مقاله تاریخچه شیشه مربوطه به صورت فایل ورد word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۴۱ صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود مقاله تاریخچه شیشه نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد
فهرست مطالب
تاریخچه شیشه ۱
شیشه ۳
سیر تحولی و رشد ۴
کاربردهای امروزی شیشه: ۵
خواص شیشه ۵
مواد اولیه شیشه ها ۶
مراحل تولید شیشه ۸
بررسی شیشه از نظر کاربرد: ۱۰
شیشه‌های خاص ۱۰
شیشه _ سرامیک ۱۶
شیشه با پوشش سرامیک ۱۷
الیاف شیشه ۱۷
شیشه‌های مسلح « توری دار » ۱۷
شیشه آبدیده ۱۷
شیشه ی جاذب گرما ۱۸
شیشه شفاف در مقابل IR: ۱۹
شیشه رفلکس دو طرفه: ۱۹
روکش دو جداره شیشه : ۱۹
شیشه های ضد آتش: ۱۹
شیشه‌های ایمنی ۲۰
شیشه‌های چند لایه (Laminated Glass) ۲۰
شیشه‌های خم (Bend Glass) ۲۱
شیشه‌های سند بلاست و لبه دار (Sandblast and edge Glass ۲۱
شیشه‌های چاپدار و رفلکتیو(Printed Screen – Reflective Glass) ۲۱
شیشه هوشمند(Smart Glass) ۲۳
جایگزینی ایمن برای شیشه ۲۵
شیشه‌های دو جداره (Insulating Glass) ۲۶
مزایای شیشه ها ی دو جداره ۲۶
شیشه دوجداره در ساختمان: ۲۶
استفاده بهینه از انرژی ۲۹
انرژی ۳۷
منابع ۳۸
تاریخچه شیشه
یک تکه سنگ شیشه بزرگ شیشه از مواد معدنی بدست می آید که معمولاً به رنگ های متفاوت در طبیعت یافت می شود و بنظر می رسد اولین شناخت و استفاده انسان از شیشه به حدود ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح یعنی عصر برنز باز می گردد.
شیشه به صورتی که ما امروزه از آن استفاده می کنیم ریشه در اسکندریه دارد که هنرمندان برای تزئین دیوارها، سقف و دیگر قسمت های کاخ ها از موزاییک های شیشه ای استفاده می کردند. همچنین باستان شناسان ریشه صنعت شیشه گری را به حدود یک قرن قبل از میلاد و کشور سوریه نسبت می دهند.
در قرن ۱۵ میلادی در ونیز اولین شیشه های بسیار شفاف ساخته شد و به آنها کریستالو (Cristallo) گفته شد. در سال ۱۶۷۵ شیشه گری بنام جورج راونسکروفت(Ravenscroft George) با افزودن اکسید سرب به شیشه به نوعی از شیشه با استحکام بالا دست پیدا کرد و از آن برای استفاده در پنجره و پوشش ساختمان استفاده کرد.
اگر شیشه یا شیشه ای شدن را به معنی عمومی آن یک مرحله از ذوب و طریقه سرد شدن اجسام تعریف کنیم باید قدمت شیشه را تقریبا مساوی با سرد شدن پوسته جامد زمین بدانیم یعنی بگوییم قبل از آنکه بشر موفق به ساختن شیشه مصنوعی بشود طبیعت آن را به صورت طبیعی به وجود آورده است بدین طرق که مواد مذاب که دارای ترکیبات مخصوص بودند از دهانه کوهها فوران نموده و به علت سریع سرد شدن به شیشه تبدیل می‌شوند.
البته باید توجه داشت که این شیشه ها تقریبا دارای کلیه خواص شیشه‌های مصنوعی هستند فقط ممکن است اغلب شفاف نباشند یعنی نور به خوبی از آنها عبور نمی کند. مردمان نخستین اینگونه سنگهای شیشه ای شده را شکسته و از قسمت تیز آن به عنوان ابزار جنگ و شکار استفاده می‌نمودند.
