عيوب زجاج الزجاجة
هناك العديد من أنواع العيوب في زجاج الزجاج، والتي يمكن تلخيصها في فئتين: عيوب في جسم الزجاج وعيوب في صب زجاج الزجاج. ترتبط عيوب الزجاج ارتباطًا وثيقًا بروابط مختلفة من الإنتاج، مثل معالجة المواد الخام، وإعداد المواد الدفعية، والصهر، والتوضيح، والتجانس، والتبريد، والصب وغيرها من عمليات الإنتاج. يعتمد تحمل عيوب الزجاج على غرض المنتج. بشكل عام، لا يُسمح بعدد كبير من العيوب الواضحة في المنتجات الزجاجية، وإلا فسيؤثر ذلك على جودة مظهر الزجاج، ويقلل من تجانس الزجاج ونفاذية الضوء، ويقلل من القوة الميكانيكية والاستقرار الحراري للزجاج، ويسبب عددًا كبيرًا من النفايات والمنتجات المعيبة.
عيوب في الجسم الزجاجي
بسبب وجود شوائب مختلفة في الجسم الزجاجي، يتم تدمير تجانس الجسم الزجاجي، وهو ما يسمى عيب في الجسم الزجاجي. وفقًا لحالاتها المختلفة، يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات: الفقاعات (شوائب غازية)، والأحجار (شوائب صلبة)، والخطوط والعقيدات (شوائب زجاجية)، وهي عيوب داخلية.
(1) الفقاعات الموجودة في الزجاج الفقاعي عبارة عن شوائب غازية مرئية، وهي تتكون من غازات مختلفة في الزجاج. وهي لا تؤثر فقط على جودة مظهر المنتجات الزجاجية، بل والأهم من ذلك أنها تؤثر على شفافية الزجاج وقوته الميكانيكية.
يمكن تقسيم الفقاعات إلى فقاعات رمادية (قطرها<0.2mm) and bubbles (diameter >0.2مم) حسب حجمها؛ وأشكالها متنوعة أيضًا، منها الكروية والإهليلجية والخطية. غالبًا ما تحتوي الفقاعات على O2 وN2 وCO وCO2 وSO2 وأكاسيد النيتروجين وبخار الماء.
وفقا لأسباب مختلفة لتكوين الفقاعات، يمكن تقسيمها إلى: فقاعات أولية (فقاعات متبقية في مواد الدفعة)، فقاعات ثانوية، فقاعات هواء خارجية، فقاعات مقاومة للحرارة وفقاعات ناجمة عن الحديد المعدني.
بعد انتهاء مرحلة تنقية الزجاج، غالبًا ما تظهر بعض الفقاعات التي لا تتسرب تمامًا وتبقى في الزجاج. تسمى هذه الفقاعات بالفقاعات الأولية. السبب الرئيسي لتكوين الفقاعات الأولية هو ضعف التنقية. في الإنتاج، يمكن اعتماد طرق مختلفة لزيادة معدل هروب الغاز، مثل زيادة درجة حرارة الانصهار، وتقليل لزوجة السائل الزجاجي، وتقليل ضغط الفرن وضبط كمية المصفّي بشكل مناسب.
بسبب التغيرات في ظروف العملية في الفرن، تظهر فقاعات (فقاعات الرماد) في سائل الزجاج الشفاف أثناء مرحلة التشكيل، والتي تسمى الفقاعات الثانوية. يرتبط تكوين الفقاعات الثانوية ارتباطًا وثيقًا بعملية ذوبان الزجاج، ويرجع ذلك أساسًا إلى العوامل الفيزيائية والكيميائية.
تتميز المادة المقاومة للحرارة نفسها بمسامية معينة، وغالبًا ما تحتوي المسام على غاز. عندما تلامس المادة المقاومة للحرارة السائل الزجاجي، يتم امتصاص السائل الزجاجي بسبب العمل الشعري للمسام، ويتم ضغط الغاز الموجود في المسام في السائل الزجاجي. بالإضافة إلى ذلك، تدخل الشوائب مثل الكربون والحديد والتيتانيوم الموجودة في المادة المقاومة للحرارة أو المعدن إلى المصهور بعد التآكل وتنتج فقاعات.
تدخل الغازات الممتصة على سطح الزجاج المكسور والمواد الغريبة التي يجلبها الناس، مثل الغبار ورماد الفحم والزيت وغيرها من الشوائب الصلبة والسائلة، إلى الزجاج المنصهر وتتلامس مباشرة مع سائل الزجاج لتكوين الفقاعات.
(2) الحجارة الحجارة هي أخطر العيوب في جسم الزجاج، وهي عبارة عن شوائب صلبة بلورية تظهر في جسم الزجاج ولها تأثير خطير على مظهر وتوحيد بصريات المنتجات الزجاجية. بالإضافة إلى ذلك، بسبب معاملات التمدد المختلفة للحجر والزجاج المحيط، يتم توليد إجهاد محلي على واجهة الزجاج، مما يقلل بشكل كبير من القوة الميكانيكية والاستقرار الحراري للمنتج، بل ويتسبب حتى في كسر المنتج تلقائيًا.
تختلف التركيبات الكيميائية والمعدنية للأحجار المختلفة. ووفقًا لأسباب تكوينها، تنقسم الأحجار إلى الفئات التالية: أحجار الدفعة (الجسيمات غير المذابة)؛ أحجار المقاومة للحرارة؛ أحجار التبلور؛ شوائب الكبريتات (شوائب قلوية)؛ "البقع السوداء" والملوثات الغريبة.
