چگونه شیشه را می سازند

ساخت شیشه فرآیندی بسیار باستانی است و شواهد باستان شناسی از ساخت شیشه به قبل از 2500 سال قبل از میلاد مسیح باز می گردد. زمانی که هنر کمیاب و ارزشمند بود، تولید شیشه به یک صنعت رایج تبدیل شده است. محصولات شیشه ای به صورت تجاری و در خانه به عنوان ظروف، الیاف عایق، عدسی و هنر تزئینی استفاده می شود. در حالی که مواد مورد استفاده برای ساخت آنها ممکن است متفاوت باشد، روند کلی نحوه ساخت شیشه یکسان است و در زیر توضیح داده شده است.1.استفاده از کورهشن و ماسه سیلیس بدست آورید.(شن و ماسه کوارتز نیز نامیده می شود)ماسه سیلیس ماده اولیه در ساخت شیشه است. شیشه بدون ناخالصی آهن برای قطعات شیشه ای شفاف جستجو می شود، زیرا آهن باعث می شود شیشه در صورت وجود سبز به نظر برسد.اگر با ماسه سیلیسی بسیار ریز کار می کنید از ماسک صورت استفاده کنید. در صورت استنشاق، گلو و ریه ها را تحریک می کند.شن و ماسه سیلیس از خرده فروشان آنلاین در دسترس است. نسبتاً ارزان است - مقادیر کم نباید بیش از 20 دلار قیمت داشته باشند. اگر می‌خواهید در مقیاس صنعتی فعالیت کنید، خرده‌فروشان تخصصی می‌توانند نرخ‌های رقابتی را برای سفارش‌های بزرگ ارائه دهند - گاهی اوقات کمتر از 100 دلار در هر تن.اگر نتوان شن و ماسه را به اندازه کافی عاری از ناخالصی های آهن یافت، می توان با افزودن مقادیر کمی دی اکسید منگنز، اثر رنگی آنها را خنثی کرد. یا اگر شیشه مایل به سبز می خواهید، اتو را بگذارید!2.کربنات سدیم و اکسید کلسیم را به ماسه اضافه کنید.کربنات سدیم (که معمولاً به آن سودای شستشو می گویند) دمای لازم برای تولید شیشه را کاهش می دهد. با این حال، به آب اجازه عبور از شیشه را می دهد، بنابراین اکسید کلسیم یا آهک برای نفی این خاصیت اضافه می شود. اکسیدهای منیزیم و/یا آلومینیوم نیز ممکن است برای دوام بیشتر شیشه اضافه شود. به طور کلی، این افزودنی ها بیش از 26 تا 30 درصد از مخلوط شیشه را اشغال نمی کنند.3.بسته به هدف شیشه، مواد شیمیایی دیگری را اضافه کنید. رایج ترین افزودنی برای شیشه های تزئینی اکسید سرب است که درخشش را در ظروف کریستالی ایجاد می کند و همچنین نرمی را برای برش آسان تر و همچنین نقطه ذوب را کاهش می دهد. عدسی های عینک ممکن است حاوی اکسید لانتانیم به دلیل خواص انکساری آن باشند، در حالی که آهن به شیشه کمک می کند گرما را جذب کند.کریستال سرب می تواند تا 33 درصد اکسید سرب داشته باشد. با این حال، هر چه اکسید سرب بیشتر باشد، مهارت بیشتری برای شکل دادن به شیشه مذاب لازم است، بنابراین بسیاری از سازندگان کریستال سرب محتوای سرب کمتری را انتخاب می کنند.4.در صورت وجود، برای ایجاد رنگ دلخواه در لیوان، مواد شیمیایی اضافه کنید. همانطور که در بالا ذکر شد، ناخالصی های آهن در ماسه کوارتز باعث می شود شیشه ساخته شده با آن سبز به نظر برسد، بنابراین اکسید آهن مانند اکسید مس برای افزایش رنگ سبز به آن اضافه می شود. ترکیبات گوگردی بسته به مقدار کربن یا آهن که به مخلوط اضافه شده است، رنگ مایل به زرد، کهربایی، قهوه ای یا حتی سیاه ایجاد می کند.5.مخلوط را در یک بوته یا نگهدارنده خوب مقاوم در برابر حرارت قرار دهید. ظرف باید بتواند دمای بسیار بالا را در داخل کوره تحمل کند - بسته به مواد افزودنی شما، مخلوط شیشه شما ممکن است در محدوده دمایی بین 1500 تا 2500 درجه سانتیگراد ذوب شود. ظرف شما نیز باید به راحتی با قلاب و میله های فلزی گرفته شود.6.مخلوط را به صورت مایع ذوب کنید. برای شیشه های سیلیسی تجاری، این کار در کوره های گازسوز انجام می شود، در حالی که شیشه های مخصوص ممکن است با استفاده از ذوب برقی، کوره قابلمه ای یا کوره ایجاد شوند.ماسه کوارتز بدون مواد افزودنی در دمای 2300 درجه سانتیگراد (4172 درجه فارنهایت) تبدیل به شیشه می شود. افزودن کربنات سدیم (سودا) دمای مورد نیاز برای ساخت شیشه را به 1500 درجه سانتیگراد (2732 درجه فارنهایت) کاهش می دهد.7.همگن کنید و حباب ها را از شیشه مذاب جدا کنید. این بدان معناست که مخلوط را به ضخامت ثابتی هم بزنید و مواد شیمیایی مانند سولفات سدیم، کلرید سدیم یا اکسید آنتیموان را اضافه کنید.8.شیشه مذاب را شکل دهید. شکل دادن به لیوان را می توان به یکی از چندین روش انجام داد:لیوان مذاب را می توان در قالب ریخت و اجازه داد خنک شود. این روش توسط مصری ها استفاده می شد و همچنین تعداد عدسی هایی است که امروزه ایجاد می شود.مقدار زیادی شیشه مذاب را می توان در انتهای یک لوله توخالی جمع آوری کرد که سپس در حین چرخاندن لوله به داخل آن دمیده می شود. شیشه توسط هوای وارد شده به لوله، کشش گرانش روی شیشه مذاب و هر ابزاری که شیشه دمنده برای کار با شیشه مذاب استفاده می کند، شکل می گیرد.شیشه مذاب را می توان برای پشتیبانی در حمام قلع مذاب ریخت و با نیتروژن تحت فشار برای شکل دادن و صیقل دادن به آن ریخت. شیشه های ساخته شده با این روش را شیشه شناور می نامند و از دهه 1950 به این شکل شیشه های شیشه ای ساخته شده اند.9.لیوان را به آرامی در یک کوره خنک کنید. این فرآیند آنیلینگ نامیده می شود و هر نقطه تنشی را که ممکن است در هنگام خنک شدن در شیشه ایجاد شده باشد حذف می کند. شیشه ای که آنیل نشده است به طور قابل توجهی ضعیف تر است. پس از تکمیل این فرآیند، شیشه را می‌توان پوشش داد، لمینت کرد یا به‌طور دیگری درمان کرد تا استحکام و دوام آن را بهبود بخشد.دمای دقیق برای بازپخت می تواند بر اساس ترکیب دقیق شیشه از 750 درجه فارنهایت تا 1000 درجه فارنهایت متفاوت باشد. سرعت خنک شدن شیشه نیز ممکن است تغییر کند - به طور کلی، قطعات شیشه بزرگتر باید کندتر از قطعات کوچکتر خنک شوند. قبل از شروع روش های مناسب آنیلینگ را تحقیق کنید.یک فرآیند مرتبط، تمپر کردن است که در آن شیشه‌های شکل‌یافته و صیقلی را در کوره‌ای قرار می‌دهند که با دمای حداقل 600 درجه سانتی‌گراد (1112 درجه فارنهایت) گرم شده و سپس با انفجارهای هوا با فشار بالا، سریع خنک می‌شوند ("کونچ"). شیشه های آنیل شده با سرعت 6000 پوند بر اینچ مربع (psi) به قطعات خرد می شوند، در حالی که شیشه سکوریت شده با کمتر از 10000 psi و معمولاً در حدود 24000 psi به قطعات کوچک می شکند.2.استفاده از باربیکیو زغالی1.یک کوره موقت از یک کباب پز زغالی آماده کنید. در این روش از گرمای تولید شده توسط یک آتش زغال سنگ بزرگ برای ذوب شن سیلیس به شیشه استفاده می شود. مواد مورد استفاده نسبتاً ارزان و رایج هستند - از نظر تئوری، تنها چیزی که نیاز دارید یک سفر کوتاه به فروشگاه سخت افزار است تا برای ساخت شیشه خود آماده شوید. از یک کباب پز بزرگ زغالی استفاده کنید - مدل های "گنبدی" با اندازه استاندارد به خوبی کار می کنند. از ضخیم ترین و محکم ترین گریل موجود استفاده کنید. اکثر کوره های ذغالی دارای یک دریچه در پایین هستند - این دریچه را باز کنید.حتی در دمای بسیار داغی که در این روش به دست می‌آید، ذوب شن سیلیس در کوره دشوار است. قبل از شروع، مقدار کمی (حدود 1/3 تا 1/4 حجم ماسه خود) سودا، آهک و/یا بوراکس را به ماسه خود اضافه کنید. این افزودنی ها دمای ذوب ماسه را کاهش می دهند.