X
تبلیغات
Iran Glass Industry - مواد اولیه شیشه
تاريخ : دوشنبه چهارم آذر 1392 | 10:18 | نویسنده : علیرضا حسینی

 فروشنده سیلیس دانه بندی شده و یک معدن باریت با مشخصات زیر میباشم  


فروش سیلیس با عیار بالا و کیفیت مرغوب-فروش معدن باریت  

 

 * سیلیس:100  700 -  میکرون به صورت فله یا بیگ بک (امانی) با عیار 98 به بالا هر
 تن 125000 تومان
* سیلیس : 0 - 100 میکرون به صورت فله یا بیگ بک (امانی) با عیار 5/96 هر تن
 100000تومان
* سیلیس : 100 - 300 میکرون به صورت فله یا بیگ بک (امانی) با عیار 98 به بالا هر
تن 115000تومان
محل بارگیری در شهرستان اردکان واقع در استان یزد میباشد

 

مشخصات معدن باریت

 

* معدن باریت دارای پروانه اکتشاف بوده گزارش نهایی آن نوشته شده و در صنایع ومعادن در حال بررسی میباشد (برای گرفتن گواهی اکتشاف) این معدن 7 عدد سینه کار فعال دارد و همچنین دو سینه کار بزرگ که هیچ گونه فعالیتی بر روی آن انجام نشده است ذخیره قطعی آن 36000 هزار تن میباشد میانگین وزن مخصوص آن 4.35 است (در گزارش نهایی محاسبه شده است) این معدن دارای باریت کریستال و حفاری میباشد معدن واقع در 80 کیلومتری شهرستان اردکان – یزد (20 کیلومتری روستای توت ) که 60 کیلومتر آن آسفالن و مابقی آن خاکی میباشد مبلغ معدن 000/000/500/4 ریال است که 000/000/500/3 ریال آن نقد و مابقی آن طی یک فقره چک معتبر (حداکثر 6 ماهه) باید پرداخت گردد لازم به ذکر است قیمت مقطوع میباشد


 

در صورت نیاز با شماره 09132551591 (رکنی پور)  تماس حاصل فرمایید

تاريخ : جمعه هفدهم آبان 1392 | 19:15 | نویسنده : علیرضا حسینی

عيوب شيشه، علل پيدايش وروشهای رفع آنها: تلاش برای توليد محصولی بدون عيب هدف فرآيند توليد شيشه می باشد، اما برای از بين بردن اين عيوب حد معينی وجود دارد. با توجه به نيازها و پيش شرط های مشتری برای کيفيت محصول توليد شيشه ای با عيوب سطحی مجاز می باشد. روشهای مختلف برای از بين بردن عيوب شيشه بايد مورد بررسی قرار بگيرد. همانطور که در علم پزشکی  نيزبيان شده است " تشخيص درست نيمی از درمان می باشد" . بنابراين اين مساله ضرورت دارد که سرچشمه بروز عيب درشيشه مورد بررسی قرار گيرد تا دلايل بروز آن مشخص گردد و وسايل رفع عيب شيشه برای از بين بردن اين عيوب طراحی شود.

عيوب شيشه، با توجه به استانداردهای موجود در شيشه فلوت، با توجه به شکل ظاهريشان دسته بندی می شوند که می توان به عنوان مثال ازحباب، سنگ، موج، خط وغيره نام برد ودلايل مختلفی نيز در پيدايش آنها دخيل است که می تواند عيوب در مواد اوليه، ذوب، شکل دهی، تنش زدايي، برش وغيره باشد.عيوب موجود درشيشه با توجه به دلايل پيدايش شان به دسته های زير تقسيم می شوند:

عيوب موجود در مواد اوليه

عيوب ايجاد شده توسط مواد اوليه معمولا بدو دسته عيوب نقطه ای و عيوب ناشی از اختلاط مواد می باشد.

عيوب نقطه ای :عيوب نقطه ای ايجاد شده توسط مواد اوليه ممکن است از ناخالصيهای موجود در آن بوجود آيد،مثلا ممکن است که سيليس، حاوی اکسيد و يا شيشه خرده شامل قلع، آهن، نيکل و ساير فلزات باشد. عيوب ايجاد شده بشکل کوارتز ذوب نشده، tidymite و يا cristobalite می تواند در اثر بزرگی دانه های سيليس ايجاد شوند. اين نوع از عيوب می توانند توسط اپراتورهای مجرب شناسايي شود راه دقيق برای شناسايي عيوب انجام آناليزهای شيميايي و پتروگرافی بر روی شيشه وبررسی اختلاف آنها با عيوب ديگر می باشد تا از اين طريق علل پيدايش آنها مشخص گردد.

عيوب ناشی از همگن سازی

اين نوع عيب می توانند در اثر عدم توزين دقيق مواد اوليه، عدم همگن سازی مناسب ميکسر وغيره ايجاد شود. اين عيب بشکل شيارهای کوچک و بزرگ نمايان می شود.

عيوب ناشی از ذوب

حباب، دانه دانه ريز

حباب عبارت است از حبس شدن گاز در شيشه. شکل حباب می تواند دايره، بيضی، خط، نقطه ای وغيره باشد. بنا به اندازه حباب آنها حباب، دانه و يا دانه ريزنامگذاری می شوند. اندازه حباب بيش از 2-1 میلی متر می باشد، اندازه دانه بيش از 2/0 ميلی متر است و اندازه دانه ريز کمتر از 2/0 ميلیی متر می باشد. گاز داخل حباب می تواند دی اکسيد کربن، مونو اکسيد کربن، دی اکسيد گوگرد، اکسيژن، نيتروژن، هوا، بخار ويا مخلوطی از گازهای مختلف باشد. دی اکسيد کربن از کربنات موجود در مواد اوليه می آيد (بطور عمده سودا اش). اين گاز، گاز اصلی در تشکيل حباب می باشد که در ذوب شيشه بوجود می آيد. نيتروژن واکسيژن از هوای مخلوط در مواد اوليه وشيشه خرده حاصل می شود. دی اکسيد گوگرد از سولفات سديم حاصل می شود. آب و آب مخلوط شده با مواد اوليه نيز می تواند تشکيل حباب های بخار را بدهد.

مقدار گاز موجود در مواد اوليه  می تواند کم و يا زياد باشد.هنگاميکه ذرات مواد اوليه بسيار ريز باشند گاز آزاد شده در فرآيند ذوب بصورت دانه های ريز می باشد بدليل اينکه فضای بين دانه های مواد اوليه بسيار ريز می باشد بنابراين گاز توليد بسختی آزاد می شود. حباب ايجاد شده در شيشه درقسمت ذوب معمولاً بعلت refining ناکافی شيشه ايجاد می شود. دليل اين امر نيز شدت ذوب ناکافی و احيا شدن اتمسفر کوره در دو جفت پورت انتهايي آن می شود.

منظور از قسمت تصفيه، خارج کردن حبابها از داخل شيشه مذاب می باشد. بعد از اينکه فرآيند ذوب تمام شد حبابها در قسمت تصفيه شيشه از آن خارج می شود. حبابهای خارج شده دارای سرعتهای صعود متفاوتی می باشند. سرعت صعود حبابها بالا می باشد و زمان رسيدن دانه های ريز بسطح مذاب زياد است.



تاريخ : چهارشنبه نهم آذر 1390 | 20:36 | نویسنده : علیرضا حسینی

بازيافت شيشه از آغاز تا كنون


بازيافت شيشه چهار هزار سال قابل از ميلاد مسيح، شيشه به صورت يک لعاب آبگونه تزييني در خاور ميانه استفاده مي شد. ظرف هاي شيشه اي رنگي براي خوردن و آشاميدن از سال 1550 گسترش يافته و مورد استفاده قرار گرفته است. قديمي ترين شيشه صاف و شفاف، يک گلدان ريخته گري شده در نينواي آشور است که در حدود 800 سال قبل از ميلاد توليد شد و اکنون در موزه British لندن قرار دارد. در قرون هجدهم و نوزدهم شيشه بسيار گران بود و براي کاربردهاي محدود همانند توليد پنجره هاي شيشه اي رنگي کليسا استفاده مي شد.

در ابتداي قرن بيستم با انقلاب صنعتي توليد شيشه با مقياس بزرگي آغاز گرديد. براي مثال توليد لامپ سبک شيشه اي ماشين در سال 1926 آغاز شد. امروزه شيشه ماده گران بهايي به شمار نمي رود و براي بسته بندي مواد، توليد پنجره و ساير محصولات استفاده مي شود. شيشه هاي جديد از چهار ترکيب شن، خاکستر سودا( کربنات سديم)، سنگ آهک و ساير افزودني ها ساخته مي شود. اين افزودني ها شامل آهن در رنگ (قهوه اي يا سبز)، کروميوم(فلز درخشان)، فلز لاجورد در رنگ سبز مايل به آبي، آلومينا براي دوام و برم براي بهبود عمليات حرارتي به آن افزوده مي گردد.

سالانه تمامي شيشه استفاده شده در اروپا در حدود 6/11ميليون تن تخمين زده مي شود. صنعت شيشه در انگلستان با به کارگيري تکنولوژي بالا ظرفيت بازيافت خود را به بالاي يک ميليون تن در سال رسانيده است. وابستگي مواد ديگر و قابليت غيرقابل انکار شيشه، با توجه به تمامي مشکلات، بازيافت آن يک مساله اجباري و اضطراري مي باشد. 7 درصد شيشه ها به طور ميانگين از زباله هاي خانگي توليد مي شود، به طوري که در سال 2001 بيش از 5/2 ميليون تن از اين مواد سوزانده شده است.

براي ساخت شيشه انرژي زيادي در استخراج و حمل و نقل مواد صرف مي شود. در اين فرآيند ترکيب مواد را بايد در دماي بسيار بالا انجام داد و حجم بالاي سوخت فسيلي استفاده شده در آن دي اکسيد کربن و گازهاي گلخانه اي بسياري توليد مي کند. به طور مثال در سال 2002 در صنعت شيشه انگلستان در حدود 8611000000 کيلووات ساعت برق مصرف شد و 8/1 ميليون تن دي اکسيد کربن از سوخت فسيلي در کارخانه ها توليد گرديد. يک کوره کارآمد حدود 4 گيگا ژول برق براي گداختن يک تن شيشه لازم دارد.

شيشه را مي توان به عنوان يک ماده ساده بازيافت نمود و ساختار آن در گونه هاي مختلف بازيافت از بين نمي رود و اين بسيار مهم است. در مورد توليد بطري هاي شيشه اي مي توان گفت که 80 درصد از کل شيشه مصرف شده بازيافتي است که Cullet ناميده مي شود. Cullet که همان خرده شيشه است، ساختار شناخت شده اي براي کارخانه ها دارد و به صورت خرده شيشه بومي شناخته مي شود. نمودار اگر شيشه بازيافتي براي ساخت بطري و جارها استفاده شود، انرژي لازم براي کوره ها کاهش مي يابد. علاوه بر حمل و نقل و مراحل توليد، حدود 315 کيلوگرم از توليد CO2 در هر تن شيشه ذوب شده کاهش يافته است.

از بازيافت دو بطري شيشه اي انرژي لازم براي جوش آمدن آب براي 5 فنجان چاي توليد مي شود. بازيافت، تقاضاي بازار براي مواد اوليه را کاهش مي دهد. اين مساله استفاده از مواد را کم نمي کند اما هزينه خاک برداري را کاهش مي دهد و اگر از منظر ديگري به آن توجه کنيم، فوايد استفاده مجدد و بازيافت به محيط زيست مرتبط مي شود. براي بازيافت هر تن شيشه حدود 2/1 تن از مواد اوليه صرفه جويي مي شود. بازيافت موجب کاهش ضايعات شيشه در کره زمين مي شود. هر چند شيشه مستقيما سلامت زمين را تهديد نمي کند و مي توان آن را به مدت نامحدودي ذخيره نمود.


چطور، چگونه و کجا بازيافت شيشه انجام مي شود؟

نوع شيشه
در خانواده شيشه هايي که مي شناسيم ترکيبات ويژه اي مورد استفاده قرار مي گيرد.

ظروف شيشه اي
بزرگ ترين بخش ظروف شيشه اي به بطري ها و جارها مربوط مي شود که 80 درصد بازيافت شيشه را در اختيار دارند. کل ظروف شيشه اي در انگلستان در حدود 23/2 ميليون تن است که حدود 629 هزار تن آن را واردات تشکيل مي دهد. به طور ميانگين هر خانواده انگليسي حدود 330 بطري و جار شيشه اي در سال مصرف مي کند.