هر چند تاریخ کشف شیشه دقیقا مشخص نیست ولی تصور می‌رود که در دوره یونانیها، فینیقیها صنعت شیشه را در ساحل مدیترانه نزدیک شهر صیدا ایجاد کرده باشند. بنابر یک داستان قدیمی، فینیقیها برحسب تصادف، نخستین شیشه را ساخته‌اند. داستان، روایت بر مسافران یک کشتی دارد که در سوریه لنگر انداخته بودند. آنها برای درست کردن اجاق، چون سنگی نیافته بودند، از قطعه‌هایی از بار کشتی که پودر رختشویی بود، استفاده کرده بودند. هنگام پختن غذا ناگهان مشاهده کرده‌اند که در اثر حرارت اجاق، قطعه‌های سود با شنهای دور خود ترکیب شده و به شیشه تبدیل شده‌اند. البته ما دلیلی بر درستی یا نادرستی این داستان نداریم. شواهد تاریخی نیز نشان می‌دهد که آنان نیز هنر شیشه گری را در دومین دوره اسارت قوم یهود در بابل از بابلیان آموخته اند ولی آنچه مسلم است شیشه گری از قدیمی ترین حرفه‌های بشر است که مستلزم استفاده از آتش بوده است.
از بدو پیدایش شیشه، اشیای شیشه ای به خاطر جذابیت و زیبایی، طرفداران زیادی داشته است و مصریان باستان شیشه را به دلیل رنگهای جواهر گونه که از افزودن فلزات واسطه (رنگین) به ترکیب شیشه حاصل می‌شد در جواهر سازی به کار می‌بردند. ظروف شیشه ای که امروزه یکی از بخشهای مهم صنعت را تشکیل می‌دهد و در ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد تولید می‌شده است و مردم سومر، بابل و آشور نیز بهترین نوع شیشه و صنعت شیشه گری را داشته اند. جداول و فرمولهای ترکیب شیشه بابلیان و آشوریان (۶۲۵ سال قبل از میلاد) که در نزدیکی و مجاورت فارس ساکن بوده اند نشان می‌دهد که این شیشه ها شدیدا قلیایی بوده اند که به دلیل پایین عمدتا از بین رفته اند. در بین یافته‌های با ارزش خزانه تخت جمشید، تعدادی ظروف شیشه ای که به روش دمش در قالب تولید می‌شده اند وجود دارد که نشان دهنده استفاده گسترده از شیشه در دوره هخامنشیان است در گزارش یکی از سفرای آتنی نیز به جام‌های شیشه ای مورد استفاده دربار هخامنشیان اشاره شده است
از شیشه‌های کشف شده دوره پارتیان و ساسانیان نیز چنین تصور می‌رود که هنر شیشه گری از همان بدو ظهور به فارس راه یافته است. مهارت شیشه گران دوره ساسانی مخصوصا تولید شیشه‌های تزیینی چرخ تراش (wheel-cut) شایان توجه است که از بهترین شواهد بر این مدعا جام خسرو اول است که در موزه پاریس نگهداری می‌شود.
هنر ششه گری به سبک دوره ساسانی در اوایل اسلام در سامرا و ری ادامه یافت ولی پس از حمله مغول راه افول را پیمود به طوریکه شاردن، سیاح فرانسوی که در بین سالهای ۱۶۶۴ تا ۱۶۸۱ میلادی به ایران سفر کرده است، هنر شیشه گری ایران درکیفیت و سطح پایینی گزارش کرده است. مطالعات علمی در اروپای غربی پس از رنسانس شروع و از شیشه به عنوان ابزار علمی استفاده شد یکی از اولین ابزارهای علمی شیشه ای، دماسنجی است که در سال ۱۵۵۰ میلادی ساخته شد. اولین کار بر روی میکروسکوپ ها و تلسکوپ ها به مطالعه اصولی خواص نوری شیشه منجر شد به طوریکه در سال ۱۵۹۰ میلادی عدسیهای شیشه ای توسعه و تکامل یافت.
