نویسنده: حمید کیامیری
تحصیلات: مهندسی مواد-سرامیک
شغل: مدير توليد شركت بلورك البرز (سازنده انواع ظروف خانگي و بلورهاي صنعتي)
ممیز ISO 9001 , ISO 14000
مشاور صنايع شيشه و مواد اوليه
مترجم متون تخصصي شيشه
تارِيخچه
اطلاعات بدست آمده در باره تهيه شيشه در شکل الياف از مصر باستان نشان ميدهد که سازندگان شيشه نخهای شيشه ای را در رنگهای بسيار درخشان و به صورت موجی شکل تهيه کرده ، در بالا و پايين وسايل شيشه ای سرد شده نصب می نمودند.
اولين فعالیت صنعتی در طی سالهای 1870 ميلادی با استفاده از جت بخار و ضايعات سرباره کوره ها برای ساخت پشم معدنی اختراع گرديد که بصورت عايق ميتوانست مورد استفاده قرار گيرد .
از جمله مهمترين کشورهای بنيانگذار روش فوق ، آلمانيها در سال 1840 و ايرلنديها در سال 1870 ميلادی بودند .فعاليتهای انجام شده در سال 1897 به توليد موفقيت آميز پشم سنگ با استفاده از بخار منجر گرديده و در سال 1929 چند شرکت آمريکايی عايق پشم شيشه را از سنگ يا سرباره توليد نمودند.
تکنولوژی الياف شيشه مدرن ، در فاصله زمانی بين سالهای 1935 و 1940 بوجود آمد . فرآيند توليد فعلی الياف شيشه در مقايسه با فرآيندهای ابتدائی ، پيشرفتهای چشمگيری داشته است .
در حال حاضر اين فرآيند ، از طريق ذوب مواد اوليه درکوره های مقاومتی با دمای بالا و از طريق تزريق رزينها جهت بالا بردن استحکام و انعطاف پذيری الياف به شکلهای مختلف پيوسته و غير پيوسته انجام می پذيرد ، هر چند بدليل کاربردهای روزافزون و نياز به جايگزينی مواد کامپوزيتی با مواد فلزی توسعه تکنولوژی توليد آن هر روز نمای تازه ای بخود ميگيرد .
تعريف علمی
بر خلاف ساير مواد پلیمری که از ساختمانی زنجیره ای برخوردارند، شیشه از ساختمان شبکه ای برخوردار میباشد . با وجود این، مقاومت الیاف شیشه ای بسیار زیاد، حدود دو برابر مقاومت و استحکام دیگر الیاف غیر فلزی است . در صورتی که بخواهیم " شیشه " را تعریف کنیم باید گفت : جسم حاصل از ذوب مواد معدنی که به حالت سخت خنک گردیده است بدون آنکه کریستال شده باشد . تجزیه شیشه های ساخته شده و بدست آمده از زمان مصر باستان نشاندهنده آن است که از ترکیب تقریبی ذیل برخوردار میباشند :
سیلیس 50-68 درصد . آهک 10-5/1 درصد . کربنات سدیم 29-9 درصد . کربنات پتاسیم 7-1 درصد .
ترکیب فوق نیز تقریباً در حال حاضر در مراکز شیشه و الیاف شیشه مورد استفاده قرار میگیرد .
الیاف شیشه ، الیاف ظریف خمش پذیری هستند که از شیشه ساخته میشوند ، شیشه مذاب بصورت رشته های نخی شکل رشته رشته می شود .
ترکیب مواد لازم برای تهیه " الیاف شیشه ای " به قرار زیر است :
سیلیکا : 62 - 65 %
کربنات سدیم : 11 - 15 %
کربنات پتاسیم : 1 - 3 %
اکسید بور : 3 - 4 %
آلومینا : 1%
آهک : 6%
جهت ساخت الیاف شیشه ضروریست تا تمامی مواد ذکر شده، در اندازه معین، پس از مخلوط شدن ذوب گردد . سپس مواد مذاب با فشار زیاد از داخل روزنه هایی به قطر 1/0 میلی متر خارج شده ، پس از آغشته شدن به مواد روان کتتده بر روی قرقره های در حال گردش پیچیده می شوند . قطر الیاف در صورت نیاز می تواند پس از عبور از داخل تونلهای داغ که باعث کشش بیشتر آنها میشود کاهش می یابد .
کاربرد الیاف شیشه بعنوان یک ماده مؤثر مهندسی مبتنی بر 3 خصوصیت مهم است :
الف – قطر کوچک نسبت به اندازه دانه های آنها یا واحد ساختاری ریز . این امر باعث می شود که بخش بیشتری از استحکام نسبت به حالتی که به شکل توده ای است ، بدست آید . این نتیجه مستقیم " اثر اندازه " است ، بدین معنا که اندازه کوچکتر موجب نقص کمتر در ماده خواهد شد .
ب – نسبت طول به قطر زیاد . که این امر سبب می شود که بخش عمده اعمال شده از طریق شبکه به الیاف قوی و سخت منتقل گردد.
ج – درجه انعطاف پذیری کاربرد بسیار بالا که مشخصه مدول بالای ماده و قطر کوچک آن است . این انعطاف پذیری کاربرد روشهای مختلف برای ساخت مواد کامپوزیت باالیاف شیشه را امکان پذیر می سازد .
