حل مسائل مفاهیم انتقال جرم دکتر امیری

لینک مستقیم: دانلود

لینک غیر مستقیم: دانلود

شیشه ، محصولی کاملا «شیشهای شده» یا دست کم فراوردهای است که مقدار مواد معلق غیرشیشهای موجود در آن نسبتا کم است. با وجود هزاران فرمول جدید شیشه که طی 30 سال گذشته بوجود آمده، درخور توجه است که هنوز مانند 2000 سال پیش ، 90 درصد تمام شیشههای جهان از آهک ، سیلیس و کربنات سدیم تشکیل یافتهاند. اما نباید چنین استنتاج کرد که در طی این مدت ، هیچ تحول مهمی در ترکیب شیشه صورت نگرفته است. بلکه در واقع تغییرات جزئی در اجزای اصلی ترکیب و تغییرات مهم در اجزای فرعی ترکیب ، پدید آمده است.

اجزای اصلی عبارتند از: ماسه ، آهک و کربنات سدیم. هر ماده خام دیگر ، جزء فرعی تلقی میشود، هرچند که بر اثر استفاده از آن ، نتایج مهمی بدست آید. مهمترین عامل در ساخت شیشه ، گرانروی اکسیدهای مذاب و ارتباط میان این گرانروی و ترکیب شیشه است............

---

- شيشه سكوريت:

روش و ماشين آلات شيشه هاي نشكن سازي شده (tempered) اولين بار توسط شركت فرانسوي سنت گوبين طراحي و ابداع شد و اين نوع شيشه با نام تجاري سكوريت وارد بازار گرديد. از اين زمان به بعد شيشه هاي سكوريت مصارف بسياري از جمله در صنايع خودرو سازي ، ساختمان ، قطار ها، هواپيماها ، ... پيدا كرد. شيشه هاي سكوريت داراي استحكام 5 الي 8 برابر شيشه هاي معمولي هستند . بنابر پس از شكستن به تكه ها و ذرات كوچك و ريزي تبديل مي شوند كه داراي لبه هاي تيز و خطرناك نمي باشند. اين شيشه ها همچنين در مقابل تغييرات دمائي C°=175TD درجه سانتيگراد نيز مقاومت مي كنند ، در صورتي كه شيشه هاي معمولي در اثر اين اختلاف دما ترك مي خورند. در اين قسمت ، شيشه هاي سكوريت را در دو طبقه بندي شامل اتومبيل و ساختماني بطور جداگانه بررسي مي كنيم:

الف- شيشه سكوريت اتومبيل:

استفاده از اين نوع شيشه براي قسمت عقب (backlite) و جانبي (sidelite) اتومبيل مي باشد و متناسب با حالت آيروديناميكي ، خم مناسب نيز به آن داده مي شود. اين نوع شيشه در كوره هاي مخصوص در دماي حدود 700 درجه خم مي شود و با عمليات دمش ناگهاني هوا ،تنش سطحي بالائي در شيشه ايجاد مي گردد كه سبب افزايش استحكام سكوريت شدن مي شود.

ب- شيشه سكوريت ساختماني

استفاده از شيشه معمولي (غير سكوريت) در ساختمانهاي بلند مرتبه در صورت بروز حادثه اعم از طبيعي مانند زلزله يا حوادث ناشي از دخالت بشر ، خطر آسيب ديدگي جدي و حتي مرگ به همراه دارد، چرا كه شيشه شكسته شده به صورت قطعات بزرگ در هوا شناور مي شود و شعاع زيادي را در معرض خطر قرار مي دهد . بكار گيري شيشه هاي سكوريت بعلت شدن شيشه در صورت شكست و ريزش پاي ساختمان خطرات احتمالي را به حداقل ممكن كاهش مي دهد.

2- شيشه طلقي

اين نوع شيشه شامل دو نوع اصلي مي شود :

الف – شيشه طلقي اتومبيل :

براي تهيه شيشه جلوي اتومبيل ، از دو لايه شيشه و يك لايه طلق مياني (PVB) استفاده مي گردد كه علت اين عمل پايدار ماندن شيشه پس از شكستن مي باشد. با استفاده از طلق هاي رنگي مي توان سايه باني در شيشه جلو ايجاد كرد كه از آزار چشم راننده توسط تابش خورشيد جلوگيري مي كند.

ب- شيشه طلقي ساختمان:

شيشه طلقي ساختمان به دو روش : 1- استفاده از طلق هاي PVB (پلي وينيل بوتيرال) و 2- رزيني تهيه مي شود. اين نوع محصول از دو لايه شيشه و يك لايه طلق يا رزين تشكيل شده است. از خواص اين شيشه مقاومت در برابر عبور اجسام و عدم ريزش آن پس از شكست مي باشد و همچنين مي تواند به عنوان عايقي مناسب در برابر نور و صوت بكار رود.

3- شيشه هاي دو جداره (double glazing)

شيشه دوجداره از تركيب دو لايه شيشه و يك لايه جدا كننده آلومينيومي كه با رطوبت گير (سيليكاژل) پر شده است ساخته مي شود . بين دو لايه شيشه را مي توان با گاز آرگون (عايق حرارتي) يا SF6 (عايق صوتي) يا تركيبي از آن دو پر نمود.

از مزاياي اين نوع شيشه در در پنجره هاي ساختمانها :

· - صرفه جوئي در مصرف انرژي

· - كاهش توليد گازهاي آلاينده تا حدود 70%

· - جلوگيري از توليد گازهاي زيان آور و حفاظت از محيط زيست

· - كاهش آلودگي صوتي و ...

4- شيشه هاي رفلكتيو

به شيشه هائي گفته مي شود كه داراي پوششهائي به رنگهاي متفاوت مي باشند و باعث انعكاس نور مي گردند. اين نوع شيشه ها هم به لحاظ زيبائي و هم از جهت انعكاس نورهاي مزاحم به كار برده مي شوند.

