پرش به محتوا

چرایی انتخاب قلع به عنوان مایع بستر حمام

ایده اولیه استفاده از یک فلز مایع برای شکل‌دادن شیشه اولین‌بار توسط بسمردر اواسط قرن نوزدهم مطرح شد. بسمر فلزاتی چون قلع، سرب و بیسموت را پیشنهاد داد. شرکت P.P.G در اوایل دهه‌ی 1920 میلادی تلاش کرد با فلز آنتیموان شیشه تولید کند که دلیل مشکلاتی پروژه شکست خورد. در نهایت برادران پیلکینکتون بودند که در دهه‌های 1950 و 1960 موفق به تولید شیشه فلوت از طریق بکارگیری قلع مایع شدند.

فلز انتخابی باید شرایط زیر را داشته باشد:

  1. این فلز باید در دمای 600 درجه سانتی‌گراد تا 1050 درجه سانتی‌گراد مایع باشد؛ چرا که مذاب شیشه در دمای 1050 درجه وارد حمام شده و با دمای 600 درجه خارج می‌گردد، همچنین در این محدوده دمایی نباید تبخیر یا منجمد شود.
  2. چگالی فلز مورد نظر باید بیشتر از چگالی شیشه باشد تا مذاب روی آن شناور بماند.
  3. فشار بخار آن باید پایین باشد؛ چون میعانات آن در بالای حمام موجب مشکلاتی می‌شود.
  4. از نظر شیمیایی نسبت به شیشه تقریبا بی اثر و غیر فعال باشد.

با بررسی شرایط فوق می‌توان دریافت که فلزات مذاب می‌توانند کاندیدای خوبی برای این منظور باشند که در نهایت بهترین آن‌ها گالیم، قلع و ایندیم هستند. اگر سایر ویژگی‌ها و بخصوص قیمت این فلزات را نیز در نظر بگیریم، قلع بهترین انتخاب خواهد بود.

فلزاتنقطه ذوب (درجه سانتی‌گراد)نقطه جوش (درجه سانتی‌گراد)وزن مخصوص در دمای 1050 (gr/cm3)
خواص مورد نیازنقطه ذوب کمتر از 600 درجه سانتی‌گرادنقطه جوش بیش از 1050 درجه سانتی‌گرادبیش از 2.5
بیسموت27116809.1
گالیم3024205.5
ایندیم15620756.5
لیتیم17913290.5
سرب3287409.8
تالیم303146010.9
قلع23226236.5
خواص فلزات کاندیدا برای حمام قلع

بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که حتی آلیاژ‌های قلع امتیاز خاصی نسبت به قلع نداشته و بهترین ماده شناخته شده برای بستر حمام فلوت همان قلع است.