اگر می خواهید شیشه خود را باد کنید، یک لوله فلزی بلند و توخالی در دسترس داشته باشید. اگر قصد دارید آن را در قالب بریزید، از قبل قالب خود را آماده کنید. شما قالبی می خواهید که در اثر حرارت شیشه مذاب نسوزد یا ذوب نشود - گرافیت به خوبی کار می کند.2.خطرات این روش را بشناسید. این روش یک کباب پز معمولی را از محدوده دمای معمولی خود عبور می دهد - آنقدر داغ که حتی امکان ذوب کردن خود گریل وجود دارد. این روش در صورت تلاش بی احتیاطی می تواند باعث آسیب شدید یا مرگ شود. با توجه ادامه بدهید. مقدار زیادی خاک یا ماسه یا یک کپسول آتش نشانی درجه حرارت بالا در دسترس داشته باشید تا در صورت نیاز آتش را خاموش کنید.3.تمام اقدامات احتیاطی ممکن را برای محافظت از خود و دارایی خود در برابر گرمای زیاد انجام دهید. این روش را روی یک سطح کثیف یا شنی در فضای باز با فضای زیاد امتحان کنید. انجام این کار روی سطح بتنی برهنه که با ماسه یا خاک پوشانده نشده باشد، اگر شیشه مذاب داغ روی آن ریخته شود، می تواند منجر به پوسته شدن بتن به صورت انفجاری شود. از هیچ وسیله غیر قابل تعویضی استفاده نکنید. هنگامی که لیوان را گرم می کنید، از گریل دور بایستید. همچنین باید تا حد امکان از لباس های محافظ استفاده کنید، از جمله:دستکش یا دستکش فر سنگینماسک جوشکاریک پیش بند سنگینلباس مقاوم در برابر حرارت4. جارو برقی فروشگاهی با اتصال شلنگ بلند تهیه کنید. با استفاده از چسب نواری یا روش دیگری، شیلنگ آن را طوری زاویه دهید که بدون تماس با بدنه اصلی گریل، مستقیماً به دریچه پایینی منفجر شود. ممکن است بخواهید شلنگ را به یکی از پایه ها یا چرخ های گریل ببندید. واحد اصلی جاروبرقی را تا حد امکان دور از گریل نگه دارید.مطمئن شوید که شلنگ محکم است و حرکت نمی‌کند - اگر در حین پختن لیوان شل شد، اگر بسیار داغ است، نباید به منقل نزدیک شوید.جاروبرقی را روشن کنید تا موقعیت شلنگ خود را آزمایش کنید. یک شلنگ دقیق مستقیماً به دریچه دمیده می شود.5.داخل گریل خود را با زغال بپوشانید. برای درست کردن بیشتر از زغال چوب استفاده کنید. نتایج موفقیت آمیزی با پرکردن گریل تقریباً تا لبه به دست آمده است.[1] یک قابلمه چدنی یا بوته ای حاوی ماسه را در مرکز کباب پز قرار دهید و اطراف آن را با زغال چوب احاطه کنید.زغال چوب سخت (یا توده) گرمتر و سریعتر از زغال چوب بریکت می سوزد و در صورت موجود بودن آن را به انتخاب بهتری تبدیل می کند.6.زغال را روشن کنید. با بسته بندی زغال چوب مشورت کنید تا بدانید که آیا زغال چوب شما می تواند مستقیماً روشن شود یا به مایع سبک تری نیاز دارد. اجازه دهید شعله به طور یکنواخت پخش شود.7.صبر کنید تا زغال ها داغ شوند. وقتی زغال‌ها خاکستری می‌شوند و درخشش نارنجی می‌تابند، آماده هستند. شما باید بتوانید گرما را از ایستادن در نزدیکی گریل احساس کنید.8.جارو برقی مغازه را روشن کنید تا هوا به ذغال وارد شود. زغال چوبی که با هوا از پایین تغذیه می شود می تواند بسیار داغ بسوزد (تا 2000 درجه فارنهایت) مراقب باشید - شعله های بزرگ ممکن است رخ دهد.اگر هنوز قادر به رسیدن به دمای کافی بالا نیستید، همزمان با وارد کردن هوا از طریق دریچه، درپوش را تعویض کنید.9. وقتی لیوان شما ذوب شد، با احتیاط از وسایل فلزی آن را جدا کرده و شکل دهید. به دلیل دمای پایین روش گریل، شیشه مذاب ممکن است سفت تر و سخت تر از شیشه های کوره کار شود. آن را با یک لوله، قالب یا ابزارهای دیگر همانطور که به طور معمول انجام می دهید شکل دهید.