دانشمندانی مانند فاراده در کیفیت و خواص نوری شیشه‌های اپتیکی موجود نقایصی مشاهده کردند و به روی ترکیبات جدید و روشهای ذوب مطالعاتی انجام دادند. فاراده در یافت که پلاتین بهترین نوع بوته برای ذوب شیشه محسوب می‌شود، لذا با تامین کننده پلاتین، و ولاستون که روشهای ذوب و شکل دهی پلاتین را ابداع نمود، در مورد تولید بوته‌های پلاتینی تشریک مساعی و همکاری نمود. در سال ۱۹۲۴ میلادی شیشه‌های مقاوم به خوردگی به بازار عرضه شدند. نظریه تشکیل شیشه برای اولین بار در سال ۱۹۳۲ میلادی توسط دانشمندی به نام « زاخار یاسن » و بعد از او در سالهای ۱۹۳۳ تا ۱۹۳۸ توسط « وارن » و همکارانش پیشنهاد گردید.
شیشه
شیشه آن طوری که عموم آن را می‌شناسند جسمی است شفاف که نور به خوبی از آن عبور میکند و پشت آن به وضوح قابل رویت می‌باشد.
مواد جامد در طبیعت به دو شکل بلوری (کریستالی) یا آمورف (بی شکل) وجود دارند. اگر اتمها یا مولکول‌های تشکیل دهنده جسم جامد، آرایش منظمی داشته باشند جامد، بلوری است. ولی اگر نظم مشخصی نداشته باشند جامد را آمورف می‌نامند.
شیشه جامدی آمورف (غیر کریستالی) و معدنیاست که معمولا از انجماد سریع مذاب بدون تبلور، در دمای اتاق به دست می‌اید برخی آن را مایع فوق تبرید می‌نامند. شیشه در دمای اتاق سفت و شکننده است ولی میتوان آنرا به تعداد نامحدودی ذوب و مجددا شکل داد. از شیشه به دلیل شفافیت، مقاومت در برابر خوردگی و عایق بودن استفاده‌های فراوانی می‌شود و امروزه تقریبا بیش از ۸۰۰ نوع شیشه مختلف به بازار عرضه شده است.
شیشه ها بر خلاف جامدات کریستالی در هنگام انجماد رفتاری غیر معمول دارد و در دمای انجماد واقعی،منجمد نشده بلکه در پایین تر از دمای انجماد نیز به صورت خمیری باقی میمانندودر یک دمای معین کاملا سفت می‌شوند.
سیر تحولی و رشد
در تاریخ می‌خوانیم که به احتمال، ده‌هزار سال پیش از میلاد مسیح در کشور مصر یا سوریه، یک نوع شیشه ابتدایی ساخته شده است. ولی مدارکی دال بر صحت این موضوع در دست نیست، ولی یقین داریم که در ۳۰۰ سال پیش از میلاد، در مصر کارگاههای کوچک شیشه‌گری وجود داشته است و شیشه را از ماسه و سود می‌ساختند. میتوان گفت در آن تاریخ، وسایل شیشه‌ای جزو اشیاء تجملی مورداستفاده درباریان وتوانگران قرارگرفته است. اکنون در موزه بریتانیا، قدیمی‌ترین ظرف شیشه‌ای را میتوان دید که ۷۰ سال پیش از میلاد در رم ساخته و پرداخته شده است. بعدها در سده‌های ۱۱ و ۱۲ میلادی، مسلمانان در تکمیل هنر شیشه‌گری کوشیده‌اند.
در سده سیزدهم میلادی، اروپائیان، شیشه رنگی را ساختند و از آن، جهت تزئین کلیساها استفاده کردند. اما در آن زمان، یک وسیله شیشه‌ای، حاصل مدتها تلاش و کوشش یک هنرمند بود و این کار دستی قیمت سرسام‌آوری داشت. تنها از اوایل سده نوزدهم است که ماشین شیشه‌سازی به روش فشردن ماده مذاب آن اختراع شد و وسایل گوناگون و ارزان‌قیمت شیشه‌ای متداول گردید.
کاربردهای امروزی شیشه:
امروزه، شیشه همه جا در خدمت انسان است. این ماده، نه‌تنها ظرفهای خوراکی ما را تشکیل می‌دهند، بلکه ازساختمان، اتومبیل و هواپیما گرفته تا سفینه‌هایی که راه کره‌های دیگر را در پیش می‌گیرند، بطور قطع شیشه دارند. بویژه این که همین شیشه بود که به صورت عدسی در آمد و چشم انسان کنجکاو را به سوی آسمانها باز کرد و به صورت وسیله‌ای برای دیدن نادیدنی‌ها در آمد. امروزه نیز در آزمایشهای علمی بیشمار، وسایل شیشه‌ای، مورد نیاز پژوهشگران جهان است.
خواص شیشه
اساسا شیشه ها با سه نوع خاصیت بررسی می‌شوند:
۱- خواص شیمیایی
شیشه ها در برابر عوامل خورنده از قبیل اسیدها و بازها به جز اسید فلوئیدریک مقاومند به همین علت ظروف آزمایشگاهی را از شیشه می‌سازند.
۲- خواص فیزیکی
از مهمترین خواص شیشه، خواص نوری آن است که آن را برای مصارف مختلف جالب توجه ساخته است:
هنگامی که نوری به سطح شیشه می‌تابد قسمتی از آن منعکس می‌شود که آن را با R نشان می‌دهند. شیشه‌های که ضریب شکست بالایی دارند نسبت به شیشه هایی که ضریب شکست پایین تری دارند نور تابیده شده را بیشتر منعکس می‌کنند.
شیشه ها در برابر نور مرئی و مادون قرمز شفاف و اغلب در برابر نور فرابنفش (UV) مات اند. همچنین برای تغییر در قدرت انعکاس نور، گاهی شیشه را طرح دار یا مشجر می‌کنند.
مقداری از نوری که به شیشه می‌تابد جذب و مقداری منعکس و مقداری از آن عبور میکند. مقدار نوری که از شیشه عبور میکند به ضخامت شیشه، وضعیت سطح (صاف بودن) و نوع پوشش آن بستگی دارد. برای مثال شیشه با ضخامت ۳ میلی متر، ۹۱% نور روز را از خود عبور می‌دهد در حالیکه اگر ضخامت شیشه ۲۵ میلی متر باشد فقط ۷۸% نور را از خود عبور می‌دهد.
۳- خواص مکانیکی:
معایب سطحی تاثیر عمده ای بر خواص مکانیکی شیشه ها دارد. این معایب باعث تمرکز تنش و در نتیجه ترک خوردن شیشه می‌شود و مقاومت واقعی را به یک صدم مقاومت نظری کاهش می‌دهد
برای جلوگیری از ترک خوردگی و افزایش مقاومت شیشه سطح آن باید صیقلی و عاری از هرگونه عیب باشد.
مواد اولیه شیشه ها
تا کنون در حدود ۶۵۰۰ نوع در ترکیب مختلف عناصر برای ساخت شیشه پیشنهاد شده و خواص آنها ثبت گردیده است. سیلیس sio2، اکسید کلسیم cao، فلدسپار نفلین سیانیت و آلومینوسیلیکات، سوداna2o، بورات ها (ترکیبات بر B)، سولفات سدیم، اکسید سرب، خرده شیشه.
