عرف الإنسان الزجاج وقام بصناعته منذ القِدم، أي إلى ما قبل 2500 قبل الميلاد، حيثُ كان يصنع الزجاج لاستخداماته الأساسية منها. أما الآن فقد انتشر استخدام الزجاج بكثرة، في الصناعات، ولإنشاءات، وأدوات المنزل، وغير ذلك. وفي هذه المقالة سنتعرّف على كيفية صنع الزجاج بشرط وجود الأدوات والفرن اللازم لتلك العملية.
الأدوات والمواد اللازمة
- الفرن الخاص بصهر الزجاج.
- قوالب لتشكيل الزجاج أو أنبوب مُفرَغ طويل.
- رمل السيليكا (رمل الكوارتز).
- كربونات الصوديوم (صودا الغسيل).
- أكسيد الكالسيوم.
- أكسيد الرصاص (اختياري).
- كبريتات الصوديوم أو كلوريد الصوديوم.
- بوتقة صهر.
- قناع للوجه.
- قفازات سميكة.
كيفية صنع الزجاج
1- تحضير المواد الأولية
يُفضّل ارتداء القفازات وقناع الوجه أثناء تحضير المواد الأولية اللازمة لصنع الزجاج.
- قُم بوضع رمل السيليكا في وعاء كبير نسبياً.
- أضف إلى الرمل مادتي “كربونات الصوديوم” و”أكسيد الكالسيوم”، بحيث لا تزيد نسبتهما عن 28-30% من مُجمل الخليط.
- أضف بعض المواد الكيميائية الأخرى وذلك بحسب الغرض المقصود من الزجاج. من هذه المواد “أكسيد الرصاص”، والذي يقلل من درجة الانصهار، ويُعطي اللمعان في الزجاج.
- أضف بعض المواد الكيميائية الأخرى وذلك لإعطاء الزجاج اللون المطلوب، فشوائب الحديد تعمل على جعل لون الزجاج أقرب للخُضرة، أمّا الكبريت، فيعطي اللون الأصفر أو البني أو حتى الأسود، اعتماداً على نسبة الكربون أو الحديد الموجودة في الخليط.
- ضع الخليط في بوتقة صهر تتحمّل درجات الحرارة المرتفعة.
2- صهر المواد الأولية
- بعد مرحلة التحضير، قُم بإشعال الفرن الخاصّ لصهر تلك المواد، يجب أن تصل حرارة الفرن إلى 1500 – 2500 درجة مئوية حتى تتمكن من صهر تلك المواد.
- ضع البوتقة داخل الفرن بحذر شديد وباستخدام حمّالة خاصّة طويلة تمكنك من الابتعاد عن فتحة الفرن.
- انتظر لحين أن تنصهر المواد وتُصبح سائلة الشكل.
- أخرج البوتقة من الفرن، وقُم بتحريك السائل جيداً ليصبح متجانساً وتخرج منه الفقاعات والهواء بداخله، يمكن أن تستعين بمواد كيميائية مثل “كبريتات الصوديوم” أو “كلوريد الصوديوم”.
3- تشكيل الزجاج الناتج
يمكن تشكيل الزجاج الناتج بإحدى الطرق الآتية:
- استخدام القوالب الجاهزة، حيثُ يتم صبّ الزجاج المنصهر فيها مباشرة، وتركها لتبرد. هذه القوالب يجب أن تتحمل درجات الحرارة المرتفعة.
- استخدام أنبوب طويل مُفرَغ، حيثُ يتم تجميع الزجاج المنصهر على طرف الأنبوب، ويتم النفخ من الطرف الآخر والذي بدوره يعمل على تشكيل الزجاج، ويتم حمل الزجاج بواسط الأرض أو أي أداة أخرى مناسبة.
4- التبريد
يجب أن يتم تبريد الزجاج المتشكل ببطء لتجنب تكسّره وتلافي مناطق الضعف فيه، ويتم ذلك بوضع الزجاج في فرن التبريد على درجة حرارة ما بين 400 – 500 درجة مئوية، لمدة زمنية كافية لتبرد تدريجياً.
