پرش به محتوا

ضرورت استفاده از مواد آلومینا‌دار در ترکیب شیشه

استفاده از مواد آلومینیایی در ترکیب شیشه، یک ضرورت فنی در پروسه تولید شیشه و بهبود و اصلاح خواص نهایی است. مقدار اکسید آلومینیوم در ترکیب شیشه‌های سودالایم تجاری در غالب موارد کمتر از 2 درصد است؛ اما نقش شیمیایی آن در کنترل رفتار شیشه بسیار بالا و تولید شیشه بدون این ماده تا حدی با مشکلات جدی روبرو خواهد شد. از نظر فرآیندی اکسید آلومینیوم خواص زیر را کنترل می‌کند.

لینک منبع

آلومینا بهترین جایگزین اکسید سیلیس است که می‌تواند در محدوده‌ی 2 درصد ضمن کاهش دمای ذوب کمترین اثر را بر روی ضریب انبساط خطی شیشه داشته باشد. در واقع بدون افزایش ضریب انبساط خطی، می‌تواند نقطه ذوب را کاهش دهد. در این جایگزینی قادر است ضریب هدایت حرارتی نیز را افزایش دهد. به این ترتیب با تاثیر متضاد و دوگانه روی ضریب انبساط و ضریب هدایت حرارتی، شوک‌پذیری شیشه را بهبود بخشد و تحمل حرارتی آن را افزایش دهد و عملیات تنش‌زدائی را تسهیل نماید.

لینک منبع

وجود آلومینا در شیشه سبب کاهش دمای تبلور شیشه می‌شود. مذاب شیشه در محدوده‌ی کانال‌های انتهایی کوره، در صورت سکون در کوره و یا کندی در مسیر حرکن مذاب تمایل به تبلور مجدد و تشکیل بلورک‌های سفید در اطراف مکانیزم لقمه‌سازی دارد. آلومینا با کاهش دمای تبلور، این تمایل را که در اثر وجود CaO تشدید می‌شود، کاهش می‌دهد.

مقاومت شیمیایی شیشه سودالایم نیز به میزان آلومینا بستگی زیادی دارد. مقدار کمی اکسید آلومینیوم، اثرات تخریبی اکسید‌های قلیایی را بر روی مقاومت شیشه کاهش و دوام شیمیایی شیشه را بهبود می‌دهد.

لینک منبع

مقاومت مکانیکی شیشه سودالایم نیز تا حدودی به میزان اکسید آلومینیوم بستگی دارد. با افزایش مقدار اکسید آلومینیوم، مقاومت مکانیکی افزایش می‌یابد.

به این ترتیب اکسید آلومینیوم ضمن کنترل خواص فرآیندی مهمی چون استحکام اولیه گرم، دمای تبلور، نقطه‌ی تنش‌زدایی، قادر است تاثیرات مثبت و تعیین‌کننده‌ای بر روی تحمل شوک حرارتی، مقاومت شیمیایی و مقاومت مکانیکی شیشه داشته باشد. البته افزایش مقدار آلومینا بیش از حدود مطلوب (یا 2 درصد) سبب افزایش نقطه‌ی ذوب شیشه، افزایش تعداد حباب‌های سوزنی  در شیشه و نیز بروز مشکلاتی در شکل‌دهی می‌شود.