تحصیلات: مهندسی مواد-سرامیک
شغل: مدير توليد شركت بلورك البرز (سازنده انواع ظروف خانگي و بلورهاي صنعتي)
ممیز ISO 9001 , ISO 14000
مشاور صنايع شيشه و مواد اوليه
مترجم متون تخصصي شيشه
تارِيخچه
اطلاعات بدست آمده در باره تهيه شيشه در شکل الياف از مصر باستان نشان ميدهد که سازندگان شيشه نخهای شيشه ای را در رنگهای بسيار درخشان و به صورت موجی شکل تهيه کرده ، در بالا و پايين وسايل شيشه ای سرد شده نصب می نمودند.
اولين فعالیت صنعتی در طی سالهای 1870 ميلادی با استفاده از جت بخار و ضايعات سرباره کوره ها برای ساخت پشم معدنی اختراع گرديد که بصورت عايق ميتوانست مورد استفاده قرار گيرد .
از جمله مهمترين کشورهای بنيانگذار روش فوق ، آلمانيها در سال 1840 و ايرلنديها در سال 1870 ميلادی بودند .فعاليتهای انجام شده در سال 1897 به توليد موفقيت آميز پشم سنگ با استفاده از بخار منجر گرديده و در سال 1929 چند شرکت آمريکايی عايق پشم شيشه را از سنگ يا سرباره توليد نمودند.
تکنولوژی الياف شيشه مدرن ، در فاصله زمانی بين سالهای 1935 و 1940 بوجود آمد . فرآيند توليد فعلی الياف شيشه در مقايسه با فرآيندهای ابتدائی ، پيشرفتهای چشمگيری داشته است .
در حال حاضر اين فرآيند ، از طريق ذوب مواد اوليه درکوره های مقاومتی با دمای بالا و از طريق تزريق رزينها جهت بالا بردن استحکام و انعطاف پذيری الياف به شکلهای مختلف پيوسته و غير پيوسته انجام می پذيرد ، هر چند بدليل کاربردهای روزافزون و نياز به جايگزينی مواد کامپوزيتی با مواد فلزی توسعه تکنولوژی توليد آن هر روز نمای تازه ای بخود ميگيرد .
تعريف علمی
بر خلاف ساير مواد پلیمری که از ساختمانی زنجیره ای برخوردارند، شیشه از ساختمان شبکه ای برخوردار میباشد . با وجود این، مقاومت الیاف شیشه ای بسیار زیاد، حدود دو برابر مقاومت و استحکام دیگر الیاف غیر فلزی است . در صورتی که بخواهیم " شیشه " را تعریف کنیم باید گفت : جسم حاصل از ذوب مواد معدنی که به حالت سخت خنک گردیده است بدون آنکه کریستال شده باشد . تجزیه شیشه های ساخته شده و بدست آمده از زمان مصر باستان نشاندهنده آن است که از ترکیب تقریبی ذیل برخوردار میباشند :
سیلیس 50-68 درصد . آهک 10-5/1 درصد . کربنات سدیم 29-9 درصد . کربنات پتاسیم 7-1 درصد .
ترکیب فوق نیز تقریباً در حال حاضر در مراکز شیشه و الیاف شیشه مورد استفاده قرار میگیرد .
الیاف شیشه ، الیاف ظریف خمش پذیری هستند که از شیشه ساخته میشوند ، شیشه مذاب بصورت رشته های نخی شکل رشته رشته می شود .
ترکیب مواد لازم برای تهیه " الیاف شیشه ای " به قرار زیر است :
سیلیکا : 62 - 65 %
کربنات سدیم : 11 - 15 %
کربنات پتاسیم : 1 - 3 %
اکسید بور : 3 - 4 %
آلومینا : 1%
آهک : 6%
جهت ساخت الیاف شیشه ضروریست تا تمامی مواد ذکر شده، در اندازه معین، پس از مخلوط شدن ذوب گردد . سپس مواد مذاب با فشار زیاد از داخل روزنه هایی به قطر 1/0 میلی متر خارج شده ، پس از آغشته شدن به مواد روان کتتده بر روی قرقره های در حال گردش پیچیده می شوند . قطر الیاف در صورت نیاز می تواند پس از عبور از داخل تونلهای داغ که باعث کشش بیشتر آنها میشود کاهش می یابد .
کاربرد الیاف شیشه بعنوان یک ماده مؤثر مهندسی مبتنی بر 3 خصوصیت مهم است :
الف – قطر کوچک نسبت به اندازه دانه های آنها یا واحد ساختاری ریز . این امر باعث می شود که بخش بیشتری از استحکام نسبت به حالتی که به شکل توده ای است ، بدست آید . این نتیجه مستقیم " اثر اندازه " است ، بدین معنا که اندازه کوچکتر موجب نقص کمتر در ماده خواهد شد .
ب – نسبت طول به قطر زیاد . که این امر سبب می شود که بخش عمده اعمال شده از طریق شبکه به الیاف قوی و سخت منتقل گردد.
ج – درجه انعطاف پذیری کاربرد بسیار بالا که مشخصه مدول بالای ماده و قطر کوچک آن است . این انعطاف پذیری کاربرد روشهای مختلف برای ساخت مواد کامپوزیت باالیاف شیشه را امکان پذیر می سازد .
آخرین ویرایش: