی در ان شکاف های خاصی برای نصب قطعات فلزی ایجاد می شود .

 

 

 

شیشه ی توری دار

در داخل این شیشه ها از نوعی توری فلزی ، شبیه توری مرغی استفاده می شود،ایمنی این شیشه ها نسبت به شیشه های معمولی بیشتر است .از ان برای پنجره های بالکن و دیوارهای حائل استفاده می شود .

شیشه های پرسی

این شیشه ها را با پرس کردن شیشه ای که با حرارت نرم شده است در داخل قالب تولید می کنند .از ان وسائلی نظیر عایق های الکتریکی ، بلوک های شیشه ای و وسائل رومیزی تولید وعرضه می کنند .

شیشه مشجر

شیشه مشجر یا طرح دار، شیشه ای نیمه شفاف است که از شیشه های شفاف یا رنگی تولید می شود ودر بازار به یشه ی قصری ، مرواریدی یا تزئیی معروف است .

 برای تولید ان مذاب را از داخل غلتکهای مخصوص که دارای نقوش است عبور میدهند تا شیشه تخت به صورت شیشه مشجر در آید .چنین شیشه ای نور را از خود عبور می دهد ولی پشت ان دیده نمی شود ، آنرا در مرحله شکل دهی می توان با توری مسلح نمود .از این نوع شیشه در پنجره ها و دیوارهای حایل که نیاز به شیشه مات دارند استفاده می شود. شیشه مشجر رنگی در رنگهای زرد، سبز و آبی تولید وعرضه می شود.

 

 

 

شیشه جاذب گرما

این شیشه را با افزودن موادی که عمدتاً تشعشعات مادون قرمز را جذب می کند تولید می کنند.این شیشه در مناطق حاره ای برای کاهش عبور انرژی خورشید،ساخت چراغ بادی ساختمان ها و منازل وپنجره کاربرد دارد.

شیشه انعکاسی

این شیشه معمولاً برای تقلیل حرارت ناشی از تابش زننده ی خورشید و عبور نور به کار می رود و در نتیجه باعث صرفه جویی در هزینه های احداث، راه اندازی و نگهداری سیستم های تهویه و تبرید می شود.

این شیشه در پنج نوع طوسی،آبی،برنزی،طلایی و نقره ای به بازار عرضه می شود.شیشه با پوشش کروم دارای رنگ نقره ای در سطح بیرونی است.اگر در روز از داخل اتاق به بیرون نظاره شود شفافند ولی اگر از بیرون به درون نگاه شود آیینه ای اند. شبها پدیده ی فوق بر عکس می شود.

معمولاً سه نوع شیشه با قابلیت عبور نور8،14 و20 درصد تولید و عرضه می شود.

شیشه با پوشش سرامیک:

یک: برای تولید این نوع شیشه ها ، بر سطح آن ها رنگ سرامیکی اعمال می شود و سپس تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند.استحکام این شیشه ها بالاست و در برابر یخ زدگی و حرارت مقاومند.به صورت تخت و در رنگهای مختلف با ضخامت های 6 تا 12 میلیمتر عرضه می شوند.

در نمای ساختمانهای عمومی و صنعتی،قسمتهای داخلی ساختمان و ساخت پانلهای دیواری چند لایه استفاده می کنند.

شیشه های هواپیما

برای محافظت خلبان از تشعشعات و ذرات رادیواکتیو و فرکانسهای رادیویی، پوششهای بسیار پیشرفته ای بر روی شیشه های هواپیما های جنگی اعمال می شود.

خواص نوری مطلوب، وزن سبک،مقاومت در برابر فشار هوا و ضربه ی ایجاد شده از برخورد پرندگان ،حفاظ مخصوص در برابر یخ زدگی ،حفاظت خلبان در برابر تشعشعات و ذرات رادیواکتیو، حفاظت در برابر فرکانسهای رادیویی از ویژگیهای این شیشه هاست.

این شیشه ها به روش ویژه تولید می شوند و سطح آنها با لایه ای هادی الکتریسیته به روش رسوب شیمیایی از فاز بخار پوشش داده می شود.

شیشه های دوجداره

شیشه های دوجداره از دو یا چند لایه شیشه تشکیل می شوند که توسط قاب آلومینیومی (اسپیسر) که بصورت یک تکه در محیط پیرامون شیشه ها قرار گرفته ، از یکدیگر فاصله پیدا می کنند.

