מהם החומרים הדרושים לייצור של זכוכית?
זכוכית היא אחד החומרים העתיקים והמרתקים שהאנושות ייצרה. סוד הייצור שלה טמון בחול. כי חול רגיל הוא שמכיל את הסיליקה (silicon dioxide, ובקיצור SiO₂), חומר הגלם המרכזי בייצור זכוכית.
כבר לפני כ-5,500 שנה ייצרו בני אדם לראשונה זכוכית מלאכותית. במצרים הקדומה הפכה אמנות ייצור הזכוכית לענף מפותח יותר ויותר, ענף שייצר בה כלי אוכל, תכשיטים וכלי פולחן. כיום מייצרים ממנה גם כלי אחסון, שמשות, מראות ומוצרי נוי שונים.
את התערובת הזו מכניסים לכבשן בטמפרטורה של כ-1,700 מעלות צלזיוס, שם היא נמסה לנוזל בוהק וצמיגי. החומר הזה הוא זכוכית. כשיתקשה הוא יהיה זכוכית מוצקה. אגב, ניתן להוריד את טמפרטורת ההתכה במאות מעלות, אם מוסיפים לחול חומרים כמו פחמת הנתרן.
לאחר ההיתוך, הנוזל של הזכוכית מעוצב בשיטות שונות: ניפוח, יציקה לתבניות או מתיחה לגיליונות שטוחים. השיטה המודרנית לייצור זכוכית שטוחה פותחה בשנות ה-50 של המאה ה-20 על ידי אלסטר פילקינגטון (Alastair Pilkington), שגילה שאם יוצקים זכוכית מותכת על שכבת בדיל (tin) נוזלי, היא מתפשטת בזכות כבידה ומתח פנים לפני שטח חלק ומושלם - כך נולדה הזכוכית הצפה (float glass) שממנה עשויים כמעט כל חלונות הבניינים בעולם.
את צבעי הזכוכית ניתן לשנות באמצעות חומרים כמו תחמוצת ברזל ירוקה (ferrous oxide, FeO) שמעניקה לזכוכית גוון ירקרק, או תחמוצת קובלט (cobalt oxide) שמעניקה לה גוון כחול עמוק.
זכוכית היא אחד החומרים העתיקים והמרתקים שהאנושות ייצרה. סוד הייצור שלה טמון בחול. כי חול רגיל הוא שמכיל את הסיליקה (silicon dioxide, ובקיצור SiO₂), חומר הגלם המרכזי בייצור זכוכית.
כבר לפני כ-5,500 שנה ייצרו בני אדם לראשונה זכוכית מלאכותית. במצרים הקדומה הפכה אמנות ייצור הזכוכית לענף מפותח יותר ויותר, ענף שייצר בה כלי אוכל, תכשיטים וכלי פולחן. כיום מייצרים ממנה גם כלי אחסון, שמשות, מראות ומוצרי נוי שונים.
תהליך הייצור הזכוכית
לוקחים חול סיליקה, מערבבים אותו עם סודיום קרבונט (sodium carbonate, בקיצור Na₂CO₃) שאנו מכירים כ"סודה לשתייה". החומר הזה מוריד את טמפרטורת ההיתוך הנדרשת ליצירת הזכוכית. לתערובת מוסיפים גם אבן גיר (calcium carbonate, CaCO₃) והיא שמעניקה לזכוכית עמידות ויציבות.
את התערובת הזו מכניסים לכבשן בטמפרטורה של כ-1,700 מעלות צלזיוס, שם היא נמסה לנוזל בוהק וצמיגי. החומר הזה הוא זכוכית. כשיתקשה הוא יהיה זכוכית מוצקה. אגב, ניתן להוריד את טמפרטורת ההתכה במאות מעלות, אם מוסיפים לחול חומרים כמו פחמת הנתרן.
לאחר ההיתוך, הנוזל של הזכוכית מעוצב בשיטות שונות: ניפוח, יציקה לתבניות או מתיחה לגיליונות שטוחים. השיטה המודרנית לייצור זכוכית שטוחה פותחה בשנות ה-50 של המאה ה-20 על ידי אלסטר פילקינגטון (Alastair Pilkington), שגילה שאם יוצקים זכוכית מותכת על שכבת בדיל (tin) נוזלי, היא מתפשטת בזכות כבידה ומתח פנים לפני שטח חלק ומושלם - כך נולדה הזכוכית הצפה (float glass) שממנה עשויים כמעט כל חלונות הבניינים בעולם.
שינויים בתכונות הזכוכית
בנוסף למרכיבי היסוד שלה, ניתן להוסיף לזכוכית חומרים שמקנים לה תכונות של חוזק או צבע. אתה התכונות של הזכוכית ניתן לשנות על ידי הוספת חומרים כמו תחמוצת עופרת (lead oxide) שיוצרת זכוכית קריסטל מנצנצת, או קירור מהיר שימנע מהמולקולות של הזכוכית להסתדר בצורה גבישית ויהפוך אותה לשקופה.
את צבעי הזכוכית ניתן לשנות באמצעות חומרים כמו תחמוצת ברזל ירוקה (ferrous oxide, FeO) שמעניקה לזכוכית גוון ירקרק, או תחמוצת קובלט (cobalt oxide) שמעניקה לה גוון כחול עמוק.