استفاده مجدد
خرده فروشي ها با فروش و گرفتن بطري هاي برگشت پذير کار عمومي و عملي بازگست را انجام مي دهند. به هر حال کارخانجات توليدکننده در افزايش و کاهش بطري ها و حمل و نقل آن براي پر کردن مجدد نقش بسيار مهمي دارا هستند. اين بازگشت چه از نظر مالي و چه از نظر زيست محيطي داراي فوايدي است که از بطري هاي برگشت پذير حاصل شده است. به علاوه علاقه مصرف کنندگان به بطري هاي برگشت پذير نيز مي تواند موثر باشد. بطري هاي شير نمونه بارزي از اين بطري هاست که بايد بسيار پاک و تميز باشد. با وجود وزن زياد و مقاومت شيشه و ارزش تميز کردن پايين آن، بطري هاي برگشت پذير، زماني که از آنها براي پر کردن مجدد استفاده مي شود، بسيار مقرون به صرفه مي باشد. کاربرد اين بطري ها بيشتر در شيشه هاي مربا و ماءالشعير مي باشد.

بازيافت
بسياري از مردم پس از مصرف ظروف شيشه اي آنها را به بانک هاي شيشه تحويل مي دهند. اولين بانک شيشه در سال 1977 به وجود آمد و در حال حاضر 50 هزار بانک شيشه در سراسر کشور انگلستان وجود دارد. معمولا براي سازگاري بيشتر مصرف کنندگان، بانک هاي شيشه را در سوپر مارکت ها قرار داده اند. سايت اينترنتي براي يافتن نزديک ترين بانک شيشه نسبت به محل زندگي مصرف کنندگان ايجاد شده است. جمع آوري شيشه بدل به يک شغل پر درآمد شده است. بسياري از کافه ها و سوپرمارکت ها و برخي از شرکت هاي خصوصي مدارس براي خود داراي بانک شيشه هستند. حدود 600 هزار تن بطري شيشه اي از بانک هاي شيشه اي ايجاد شده در کافه ها، کلوپ ها، هتل ها، رستوران ها و بارها در سال جمع آوري مي شود. درصد بازيافت شيشه در انگلستان 34 درصد است که نسبت به کشورهاي سوييس و فنلاند که بازيافت شيشه در آنها 90 درصد است، بسيار ناچيز است. اصولا درصد قابل قبول بازيافت شيشه در حدود 50 درصد مي باشد.

بانک هاي شيشه شرکت هاي جمع آوري کننده يا ديگر بخش ها، خرده شيشه را به صورت تناژ تحويل مي دهند. زماني که خرده شيشه ها جمع آوري مي شوند، آلودگي آنها جدا شده و سپس با مواد ديگر در کوره هاي ذوب مخلوط مي شوند. سپس در قالب يا بادکن هاي مکانيکي به بطري و جار جديد تبديل مي شوند.

ناهماهنگي رنگ
جمع آوري خرده شيشه هاي شفاف بي رنگ براي بازيافت در انگلستان بسيار کم مي باشد. بيشتر توليدات شيشه در انگلستان بطري هاي شفاف و کهربايي مي باشد که به دليل صادرات زياد شيشه هاي شفاف انگلستان است. براي اينکه مصرف کنندگان همواره بطري و جارهاي شفاف را در بانک هاي شيشه قرار مي دهند، توليد خرده شيشه هاي شفاف کم تر است. واردات انگلستان بيشتر به منظور توليد بطري هاي سبز است که به طور عمده براي بسته بندي ماءالشعير استفاده مي شود. در گذشته بطري هاي سبز بازيافت نمي شد اما در اين صنعت با کار و تلاش زياد دولت اقدام به افزايش بازيافت بطري هاي سبز نمود و در حال حاضر انگلستان حدود 85 درصد از بطري هاي سبز را بازيافت مي نمايد. اين خرده شيشه ها در صنايع مختلف کاربرد فراواني دارد. اين مواد را مي توان با رنگ ها و مواد شيشه اي ديگر ترکيب نمود و بازار خوبي براي بطري هاي سبز ايجاد کرد. از خرده شيشه هاي بازيافتي مي توان براي توليد بطري هاي جديد استفاده نمود. بازيافت شيشه به 4 روش به دولت و محيط زيست کمک مي کند که شامل کاهش خاک برداري، کاهش مصرف انرژي، کاهش انتشار گازهاي گلخانه اي و جلوگيري از هدر رفتن منابع معدني مي باشد.

بخش شيشه هاي Flat
دومين بخش بزرگ در توليد شيشه مربوط به شيشه هاي Flat است. اين شيشه ها کاربردهاي متنوع و متفاوتي دارند. اين شيشه ها به دليل طول عمر کمتر تاثير بيشتري در محيط زيست و زباله هاي شيشه اي دارند. زباله هاي اين شيشه براي پنجره ها، شيشه جلو و عقب خودروها و موتور سيکلت ها مورد استفاده قرار مي گيرد. صادرات و واردات اين نوع شيشه در حدود 886 هزار تن در سال است.

بخش فيبرهاي شيشه اي (Fiber Glass)
فايبرگلاس ها را مي توان با استفاده از روش هاي متنوع پيوسته يا فيبرهاي کوچک توليد نمود. فيبرهاي پيوسته را معمولا براي تقويت پلاستيک ها و سيمان به کار مي برند. فيبرهاي کوتاه به عنوان مواد عايق کاري استفاده مي شوند. حدود 220 هزار تن در سال فيبر شيشه در انگلستان ساخته مي شود و تقريبا 11 هزار تن نيز در هر سال زباله توليد مي کند و به دليل اينکه بازيافت آن سخت و مقرون به صرفه نمي باشد در اين بخش سرمايه گذاري خاصي انجام نشده است.


چه کاري بايد انجام داد؟ - اگر يک بطري برگشت پذير است، آن را بازگردانده و به بخش بازيافت منتقل نکنيد. - بطري و جار را بشوييد. بهترين روش شستن با آب داغ به هر شکل ممکن مي باشد. - در صورت امکان درب هاي پلاستيکي، چوب پنبه و اضافه هاي فلزي را از بطري و جار جدا کنيد. هر چيزي که روي آن باقي بماند به وسيله مگنت يا ويبره و يا روش هاي ديگر جدا مي شود اما باز هم احتمال خطا و خراب شدن کوره ها وجود دارد. - فقط بطري ها بازيافت نمي شوند بلکه تمامي ظروف شيشه اي قابل بازيافت هستند. ظرف هايي که براي نگهداري مواد غذايي، دارويي و پاک کننده هاي شيشه اي ساخته مي شوند نيز بازيافت پذير هستند. هرگز شيشه لامپ ها يا شيشه هايي که براي پخت مانند پيرکس هستند را جمع آوري نکنيد. اين مواد خصوصيات متفاوتي دارند که براي ساخت بطري استفاده نمي شوند بنابراين داراي استانداردهاي لازم نيستند. شيشه هاي مسطح مانند شيشه هاي پنجره سالم يا شکسته نبايد در بخش بانک شيشه بطري ها قرار گيرند. دقت کنيد بطري را در بانک مخصوص آن قرار دهيد. بانک هاي شفاف، سبز و قهوه اي متفاوت هستند. آنچه مهم است اطمينان از تميزي شيشه و عاري از آلودگي بودن با رنگ است که ارزش آن از قيمت پايين تري برخوردار بوده و پول کم تري براي شيشه هاي آلوده پرداخت مي شود. بطري هاي ساخته شده از شيشه هاي آبي را مي توان در بانک بطري هاي سبز قرار داد. بطري ها با يک پوشش رنگ را مي توان بازيافت نمود و همه آنها را در يک کوره سوزاند. براي فهميدن رنگ بطري به بالاي آن درست جايي که درب روي آن قرار مي گيرد، دقت نماييد. سعي کنيد در مسافرت بطري ها را به بانک هاي فعال مانند مغازه هاي باز يا مدارس تحويل دهيد. با اين کار خطر وارده به محيط زيست از طريق مسافرت به حداقل مي رسد. سعي کنيد از بانک ها در طول روز استفاده کنيد و از اجتماع در محل بانک ها در شب اجتناب کنيد.


بررسي کلي
ترجيح مصرف کننده در انتخاب ماده بسته بندي
روش شناسي
در بين 24 آوريل تا 9 مي 2006 شرکت تحقيقات و بازاريابي نيوتن در اوکلاهما رفتار و عادت خريداران را مورد بررسي قرار داد. اين مصاحبه ها با 752 نفر در سراسر ايالات متحده که مصرف کننده مواد غذايي و نوشيدني بودند، انجام گرفت و درصد خطاي آن 5/3 درصد اعلام شده است

خلاصه بررسي
بسته بندي هاي شيشه اي اولين انتخاب مصرف کنندگان براي حفظ کيفيت، پاکي و مزه غذا مي باشد و به نظر مي رسد اغلب آنان به سلامت بسته بندي بيشتر اهميت مي دهند. ترجيح مشتريان دائمي به سوي بسته بندي هاي شيشه اي است.

مواد بسته بندي
زماني که پاسخ دهندگان خريد مي کنند بسته بندي ها از مواد گوناگوني مي باشد. آنها بسته بندي شيشه اي را براي کيفيت، تميزي، مزه، محافظت از محصول و زمان نگهداري ترجيح مي دهند. وقتي به صورت عمومي در مورد مواد بسته بندي سوال مي شود. مصرف کنندگان عمومي نيز تمايل بيشتر به بسته بندي شيشه اي دارند. با توجه به پرسش هاي انجام شده، 75 درصد براي ماءالشعير، 96 درصد براي نوشيدني الکلي، 65 درصد براي سس و چاشني، 87 درصد براي مواد غذايي و 90 درصد براي غذاي کودک، بسته بندي شيشه اي را ترجيح مي دهند. با توجه به سطح درآمد،خريد محصولاتي که در شيشه بسته بندي شده است، برتري قابل ملاحظه اي يافته است. بسته بندي شيشه اي نوشابه ها به منظور حصول کيفيت، پاکي، مزه و طعم و محافظت محصول مطرح مي شود.

شيشه بهترين ماده براي بسته بندي
مصرف کنندگان دائمي تمايل زيادي به بسته بندي شيشه اي نشان مي دهند. 42 درصد از مغازه هاي خواربارفروشي، محصولات اصلي را به صورت مداوم و يا به صورت فصلي خريداري مي کنند اغلب مصرف کنندگان دائمي در اين بررسي زنان 25 تا 54 ساله بوده اند که بيش از 50 هزار دلار درآمد ساليانه داشته اند. مصرف کنندگان دائمي عقايد خود را اين گونه بيان مي کنند که 6 تا 8 درصد مغازه هاي اصلي را با توجه به کيفيت و استاندارد ترجيح مي دهند.

افراد بسياري مصرف ماءالشعير در شيشه را ترجيح مي دهند.
مصرف کنندگاني که ماءالشعير را در شيشه ترجيح مي دهند بيشتر بين 25 و 44 سال سن داشته و درآمد سالانه ي در حدود 50 هزار دلار و يا بيشتر داشته اند. در اغلب پاسخ ها شيشه به عنوان ماده ارجح عنوان شده و ساير مواد گزينه هاي بعدي بوده اند.



تاريخ : سه شنبه پنجم مهر 1390 | 3:55 | نویسنده : علیرضا حسینی

   

Silica sand

Limestone

Feldspar

Glass cullet
   
 
Crushing, Grinding, Weighing and Mixing
 

Jaw Crusher

Jaw Crusher

Hammer Crusher

Batch Silo


تاريخ : چهارشنبه بیست و نهم تیر 1390 | 9:50 | نویسنده : علیرضا حسینی


_

سیلیس یا اکسید سیلیسیم با فرم

ول شیمیایی SiO2 فراوان‌ترین ترکیب اکسیدی موجود در پوسته زمین است. سیلیس در طبیعت به‌صورت آزاد و یا به‌صورت ترکیب با سایر اکسیدها وجود دارد. [۱]



سیلیس عنصری است غیر فلزی اما در خواصش فلزی تر از کربن است. سیلیس دو شکل آلو تروپی دارد یکی ساختار بیشکل پودری و دیگری ساختار بلورین تیره.ساختار بلورین آن شبیه الماس است.این عنصر در سال 1823 توسط Jöns Berzelius دانشمند سوئدی کشف گردید سیلیس دومین عنصر ار لحاظ فراوانی در پوسته زمین است (28% وزنی پوسته را تشکیل می دهد).سیلیس به صورت غیر ترکیبی یافت نمی شود وعموما" به صورت سیلیکات یا سیلیکا ( اکسید سیلیس) موجود است. ترکیب اصلی رسها ، گرانیتها ، کوارتز و ماسه می باشد .

 



منابع سیلیسیم در خورشید و ستاره ها است. و ترکیب اصلی شهاب سنگها شناخته شده است. همچنین این عنصر یکی از اجزای تشکیل دهنده تکتیتها است که تکتیت شیشه طبیعی با منشا نامشخص است.
25.7 درصد وزنی پوسته زمین از سیلیسیم تشکیل شده و دومین عنصر از نظر فراوانی پس از اکسیژن است. سیلیسیم به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شود و بیشتر به صورت اکسید و سیلیکات یافت میشود. در ماسه، کوارتز، کریستالهای سنگی، آمتیست، آگات، سنگ چخماق، ژاسپر و اوپال ،اکسید سیلیسیم وجود دارد. گرانیت و هورنبلند و آزبست و فلدسپار و رس و میکا نیز حاوی مقادیر کمی کانیهای سیلیکاته هستند.
سیلیسیم در اثر گرما دادن سیلیس و کربن در کوره های الکتریکی برای الکترودهای کربنی تولید می شود. هفت روش برای تولید این عنصر وجود دارد. سیلیسیم بی شکل به صورت پودر قهواه ای رنگ با استفاده از روش ذوب کردن یا تبخیر تولید می شود.
سیلیسیم یکی از عناصر سودمند می باشد. این عنصر به شکل ماسه و رس در ساخت بتن و آجر کاربرد دارد. این عنصر در صنعت دیرگدازها با درجه حرارت بالا کاربرد دارد. همچنین برای ساخت مینای دندان، کوزه گری و غیره کاربرد دارد. همچنین اکسید سیلیسیم ترکیب اصلی شیشه است. و یکی از ارزانترین ماده اولیه برای صنایع مکانیکی ، نوری، گرمایی، و الکتریکی است.
سیلیسیم خالص می تواند با بور و گالیم و فسفر یا ارسنیک ترکیب شود و سیلیسیمی جهت استفاده ترانزیستورها و پیلهای خورشیدی و یکسوسازها و دیگر تجهیزات که در صنایع الکترونیک و سن سنجی بسازد. هیدروژن دارکردن سیلیسیم بی شکل برای اقتصادی کردن پیلها جهت تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی استفاده می شود.
سیلیسیم عنصری حیاتی برای زندگی گیاهان و جانوران می باشد. سیلیسیم در خاکستر های گیاهان و اسکلت انسانها نیز وجود دارد. سیلیسیم عنصر سازنده فولاد نیز می باشد . کربید سیلیسیم یکی از مهمترین ساینده ها و و مورد استفاده در اشعه تولید شده از نور همدوس می باشد. سیلیکون ها یک از ترکیبات مهم سیلیسیم است. سیلیکونها از هیدرولیز کلرید سیلیسیم آلی به دست می آید.
سیلیسیمهای کریستالینه دارای جلای فلزی و به رنگ خاکستری هست. بیشتر اسیدها به استثنای هیدروفلوریک با سیلیسیم واکنش می دهد. عنصر سیلیسیم یبش از 95 درصد امواج مادون قرمز را با طول موجهای 1.3 تا 6 میکرومتر از خود عبور می دهد.
س یلیسیم با خلوص 99 درصد قیمت آن 0.5 دلار در گرم است . سیلیسیم با خلوص خیلی بالاقیمت آن 100 دلار در اونس است

 

تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری


خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر سیلیسیم :
عدد اتمی: 14
جرم اتمی: 28.086
نقطه ذوب : C°1414
نقطه جوش : C°3265
شعاع اتمی : Å 1.46
ظرفیت: 4+
رنگ: خاکستری تیره
حالت استاندارد: جامد در 298 k
نام گروه: 14
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 786.5
شکل الکترونی: 1s2 2s2p6 3s2p2 1
شعاع یونی : Å 0.4
الکترونگاتیوی: 1.90
حالت اکسیداسیون: 2, 4, -4
دانسیته: 2.33
گرمای فروپاشی : Kj/mol 50.55
گرمای تبخیر : Kj/mol 384.22
گرمای ویژه: J/g Ko 0.71
دوره تناوبی: 3

شماره سطح انرژی : 3
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 4
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Si-28 پایدار
Si-29 پایدار
Si-30 پایدار
Si-31 2.62 ساعت
Si-32 100.0 سال

اشکال دیگر :
اکسید سیلیسیم SiO2
هگزا هیدرید سیلیسیم Si2H6 و تترا هیدرید سیلیسیم SiH4
هگزا کلرید سیلیسیم Si2Cl6 و تترا کلرید سیلیسیم SiCl4

منابع : ماسه ، گرانیت ، کوارتزو رس
کاربرد : در شیشه به صورت sio2 به کار می رود . به عنوان نیمه رسانا در قطعات الکترونیکی و همچنین درپیلهای خورشیدی ، سیمان، گریس و رنگهای روغنی به کار می رود


تاريخ : سه شنبه بیست و هشتم تیر 1390 | 10:0 | نویسنده : علیرضا حسینی
 
 
 
     
  فیلم  
 
 
 
     


ادامه مطلب
تاريخ : چهارشنبه بیست و چهارم فروردین 1390 | 11:2 | نویسنده : علیرضا حسینی
زرگترین بخش بیشتر شیشه‌ها را سیلیس تشکیل می‌دهد. مواد جانبی را نیز به شیشه می‌افزایند. اکسید سدیم (Na2O) موجب کاهش دمای ذوب می‌گردد، ولی افزایش بیش از حد آن از مقاومت شیمیایی شیشه می‌کاهد. اکسید کلسیم (CaO) مقاومت شیمیایی و سایشی را در شیشه پایین می‌آورد. افزودن CaO به شیشه موجب تبلور آن می‌گردد و در نتیجه حالت اوپالین (کدر) به خود می‌گیرد.

برای افزودن مقاومت شیشه مقدار کمی اکسید آلومینیوم (Al2O3) و اکسید منیزیم (MgO) بر آن اضافه می‌کنند. دو عامل عمده در تشکیل شیشه نقش دارند که عبارتند از : غلظت مایع در محدوده خاصی از دمای محیط به سرعت افزایش می‌یابد و دمای ذوب باید به دمای محدوده افزایش غلظت باشد.

 

تقسیم بندی انواع شیشه‌ها بر اساس ترکیب شیمیایی و زمینه کاربرد آنها

  • شیشه معمولی : بیشترین تولید را این شیشه‌ها به خود اختصاص می‌دهند. مصارف عمده آنها در شیشه‌های در و پنجره ، بطریها ، ظروف شیشه‌ای ، لامپها و غیره است. ترکیب شیمیایی شیشه معمولی به شرح زیر است: (SiO2 70 درصد) ، (Na2O 15 درصد) ، (CaO 9 درصد)، (MgO 3 درصد) ، (Al2O3 2 درصد).

  • شیشه‌های بردار : در این شیشه‌ها از بین B2O3 به جای CaO استفاده می‌شود. ویژگیهای مهم این شیشه‌ها عبارت است از ضریب انبساط کم ، مقاومت شیمیایی و الکتریکی بالا و مقاومت در برابر شوکهای حرارتی. مصارف عمده این شیشه‌ها در ساخت لوازم آزمایشگاهی ، پزشکی ، ظروف آشپزخانه و شیشه‌های صنعتی است. شیشه پیرکس نوعی شیشه بردار است. ترکیب شیمیایی شیشه بردار بدین شرح است. (SiO2 71- 81 درصد) ، (Na2O 5.4- 6 درصد) ، (B2O3 10- 5.13 درصد) ، (Al2O3 2- 5 درصد).

  • شیشه‌های سربی : ضریب شکست این شیشه‌ها زیاد است و از اینرو آنها در ساخت انواع عدسی ، قطعات نوری و لامپ استفاده می‌شود. این شیشه حاوی 37 درصد اکسید سرب است که گاهی تا 92 درصد هم می رسد. شیشه های سربی‌ای که میزان اکسید سرب آنها بیشتر باشد برای پیشگیری از نفوذ پرتوهای رادیواکتیو و تهیه لامپهای الکترونیک بکار می‌روند.

 

  • شیشه‌های کوارتزی : این شیشه‌ها از کوارتز خالص ساخته می‌شوند. ایستایی گرمایی و شیمیایی آنها بالاست. ضریب انبساط آنها اندک است و بسیار شفاف هستند. این شیشه‌ها در ساختن منشور و پنجره‌های اپتیک بکار می‌روند.

  • سیلیکاتهای سدیم : این سیلیکاتها در آب محلول‌اند و به دلیل خاصیت چسبندگی شان به عنوان چسب بکار برده می‌شوند. ترکیب شیمیایی آنها به دو صورت Na2O.SiO2 و یا Na2O.4SiO2 است.

  • شیشه‌های فسفات‌دار : در این شیشه‌ها مقداری P2O5 جایگزین SiO2 شده است. از این شیشه‌ها برای عبور امواج فرابنفش استفاده می‌شود.

  • شیشه‌های اوپالین : این شیشه‌ها حاوی فلورین و آپاتیت هستند. ذوب شیشه عادی است، ولی به هنگام سرد شدن بلورهای کوچکی در آن متبلور می‌شوند. و بدین ترتیب خاصیت اوپالی در شیشه‌ها ایجاد می‌گردد.

صنعت شیشه

بطور کلی در صنعت شیشه حداکثر دمای مورد نیاز برای ذوب مواد اولیه 1600 درجه سانتیگراد است. ترکیب بیشتر شیشه‌ها در محدوده کوارتز ، کریستوبالیت و یا تریدیمیت قرار می‌گیرد. در صورتی که مواد اولیه با سیلیس بیشتر انتخاب شوند و یا این که کانیهای نا نقطه ذوب بالا در مواد اولیه موجود باشند، باید مواد تا 1600 درجه حرارت داده شوند. در دمای بالا با کاهش غلظت ، گاز CO2 به آسانی ماده مذاب را ترک کرده و ناخالصیها نیز ذوب می‌شوند و در نتیجه محصول شفاف و خالی از حباب و مواد ذوب نشده خواهد بود.

مواد اولیه شیشه

مهمترین مواد تشکیل دهنده شیشه شامل SiO2 ، CaO و Na2O است.



 

  • SiO2 : مهمترین منابع SiO2 ، ماسه‌های سیلیسی ، کوارتزیت و رگه‌های کوارتزی است. اکسیدهای آهن موجب رنگین شدن شیشه و کرومیت غالبا ذوب نمی‌شود و به صورت ناخالصی در شیشه باقی می‌ماند. ناخالصی آلومینیوم در ماسه سیلیسی موجب کاهش دمای ذوب و افزایش کیفیت شیشه می‌شود.

  • CaO : مهمترین منابع اولیه CaO ، سنگ آهک است. هر تن CaCO3 حاوی 560 کیلوگرم CaO و 440 کیلوگرم CO2 است. ناخالصیهای سنگ آهک شامل MgO ، FeO ، MnO ، کانیهای رسی و نودولهای چرت هستند. MgO با SiO2 برای ترکیبات خاص تشکیل دو مایع با حالت امولسیون را می‌دهد. محدوده این دو مایع با حالت امولسیون وسیعتر از محدوده دو مایع SiO2 - Na2O است. میزان MgO برای شیشه‌های مختلف متفاوت است و چنانچه سنگ آهک خالص باشد جهت تامین MgO مورد نیاز می‌توان از دولومیت استفاده نمود.

  • Na2O : مهمترین منابع تامین Na2O مورد نیاز شیشه عبارتند از کربنات سدیم Na2CO2 ، آبسیت و آلکالی فلدسپات ، نفلین سیانیت ، هر تن کربنات سدیم حاوی 580 کیلوگرم Na2O و 420 کیلوگرم CO2 است.

  • بوراکس : برای افزودن مقاومت شیمیایی و ضریب شکست در شیشه‌های مخصوص از بوراکس استفاده می‌کنند. باید دانست که بوراکس ، نقطه ذوب سیلیس را کاهش می‌دهد. در شیشه‌های نسوز مواد نسوز را بکار می‌گیرند.

  • مواد رنگی شیشه‌ها : هر یک از رنگهای ویژه توسط مواد شیمیایی آنها ، در شیشه ایجاد می‌شوند، رنگ سبز (Cr2O3) ، رنگ سبز تا زرد (CrO3)، رنگ آبی (CaO)، رنگ قرمز (CuO) و رنگ قهوه‌ای (Fe2O3). مواد بی رنگ کننده شیشه عبارت است از اکسید سلنیوم ، اکسید سدیم و اکسید نئومیوم.