در درون این قاب های آلومینیومی ، ماده رطوبت گیر (دسی کنت یا زئولیت) قرار می گیرد، در مرحله بعد لایه های شیشه در شرایط کنترل شده کارخانه به وسیله درزگیر اولیه (چسب بوتیل) به قاب آلومینیومی چسبیده و گاز مخصوص (آرگون یا کریپتون) جایگزین هوای بین لایه های شیشه می شود. در پایان، روی قسمت بیرونی قاب آلومینیومی نیز ماده غیر قابل نفوذی ( چسب پلی سولفاید یا هات ملت) توسط دستگاه تزریق می گردد. در ساختار شیشه های دو جداره می توان از انواع شیشه های مختلف، نظیر شیشه های ساده، رنگی، رفلکس، سکوریت، لمینت و ... قرار داد.

خصوصیات شیشه دوجداره

- کاهش اتلاف انرژی

- کاهش آلودگیهای صوتی

- جلوگیری از نم زدگی شیشه

- ایمنی بیشتر نسبت به پنجره های تک جداره

خدمات جانبی شیشه های دو جداره

دکوراتیو: به کارگیری انواع زه های رنگی در بین شیشه ها که در قاب انواع طرح های دلخواه می باشد.

آسانه:

وجود پرده های کرکره ای در بین شیشه ها که بوسیله آن می توان میزان و زاویه تابش نور را به اندازه دلخواه تنظیم نمود.

شيشه هاي چند جداره

شيشه هاي چند جداره به علت عايق حرارتي و برودتي و صوتي بودن در درب و پنجره هاي ساختمانهاي عمومي(دولتي و خصوصي)، مسكوني بويژه ساختمانهاي واقع در حاشيه اتوبانها و خيابانهاي پرتردد و نزديك فرودگاه ها و خطوط راه آهن و مناطق پر سرو و صدا، بيمارستاني، آزمايشگاه هاي مختلف، كابخانه ها، موزه ها، كليه مراكز آموزشــــي، كـارخانـه جات و ... كــاربرد داشــته و از مـزيتـهاي ويـژه اي مانند كاهش آلودگي صوتي و عايق حرارتي و برودتي برخوردار مي باشند.

مواد اولیه شیشه ها

سیلیس

سیلیس عمده ترین مواد اولیه شیشه است که در طبیعت به وفور وبه اشکال کیریستالی گوناگونی یافت می شوند .مناسب ترین نوع سیلیس برای تولید شیشه ،اپتیکی حداکثر015/0 است .زیرااهن رنگ اغلب شیشه ها را خراب می کند . سیلیس پس از خرد شدن دانه بندی می شود وسپس به مصرف می رسد .

سنگ آهک

برای تا مین اهک از کربنات کلسیم یا از دولومیت استفاده می شود . از دولومیت نیز که کربنات مضاعف کلسیم ومنیزیم است در تولید شیشه های سودا –اهک – سیلیس استفاده می شود .

فلدسپار و نفلین سیانیت :

این مواد عمده ترین منبع تولید الومین به شمار می رود . الومین ضریب انبساط  شیشه را کاهش ، مقاومت کششی را افزایش وشیشه را در برابر سایش عوامل جوی واسید ها با دوام تر می کند .

 

 

 

 

سودا

این ماده در تولید شیشه سهم عمده ای دارد که انرا از کربنات سدیم تامین می کنند نمک طعام از نا خالصی های ان است که با یستی تا حد امکان مقدار ان کم باشد زیرا در دمای کوره تبخیر شده و به نسوز های کوره آسیب می رساند .

سولفات سدیم

این ماده نیز منبع تامین کننده اکسید سدیم در شیشه است ولی نقش ان پالایش شیشه است. ان را به دو صورت طبیعی و مصنوعی به بازار عرضه میکنند .

گچ یا ژیپس

گاهی به جای سولفات سدیم مصرف می شود  و همان نقش سولفات سدیم را دارد . انتخاب یکی از این دو ماده بر اساس قیمت و فراوانی صورت می گیرد.

بورات ها

انبساط حرارتی را کاهش می دهند و باعث تقلیل ویسکوزیته شیشه می شوند.

اکسید ها وسیلیکات های سرب

این مواد در تولید شیشه های سربی ویژه (کریستالها،شیشه های اپتیکی،الکتریکی و جاذب تشعشعات رادیواکتیو) مصرف می شوند .

