تاريخ الزجاج
عرف الإنسان الزجاج في الطبيعة لأول مرة قبل 4000 عام قبل الميلاد، حيث كان موجوداً في البراكين وكان يسمى الزجاج البركاني الأسود، والذي كان يستخدم في صناعة الأسلحة، قبل أن يتعلم الانسان طريقة صناعة الزجاج، ووفقاً لبعض المؤرخين فإن أول من صنع الزجاج، كان الفينيقيون في منطقة سوريا بناء على الادلة المادية والأثرية، حيث قاموا باكتشاف الصيغة الأساسية للزجاج، من الرمال ورماد النبات والجير، وانتقلت صناعة الزجاج فيما بعد إلى مصر، حيث قاموا بتطوير صناعة الزجاج وصنعوا منه الأوعية الزجاجية، وكانت هذه الأوعية مملوكة فقط للعائلة للمالكة، حيث كانت مكونات الزجاج هي أحد أهم الأسرار في صناعة الزجاج.
مكونات الزجاج
قد تختلف مكونات الزجاج من تركيبة إلى أخرى، حيث أن هناك مئات من التركيبات المختلفة والتي يمكن من خلالها صناعة الزجاج، وبالرغم من إختلاف مكونات الزجاج والطرق ووسائل المتبعة في صناعة الزجاج، إلا أنه يوجد مجموعة من المكونات الرئيسية التي لا يمكن أن تتم عملية صناعة الزجاج بدونها وهي.
- رمل السيليكا أو ثاني أكسيد السيليكون، وهي المكون الرئيسي لصناعة الزجاج، حيث تصل نسبته إلى 70% أو أكثر من نسبة المواد الأخرى اللازمة لصناعة الزجاج.
- المعدلات وهي كربونات الكالسيوم أو كربونات الصوديوم أو كربونات البوتاسيوم أوكربونات الباريوم أو الكبريت أو أكسيد الرصاص أو أكسيد اللانثانم، لتخفيض نقطة انصهار السيليكا، إلى درجة أكثر قابلية للإدارة.
- المساعدات التي تساهم في تقليل حجم الفقاعة، والمساعدة في إعادة استيعاب الغازات في مصفوفة الزجاج وهي، كبريتات الصوديوم وأكسيد الزرنيخ وأكسيد الأنتيمون وأكسيد القصدير المعروف بالروتيل وكلوريد الصوديوم، حيث يمكن استخدام واحد أو أكثر من العناصر السابقة.
- أكسيد الكالسيوم وأكسيد المغنيسيوم وأكسيد الألمنيوم.
- يمكن إدخال الحديد أو الكوبالت أو المنغنيز أو الكروم، على شكل أكاسيد كمادة تلوين، وتعمل على امتصاص طاقة الأشعة تحت الحمراء والحرارة، كما ويمكن استخدام مركبات معدنية أخرى، حيث يمكن استخدام هذه المركبات مجتمعة أو استخدام مركب واحد من هذه المركبات، بكميات ضئيلة بالنسبة لحجم الزجاج المراد صناعته.
- لمنع ذوبان الزجاج في الماء، ولزيادة هيكله الكيميائي يضاف إليه الجير.
- أكسيد السيريوم يستخدم لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية.
- أكسيد البورون هو أحد المكونات الرئيسية في زجاج البيركس، والذي يعمل على تقوية وتنمية هيكل الزجاج وحمايته من التوسعة الحرارية والكسر.
صناعة الزجاج
هناك الكثير من الطرق ووسائل التي تستخدم في صناعة الزجاج، ومن أبسط الطرق ووسائل التي يمكن من خلالها صناعة الزجاج ما يلي.
- إضافة كربونات الصوديوم أو أكسيد الكالسيوم بنسبة 30% إلى رمل السيليكا.
- إضافة المواد الأكثر شيوعاً في صنع الزجاج، مثل أكسيد الرصاص بنسبة 33% إلى الخليط.
- إضافة بعض المواد لإنتاج اللون مثل أكسيد الحديد بكميات قليلة.
- يوضع الخليط في بوتقة مقاومة للحرارة، وتوضع في فرن بدرجة حرارة مرتفعة ما بين 1500-2500 درجة مئوية.
- عند درجة 2300 درجة مئوية، إضافة كبريتات الصوديوم أو كلوريد الصوديوم أو أكسيد الأنتيمون، لمنع ظهور فقاعات في الزجاج.
- عند درجة 2500 مئوية، يخرج الزجاج من الفرن ويوضع في قالب ليأخذا الشكل الطلوب.