تاريخ : چهارشنبه هفدهم فروردین 1390 | 1:57 | نویسنده : علیرضا حسینی
ترکیبات ثانوی شیشه
اجزای ثانوی شیشه ، موادی هستند که بوسیله آنها می‌توان برخی معایب شیشه‌ها را اصلاح و خواص آنها را تعیین کرد. این مواد بر مبنای عمل آنها طبقه‌بندی شده‌اند و بر حسب نوع اصلاحی که انجام می‌دهند در مراحل مختلف شیشه سازی به ترکیبات شیشه اضافه می‌شوند.

مواد فرعی شیشه :

پایدار کننده‌ها

پایدار کننده‌ها ترکیباتی هستند که حلالیت شیشه‌ها را در مقابل آب و مواد شیمیایی تا اندازه‌ای کم می‌کنند. بطور کلی ، پایدار کننده‌ها از اجزای تشکیل‌دهنده شیشه هستند که خصوصیت آن را تعیین می‌کنند. پایدار کننده‌های قابل ذکر به صورت زیر می‌باشند.

کربنات کلسیم : کربنات کلسیم جهت غیر محلول کردن شیشه در آب بکار می‌رود.

کربنات باریم : کربنات باریم سبب افزایش وزن مخصوص شیشه می‌شود.

اکسید سرب Pb3 و PbO : اکسید سرب موجب شفافیت و صاف بودن شیشه می‌شود.

اکسید روی : اکسید روی باعث افزایش مقاومت حرارتی و مکانیکی شیشه و خواص مکانیکی و شیمیایی آن می‌شود.

اولومیت MgCO3 + CaCO3 : اولومیت باعث سهولت سوختن ترکیبات اولیه شیشه می‌شود.

رنگ‌زداها

شیشه‌ها ممکن است به خاطر داشتن مقدار کمی از اکسیدهای آهن رنگی بنظر آیند، این رنگ در نتیجه ناخالص بودن مواد اولیه است. برای از بین بردن این ناخالصی از دی‌اکسید منگنز یا فلز سلنیوم استفاده می‌شود. دی‌اکسید منگنز وقتی به شیشه مذاب افزوده می‌شود، سیلیکات فرو را به سیلیکات فریک اکسید می‌کند. اکسید منگنز (II) به رنگ بنفش و سیلیکات فریک به رنگ زرد می‌باشد. این دو رنگ مکمل یکدیگرند. بنابراین مخلوط شیشه ، بی‌رنگ خواهد شد. سلنیوم بعلت گران بودن ، کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. سلنیوم ، رنگ توده مخلوط را صورتی می‌کند که در نهایت با رنگ سیلیکات فرو که سبز پریده است، ترکیب شده ، آن را بی‌رنگ می‌کند.

 

رنگین کننده‌ها

این مواد برای تولید شیشه‌های رنگی به ترکیب شیشه افزوده می‌شوند.



رنگ شیشه

ترکیب فعال

رنگ اصلی

فرمول

رنگین کننده‌ها

رنگ بنفش به شدتهای مختلف تابعی از دما و قدرت جذب

پودر قهوه‌ای
سیاه مایل به خاکستری
بنفش



TEX()} {KMnO_4} {TEX}

ترکیبات منگنز

سبز و سبز مایل به زرد


پودر سیاه
پودر قهوه‌ای مایل به قرمز


اکسیدهای آهن

سبز متمایل به زرد

پودر سبز
پودر زرد
پودر نارنجی


ترکیبات کروم

آبی

پودر خاکستری
پودر سیاه


کبالت

زرد

پودر زرد و نارنجی

کادمیم

قرمزهای مختلف
آبی آسمانی


پودر قهوه‌ای قرمز
پودر سیاه


مس

 

مات کننده‌ها

مات کننده‌ها موادی هستند که در توده مخلوط شیشه ، پخش شده‌ ، آن را کدر می‌کنند. از مات کننده‌ها می توان فلوئوریت CaF2 و سدیم فلوئورو آمینات ، سدیم فلوئورو سیلیکات Na2SiF6 را نام برد، اما فسفات کلسیم ، فسفات قلع و فسفاتهای زیرکونیوم هم بطور وسیع ، بعنوان مات کننده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سیال کننده‌ها

فلدسپارها بعنوان سیال کننده توده خمیر شیشه‌‌‌ای بکار می‌وند، با وجود این ، قابلیت ذوب و گستره دمایی که شیشه باید در آن ساخته شود با افزایش اکسیدهای فلزات قلیایی مخصوصا اکسیدهای سدیم و پتاسیم افزایش می‌یابد. این قبیل اکسیدها را می‌توان از کربناتها یا سولفات‌های فلزات مربوطه بدست آورد، کربناتها بخاطر مقدار آهن کمتر ترجیح داده می‌شوند.


تاريخ : چهارشنبه هفدهم فروردین 1390 | 1:55 | نویسنده : علیرضا حسینی
مواد خام شیشه:

ترکیبات اولیه شیشه

به منظور تولید شیشه ، سالانه ، مقادیر بسیار زیادی ماسه شیشه ، سدیم کربنات ، سدیم سولفات ناخالص و غیره مورد نیاز است. در این مقاله منابع تهیه این مواد و علت استفاده از آنها ذکر می‌شود.

مواد اصلی شیشه :

ماسه شیشه

ماسه لازم برای تولید شیشه باید تقریبا کوارتز خالص باشد. در بسیاری موارد ، منطقه ته‌نشینی ماسه شیشه ، محل کارخانه شیشه سازی را تعیین کرده است. برای ظروف غذاخوری ، مقدار آهن موجود در ماسه نباید از 45% و برای شیشه اپتیکی نباید از 0.015% تجاوز کند، چرا که آهن تاثیر نامطلوبی بر رنگ اغلب شیشه‌ها دارد.

سودا

Na2  یا سودا اصولا از سدیم کربنات چگال ( Na2CO3 ) تامین می‌شود. سایر منابع عبارتند از سدیم بی‌کربنات ، سدیم سولفات ناخالص و نیترات سدیم. نیترات سدیم برای اکسایش آهن و شتاب دادن به عمل ذوب نیز مفید است. منابع مهم آهک (CaO) سنگ آهک و آهک پخته حاصل از دولومیت (CaCO3.MgCO3 ) است که خود MgO را نیز وارد عمل می‌کند.

فلدسپار

این مواد دارای فرمول کلی R2O. Al2O3 . 6SiO2 هستند که در آنها R2O ، معرف Na2O یا K2O یا مخلوطی از این دو است. این مواد در مقایسه با اکثر مواد دیگری که منبع Al2O3 هستند، مزایای بسیاری دارند. فلدسپارها ارزان ، خالص و گدازپذیرند و کلا" ازاکسیدهای ایجاد کننده شیشه تشکیل شده‌اند.

از خود Al2O3 تنها هنگامی استفاده می‌شود که قیمت محصول از درجه دوم اهمیت برخوردار باشد. فلدسپارها همچنین Na2O یا K2O و SiO2 را نیز تامین می‌کنند. مقدار آلومین در پایین آوردن نقطه ذوب شیشه و کُند کردن واشیشه‌ای شدن ، موثر است.

بوراکس

بوراکس به عنوان یک جزء ترکیبی فرعی ، هم Na2O و هم اکسید بوریک را برای شیشه تامین می‌کند. هر چند که از بوراکس به ندرت در شیشه پنجره یا شیشه جام استفاده می‌شود، اما اکنون این ماده ، عموما در انواع خاصی از شیشه بطری‌ها بکار می‌رود. یک نوع شیشه بوراتی با ضریب شکست بالا نیز وجود دارد که در مقایسه با شیشه‌های قبلی ، مقدار پراش نور آن کمترو ضریب شکست نور در آن بالاتر است و شیشه اپتیکی باارزشی بشمار می‌رود.

بوراکس علاوه بر توانایی بالا در ایجاد گدازش ، نه‌تنها ضریب انبساط را پایین می‌آورد، بلکه دوام شیمیایی را نیز افزایش می‌دهد. هنگامی که قلیائیت اندکی در فرایند تولید مورد نظر باشد، از اسید بوریک استفاده می‌شود که بهای آن ، دو برابر بوراکس است.

سدیم سولفات ناخالص

این ماده که مدتها مانند سایر سولفاتها نظیر آمونیوم سولفات و باریم سولفات ، یک جزء ترکیبی فرعی در شیشه تلقی می‌شد، غالبا در تمام انواع شیشه بکار می‌رود. این ماده ، کف موجود در کوره‌های مخزنی را که ایجاد مشکل می‌کند، حذف می‌نماید. برای کاهش سولفاتها به سولفیتها ، از کربن استفاده می‌شود.

ممکن است برای ایجاد سهولت در حذف حباب‌ها ، آرسنیک تریوکسید افزوده شود. آهن را با سدیم یا نیترات پتاسیم ، اکسید می‌کنند تا مقدار آن در شیشه نهایی چندان قابل توجه نباشد. از پتاسیم نیترات یا کربنات ، در بسیاری از شیشه‌های مرغوب‌تر نظیر شیشه ظروف غذاخوری ، شیشه تزئینی و شیشه اپتیکی استفاده می‌شود.

خرده شیشه

این ماده از خرد کردن کالاهای معیوب ، لبه‌های پرداخت شده کالاها یا سایر ضایعات شیشه‌ای بدست می‌آید و استفاده از آن ، سبب سهولت عملیات ذوب می‌شود و در عین حال ، مواد ضایعاتی نیز به مصرف می‌رسند. ممکن است مقدار خرده شیشه مصرفی در هر بار بین 10 تا 80 درصد باشد.



تاريخ : شنبه یازدهم دی 1389 | 21:31 | نویسنده : علیرضا حسینی

طبقه‌بندی ترکیبات ثانوی

پایدار کننده‌ها

پایدار کننده‌ها ترکیباتی هستند که حلالیت شیشه‌ها را در مقابل آب و مواد شیمیایی تا اندازه‌ای کم می‌کنند. بطور کلی ، پایدار کننده‌ها از اجزای تشکیل‌دهنده شیشه هستند که خصوصیت آن را تعیین می‌کنند. پایدار کننده‌های قابل ذکر به صورت زیر می‌باشند.


  • کربنات کلسیم : کربنات کلسیم جهت غیر محلول کردن شیشه در آب بکار می‌رود.
  • کربنات باریم : کربنات باریم سبب افزایش وزن مخصوص شیشه می‌شود.
  • اکسید سرب Pb3 و PbO : اکسید سرب موجب شفافیت و صاف بودن شیشه می‌شود.
  • اکسید روی : اکسید روی باعث افزایش مقاومت حرارتی و مکانیکی شیشه و خواص مکانیکی و شیمیایی آن می‌شود.
  • اولومیت MgCO3 + CaCO3 : اولومیت باعث سهولت سوختن ترکیبات اولیه شیشه می‌شود.

رنگ‌زداها

شیشه‌ها ممکن است به خاطر داشتن مقدار کمی از اکسیدهای آهن رنگی بنظر آیند، این رنگ در نتیجه ناخالص بودن مواد اولیه است. برای از بین بردن این ناخالصی از دی‌اکسید منگنز یا فلز سلنیوم استفاده می‌شود. دی‌اکسید منگنز وقتی به شیشه مذاب افزوده می‌شود، سیلیکات فرو را به سیلیکات فریک اکسید می‌کند. اکسید منگنز (II) به رنگ بنفش و سیلیکات فریک به رنگ زرد می‌باشد. این دو رنگ مکمل یکدیگرند. بنابراین مخلوط شیشه ، بی‌رنگ خواهد شد. سلنیوم بعلت گران بودن ، کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. سلنیوم ، رنگ توده مخلوط را صورتی می‌کند که در نهایت با رنگ سیلیکات فرو که سبز پریده است، ترکیب شده ، آن را بی‌رنگ می‌کند.

رنگین کننده‌ها

این مواد برای تولید شیشه‌های رنگی به ترکیب شیشه افزوده می‌شوند.



رنگ شیشه ترکیب فعال رنگ اصلی فرمول رنگین کننده‌ها
رنگ بنفش به شدتهای مختلف تابعی از دما و قدرت جذب پودر قهوه‌ای
سیاه مایل به خاکستری
بنفش


TEX()} {KMnO_4} {TEX}
ترکیبات منگنز
سبز و سبز مایل به زرد
پودر سیاه
پودر قهوه‌ای مایل به قرمز

اکسیدهای آهن
سبز متمایل به زرد پودر سبز
پودر زرد
پودر نارنجی

ترکیبات کروم
آبی پودر خاکستری
پودر سیاه

کبالت
زرد پودر زرد و نارنجی کادمیم
قرمزهای مختلف
آبی آسمانی

پودر قهوه‌ای قرمز
پودر سیاه

مس



تصویر

مات کننده‌ها

مات کننده‌ها موادی هستند که در توده مخلوط شیشه ، پخش شده‌ ، آن را کدر می‌کنند. از مات کننده‌ها می توان فلوئوریت CaF2 و سدیم فلوئورو آمینات ، سدیم فلوئورو سیلیکات Na2SiF6 را نام برد، اما فسفات کلسیم ، فسفات قلع و فسفاتهای زیرکونیوم هم بطور وسیع ، بعنوان مات کننده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.




