إن خطوات صناعة الزجاج من الرمل بسيطة نسبياً، ومع ذلك، من الأسهل قول ذلك بدلاً من فعل ذلك بالفعل، لماذا؟ إنه صعب لأن الزجاج يتطلب درجات حرارة عالية، حيث يذوب الرمل عند 3002 فهرنهايت، كما تؤدي إضافة المكونات الأخرى إلى خفض درجة حرارة انصهار الرمال إلى 1600 درجة فهرنهايت.
شاهد أيضاً: صناعة الزجاج اليدوي حرفة يدوية تتحدى الآلة
كيف يتم صناعة الزجاج من الرمل
يتم خلط الرمل مع قطع الزجاج (قطع الزجاج المعاد تدويرها) ورماد الصودا والحجر الجيري ثم يتم تسخينها، تساعد الصودا في تقليل درجة انصهار الرمال مما يساعد على تقليل الطاقة الإجمالية – والتكلفة – اللازمة لإذابه، المنتج الثانوي لإضافة الصودا هو أنها تنتج زجاجاً يذوب في الماء، لذلك يضاف الحجر الجيري لمنع حدوث ذلك، يُطلق على المنتج النهائي اسم زجاج الصودا والجير والسيليكا وهو الزجاج الأكثر استخداماً.
الجزء الغريب هو أنه بغض النظر عن مدى صعوبة محاولة تبريد الرمال بعد تسخينها إلى 1700 درجة مئوية، فلن تعود إلى حالتها الأولى مرة أخرى، يصبح ما يسميه العلماء مادة صلبة غير متبلورة، والتي تشبه مادة صلبة وسائلة هجينة.
ما هو بديل تصنيع الزجاج من الرمل الخام؟
نظرًا لأن الرمل يذوب عند درجة حرارة عالية جداً، فنحن بحاجة إلى طريقة لخفض درجة حرارة الانصهار هذه. لحسن الحظ يمكن أن تفعل هذا ياستخدام مادة تخفض درجة انصهار مادة أخرى، البديل هو الزجاج المكسور بدلاً من الرمل إذا كان متاحاً، سيبدأ بعض الزجاج في النعومة عند حوالي 1100-1200 درجة ويصبح سائلًا في حوالي 1400. لكن صناعة الزجاج من الرمل يتطلب حرارة أعلى بكثير لفترة زمنية أطول جنبًا إلى جنب مع المواد الأخرى إلى جانب الرمال.
باستخدام هذه المكونات الثلاثة ، الرمل والبوتاس والحجر الجيري ، لدينا مكونات الزجاج. يجب أن يتم طحنها جميعًا إلى مسحوق وخلطها. ستكون النسب 60٪ رمل و 30٪ بوتاس و 10٪ كلس. سوف يستغرق الأمر أياماً لتحقيق الذوبان.
اعتماداً على نوع الزجاج الذي يتم إنشاؤه. يمكن صب الرمل المذاب في قوالب لصنع الزجاجات أو سكبه على سطح القصدير المنصهر لصنع ألواح زجاجية مسطحة تستخدم في النوافذ والأبواب. يمكن أيضاً إضافة مواد كيميائية أخرى إلى الوصفة الأصلية التي تغير الخصائص أو المظهر.
- الرصاص – يصنع الزجاج المحتوي على الرصاص أو الكريستال.
- البورون – يغير الخصائص الحرارية والكهربائية للزجاج ويستخدم في صناعة الأواني الزجاجية من بيركس التي يمكنها تحمل درجات الحرارة والبرودة الشديدة.
- أكسيد اللانثانم – خصائص عاكسة للضوء ممتازة ويستخدم لصنع عدسات عالية الجودة في النظارات.
- الحديد – يستخدم لامتصاص طاقة الأشعة تحت الحمراء
- إضافات الألوان يمكن استخدام مجموعة من المواد المضافة لصنع الزجاج بألوان مختلفة.
يمكن أيضاً تغيير عملية التبريد لإنشاء أشكال مختلفة من الزجاج، يعتبر الزجاج الملدن والزجاج المقسى والزجاج الرقائقي. جميع أنواع الزجاج التي يتم إنشاؤها باستخدام نفس وصفة صناعة الزجاج من الرمل الأساسية. ولكن يتم اتخاذ خطوات إضافية أثناء عملية التصنيع لطلاء الزجاج أو معالجته بالحرارة أو نقشه.