خرده شیشه

شیشه های ضایعاتی و خرد شده و غیر قابل فروش که همان ترکیب شیشه را دارد جهت ذوب مجدد به کوره تغذیه می شود .

مصرف آن بین  صفر تا 100 در صد است . ولی عملا در کارخانه جات بین 30تا 60 درصد مصرف می شود

روش های تولید شیشه

شیشه ها  طی عملات زیر تولید می شوند:

1-ذوب

2-تصیفه

3-شکل دهی

4- عملات حراتی یا تنش زدایی شامل ابدیده کردن و تنش زدایی

5-عملیات نهایی از قبیل تزئین ،صیقل و تراش

ذوب

ابتدا مواد خام با دانه بندی های مناسب، به دقت با هم مخلوط و به همراه شیشه های شکسته و برگشتی به کوره ذوب شیشه تغذیه می شود .

تصفیه

در مراحل ذوب،طی فعل و انفعالات شیمیایی حجم زیادی از گازها ،از قبیل گاز کربنیک و انید رید سولفورو متصاعد می شوند و حباب هایی در شیشه مذاب ایجاد می کنند .

برای خارج کردن این حباب ها  از مذاب ،از مواد واسطه مانند سولفات سدیم و کربن ، اکسید ارسنیک به همراه نیترات سدیم استفاده می شود .

عمل خارج کردن حباب های ریز گاز از داخل مذاب را تصفیه شیشه می گویند.

علاوه بر تصفیه شیمیایی ، شیشه تحت تصفیه فیزیکی نیز قرار می گیرد . در تصفیه شیمیایی ، ویسکوزیته  ، کشش سطحی  و چگالی شیشه از عوامل مهم و تعیین کننده به شمار می روند .

شکل دهی

شیشه را می توان به روش دستی یا اتوماتیک شکل داد . در روش اتوماتیک  ، شکل دهی شیشه طی چند ثانیه کامل می شود . در طی این زمان کوتاه شیشه از مذاب سیال به جسم جامد تبدیل می شود . روش های شکل دهی شیشه عبارتند از :

1- دمش

2- پرس

3- نورد و کشش

4- ریخته گری

عملیات حرارتی

شیشه پس از شکل دهی ، تحت عملیات حرارتی قرار میگیرد . تا تنش های داخلی ان از بین رفته و از شکنندگی ان کم شود .

عملیات حرارتی شیشه به یکی از دو طریق زیر صورت می گیرد.

  - تنش زدایی

  - چقرمه کردن- ابدیده کردن

 

 

تنش زدایی

وقتی شیشه از دمای بالا سرد شود در ان تنش های داخلی ایجاد می شود که بر خواص مکانیکی ان تاثیر نامطلوب دارد. لذا کلیه شیشه ها تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند تا تنش های ایجاد شده از بین برود.

برای تنش زدایی شیشه ، ان را تا دمای تنش گیری گرم می کنند ، به مدت معینی  در این دما نگه  می دارند و سپس به اهستگی سرد می کنند .

این عملات در کوره ای به نام گرم خانه صورت می گیرد .

چقرمه کردن یا ابدیده کردن شیشه

بر خلاف روش تنش زدایی، ابدیده کردن شیشه مستلزم گرم کردن ان تا حدود دمای نرم شدن و سپس سرد کردن سریع ان با جریان هوای سرد یا چائیدن ان در روغن است .

در این عملیات لایه سطحی شیشه سخت شده و تحت فشار قرار می گیرد ولی قسمت داخلی ان تحت کشش است . لذا در حین کار فشار سطحی در برابر کشش اعمال شده خنثی و نتیجتا مقاومت شیشه افزایش می یابد .

شیشه ای که با حرارت دادن ابدیده شده باشد مقاومتش 3تا 5 برابر شیشه تنش زدایی شده است در حالی که دیگر خواص ان از قبیل سختی و ضریب انبساط حرارتی تغییر نمی کند .

عملیات نهایی

سطح شیشه را به طرق مختلف می توان تغییر داد. از اسید فلوئیدریک برای حکاکی و صاف کردن ان استفاده می شود.

همچنین شیشه را می توان با ترکیبات نقره و مس رنگ کرد.

از پاشیدن فلز برای تزئین یا ایجاد هدایت الکتریکی استفاده می شود.