تاريخ : شنبه یازدهم دی 1389 | 21:24 | نویسنده : علیرضا حسینی

شیشه مایعی است بسیار سرد شده و در حرارتی پایین تر از نقـطه انجماد آن، در حالت مایع قـرار دارد و به طور عمومی، جسمی است شـفـاف که نور به خوبی از آن عبور می کند و پشت آن به طور وضوع قابل رویت است. شیشه از نظر ساختمان مولکولی در حالت جامد آرایش مولکولی نامنظم دارد. در درجه حرارت های بالا شیشه مثل هر مایع دیگری رفتار می کند. اما با کاهش دما گرانروی آن به طور غـیر عادی افزایش می یابد و باعـث می شود مولکول ها نتوانند در آرایشی که مورد نیاز بلور است، قرار گیرند. به این ترتیب شیشه از نظر ساختمان مولکولی مانند مایعات نامنظم است ولی این ساختمان غـیر منظم دیگر متحرک نیست. شیشه جسمی سخت است که سختی آن حدود 8 می باشد و همه به جز الماس ها را خط می اندازد. وزن مخصوص شیشه 5/2 گرم بر سانتی متر مکعب بوده و بسیار ترد و شکننده است. شیشه در مقابل تمام مواد شیمیایی حتی اسیدهای قوی و بازها مقاومت کرده و تحت تاثیر خورندگی واقع نمی شود، به همین عـلت ظروف آزمایشگاهی را از آن می سازند. فقط اسید فلوئوریک HF بر آن اثر داشته و شیشه را در خود حل می کند


   تاریخچه :

    شیشه گری یکی از قدیمی ترین حرفه هایی است که بشر بدان اشتغال داشته است. مصری ها سازنده اولین اشیای شیشه ای بوده اند که ظروف به دست آمده از حفاری مصر قدمت 5 هزار ساله دارد. رومیان نیز از فن شیشه گری مهارت داشته اند. در این صنعت از سایرین پیشرفته تر بودند. رونق شیشه سازی در نخستین ادوار تاریخ اسلامی صورت گرفته است، زیرا هـنری بود که در مساجد و زیارتگاه ها و تزیینات مـذهـبی جلوه خاصی داشته و مورد استفاده قرار می گرفـت. در ایران نیز ساختن شیشه قـدمت چند هزار ساله دارد. نخستین واحد ماشینی تولید شیشه ساختمانی در ایران در سال 1340 شروع به کار کرد.

 

     ترکیبات سازنده شیشه :

    اجزای اصلی تشکیل دهنده شیشه :

     با نگاه به جدول عناصر، کمتر عنصری را می توان یافت که از آن شیشه به دست نیاید ولی سه ماده کربنات دو سود، سنگ آهک و سیلیس مواد اصلی تشکیل دهنده شیشه می باشند. مواد شیشه ساز مورد تایید موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران عبارتند از سیلیس، دی اکسید بور، پنتا اکسید فسفر که از هـر یک به تنهایی می توان شیشه تهیه کرد.

 

    گداز آورها :

 

     کربنات سدیم، کربنات پتاسیم و خرده شـیشـه، سـیلـیکات سدیم و سـلـیـس با گدارآورها می باشند در آب حل می شوند و از شفافیت شیشه به تدریج کم می کنند به هـمین عـلـت است که اغلب شیشه های مصرف شده در گـلخانه پس از چند سال کدر می شوند و نور از آن ها به خوبی عـبور نمی کند.

 

    تثبیت کننده ها : 

 

     برای آن که مقاومت شـیشـه را در مقابل آب وهـوا ثابت کنیم باید اکسـیدهای دوظرفـیتی باریم، سرب، کـلسیم، مـنـیزیم و روی به مـخـلـوط اضافه کنیم که به این عـناصر ثابت کـننده می گـویند.

 

 

 

     تصفـیه کننده ها : 

 

     تصفیه کننده ها موجب کاستن حباب هوای که وجود در شیشه می شوند و بر دو نوع اند :

 

 

     1 ) فـیزیکی : سولفات سدیم، کلرات سدیم با ایجاد حباب های بزرگ، حباب های کوچک را جذب و از شیشه مذاب خارج می کنند.
 

 

 

  2 ) شیمیایی : املاح آرسنیک و آنتیموان ترکیباتی ایجاد می کنند که حباب های کوچک داخل شیشه را از بین می برند.

 

تا اینجا به مواردی اشاره کردیم که عدم وجودشان در مواد اولیه باعـث از بین رفتن مرغـوبیت کالا می شد. حال چند ماده دیگر که به نوعـی در تولید شیشه سهیم هستند، اشاره می کنیم.

 

 

 

 

 

     افزونی ها :

 

 

    1 ) استفاده از بوراکس به جای اکسید و کربنات سدیم ( گدازآور ) که در اثر حرارت به سدیم اکسید و  بورم اکسید  تجزیه می شود و در واقع به جای هر دو ماده عمل می کند.

 

 

    2 ) استفاده از نیترات سدیم برای از بین بردن رنگ سبز شیشه ( ناشی از اکسید آهن که همراه مواد دیگر وارد کوره می شود. )

 

 

    3 ) استفاده از اکسید منگنز که باعـث مقاومت بیشتر در مقابل عـوامل جوی و شفاف تر شدن شیشه می شود.

 

 

    4 ) استفاده از اکسید سرب به جای  کلسیم اکسید برای ساختن شیشه های مرغـوب بلور که باعـث درخشندگی شیشه می شوند.

    5 ) برای ساختن بلور مرغـوب از اکسـید نقـره اسـتفاده می کنند.

    6 ) اسـتفاده از فلدسپات که باعـث مقاومت بهتر در مقابل مواد شیمیایی می شود.

 

 

    7 ) برای این که شیشه در برابر اسید فلوئوریدریک هم مقاوم باشد، ترکیباتی از فـسـفـات به آن می افزایند.

 

 

    8 ) استفاده از خرده شیشه که به ذوب مواد سرعت بیشتری می دهد.

 

    9 ) استفاده از اکسید فلزات برای تهیه شیشه های رنگی

 

    10 ) اکسید سزیم برای جذب پرتو فرو سرخ و اکسیدبر، برای ازدیاد مقاومت حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند.

    دو نمونه از عـناصر تشکیل دهنده که عـمومیت بیشتری دارند در زیر ذکر می کنیم.

     ترکیبات (1) : اکسید سیلیسیم حدود 74 تا 80 درصد و بقیه شامل پر اکسید سـدیم تا 15 درصد و اکسـید کلسیم 7 تا 12 درصد اکسـید منیزیم 2 تا 4 درصد و 2 درصد هم عـناصر دیگر چون آهن(?) اکسید، آلومینیوم اکسید، منیزیم اکسید، تیتانیم فسفید، سیلیسیم تری اکیسد.

    ترکیبات (2) : اکسـید سـیـلـیـسـیـم در حدود 73 درصد، اکسـید سـدیم 15 درصد، اکسـید کـلـسـیم 55/5 درصد، اکـسـید منیزیم 6/3 درصد، اکـسـید آلـومـیـنـیـوم 5/1 درصد، اکـسـید بور و اکـسـید پتاسـیم هر کدام 4/0 درصد، اکـسـید آهن و اکـسید سـیلـیـسـیم 6 ظرفـیتی هـریک 3/0 درصد.

 

 

     عـلاوه بر موارد بالا هـمـیشـه مـقـداری خرده شـیشـه نیز با این مواد وارد کوره می گـردد.

 

 

 

    انواع شیشه و کاربرد آن ها :

 

 

    شـیشـه به اشکال مختلف مورد اسـتفاده قرار می گیرد. در ساخت وسایل تزیینی مانند گل، تابلو و...، در ساختن ظروف آزمایشگاهی و یا ظروف آشپزخانه چون : لیوان، بطری و... و در پایان در ساختن شیشه های مسطح که در دو نوع ساده و مشجر عرضه می گردد و مصارف مخـتـلـفی دارد که عـمده ترین آن به عـنوان در و پنجره در کارهای ساختمانی است که به شکل های مختلف از شامل : شیشه های شفاف، نیمه شفاف و رنگی، جاذب حرارت، ایمنی، دوجداره، سکوریت و.... وجود دارد. خم چنین در آینه سازی، صنایع نشکن، صنایع یخچال سازی، میزهای شیشه ای، انواع شیشه رومیزی و تیغه کاری ساختمان کاربرد دارد.

     شیشه رنگی :

     به دو طریق می توان شیشه رنگی به دست آورد.

 

     1. با افـزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگ های مختلف قرمز می دهند و رنگ آبی پر رنگ به وسیله اکسید کبالت به دست می آید. رنگ زرد با افزودن اکسید اورانیوم و کادمیوم حاصل می شود.

     2. شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فـرومی کنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشه های رنگی در ویترین مغازه ها، نمایشگاه ها، آزمایشگاه ها و ساختمان های صنعتی به کار می روند.

 



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 : دوشنبه چهاردهم تیر 1389 | 17:56 | نویسنده : علیرضا حسینی

 

  

پودر سيليس  : پودر سيليس که ترکيب اصلی آن  می باشد بهمين شکل وارد شيشه خواهد شد. ما سيليس را بصورت دانه های طبيعی آن که از سطح زمين خارج گرديده و يا اينکه دانه های رسوبی که دراثر تغييرات جوی، بر روی کوارتزيت و کوارتز (بعنوان شن طبيعی) تشکيل يافته اند مورد بررسی قرار می دهيم.

قطعات بزرگ کوارتزيت ويا کوارتز که خردايش گرديده و بشکل پودر در آمده اند بعنوان ماده اوليه اصلی در شيشه مورد استفاده قرار می گيرند. گاه درصورت مناسب بودن شرائط، پودر سيليس با کيفيت بالا بصورت طبيعی (سيليس دريا) بعنوان بهترين گزينه  بعنوان مواد سيليسی مورد نياز شيشه فلوت محسوب می شود. اين نوع سيليس با دانه کروی و دانه بندی مناسب بدون اينکه نياز به خردايش آن باشد مستقيماً مورد استفاده قرار می گيرند. در حال حاضر پودر سيليس يا سيليس خردايش شده که به دانه بندی رسيده است با استفاده از روش تر جهت فرآوری واصلاح کيفيت آن ساخته و آماده می شود.

همانگونه که ذکر شده  ضروری ترين ماده در شيشه سازی است که شکل ساختمانی آن بصورت تترا هيدرال بوده که يک شبکه ممتد و غير منظم را بوجود آورده و اسکلت اصلی ساختمان شيشه ای را تشکيل می دهد. اين ماده بعنوان شبکه ساز اصلی خواصی ازقبيل نور گذری و شفافيت و ثبات حرارتی وشيميائی و سختی را به شيشه می دهد ضمناً  باعث کاهش ضريب انبساط حرارتی شيشه نيز می گردد.

 فلدسپار: تقريباً سه سيستم فلدسپار درطبيعت يافت می شوند که عبارتند از:

1- فلدسپار قليائی که از ذوب مخلوط فلدسپات پتاسيک و [1]anorthite بدست می آيد فلدسپار قليائی برای فلوت ترجيح داده می شود زيرا که  مورد نياز، از آن مشتق می گردد در حاليکه بطور همزمان اکسيدهای قليائی  نيز از آن بدست می آيد که برای شيشه مفيد است.

محدوده ذوب فلدسپار بين 300/تا 1100 درجه سانتيگراد است اين ماده در صورت ذوب Congruent[2] با کوارتز و سليکاتهای آلومينيوم سبب کمک به فرآيند ذوب نيز می شود. اين ماده برنگ سفيد، طوسی، قرمز روشن وصورتی متمايل بزرد وغيره يافت می شود عدد (Moh,s) سختی آن از 6 تا 5/6 و وزن مخصوص آن 76/2-55/2 سانتيمتر مکعب/ گرم است اين ماده همچنين دارای سطح پوششی شيشه ای شکل است. اکسيد آلومينيوم بعنوان يک اکسيد واسطه است و درشيشه فلوت در هر شکل فلوت در شکل تتراهيدرال آلومي نيم و با تترا هيدرال سيليس يک شبکه ممتد تشکيل می دهد. مقدار کم اکسيد آلومي نيم در شيشه می تواند بطور مؤثری تمايل شيشه را برای کريستاليزه شدن (سرد شيشه بستن) کاهش دهد و همچنين حرارتی و شيميائی ونيز سختی شيشه را بهبود بخشد. اکسيد آلومی نیم همچنين باعث پائين آوردن ضريب انبساط حرارتی گرديده وسبب کاهش خورندگی فيزيکی آجرهای نسوز کوره بوسيله شيشه مذاب می گردد.  همچنين باعث بالا رفتن گرانروی شيشه مذاب می گردد بنابراين مقدار بيش از حد آن باعث مشکلات بيشماری در فرآيند ذوب و تصفيه ونيز بروز موج و خط و ساير معايب در شيشه نهائی می گردد.