به منظور تولید شیشه، سالانه، مقادیر بسیار زیادی ماسه شیشه، سدیم کربنات، سدیم سولفات ناخالص و غیره مورد نیاز است. در این قسمت منابع تهیه این مواد و علت استفاده از آنها ذکر می‌شود:
ماسه شیشه:
ماسه لازم برای تولید شیشه باید تقریبا کوارتز خالص باشد. در بسیاری موارد، منطقه ته‌نشینی ماسه شیشه، محل کارخانه شیشه سازی را تعیین کرده است. برای ظروف غذاخوری، مقدار آهن موجود در ماسه نباید از ۴۵% و برای شیشه اپتیکی نباید از ۰٫۰۱۵% تجاوز کند، چرا که آهن تاثیر نامطلوبی بر رنگ اغلب شیشه‌ها دارد.
سودا:
Na2 یا سودا اصولا از سدیم کربنات چگال (Na2CO3) تامین می‌شود. سایر منابع عبارتند از سدیم بی‌کربنات، سدیم سولفات ناخالص و نیترات سدیم. نیترات سدیم برای اکسایش آهن و شتاب دادن به عمل ذوب نیز مفید است. منابع مهم آهک (CaO) سنگ آهک و آهک پخته حاصل از دولومیت (CaCO3.MgCO3) است که خود MgO را نیز وارد عمل میکند.
فلدسپار:
این مواد دارای فرمول کلی R2O. Al2O3. 6SiO2 هستند که در آنها R2O، معرف Na2O یا K2O یا مخلوطی از این دو است. این مواد در مقایسه با اکثر مواد دیگری که منبع Al2O3 هستند، مزایای بسیاری دارند. فلدسپارها ارزان، خالص و گدازپذیرند و کلا” از اکسیدهای ایجاد کننده شیشه تشکیل شده‌اند. از خود Al2O3 تنها هنگامی استفاده می‌شود که قیمت محصول از درجه دوم اهمیت برخوردار باشد. فلدسپارها همچنین Na2O یا K2O و SiO2 را نیز تامین می‌کنند. مقدار آلومین در پایین آوردن نقطه ذوب شیشه و کُند کردن واشیشه‌ای شدن، موثر است.
بوراکس:
بوراکس به عنوان یک جزء ترکیبی فرعی، هم Na2O و هم اکسید بوریک را برای شیشه تامین میکند. هر چند که از بوراکس به ندرت در شیشه پنجره یا شیشه جام استفاده می‌شود، اما اکنون این ماده، عموما در انواع خاصی از شیشه بطری‌ها بکار می‌رود. یک نوع شیشه بوراتی با ضریب شکست بالا نیز وجود دارد که در مقایسه با شیشه‌های قبلی، مقدار پراش نور آن کمترو ضریب شکست نور در آن بالاتر است و شیشه اپتیکی باارزشی بشمار می‌رود.
بوراکس علاوه بر توانایی بالا در ایجاد گدازش، نه‌تنها ضریب انبساط را پایین می‌آورد، بلکه دوام شیمیایی را نیز افزایش می‌دهد. هنگامی که قلیائیت اندکی در فرایند تولید مورد نظر باشد، از اسید بوریک استفاده می‌شود که بهای آن، دو برابر بوراکس است.
سدیم سولفات ناخالص:
این ماده که مدتها مانند سایر سولفاتها نظیر آمونیوم سولفات و باریم سولفات، یک جزء ترکیبی فرعی در شیشه تلقی می‌شد، غالبا در تمام انواع شیشه بکار می‌رود. این ماده، کف موجود در کوره‌های مخزنی را که ایجاد مشکل میکند، حذف می‌نماید. برای کاهش سولفاتها به سولفیتها، از کربن استفاده می‌شود.
ممکن است برای ایجاد سهولت در حذف حباب‌ها، آرسنیک تریوکسید افزوده شود. آهن را با سدیم یا نیترات پتاسیم، اکسید می‌کنند تا مقدار آن در شیشه نهایی چندان قابل توجه نباشد. از پتاسیم نیترات یا کربنات، در بسیاری از شیشه‌های مرغوب‌تر نظیر شیشه ظروف غذاخوری، شیشه تزئینی و شیشه اپتیکی استفاده می‌شود.