شیشه را می توان به اغلب فلزات جوش داد برای این کار مهمترین عامل اخت ضریب انبساط حرارتی دو ماده است .



تاريخ : جمعه نوزدهم شهریور 1389 | 1:58 | نویسنده : علیرضا حسینی

شامل چند لايه شيشه مي باشد که توسط لايه هاي طلق از يکديگر جدا شده اند . ضخامت شيشه ضد گلوله بسته به نوع گلوله و فاصله شليک قابل انتخاب مي باشد . پس از برخورد گلوله به شيشه ، انرژي گلوله به شيشه و طلق منتقل شده و قبل از رسيدن گلوله به لايه آخر گلوله انرژي خود را از دست داده و متوقف مي شود . 
 
 
 
  
  
  
  
  
 



تاريخ : جمعه نوزدهم شهریور 1389 | 1:56 | نویسنده : علیرضا حسینی
شيشه هاي ساختماني :

 

1- شيشه هاي نشکن : در نماي ساختمان يا ساير مکانهايي که احتمال اعمال شوکهاي حرارتي و مکانيکي و خطر ايجاد جراحت براي افراد وجود دارد بکار مي روند . موارد کاربرد : شيشه هاي بزرگ ، دربها ، شيشه ساختمانهاي ضد زلزله ، نورگير سقفها ، نرده هاي شيشه اي ، پارتيشن و ...

 

2- شيشه هاي نيمه نشکن : در مقابل تنش هاي حرارتي ناشي از جذب انرژي خورشيد و تنشهاي مکانيکي مانند فشار باد ، وزن برف و... مقاومت کرده و چنانچه نيروي اعمال شده بيش از حد نباشد پس از شکست شيشه همچنان در فريم  باقي مي ماند .

 

3- شيشه هاي طلقي :  اين نوع شيشه اشعه UV خورشيد که باعث خرابي و فرسودگي لوازم مي باشد را عبور نمي دهد . همچنين اين نوع شيشه ها با اعمال نيروي بالايي مي شکنند و در صورت شکست شيشه ، خرده شيشه ها به طلق بين دو شيشه چسبيده و فرو نمي ريزند . طلق مصرفي در شيشه هاي ساخنماني mm 0.38  ضخامت دارند .

 

4- شيشه دوجداره :

شامل دو يا چند لايه شيشه مي باشد که با spacer اي از جنس آلومينيوم که با مواد جاذب رطوبت پر شده از يکديگر جداشده اند و توسط چسبهاي بوتيل و پلي سولفايد يا چسب سيليکوني ، شيشه ها به اسپيسر متصل و فضاي خالي آن با هوا يا گازهاي آرگون ، گزنون ، SF6 پر شده اند .

لايه هاي اين نوع شيشه داراي تنوع بالايي از جمله نشکن ، طلقي ، ساده ، رنگي ، پوشش دار (Reflex) و Low-E مي باشند .

در صورتيکه فضاي بين دو شيشه با گازهاي بي اثر پر شوند خواص صوتي و عايق بندي آنها به ميزان قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد .

 

ويژگيهاي شيشه هاي دوجداره ساخت شيشه نشکن  همراه با فريم UPVC :

 - 45% صرفه جوئي در مصرف انرژي .

- عايق صوتي به ميزان حداقل 30 دسي بل .

- جلوگيري از ورود آب ، سر و صدا و گرد و خاك به داخل .

- تنوع بالاي رنگ و ويژگي هاي شيشه .  

- استفاده از بهترين مواد اوليه ساخت کشورهاي ايتاليا و اتريش .

- توليد شيشه دو جداره با استفاده از ماشين آلات تمام اتوماتيک ساخت شرکت lisec اتريش .

 

 5.  شيشه هاي step unit : نوعي شيشه دو جداره مي باشد که جهت نماي بدون فريم قابل استفاده مي باشد و ساختاري مشابه شيشه دوجداره دارد که در يکي از لايه ها شيشه بزرگتر از لايه ديگر مي باشد و با چسب سيليکون به فريم فلزي مي چسبد و نمايي کاملاً يکنواخت از شيشه را بوجود مي آورد .



تاريخ : جمعه نوزدهم شهریور 1389 | 1:53 | نویسنده : علیرضا حسینی
 

  شيشه هاي طلقي (شيشه جلو خودرو) :

از دو لايه شيشه که بين آنها لايه اي طلق با ضخامت mm 0.76 قرار گرفته تشکيل شده است . اين اتصال در محفظه اي به نام وکيوم تحت دما و بوسيله مکش  هواي بين دو لايه شيشه و طلق اتفاق مي افتد وجهت کامل شدن فرآيند و بدست آوردن کيفيت مناسب تحت اتوکلاو قرار مي گيرند.

 

 شيشه هاي نشکن (شيشه جانبي خودرو ) :

چنانچه شيشه تا زير نقطه نرم شوندگي گرم شده و سپس با جت هوا سطح شيشه سرد شده و شيشه ايمني نشکن تهيه مي گردد . با اين عمليات سطح شيشه  استحکام يافته و به عمق آن فرصت کافي جهت سرد شدن داده مي شود . اينگونه شيشه ها پس از شکستن به قطعات ريز با لبه هاي غير برنده تبديل مي شوند که آسيبي به افراد نمي رسانند . اين شيشه ها در مقابل بارهاي مکانيکي ، ضربه و تنش استحکام بسيار بالايي دارند .



تاريخ : جمعه نوزدهم شهریور 1389 | 1:49 | نویسنده : علیرضا حسینی

پنجره‌ها نور، گرما و زيبايي را به خانه مي‌آورند و به درک فضاي زيست کمک مي‌کنند. پنجره‌ها منابعي براي آگاهي ما از تغيير زمان و آشنايي با موقعيت مکاني هستند. اما پنجره‌ها مي‌توانند راه‌هاي موثري براي اتلاف گرماي درون ساختمان در زمستان، و ورود گرماي ناخواسته در تابستان باشند. اين نکته به جز اثر نامطلوب بر هزينه‌هاي گرمايش و سرمايش ساختمان است.

هر يک از جريان‌هاي گرمايي نقش مهمي در اتلاف گرمايي در زمستان يا گرماي ناخواسته در تابستان دارند. ساختار يک پنجره را مي‌توان به سه قسمت شامل چارچوب، شيشه و يراق آلات تقسيم کرد که دو قسمت اول، به دليل مساحت بزرگ‌تر، نقش مهم‌تري در عملکرد حرارتي پنجره دارند.

در سال‌هاي اخير، توسعه فناوري توليد، پژوهش و آزمايش روي مواد گوناگون، تغييرات و پيشرفت‌هاي بسياري در ساختمان چارچوب پنجره و شيشه مورد استفاده در آن پديد آورده است، بهره‌گيري از موادي مانند پي.وي. سي (وينيل) براي توليد پروفيل پنجره و همچنين توليد شيشه‌هاي کم تابش، شيشه‌هاي جاذب گرما و... از جمله اين پيشرفت‌هاست.  در خانه‌هايي با پنجره‌هاي قديمي و بدون استفاده از نوآوري‌ها و فناوري‌هاي نوين، نزديک به 30 درصد اتلاف انرژي ساختمان، از راه پنجره‌ها رخ مي‌دهد.  اما اکنون   با بهره‌گيري از پيشرفت‌هاي علوم و فناوري اين مقدار تقريبا به نصف کاهش يافته است.  پژوهش‌هايي که اکنون در حال انجام است، نويد پيشرفت‌ها و بهبودهاي بيشتري در ساختار پنجره‌ها و مواد سازنده چارچوب و شيشه آنها را مي‌دهد.  

به دنبال بحران‌هاي مربوط به انرژي که آغاز آن را مي‌‌توان دهه 1970 دانست، بحث درباره انواع روش‌هاي جلوگيري از اتلاف انرژي و منابع آن در همه جهان، به ويژه کشورهاي صنعتي که مهم‌ترين مصرف کنندگان انرژي هستند آغاز شد.  از آن زمان تاکنون انواع روش‌ها و راهکارهايي که جهت صرفه‌جويي در کاربرد انرژي و هدر رفتن آن، سودمند دانسته مي‌شد بررسي شده است.  توجه به جلوگيري از اتلاف انرژي در ساختمان‌ها به ويژه ساختمان‌هاي مسکوني و تجاري، از آغاز درصدر مواردي بود که ضرورت آن تشخيص داده شده بود.  