 دولوميت: در صنعت شيشه  وبخشی از  لازم از دولوميت تأمين می گردد. دولوميت معمولاً بصورت سفيد متمايل به طوسی و از نظر ظاهر بسيار مشابه آهک می باشد. وقتی دولوميت حرارت داده می شود در900-700 درجه سانتيگراد با تجربه به مخلوطی از  و  و  تبديل می گردد.

 آهک: يکی از فراوان ترين مواد اوليه شيشه که بخش قابل توجهی ازپوسته زمين را تشکيل می دهد می باشد. ترکيب شيميائی آهک خالص  است و اغلب دارای مقدار کمی  نيز می باشد. با ورود به مواد اوليه شيشه اين ماده باعث آزاد نمودن  (اکسيد کلسيم) در شيشه می شود.  بعنوان اکسيد تعديل و تثبيت کننده در شيشه بکار می رود باعث کاستن از گرانروی شيشه در درجات حرارت بالا گرديده و برای ذوب وتصفيه بسيار مفيد می باشد. مقدار کم  همچنين باعث بهبود ثبات و قدرت مکانيکی شيشه می گردد. بزرگترين مشکل  قابليت بسيار زياد آن برای پيشبرد کريستاليزاسيون در شيشه می باشد (ايجاد سرد شيشه)

کربنات سديم: سودا اش و يا کربنات سديم يکی از مواد اوليه اصلی در شيشه می باشد که باعث آزاد نمودن (اکسيد سديم) در شيشه می گردد و ترکيب شيميائی آن است. در حين عمل ذوب  به داخل شيشه راه يافته در حاليکه  آن آزاد و از ذوب خارج می گردد. کربنات سديم مصرفی در شيشه فلوت از نوع سنگين بوده و بصورت گرانول مصرف می شود. وزن مخصوص آن ازنوع سبک (5/1-1 سانتيمتر مکعب/ گرم) بيشتر بوده و دارای دانه های يکنواخت است که موجب می گردد از جدا شدن دانه ها پرهيز گردد. اين امر موجب خواهد شد که عمل ذوب با همگنی بيشتری انجام گردد کربنات سديم همچنين دارای توان زيادی از نظر ترکيب با  می باشد و عملاً سبب می گردد که سيليس در درجه حرارت پائينتری ذوب گرديده و به سيليکات سديم تبديل گردد.  نيز از جمله اکسيدهای تعديل کننده است بطوريکه  در نقاط خالی شبکه سيليس قرار می گيرد.  می تواند توليد اکسيژن آزاد نموده ونسبت به  را افزايش دهد و همانگونه که ذکر شد سبب شکستن اتصالات سيليس- اکسيژن گردد که دراثر آن ويسکوزيته کاهش يافته و عمل ذوب آسانتر انجام شود و ميل به کريستاليزاسيون کاهش يابد. افزايش مقدار ناچيزی از  سبب افزايش ضريب انبساط حرارتی شيشه می گردد و ثبات حرارتی وشيميائی وهمچنين قدرت مکانيکی شيشه کاهش می يابد. بنابراين هرگز مقدار بيش ازحد از  درشيشه توصيه نمی شود.

 سالت کيک يا سولفات سديم

در توليد شيشه فلوت مقدار کمی سولفات سديم بعنوان تصفيه کننده به مواد اوليه اضافه می گردد. سولفات سديم که دارای فرمول شيميائی  می باشد يکی ازمواد اوليه اصلی می باشد زيرا که دارای خواص سولفاتها بوده و می تواند مقداری وارد شيشه نمايد که شديداً مورد نياز ذوب مواد اوليه است. همراه با سولفات مقدار معينی مواد احياء کننده که کربن و يا ذغال باشد قبلاً با سولفات مخلوط نموده و به پچ اضافه می گردد سولفات سه نقش در ذوب دارد:

-        بعنوان فعال کننده سطح

-        ايجاد توربولانس در سطح مشترک مذاب و سولفات

-        ايجاد گاز

دو نقش آخر باعث پيشبرد همگن سازی در شيشه خواهد شد. از آنجاييکه  دارای حلاليت کمی در شيشه مذاب است مقداری مواد کف مانند (gall) در گرمترين نقطه کوره يا اطراف آن در کوره بوجود می آيد با افزودن کربن يا ذغال ا زتشکيل اين مواد کف مانند (gall) جلوگيری بعمل می آيد زيرا که کربن با سولفات ترکيب شده و تبديل به سولفيت می گردد که به سه جهت برای فرآيند ذوب مفيد است:

1-    پائین آمدن درجه حرارت تجزيه سولفات سديم

2-    شرايطی بوجود می آورد که تقريباً کليه سولفور موجود دربچ در مراحل اوليه ذوب به  تبديل گرديده و ازمذاب بصورت گاز خارج می شود و امکان ايجاد کف در قسمت ذوب و يا پديده خارج شدن ناگهانی گازها درقسمت تصفيه (reboil) را بحداقل برساند.

3-     در قسمت فوقانی مذاب بر روی کشش سطحی مؤثر بوده و سبب می گردد که حبابهای در حال صعود درست در سطح ترکيده و بالنتيجه تجمع ننموده و ايجاد کف نمی نمايد.


 



تاريخ : سه شنبه بیستم بهمن 1388 | 21:7 | نویسنده : علیرضا حسینی

آشنایی

بزرگترین بخش بیشتر شیشه‌ها را سیلیس تشکیل می‌دهد. مواد جانبی را نیز به شیشه می‌افزایند. اکسید سدیم (Na2O) موجب کاهش دمای ذوب می‌گردد، ولی افزایش بیش از حد آن از مقاومت شیمیایی شیشه می‌کاهد. اکسید کلسیم (CaO) مقاومت شیمیایی و سایشی را در شیشه پایین می‌آورد. افزودن CaO به شیشه موجب تبلور آن می‌گردد و در نتیجه حالت اوپالین (کدر(به خود می‌گیرد.

سیلیس یا اکسید سیلیسیم با فرمول شیمیایی SiO2  فراوان‌ترین ترکیب اکسیدی موجود در پ است. سیلیس در طبیعت به‌صورت آزاد و یا به‌صورت ترکیب با سایر اکسیدها وجود دارد.

نام‌های دیگر

اکسید سیلیسیم، کوارتز، ماسه

شناسه‌ها

شماره CAS

[7631-86-9]  

خواص

فرمول شیمیایی

SiO2

جرم مولی

‎ 60.1

شکل ظاهری

ماده جامد پودری سفید (در حالت خالص(

چگالی

2.2 g/cm³

دمای ذوب

‎1650 (±75) °C

دمای جوش

‎2230 °C

محلول در آب

0.012 g in 100mL

ساختار مولکولی

شکل مولکولی

تتراهدرال

خطرات

شماره ایمنی

R42 R43 R49

شماره نگهداری

S22 S36 S37 S45 S53

دمای اشتعال

non-flammable

ترکیبات مرتبط

آنیون‌های دیگر

سولفید سیلسیم

کاتیون‌های دیگر

دی‌اکسید کربن
دی‌اکسید ژرمانیم
اکسید قلع (IV)
اکسید سرب (IV)

ترکیبات مرتبط

اسید سیلیسیک

 

   اكسيد سيليسيم (SiO2) يا سيليس تركيبي شيميايي است كه به صورت خالص و يا به صورت تركيب در كاني هاي سيليكاته حدوداً 60 درصد پوسته جامد زمين را تشكيل مي دهد. كاني هاي سيليكاته در مجموع 90 درصد پوسته جامد زمين را تشكيل مي دهند.
   سيليس خالص ، بي رنگ تا سفيدرنگ است و با ترکيب SiO2 فراوان ترين ماده موجود در پوسته زمين است .
   نام سيليس براي کليه کاني هايي به کار برده مي شود که داراي SiO2 مي باشند حتي اگر از نقطه نظر بلوري ، شرايط فيزيکي و شرايط زمين شناسي با هم متفاوت باشند.
   ماسه سنگ و ماسه سيليسي، كوارتز و كوارتزيت، بلور كريستال، تريپلي و نواكوليت، سيليس مصنوعي و سيليكون شيميايي، سنگ چماق و دياتوميت از منابع اصلي سيليس هستند.

   اكسيد سيليسيم (SiO2) يا سيليس تركيبي شيميايي است كه به صورت خالص و يا به صورت تركيب در كاني هاي سيليكاته حدوداً 60 درصد پوسته جامد زمين را تشكيل مي دهد. كاني هاي سيليكاته در مجموع 90 درصد پوسته جامد زمين را تشكيل مي دهند.
   سيليس خالص ، بي رنگ تا سفيدرنگ است و با ترکيب SiO2 فراوان ترين ماده موجود در پوسته زمين است .
   نام سيليس براي کليه کاني هايي به کار برده مي شود که داراي SiO2 مي باشند حتي اگر از نقطه نظر بلوري ، شرايط فيزيکي و شرايط زمين شناسي با هم متفاوت باشند.
   ماسه سنگ و ماسه سيليسي، كوارتز و كوارتزيت، بلور كريستال، تريپلي و نواكوليت، سيليس مصنوعي و سيليكون شيميايي، سنگ چماق و دياتوميت از منابع اصلي سيليس هستند.
     
  ژئوشيمي:
   اكسيد سيليسيم (SiO2) يا سيليس تركيبي شيميايي است كه به صورت خالص ( كاني هاي كوارتز، اپال و ... ) و يا به صورت تركيب در كاني هاي سيليكاته حدوداً 60 درصد پوسته جامد زمين را تشكيل مي دهد. كاني هاي سيليكاته در مجموع 90 درصد پوسته جامد زمين را تشكيل مي دهند.
   برخي از شيميدانان، رابطه بين اتم هاي سيليس و اكسيژن در سيليكات هاي مختلف را مشابه رابطه اتم هاي كربن و اكسيژن در تركيبات آلي دانسته اند. همانطور كه كربن به دو صورت منواكسيد كربن (CO) و دي اكسيد كربن (CO2) با اكسيژن تركيب مي شود، سيلسيم نيز به طور مشابه با اكسيژن تركيب شده و توليد تركيبات SiO و SiO2 را مي نمايد. تركيب اول نظير منواكسيد كربن به صورت گاز بوده و ناپايدار است ولي تركيب جامد و پايدار مي باشد.
   در طبيعت هرگاه در درجه حرارت 25 درجه سانتي گراد، ميزان سيليس محلول در آب از حدود 120 تا 140 ppm بالاتر برود، از نظر شيميايي كمپلكس Si(OH)4 بوجود خواهد آمد. در چنين حالتي محلول به صورت اشباع در آمده و سبب رسوب سيليس به صورت ژل و تشكيل بلورهاي اوليه كوارتز كه فراوان ترين كاني سيليس است مي گردد. بلورهاي مصنوعي كوارتز كه در صنعت مورد مصرف قرار مي گيرد، نيز طي چنين فرآيندي توليد مي شوند. بنابراين مي توان گفت كه اگر در طبيعت مقدار سيليس محلول در آب كمتر از ppm 210 باشد، سيليس موجود در آب به صورت محلول باقي مانده و هيچگونه كريستالي تشكيل نمي شود. فقط در زماني كه ميزان سيليس محلول در آب از حد ppm 410 بگذرد، زايش بلورهاي كوارتز شروع مي شود.
   كوارتز، تريديميت و كريستوباليت سه پلي مورف اصلي سيليس هستند كه در طبيعت به خوبي شناخته شده اند، هركدام از اين كاني ها در شرايط خاصب بوجود آمده و داراي مشخصات فيزيكي و كاني شناسي معيني مي باشند. اين پلي مورف ها در شرايط حرارتي ذيل به يكديگر تبديل مي شوند:
  

 

    فرآيندهاي تبديل سه پلي مورف فوق كه هركدام در شرايط خاص ترموديناميكي و شيميايي انجام مي شوند، همگي دو طرفه و برگشت پذير مي باشند. نحوه و شرايط تبديل پلي مورف هاي سيليس به يكديگر، در تمام صنايعي كه اين ماده معدني به نحوي در آنها كاربرد دارد، از اهميت زيادي برخوردار است. در اثر تبديل اين پلي مورف ها به يكديگر، خواص كاني شناسي و فيزيكي آنها نظير ضريب شكست، سيستم تبلور، چگالي و سختي نيز متغير مي نمايد.
   دانه هاي بلوري سيليس از لحاظ مولکولي متبلور بوده با شبکه هاي بدون اتصال الکتروني است . انواع مختلف سيليس – کوارتز، تريديميت و کريستوباليت – سيليس گداخته و در کوهي( به فرمول شيميايي Si2O7 ) در ساختمان شبکه هاي سه بعدي يا تکتوسيليکاته متبلور شده اند. در اين ساختمان هر چهار وجهي SiO4، تمام گوشه هاي خود را با ساير چهاروجهي ها به اشتراک گذاشته است و نسبت Si:O ، 1:2 است. در اين ساختمان، اتم سيليسيوم چهار ظرفيتي توسط 2 اتم اکسيژن دو ظرفيتي متعادل شده است. در اين نوع سيليکاتها بخشي از اتم هاي سيليسيوم توسط آلومينيوم جايگزين شده است و به صورت (Si, Al)O2 در مي آيد.
   اگر چه پيوندهاي Si-O در ساختار اکتاهدرال کورديناسيون 6 بلندتر از طول اين پيوندها در ساختار تتراهدرال کورديناسيون 4 هستند، اما بسته بندي فشرده تر اکسيژن ها باعث افزايش زياد چگالي اين پلي مورف نسبت به ساير پلي مورف هاي سيليس مي شود.
   سيليس رامي توان در ابتدا به صورت محلول در آب در نظر گرفت . پس از اشباع شدن محلول ها از سيليس و رسوب آن در محيط ، تبلور سيليس آغاز مي شود که باعث تشکيل اشکال نهان بلور و ريزبلور مي شود .