خرده شیشه:
این ماده از خرد کردن کالاهای معیوب، لبه‌های پرداخت شده کالاها یا سایر ضایعات شیشه‌ای بدست می‌آید و استفاده از آن، سبب سهولت عملیات ذوب می‌شود و در عین حال، مواد ضایعاتی نیز به مصرف می‌رسند. ممکن است مقدار خرده شیشه مصرفی در هر بار بین ۱۰ تا ۸۰ درصد باشد.
بلوکهای نسوز:
این مواد در صنعت شیشه، بدلیل شرایط سخت موجود به طرز ویژه‌ای بسط و توسعه یافته‌اند. زیرکن متخلخل، آلومین، مولیت و مولیت – آلومین تفجوش و زیرکونیا – آلومین – سیلیس، آلومین و آلومین – کروم که بروش ریختگی برقی تهیه شده‌اند، از جمله بلوکهای نسوزی هستند که در کوره‌های مخزنی شیشه بکار می‌روند. آخرین تجربه بدست آمده در کوره‌های بازیابی گرما، استفاده از فراورده‌های نسوز بازی بدلیل وجود غبار و بخارهای قلیایی در کوره است.
طاقهای آجری کوره از جنس سیلیس که استفاده از آن در صنعت، اقتصادی است، عمدتا تعیین کننده دمای عملیات کوره است.
مراحل تولید شیشه
عملیات تولیدی شیشه را در ۵ دسته کلی میتوان دسته بندی کرد.
ذوب ۲- تصفیه ۳- شکل دهی ۴- عملیات حرارتی ۵- عملیات نهایی
ذوب: مواد خام با دانه بندی‌های مناسب، با هم مخلوط می‌شوند و به همراه شیشه‌های شکسته به کوره ذوب شیشه ریخته می‌شوند. این مواد در دمای حدود ۱۴۰۰-۱۶۰۰ ذوب می‌شوند. ۲ نوع کوره برای ذوب شیشه وجود دارد: بوته ای و تانکی.
رایجترین کوره مورد استفاده برای تهیه شیشه کوره تانکی است.
تصفیه: در مرحله ذوب حجم زیادی از گازها مثل « دی اکسید کربن و انیدرید سولفورو » متصاعد می‌شوند. و حباب‌های در شیشه مذاب ایجاد می‌کنند. خارج کردن حباب‌های ریز گاز از داخل مذاب را تصفیه شیشه می‌گویند.
شکل دهی: با دو روش دستی و اتوماتیک میتوان شیشه را شکل داد. در روش اتو ماتیک شکل دهی شیشه طی چند ثانیه کامل می‌شود. در طی این زمان کوتاه شیشه از مذاب سیال به جامد تبدیل می‌گردد.
عملیات حرارتی: شیشه پس از شکل دهی، تحت عملیات حرارتی قرار می‌گیرد تا تنش‌های داخلی آن از بین رفته و از شکنندگی آن کم شود.
عملیات نهایی: سطح شیشه را به طرق مختلف میتوان تغییر داد. از اسید فلوئوریدریک برای حکاکی و صاف کردن آن استفاده می‌شود. همچنین شیشه را میتوان با ترکیبات نقره و مس رنگ کرد. از پاشیدن فلز برای تزیین یا ایجاد هدایت الکتریکی استفاده می‌شود. شیشه را میتوان به اغلب فلزات جوش داد برای این کار مهمترین عامل ضریب انبساط حرارتی دو ماده است.
مصارف و کاربردهای شیشه بسیار متعدد است. در مجموع شیشه سازی در ایالات متحده، سالانه یک صنعت ۷ میلیارد دلاری را تشکیل می‌دهد و در آن میان، شیشه خودرو، سالانه نیمی از مقدار تولید شیشه تخت را به خود اختصاص می‌دهد. در معماری، گرایش بیشتری به استفاده از شیشه در ساختمانهای تجاری و بویژه مصرف شیشه‌های رنگی، پدید آمده است.
بررسی شیشه از نظر کاربرد:
تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.
جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ را پرداخت نمایید.