پنجره‌ها نيز به عنوان يکي از مهم‌ترين اجزاي ساختماني که مي‌تواند نقش مهمي را در اتلاف انرژي يا بهره‌گيري از آن داشته باشد شناخته شدند و پيشرفت‌هاي بسياري در اين زمينه به دست آمد که پژوهش و بررسي در اين زمينه همچنان ادامه دارد. انواع مواد به کار رونده در چارچوب، انواع شيشه‌ها، چند جداره نمودن شيشه‌ها و اصلاح روش‌هاي درزبندي از مواردي است که روي آن   پژوهش هاي بسياري انجام گرفته است.

عملکرد گرمايي پنجره‌ها، اصولا بر پايه جريانهاي گرمايي ذيل است:

تهويه:

يعني سرما يا گرما از شکاف‌ها و بازشوهاي پنجره ، از درون به بيرون و برعکس، جريان مي‌يابد.  به عبارتي جريان يافتن گرما از راه نفوذ هوا و تهويه طبيعي. اين جريان گرما، به دنبال جريان هوايي که از راه پنجره وارد مي‌شود و تفاوت دماي دو سوي آن است.  نسيم هواي بيرون از ساختمان در اثر نيروي «فشار - مکش» سبب جا به جايي هوا در درون ساختمان مي‌شود. فشار مثبت، در سمتي که باد مي‌وزد ايجاد شده، فشار منفي (مکش)،  در سوي ديگر پديد مي‌آيد.  براي تهويه طبيعي، بايد بازشوها را در ديوارهايي با فشار متفاوت قرار داد.  زماني بيشترين حجم هوا، جا به جا مي‌شود که پنجره‌ها در بخش‌هايي از نماي ساختمان قرار گيرند که اختلاف فشاري در آن جا موجود باشد.

 

قرار دادن پنجره ها روي ديوارهاي مقابل که در مسير مستقيم جريان هوا قرار دارند، سبب ايجاد جريان سريع هوا، با عرض کم در درون اتاق خواهد شد.  اگر پنجره‌ها بر روي بخش مياني چنين ديوارهايي نصب شوند، جريان هوا، به طور مستقيم از وسط اتاق مي‌گذرد و اگر پنجره‌ها در گوشه‌هاي ديوار باشد، جريان هوا از روي ديوار جانبي اتاق خواهد گذشت.  در هر دو مورد، هر چند سرعت جريان هوا زياد است، تهويه مناسب نيست.  تهويه فضاي دروني در صورتي بهتر انجام مي‌شود که پنجره‌هاي ورودي هوا در جاهايي با اختلاف فشار زياد قرار گرفته باشد.

انتقال:

يعني گرمايي که به سبب انتقال، از راه پنجره وارد مي‌شود. اين جريان گرما نيز به تفاوت دما در دو سوي پنجره، بستگي دارد.  اما در اين جا چهار شيوه گوناگون، مقدار گرماي منتقل شده را تعيين مي‌کند:

 رسانايي:

انتقال گرما، پيرو ضريب رسانايي و اختلاف دما، در دو سوي جسم مورد بررسي است براي نمونه، هواي ساکن يک عايق شناخته شده است.  ضريب رسانايي شيشه، 30 بار و ضريب رسانايي بيشتر فلزات حتي هزار بار بيشتر از هواست.  رسانايي، ساز و کار انتقال گرما از راه تماس فيزيکي است. گرما از بخش گرم‌تر يک پنجره به بخش سردتر آن انتقال مي‌يابد.  هر مولکول، مولکول کنار خود را تحريک مي‌کند و انرژي را انتقال مي‌دهد. رسانايي، نه تنها در جامدات (چارچوب‌ها و شيشه پنجره)، بلکه در هواي ميان لايه‌هاي شيشه نيز انجام مي‌شود. ميزان انتقال گرما از يک ماده، به دليل اختلاف دما را مقدار «U» مي‌نامند. هر چه U کمتر باشد، گرماي کمتري انتقال مي‌يابد.

