در فرآیند تولید شیشه و ذوب شدن موادِ بچ گازهایی آزاد میشوند که باعث تشکیل مقداری زیادی حباب در مذاب شیشه میشوند. این حبابها استحکام و کیفیت بصری محصول یعنی شیشه را کاهش میدهند. برای همین باید آنها را از مذاب زدود. به این فرآیند فاینینگ یا تصفیه یا تصفیه مذاب میگویند.
در تانکهای صنعتیِ کورهی شیشه از عوامل شیمیایی برای بهبود فرآیند تصفیه استفاده میشود. تمام عوامل شیمیایی استفاده شده برای افزایش کیفیت تصفیه، زیانآور هستند. تا به حال مفید بودن هیچکدام از روشهای فیزیکی به اثبات نرسیده است. با بررسی کامل پیشینههای نظری فیزیکی، دو روش فیزیکیِ «تحریک دمایی کوچ حبابها» و «تصفیه آلتراسانیک یا فراصوتی» برای استفاده در مخازن ذوب شیشه صنعتی نامناسب تشخیص داده شدند. پس در حال حاضر عوامل شیمیایی تصفیه شیشه اصلیترین وسیلهی تصفیه مذاب هستند و جایگزینی ندارند. البته استفاده از آنها باید کاهش یابد و این فقط از طریق بهینگی عمل تصفیه ممکن است. این مهم نیازمند دانش بیشتری از واکنشهای تصفیه است.
عوامل تصفیه شیمیایی شامل یونهای چند ظرفیتی اکسیدی هستند که به شکل بیشترین حالت اکسیدی در بچ حاضر هستند. با افزایش دما، عوامل تصفیه کاهشیافته و همزمان گاز آزاد میشود. این گازِ تصفیه در حبابهای موجود پخششده و باعث بزرگشدن آنها میشود و از آن جایی که حبابهای بزرگتر سرعت اوجگیری بالاتری دارند، میتوانند مذاب را با سرعت بیشتری ترک کنند.
اکسید آنتیمونی، اکسید سریم و سولفات از جمله از عوامل تصفیه هستند. زمانی که از سولفات به عنوان عامل تصفیه استفاده شود، سولفور دیاکسید به عنوان گاز تصفیه آزاد میشود. واکنشهای ردوکس نیز زمانی رخ میدهند که مذاب شیشه حاوی دیگر عناصر چند ظرفیتی نظیر آهن و کرومیوم باشند. وضعیت ظرفیتی این یونها، رنگ ذوب (و با آن توزیع گرما در کوره) و رنگ نهایی محصول را تعیین میکند. عددهای ثابت تعادلِ واکنشهای گوناگون ردوکس که وابسته به دما هستند، برای بهینهسازی مطلوب فرآیند تصفیه اهمیت بالایی دارند.
مقادیر ثابت تعادل ردوکس را با روشهای گوناگونی میتوان بدست آورد. پس از بحث در مورد مزایا و معایب همهی این روشها، دو روش برگزیده شدند که به وسیله آنها میتوان وضعیت تعادل واکنشها در شیشه مذاب را به عنوان تابعی از دما اندازه گیری کرد. در ادامه پیشینههای نظری و شرح و بسط این دو روش یعنی، ولتامتری موج مربع و اندازهگیری تعادل فشار اکسیژن، به تفصیل مورد بحث قرار گرفتهاند. نتایج اندازهگیریهای تعادل واکنش ردوکس آهن، آنتیمونی، سریم، کرومیوم و گوگرد در سه شیشه تجاری (سودا-آهک-سیلیکا، شیشه نمایشگر تلوزیون و ای-گلس) نیز ارائه شدهاند.
حالت تعادل واکنش ردوکس نه تنها به دما، بلکه به ترکیب مذاب شیشه نیز بستگی دارد. پیشبینی و مقایسه عدد ثابت تعادل یک واکنش ردوکس در یک مذاب شیشه با ترکیبی معین بر اساس اندازهگیریها با یک شیشهی دیگر با ترکیبی متفاوت غیرممکن است. بنابراین، عدد ثابت تعادل واکنش ردوکس باید برای هر ترکیبی از شیشه به طور جداگانه تعیین شود.
حالات تعادلی واکنشهای ردوکس آهن و آنتیمونی با هر دو روش اندازهگیری میشوند. نتایج به خوبی مطابقت دارند و همچنین مشابه دادههای موجود در پژوهش هستند.
با استفاده از ولتامتری موج مربعی نمیتوان میزان تعادل سریم در شیشه صفحات تلویزیون را تعیین کرد. اندازهگیریهای ولتامتری موج مربعی در مذابهای شیشهای حاوی گوگرد نتایجی را بهدست آوردند که هنوز قابل توضیح نیستند. بنابراین عددهای ثابت تعادل واکنشهای ردوکسِ سریم و سولفور از اندازهگیری فشار تعادل اکسیژن و همچنین با آنالیزهای شیمیایی مرطوب به دست میآیند. مقادیر ثابت تعادلِ دو گام احیای کروم در مذاب شیشه سودا-لایم-سیلیس با استفاده از ولتامتری موج مربعی تعیین میشود. از اندازهگیریهای انجامشده در مذاب شیشههای حاوی آهن، آنتیمونی یا سریم مشخص میشود که غلظت کل عناصر چند ظرفیتی تأثیر بالایی بر وضعیت تعادل دارد. در شیشه نمایشگر تلویزیون اکسیدهترین شکل عنصر چند ظرفیتی در غلظتهای پایین مورد استفاده قرار میگیرد. در مورد آهن موجود در مذاب شیشههای سودا-لایم-سیلیس قضیه برعکس است. این، تاثیر قوی ترکیب شیشه را بر حالت تعادل نشان میدهد.
حالتهای تعادلی واکنشهای گوناگون ردوکس را میتوان در مذابهای شیشهی حاوی بیش از یک عنصر چند ظرفیتی با استفاده از اندازهگیری فشار تعادل اکسیژن یا ولتامتری موج مربعی تعیین کرد. به نظر میرسد که حضور یونهای دیگر بر روی مقادیر ثابت تعادل تاثیری ندارد. با این حال، از آنجایی که اکسیژن در تمام واکنشهای ردوکس شرکت میکند، فشار تعادل اکسیژن به شدت تحت تأثیر قرار میگیرد. بنابراین نسبت ردوکس (نسبت کاهش یافته است به گونههای اکسیدشده) در مذاب حاوی چندین عنصر چند ظرفیتی با نسبت ردوکس در مذاب حاوی تنها یک عنصر چند ظرفیتی متفاوت است.
در طول خنکشدن مذاب شیشه، کاهنده قویتر آنقدر اکسیژن مصرف میکند که کاهنده ضعیفتر کاهش مییابد. بنابراین نسبت ردوکس ممکن است در طول خنکشدن مذاب به طور قابل توجهی تغییر کند. چنین تغییری در نسبتهای ردوکس در شیشه نمایشگر تلویزیونِ حاوی آهن و سریم قابل مشاهده است.