تعلّم كيف ‹ 🔬 علوم ومعلومات
🪟 كيف يصنع الزجاج
شرح مبسط لصناعة الزجاج: المواد الخام (الرمل والصودا والجير)، الصهر في أفران عالية الحرارة، تشكيل الزجاج المسطح بطريقة الطفو على القصدير، نفخ الزجاج والقوالب، التبريد التدريجي، الزجاج المقسى والملون، ولماذا هو شفاف، وإعادة تدويره.
المواد الخام
- رمل السيليكا (ثاني أكسيد السيليكون): المكون الأساسي (حوالي 70%). رمل نقي أبيض.
- كربونات الصوديوم (الصودا): تخفض درجة انصهار الرمل كثيرًا (الرمل وحده يحتاج حوالي 1700 درجة).
- الحجر الجيري (كربونات الكالسيوم): يجعل الزجاج متينًا لا يذوب في الماء.
- الزجاج المكسور المعاد تدويره: يُضاف ليسرع الصهر ويوفر الطاقة.
الصهر
تُخلط المواد وتدخل فرنًا ضخمًا بحرارة حوالي 1500 درجة، فتنصهر وتصبح سائلًا لزجًا متوهجًا كالعسل.
التشكيل
الزجاج المسطح (النوافذ): طريقة الطفو
- الزجاج المنصهر يُصب على حوض من القصدير المنصهر.
- الزجاج أخف، فيطفو وينتشر ويصبح مسطحًا وناعمًا تمامًا من الجهتين.
- يتحرك على الحوض ويبرد تدريجيًا حتى يتصلب.
الزجاجات والأكواب
- القوالب الآلية: كتلة زجاج منصهرة تُنفخ بالهواء داخل قالب، فتأخذ شكله. هكذا تُصنع ملايين الزجاجات يوميًا.
- النفخ اليدوي: حرفة قديمة؛ ينفخ الصانع في أنبوب طويل في طرفه كرة زجاج منصهرة، ويشكلها بالأدوات والدوران.
التبريد التدريجي (التلدين)
إن برد الزجاج بسرعة، يتشقق من الإجهاد الداخلي. لذلك يمر في فرن خاص يبرد ببطء شديد.
أنواع خاصة
- المقسّى (السكوريت): يُسخن ثم يُبرد سطحه بسرعة بالهواء، فيصبح أقوى عدة مرات، وإن انكسر يتفتت لقطع صغيرة غير حادة. للسيارات الجانبية، والأبواب، والأفران.
- المصفح (المتعدد الطبقات): طبقتان بينهما بلاستيك شفاف؛ إن انكسر يبقى متماسكًا. للزجاج الأمامي للسيارات.
- الملون: بإضافة أكاسيد معادن: الحديد يعطي الأخضر، والكوبالت الأزرق.
- المقاوم للحرارة (البيركس): بإضافة البورون؛ لأواني الفرن والمختبرات.
- العازل المزدوج: لوحان بينهما هواء أو غاز؛ يعزل الحرارة والصوت.
لماذا شفاف؟
ذراته مرتبة بشكل عشوائي (ليس بلورات منتظمة كالمعادن)، وإلكتروناته لا تمتص طاقة الضوء المرئي، فيمر الضوء من خلاله.
التاريخ
عرف الإنسان صناعة الزجاج منذ آلاف السنين، وبرع فيه المسلمون في دمشق والقاهرة بالمشكاوات والمزهريات المزخرفة بالمينا.
إعادة التدوير
الزجاج يُعاد تدويره بلا حدود دون أن يفقد جودته، ويوفر الطاقة والرمل. افصل الزجاجات عن القمامة إن توفرت حاويات التدوير.