كاني هاي مهم سيليس :
   انواع سيليس در طبيعت به صورت کاني هاي مشخص ذيل يافت مي شود که عبارتند از:
   سيليس متبلور (کوارتز با چگالي 65/2 ، تريديميت با چگالي 26/2، کريستوباليت با چگالي 32/2، اوپال، لوشاته ليريت با چگالي 20/2، کوئيزيت و استيشوويت)، سيليس نهان بلور (سنگ آتش زنه ، سنگ آتش زنه سياه ، کلسدوني و عقيق ) و سيليس بي شکل ( اپال ، سيليس بي آب ) مي باشد.
  از ميان اين کاني ها، کوارتز بسيار رايج است.
  تريديميت و کريستوباليت در سنگ هاي آتشفشاني توزيع گسترده اي داشته و به سختي مي توان گفت که کاني هاي کمياب هستند.
  لوشاته ليريت (شيشه سيليس) بسيار کمياب است.
  کوئيزيت و استيشوويت اشکال فشار بالاي سيليس مي باشند که ابتدا در آزمايشگاه ساخته شده و سپس در ماسه سنگ هاي کراتر متئور در آريزونا يافت شدند، جايي که اين دو کاني ظاهراً بر اثر فشار آني و بالا ناشي از برخورد شخانه تشکيل گرديده اند. چگالي بالاي( 29/4 ) براي استيشوويت ناشي از تغيير کورديناسيون 4 به 6 است.
  سنگ شيشه ، سيليس گداخته شفافي با چگالي 21/2 مي باشد . زماني که ناخالصي ها کمتراز ppm 1 باشد ، از بهترين نوع شيشه هاي شفاف است و داراي قدرت انتقال زياد اشعه ماوراءبنفش است .
  سيليس گرد از خردايش سيليس به دست مي آيد و درصنعت در لاستيک سازي ، غليظ کننده گريس و به عنوان مات ساز رنگ ها کاربرد دارد .
   چرت و فلينيت معمول ترين انواع سنگ هاي رسوبي شيميايي هستند.
  چرت يك واژه خيلي كلي براي رسوبات سيليسي دانه ريز، با منشأ شيميايي، بيوشيميايي يا بيوژنيكي است.
  فلينيت بعنوان معادل چرت و خصوصاً براي نودل هاي چرتي موجود در گل هاي سفيدهاي (chalk) كرتاسه بكار مي رود.
  ژاسب نوعي چرت قرمز است كه رنگ قرمز آن ناشي از هماتيت ريز پراكنده است.

سيليكسيت (Silexite) واژه فرانسوي معادل چرت، خاصه نوع سياه و كربن دار آن است.
  نواكوليت، نوع ديگري از سنگ هاي سيليسي است كه افزون بر سختي زياد ، بافت يكنواخت و ميكروكريستالين و رنگ روشن نيز، برخوردار است. نواكوليت در اصل يك چرت لايه- لايه متشكل از كوارتز ميكروکريستالين است.
  پورسلانيت به سنگ هاي سيليسي دانه ريز با بافت و شكستگي مشابه با پورسلان بدون لعاب اطلاق مي شود.
  تريپولي از انواع ديگر سنگ هاي سيليسي بسيار متخلخل و سبك وزن است كه كاني عمده تشكيل دهنده آن كلسدوني بوده و به رنگ هاي سفيد، صورتي و خاكستري روشن و با لمس زبر و خشن، مشخص مي شود. تريپولي فقط در سطح زمين گسترش داشته و آن را نتيجه فرآيندهاي هوازدگي از قبيل آب گرفتن و يا شكستگي سنگهاي ديگر از قبيل چرت و آهك هاي سيليسي معرفي كرده اند، كه بخش هاي كربناته آنها شسته و خارج شده است.
   چرت ها معمولاً به انواع لايه لايه و نودولي تقسيم مي شوند:
 چرت هاي لايه لايه اغلب با سنگ هاي ولكانيكي همراه هستند و در آن چرت را با منشأ ولكانيكي يا منشأ بيوژنيكي سيليس مي دانند .
  چرت هاي نودولي عمدتاً در سنگ هاي آهكي و تا حدودي در گل سنگ ها و تبخيري ها گسترش دارند. بيشتر چرت هاي نودولي دياژنتيكي هستند و از طريق جانشيني تشكيل شده اند. منشأ سيليس را عمدتاً به منشأ آتشفشاني نسبت مي دهند.
   مطالعات جديدتر (Cruzzi 1996) نشان مي دهد كه فقط از منشأ آتشفشاني نيست بلكه قسمت عمده اي از خشكي ها نشأت مي گيرند و يا از انحلال سنگ هاي پوسته جامد زمين شكل مي گيرند.
   سنگ هاي سيليس به دو گروه اوليه و ثانويه تقسيم مي شوند :
  اوليه ها شامل:
   الف- چرت هايي كه راديولارها سازنده آنها هستند و بنام راديولاريت خوانده مي شوند
   ب- دياتوميت هاي پورسلانيت
   ج- Opaline rocks
   د- اسپيكوليت
   هـ- نواكوليت
  
 ) · ثانويه ها (بعد از رسوبگذاري شكل مي گيرند:
   الف- نودول هاي چرت شامل Syngenetic chart
   ب- Early chart
   ج- late chart
   د- Diagenes chart
  
 سنگ هاي سيليسي با منشأ اوليه :
   الف- چرت هاي راديولاريتي:
   اين چرت ها دو دسته اند:
   1)چرت با نوارهاي اكسيد آهن
   از مشخصات انواع چرت با نوارهاي اكسيدآهن مي توان به مشخصه هاي زير اشاره كرد:
   الف- همراه با توالي هاي افيوليت هستند.
   ب- همراه با گل هاي پلاژيك هستند.
   ج- داراي نوارهاي قرمز تا سبز تيره داراي اكسيدهاي Fe 3+
   د- از پوسته راديولر تشكيل شده اند.
  
   دو فاكتور اول نشان دهنده اين است كه اينها در يك محيط عميق شكل گرفته اند. وجود Fe 3+ نشان دهنده محيط اكسيدان است كه علت وجود محيط اكسيدان در عمق به علت گردش شديد آب در طبقات است كه باعث شده اكسيژن از طبقات سطحي به اعماق برود. پس اين سنگ ها مربوط به محيط هاي عميق دريا كه Cirulation آب شديد بوده و اجازه داده تا اكسيژن به محيط عميق برود و محيط اكسيدان گردد، مي باشند.
2) با نوارهاي مواد آلي :
   انواع داراي نوارهاي مواد آلي در همان محيط قبل ولي غير اكسيدان تشكيل مي گردند. ناخالص هايي كه همراه اين 2 گروه ديده مي شود عمدتاً كاني رسي گروه ايليت، كوارتز ميكروكريستالين و فسفات مي باشد.
  
   ب- دياتوميت هاي پورسلانيت
   عمدتاً در محيط هاي درياچه اي بخصوص فلات قاره (Shelf) شكل مي گيرند كه محيط غير اكسيدان است. در محيط شيب قاره Slope اگر اكسيدان نباشد نيز شكل مي گيرند.
   اين سنگها داراي تخلخل بالايي هستند و كاني هاي رسي گروه كائولن يا كائولن + ايليت همراه آنها ديده مي شود. اگر مقدار كاني رسي به 25 درصد برسد به سنگ، پورسلانيت مي گويند. اين سنگ ها در يك منطقه بسيار كم شيب و گسترده كه چون بصورت خليج است، گردش (Circulation) شديد آب وجود ندارد و به علت جريانهاي Upwelling سيليس به محدوده شلف كشيده مي شود وبه طريقه شيميايي و بعضاً با علت دخالت موجودات پلانكتون ، اين سنگ به صورت ژل سيليسي كه عمدتاً اپال A و C است ، نهشته مي شود.
  
   د- اسپيكوليت :
   عمده سازنده اين ها، سوزن هاي اسفنجي هستند. تفاوت اين سنگ ها با بقيه سيليس ها اين است كه اين سنگ ها در درياچه هاي آب شيرين گسترش مي يابند و همراه با رسوبات جريانهاي آشفته هستند.

   هـ- نواكوليت :
   رسوبات سيليسي كه در تشكيل آنها موجودات مختلف دخالت دارند و موجود غالبي شناخته نشده است و در محيط هاي دريايي كم عمق گسترش مي يابند.
  
  سنگ هاي سيليسي از منشأ ثانويه:
   اينها غالباً به صورت نودولي هستند. براي تشكيل اين سنگ ها در محيط دياژنز دو شرط لازم است :
 1) وجود Si، كه مي تواند حاصل انحلال ذرات اصلي سازنده سنگ باشد و توسط آب هاي درون منفذي وارد سنگ مي شود.
2)وجود PH و Eh مناسب در محيط دياژنز
   سيلكريت كه سنگي غني از سيليس است ، اوليه بوده و در PH قليايي تشكيل مي شود و لذا در فصول خشك كه تبخير و PH بالاست ، ايجاد مي شود. كالكريت در محيط دياژنز شكل مي گيرد.
  
  ژنز سيليس :
   در صورتي که سيليس درصد بالايي از سنگ ها را تشکيل دهد ، کانسارهاي سيليس تشکيل مي شوند . کانسارهاي سيليس تشکيل شده از تجمع ثانويه سيليس و در اثر فرآيند دگرگوني ( تزريق ثانويه رگه ها و رگچه هاي سيليسي در سازندهاي دگرگون شده ) ، هوازدگي ، جابجايي و تجمع به وسيله باد و يا آب رودخانه ها داراي حجم قابل توجهي بوده و از اهميت بالايي برخوردارند .گاهي در طبيعت لايه هايي از سيليس آلي به صورت راديولاريت ، فتانيت ، اسپونگوليت و دياتوميت به وجود مي آيند . اين لايه ها از انباشته شدن قطعات اسکلت سيليسي جانوران ريز دريايي ايجاد مي شوند . از نظر کاني شناسي جنس اين مواد اکثراً کريستوباليت و اپال است .
   در مورد منشأ چرت ها، اتفاق نظر وجود ندارد، با اين وجود اكثر محققين، چرت هاي نودولي را از منشأ ثانويه و دياژنتيكي مي دانند. شواهدي كه اين فرضيه را ، تأئيد مي كند عبارتند از:
   1- شكل بسيار نامنظم اكثر نودول هاي چرت
   2- وجود بخشهاي كربناته در داخل نودول هاي چرت
   3- وجود فسيل هاي سيليس شده
   4- حفظ و وجود آثار و بقاياي از ساخت هاي رسوبي به ويژه سطوح لايه بندي در داخل بعضي از نودول هاي چرتي
   5- گسترش و حضور نودول هاي چرت فقط در بعضي از قسمت هاي تشكيلات آهكي و عدم توزيع و پراكندگي منظم آن در تشكيلات ميزبان.
   مطالعات مختلف و بررسي هاي ژئوشيميايي اخير تشكيل مستقيم ژل هاي سيليسي از آب دريا را تأئيد نمي كند.
  