همرفت:

گرما، مي‌تواند از راه همرفت نيز از يک مايع يا گاز، به يک سطح، منتقل شود، به شرط آ نکه سيلان مجاور سطح ثابت باشد. «همرفت طبيعي» عبارت است از جا به جايي مايع يا گاز که تابعي از تفاوت‌هاي دماي محل است.  «همرفت اجباري» بر اثر منابع بيروني پديد مي‌آيد؛ به طور مثال از باد يا تاسيسات گرمايش،سرمايش وتهويه. همرفت، جا به جايي گرما درون يک سيال مانند هو است. هنگامي که مولکول‌هاي هوا، به طور فيزيکي از نقطه‌اي به نقطه‌ ديگر جا به جا مي‌شوند، گرما انتقال مي‌يابد.  يک سطح شيشه‌اي گرم مي‌تواند هواي مجاور خود را گرم کند و سبب بالا رفتن دماي آن شود.  يک سطح شيشه‌اي سرد، با هواي نزديک خود گرم مي‌شود و اين توده هوا، پس از آن که گرماي خود را از دست داد، پايين مي‌آيد اين جريان همرفتي در سمت بيروني و دروني پنجره و ميان جداره‌هاي شيشه روي مي‌دهد.

تشعشع:

يک جسم دريافت کننده، مي‌تواند تشعشع گرمايي منتشر شده از يک منبع را منتقل، جذب يا بازتابش کند. هر سطحي، تشعشع را پخش مي‌کند.  انتشار موج بلند بسته به دماي سطح است. در سطح‌هايي  با دماي اندک، اين طيف در محدوده پرتو فرو سرخ (پرتوفروسرخ يا پرتو با موج بلند) است.  شدت تشعشع منتشر شده، به تابندگي سطح بستگي دارد. مقدار تشعشع منتشر شده، از سطح‌هاي ديگر، بيشتر پيرو عامل‌هاي بصري است، يعني آن چه که جسمي مي‌تواند از هر جسم ديگر در محيط ببيند.  بخشي از تشعشع دريافتي، منتقل يا بازتابش و بقيه آن، جذب مي‌شود. پيچيدگي ديگر مساله اين است که تابش، جذب و بازتابش، پيرو طول موج و زاويه برخورد هستند.  از سوي ديگر، قابليت‌ تابش و جذب در يک سطح کدر، هم ارزش هستند.  

براي نمونه، شيشه شفاف معمولي، تشعشع خورشيد را به شدت از خود مي‌گذراند، اما تشعشع فرو سرخ ساطع شده از اشياي ديگر در همان اتاق را عبور نمي‌دهد.بيشتر اين دماي ناشي از تشعشع، جذب مي‌شود.  در ارتباط با زاويه برخورد، ميزان تابش معمولي در پايين‌ترين اندازه است. 4 درصد و تنها، زماني به مقدار بسياري افزايش مي‌يابد که ميان 60 تا 70 درجه، بيشتر از اندازه معمولي باشد.  به جز نفوذ تدريجي هوا از راه شکاف‌ها و بازشوهاي پنجره، امکان جريان هوا، تنها در دو سوي يکي از اجزاي پنجره نيز وجود دارد.  نمونه‌هاي شناخته شده، جريان هوا در پشت يک پرده يا جريان هوا در پشت و ميانه تيغه‌هاي يک پرده کرکره است. در اين جا نيز جا به جايي گرما، از راه همرفت «اجباري» و «طبيعي» را مي‌توان ديد.

تشعشع خورشيدي سومين نوع جريان گرماست. تشعشع خورشيدي و يا تشعشع پخش شده از آسمان، به پنجره مي‌تابد و بخشي از آن بازتابش و جذب مي‌شود.  بقيه، از راه پنجره، منتقل شده به صورت پرتوي با طول موج کوتاه، به ديوارهاي دروني مي‌رسد (انتقال مستقيم يا اوليه) ميزان جذب و بازتابش، پيرو طول موج و زاويه برخورد هستند.  جنبه دوم تابش خورشيد که اغلب اهميت بسياري در کارکرد پنجره دارد، روشي است که گرماي جذب شده از تابش خورشيد، از پنجره‌ بيرون مي‌رود.  براي نمونه، يک جام شيشه، نزديک به 12 درصد از تابش منتشر شده را جذب مي‌کند. اين گرماي جذب شده از هر دو سطح پنجره، به درون و بيرون اتاق، جريان مي‌يابد.  اين کار از جريان‌هاي همرفت و تابش پرتو موج بلند (گرمايي) و طبق ساز و کار انتقال گرما انجام مي‌شود. بنابراين بخشي از اين گرما، به درون اتاق خواهد آمد ميزان آن بستگي به ضريب‌هاي همرفت و تابش در سطح‌هاي دروني و بيروني دارد