حجر الدفعة هو جزيئات المكون غير المذابة للدفعة. في معظم الحالات، تكون جزيئات الكوارتز بيضاء اللون. تصبح حوافها مستديرة بسبب الذوبان التدريجي، وغالبًا ما يكون سطحها به أخاديد. توجد حلقة عديمة اللون ذات محتوى عالٍ من SiO2 حول جزيئات الكوارتز. لها لزوجة عالية وليس من السهل انتشارها، مما يؤدي غالبًا إلى تكوين أوتار خشنة. بعد البقاء في قسم درجة الحرارة العالية لفترة طويلة، ستتحول جزيئات الكوارتز تدريجيًا إلى بلورات من الكريستوباليت والتريديميت.
تنتج الحجارة المقاومة للحرارة عن ارتفاع درجة حرارة مدخنة الفرن وجدار الصدر لفرن الصهر لفترة طويلة، وتأثير الغاز القلوي، وذباب القلويات والمواد المتطايرة الأخرى، مما يشكل طبقة من التزجيج على سطح المادة المقاومة للحرارة. وبسبب سيولتها وتوترها السطحي، تتشكل القطرات تدريجيًا. عندما تصل قطرات الزجاج الناتجة إلى وزن معين ولزوجة معينة، تسقط من المدخنة إلى السائل الزجاجي لتكوين الحجر. بالإضافة إلى ذلك، تتآكل المادة المقاومة للحرارة التي تتلامس مع السائل الزجاجي وتتقشر عند درجة حرارة عالية لفترة طويلة، وتختلط بمنتجات الزجاج لتكوين الحجر.
يحدث حجر التبلور نتيجة للتركيب الكيميائي غير المتساوي لجسم الزجاج مما يؤدي إلى تبلور السائل الزجاجي عندما يظل في درجة حرارة مناسبة لتكوين ونمو البلورات لفترة طويلة. غالبًا ما يظهر حجر التبلور عند الواجهة بين مرحلتين.
تنتج حجارة شوائب الكبريتات عن تجاوز الكبريتات الموجودة في مصهور الزجاج للكمية التي يمكن إذابتها في الزجاج، والتي سيتم فصلها كخبث في شكل كبريتات وتدخل المنتج النهائي. تشتق الشوائب والحجارة السوداء بشكل مباشر أو غير مباشر من مواد الدفعة. يمكن أن تتشكل أيضًا عن طريق إدخال الكروم والحديد والنيكل وما إلى ذلك بسبب التشغيل غير الدقيق، مما يتسبب في حدوث عيوب في جسم الزجاج.
(3) الخطوط والعُقيدات تسمى الشوائب الزجاجية غير المتجانسة في الجسم الرئيسي للزجاج بالخطوط والعُقيدات. وهي تختلف عن الجسم الرئيسي للزجاج في التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية. وتشكل ضغوطًا على الزجاجة وتؤثر على جودة المنتج ودرجته. وفيما يتعلق بالزجاجات والبرطمانات الزجاجية خفيفة الوزن، فإن تأثير الخطوط على القالب مهم بشكل خاص وهو العيب الرئيسي للزجاجات خفيفة الوزن.
من الناحية المظهرية، تبرز خطوط وعُقيدات بدرجات متفاوتة على الجسم الرئيسي للزجاج، موزعة داخل الزجاج أو على سطح الزجاج. وقد تكون عديمة اللون أو خضراء أو بنية اللون. معظمها على شكل خطوط، ولكن هناك أيضًا خطوط وألياف كاملة، وأحيانًا تكون مثل النتوءات وتبرز.
وفقًا للأسباب المختلفة لحدوثها، يمكن تقسيم الخطوط والعقيدات إلى أربعة أنواع: الذوبان غير المتساوي، وقطرات زجاج الفرن، والتآكل الحراري، وذوبان الحجر.
أثناء عملية ذوبان السائل الزجاجي، من خلال عمل مرحلة "التجانس"، تنتشر الأجزاء المختلفة في المصهور في بعضها البعض وتزيل عدم التساوي. إذا لم يتم خلط مواد الدفعة بالتساوي أو كانت درجة حرارة الانصهار غير مستقرة، يتم تدمير نظام درجة حرارة التجانس، ولا يكون التجانس مثاليًا، ويشارك السائل الزجاجي في منطقة التجميد في تدفق السائل، مما يؤدي إلى ظهور خطوط وعقيدات.
بسبب تطاير وتحلل المواد المتطايرة في المصهور، يزداد محتوى السيليكا على سطح المصهور. أو لأن القطرات الزائدة ذات اللزوجة العالية تسقط في جسم الزجاج، فإن تركيبها الكيميائي يختلف عن الزجاج الرئيسي، وتنتشر ببطء شديد في المصهور الزجاجي، مما يؤدي أيضًا إلى تكوين خطوط وعقيدات.
يؤدي ذوبان الزجاج إلى تآكل المادة المقاومة للحرارة، وقد يسقط الجزء المتآكل في الجسم الزجاجي في حالة متبلورة لتكوين الحجارة. ومن الممكن أيضًا تكوين مواد زجاجية مذابة في الجسم الزجاجي. هذا النوع من الخطوط والعقيدات هو النوع الأكثر شيوعًا من الحجارة. تحت تأثير ذوبان الزجاج في الجسم الزجاجي، يذوب الحجر تدريجيًا بمعدلات مختلفة. لا يزال الجسم الزجاجي بعد ذوبان الحجر يحتوي على تركيبة كيميائية مختلفة عن الزجاج الرئيسي، مما يشكل عقيدات أو خطوط.