   روش تجزيه عنصر معدني :
   · Fusion / Instrumental procedures
   · X- Ray Fluorescence Analysis ( XRF)
   · طيف سنجي نشر اتمي پلاسما Plasma Atomic Emission Spectrometry
    

استخراج و فرآوري :
  
روش هاي استخراج:
   كانسارهاي سخت نشده به روش روباز بوسيله ما شين آلاتي مانند لودر و بيل مكانيكي, لايروبي, و يا فشار آب استخراج, بارگيري و يا از طرق ديگر به كارخانه فرآوري منتقل مي شود. كانسارهاي سخت نيز به روش روباز استخراج مي شود منتها ابتدا با حفاري و انفجار و بعد مراحل برداشت و بارگيري صورت ميگيرند. برخي معادن زير زميني با روش انفجار و حفاري مرسوم استخراج و بار گيري ميشوند.
   تريپلي به روش زير زميني و اتاق وپايه با يك تونل دسترسي در جهت شيب استخراج مي شود.
   بلورهاي كوارتز به صورت دستي بعد از برداشت روباره ها بوسيله بلدوزر استخراج مي شوند.
  
   روشهاي فرآوري:
   ماسه وشن ها ميبايست دامنه مختلف از اندازه ذرات را دارا باشند و از موادي مانند ميكا, رس, لاي, مواد آلي و... پاك باشند كه اين ناخالصي ها با شستشو و غربال كردن وگاهي جدايش در ملا سنگين برطرف ميگردند. در ادامه خرد شدن صورت مي گيرد تا قلوه سنگ ها و تخته سنگ ها نيز به اندازه ذرات ديگر تبديل شود. كوارتز تيله اي و ماسهاي غربال شده, با جدايش مغناطيسي, لرزش, شستشو و شناورسازي و يا اسيد شويي بر روي آن صورت مي گيرد.
   نواكوليت با چكش و قلم به اندازه دلخواه درآمده و بر حسب كيفيت دسته بندي در محل كارخانه به اندازه دلخواه برش داده مي شود. بلورهاي كوارتز به صورت محلي توسط مصرف كننده نهايي جدا سازي و درجه بندي مي شود.

 

مهمترین مواد تشکیل دهنده شیشه شامل SiO2 ، CaO و Na2O است.


 

 

 

 

·         SiO2 : مهمترین منابع SiO2 ، ماسه‌های سیلیسی ، کوارتزیت و رگه‌های کوارتزی است. اکسیدهای آهن موجب رنگین شدن شیشه و کرومیت غالبا ذوب نمی‌شود و به صورت ناخالصی در شیشه باقی می‌ماند. ناخالصی آلومینیوم در ماسه سیلیسی موجب کاهش دمای ذوب و افزایش کیفیت شیشه می‌شود.

·         CaO : مهمترین منابع اولیه CaO ، سنگ آهک است. هر تن CaCO3 حاوی 560 کیلوگرم CaO و 440 کیلوگرم CO2 است. ناخالصیهای سنگ آهک شامل MgO ، FeO ، MnO ، کانیهای رسی و نودولهای چرت هستند. MgO با SiO2 برای ترکیبات خاص تشکیل دو مایع با حالت امولسیون را می‌دهد. محدوده این دو مایع با حالت امولسیون وسیعتر از محدوده دو مایع SiO2 - Na2O است. میزان MgO برای شیشه‌های مختلف متفاوت است و چنانچه سنگ آهک خالص باشد جهت تامین MgO مورد نیاز می‌توان از دولومیت استفاده نمود.

·         Na2O : مهمترین منابع تامین Na2O مورد نیاز شیشه عبارتند از کربنات سدیم Na2CO2 ، آبسیت و آلکالی فلدسپات ، نفلین سیانیت ، هر تن کربنات سدیم حاوی 580 کیلوگرم Na2O و 420 کیلوگرم CO2 است.

·         بوراکس : برای افزودن مقاومت شیمیایی و ضریب شکست در شیشه‌های مخصوص از بوراکس استفاده می‌کنند. باید دانست که بوراکس ، نقطه ذوب سیلیس را کاهش می‌دهد. در شیشه‌های نسوز مواد نسوز را بکار می‌گیرند.

·         مواد رنگی شیشه‌ها : هر یک از رنگهای ویژه توسط مواد شیمیایی آنها ، در شیشه ایجاد می‌شوند، رنگ سبز (Cr2O3) ، رنگ سبز تا زرد (CrO3)، رنگ آبی (CaO)، رنگ قرمز (CuO) و رنگ قهوه‌ای (Fe2O3). مواد بی رنگ کننده شیشه عبارت است از اکسید سلنیوم ، اکسید سدیم و اکسید نئومیوم

نگاه کلی

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.

نقش کانیها در انواع دیرگدازها

دیرگدازها (Refractories) به موادی اطلاق می‌گردد که در دماهای بیش از 1000 درجه سانتیگراد و دارای مقاومتهای حرارتی ، مکانیکی ، شیمیایی و سایشی باشند. عناصر دارای خاصیت دیرگدازی عبارتند از آلومینیوم (Al) ، سیلیسیم (Si) ، منیزیم (Mg) ، کلسیم (Ca) ، کروم (Cr) ، زیرکونیوم (Zr) ، بریلیوم (Br) ، سزیم (Ce) ، تانتانیوم (Ta) ، لانتانیوم (La) و توریم (Th).

عناصر فوق به صورت ترکیب در ساختمان کانیها یافت می‌شوند. مهمترین دیرگدازها در صنایع فولاد است. تمامی صنایعی که با حرارت بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد سر و کار دارند، مانند صنایع ذوب آهن ، فولاد ، ذوب کانسنگهای فلزی ، سیمان ، آهک پزی ، صنایع پتروشیمی ، صنایع سرامیک و شیشه سازی ، ذوب و ریخته گریها به مواد دیرگداز احتیاج دارند. از اینرو می‌توان گفت که دیرگدازها ، از جمله مواد راهبری هستند که استفاده صحیح از آنها امری گریز ناپذیر است.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی دیرگدازها

مواد دیرگداز در کوره‌های ذوب فلزات ، سیمان ، آهک ، مخازن شیشه‌ای ، دیگهای بخار ، مجاری تصفیه‌ای ، پاتیلها ، کوره‌های الکتریکی و ... استفاده می‌شوند. نقش مواد دیرگداز عبارتند از:

ü       صیانت از بدنه کوره‌ها ، مجاری تصفیه‌ای و مخازن شیشه‌ای از تاثیر شعله یا مواد مذاب و گداخته.

ü       کاهش میزان و مقدار انتقال حرارت به خارج.

ü       جذب حرارت و انتقال آن به مواد گداخته.

ویژگیهای مهم دیرگدازها

ü       دیرگدازی : مقاومت حرارتی مواد دیرگداز ، تابع ترکیب شیمیایی و ساختمان بلورین است. پایداری حرارتی دیرگدازهای آلومینیوم‌دار با درصد آلومین آن رابطه مستقیم دارد. به عنوان مثال ، خاک رس آتشخوار حاوی 18 تا 45 درصد Al2O3 است و پایداری حرارتی آن 1600 تا 1750 درجه سانتیگراد می‌باشد. در صورتی که پایداری حرارتی Al2O3 تا 2050 درجه سانتیگراد می‌رسد.

ü       مقاومت شیمیایی : این ویژگی مواد دیرگداز تابع ترکیب شیمیایی مواد اولیه ، تخلخل و ساختمان بلوری آنهاست. شرایط محیطی دیرگدازها که شامل تماس با مواد مذاب ، گازها و بخار آب می‌گردد، موجب تسریع در واکنشهای شیمیایی می‌شود. استفاده از مواد دیرگداز ، به شرایط فیزیکوشیمیایی کوره بستگی دارد. در کوره‌های سیمان ، در منطقه پخت به دلیل شرایط قلیایی از آجرهای منیزیتی استفاده می‌شود.

ü       مقاومت در برابر شوکهای حرارتی : تغییرات سریع در دمای داخل کوره به شوک حرارتی معروف است. در مورد کوره‌های سیمان ، شوک پذیری آجر بدین صورت اندازه گیری می‌شود که آجر را در مدت 43 دقیقه به دمای 950 درجه سانتیگراد می‌رسانند، سپس آن را بطور ناگهانی در آب سرد یا در جریان هوای سرد قرار می‌دهند. این کار تا آن جا ادامه می‌یابد که وزن آجر به نصف آن کاهش یابد. تعداد دفعات تکرار شده ، نشانگر ضربه پذیری آجر است.

ü       مقاومت سایشی : در کوره‌های دوار ، مواد داخل کوره موجب ساییدگی مواد دیرگداز می‌گردد. در این حالت باید از موادی که مقاومت سایشی بالا دارند، استفاده نمود.

مواد اولیه دیرگدازها

دیرگدازها را بطور کلی با نام مواد اولیه همراه آنها می‌شناسند. بر این اساس دیرگدازها را به انواع زیر تقسیم می‌کنند:
دیرگدازهای سیلیسی ، دیرگدازهای منیزیتی ، دیرگدازهای دولومیتی ، دیرگدازهای گرافیتی ، دیرگدازهای کرومیتی ، دیرگدازهای بوکسیتی ، دیرگدازهای سیلیمانیتی ، دیرگدازهای فورستریتی ، خاک نسوز آتشخوار ، دیرگدازهای کاربید سیلیس ، دیرگدازهای آلومین.

دمای پایداری دیرگدازها

دیرگدازها را بر اساس دمای دیرگدازی آنها به سه گروه مهم تقسیم می‌نمایند:

ü      دیرگدازهای حرارت پایین (1580 تا 1780 درجه سانتیگراد) مانند آجر رسی آتشخوار ، دیرگدازهای سیلیسی.

ü      دیرگدازهای حرارت متوسط (1780 تا 2000) مانند دیرگدازهای سیلیمانیتی ، بوکسیتی ، کائولینیتی ، فورستریتی.

ü      دیرگدازهای حرارت بالا (بیش از 2000 درجه) همچون دیرگدازهای گرافیتی ، کاربیدی ، سیلیسی ، آلومینی و منیزیتی.

دیرگدازهای آلومینیوم سیلیکاته

دیرگدازهای آلومینیوم سیلیکاتی عمدتا از Al2O3 و SiO2 تشکیل شده اند. میزان Al2O3 از حداقل 25 درصد (شاموت ضعیف) تا 100 درصد (نسوزهای کرنرومی) تغییر می‌کند. مواد اولیه دیرگدازهای آلومینیوم سیلیکاته عبارتند از خاکهای رس آتشخوار ، بوکسیت ، کانیهای سیلیمانیت ، آندالوزیت و کیانیت و کرندوم. پایداری حرارتی این دیرگدازها به درصد Al2O3 مواد اولیه بستگی دارد. با افزایش Al2O3 و کاهش SiO2 پایداری حرارتی افزایش می‌یابد.

دیرگدازهای سیلیسی

مواد اولیه

دیرگدازهای سیلیسی حاوی بیش از 90 درصد سیلیس هستند. بر اساس طیقه بندی استاندارد ، دیرگدازهای سیلیسی حاوی آلومین (Al2O3) به میزان کمتر از 1.5 درصد ، اکسید تیتانیم (TiO2) به مقدار کمتر از 0.2 درصد ، اکسید آهن (FeO3) تا کمتر از 2.5 درصد و اکسید کلسیم (CaO) به مقدار کمتر از 0.4 درصد هستند. مواد اولیه این دیرگدازها شامل رگه‌های کوارتز ، کوارتزیت و ماسه سنگ سیلیسی می‌شود.

کاربرد

دیرگدازهای سیلیسی به دلیل تغییرات پلی مورفی که موجب ایجاد تغییراتی در حجم می‌گردد، مصارف محدود دارد. مقاومت سایشی دیرگدازهای سیلیسی در سطح بالاست و به همین علت است که در محیطهای اسیدی بکار می‌روند. پیش از این از آجرهای سیلیسی در بخش سقفی کوره‌های روباز و الکتریکی استفاده شده است.



تاريخ : سه شنبه بیستم بهمن 1388 | 21:3 | نویسنده : علیرضا حسینی
بررسی خواص فیزیکی سنگ های سیلیسی کوارتز و کوارتزیت و کاربرد ان در ذوب شیشه

سیلیس

 



تاريخ : دوشنبه نوزدهم بهمن 1388 | 21:3 | نویسنده : علیرضا حسینی
شیشه-شیشه تخت-شیشه فلوت-کوره-حمام قلع