5- شيشه هاي Low-E

به شيشه هائي گفته مي شود كه داراي پوشش خاصي باشند. اين پوشش بيرنگ است و باعث مي گردد كه پرتوهاي نوري با طول موج پايين (يا اشعه با انرژي بالا) وارد ساختمان شوند، اما اجازه خروج اين اشعه را كه پس از برخورد با اسباب و اثاثيه داخل منزل طول موجش افزايش مي يابد نمي دهد. بنابر اين انرژي گرمائي در داخل ساختمان ذخيره مي گردد.

شيشه هاي سيمي (wired glass)

به شيشه هائي گفته مي شود كه هنگام توليد بعد از مرحله ذوب و هنگام شكل دهي ، يك لايه تور سيمي داخل شيشه قرار مي گيرد. كاربرد اين شيشه ها براي جلوگيري از حريق مي باشد و غالبا در آسانسورها بكار مي رود.

سیلیس گداخته

سیلیس گداخته یا سیلیس شیشهای به روش تفکافت تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا یا بوسیله گدازش کوارتز یا ماسه خالص ساخته میشود و گاه آن را به اشتباه ، شیشه کوارتزی میخوانند. این ماده ، انبساط کم و نقطه نرمی بالایی دارد که به مقاومت گرمایی زیاد آن کمک میکند و امکان استفاده از آن را در گستره دمایی بالاتر از دیگر شیشهها فراهم میآورد. این شیشه ، اشعه ماوراء بنفش را بخوبی از خود عبور میدهد.

سیلیکاتهای قلیایی

سیلیکاتهای قلیایی تنها شیشههای دو جزئی هستند که از اهمیت تجارتی برخوردارند. ماسه و کربنات سدیم را بسادگی با هم ذوب میکنند و محصولات بدست آمده با گستره ترکیب Na2O.SiO2 تا Na2O.4SiO2 را سیلیکاتهای سدیم میخوانند. سیلیکات محلول کربنات سدیم که به نام شیشه آبی (انحلال پذیر در آب) نیز خوانده میشود، بطور گستردهای در ساخت جعبههایی با کاغذ موجدار و به عنوان چسب کاغذ بکار میرود.

مصرف دیگر آن در ایجاد حالت ضد آتش است. انواع قلیاییتر آن به عنوان شویندههای لباسشویی و مواد کمکی صابونها بکار میرود.

شیشه آهک سوددار

این نوع شیشه %95 کل شیشه تولید شده را تشکیل میدهد و از آن ، برای ساخت تمام انواع بطریها ، شیشه تخت ، پنجره خودروها و سایر پنجرهها ، لیوان و ظروف غذاخوری استفاده میشود. در کیفیت فیزیکی تمام انواع شیشههای تخت ، نظیر همواری و نداشتن موج و پیچ ، بهبود کلی حاصل شده، اما ترکیب شیمیایی تغییر زیادی نکرده است. اصولا ترکیب شیمیایی در گستره زیر قرار میگیرد:

SiO2 از %70 تا %74 ، CaO از %8 تا %13 ،Na2O از %13 تا %18.

فراوردههایی که این نسبتها را دارند، در دماهای نسبتا پایینتری ذوب میشوند. در تولید شیشه بطری ، بخش عمده پیشرفت از نوع مکانیکی است. در هر حال ، تجارت نوشابهها ، سبب ایجاد گرایشی در بین شیشه سازان برای تولید ظروف شیشهای با آلومین و آهک زیاد و قلیائیت کم شده است. این نوع شیشه با دشواری بیشتری ذوب میشود، اما در برابر مواد شیمیایی مقاومتر است.

رنگ شیشه بطریها بدلیل انتخاب بهتر و تخلیص مواد خام و استفاده از سلنیم به عنوان زنگزدا بسیار بهتر از قبل است.

شیشه سربی

با جانشین شدن اکسید سرب به جای اکسید کلسیم در شیشه مذاب ، شیشه سربی بدست میآید. این شیشهها بدلیل برخورداری از ضریب شکست بالا و پراکندگی نور زیاد ، در کارهای نوری از اهمیت بسزایی برخوردارند. تاکنون میزان سرب موجود در شیشه را به %92 نیز رساندهاند.

درخشندگی یک بلور تراش داده شده خوب بدلیل مقدار زیاد سرب در ترکیب آن است. مقدار زیادی از این شیشه برای ساخت حباب لامپهای برق ، لامپهای نئون و رادیوترونها بدلیل مقاومت الکتریکی بالای آنها مورد استفاده قرار میگیرد. این شیشه برای ایجاد حفاظ در برابر پرتوهای اتمی نیز مفید است.

شیشه بوروسیلیکاتی

شیشه بوروسیلیکاتی ، معمولا حاوی حدود 10 تا 20 درصد B2O2 ، حدود 80 تا 85 درصد سیلیس و کمتر از 10 درصد Na2O است. این نوع شیشه دارای ضریب انبساط کم ، مقاومت فوقالعاده زیاد در برابر ضربه ، پایداری عالی در برابر مواد شیمیایی و مقاومت الکتریکی بالاست.

ظروف آزمایشگاهی ساخته شده از این شیشه ، تحت نام تجارتی پیرکس فروخته میشود. با این حال ، در سالهای اخیر نام پیرکس برای اجناس شیشهای بسیاری که ترکیب شیمیایی دیگری دارند (مانند شیشه آلومین _ سیلیکات در ظروف شیشهای مناسب برای پخت و پز) نیز بکار میرود. مصارف دیگر شیشههای بوروسیلیکاتی علاوه بر ظروف آزمایشگاهی عبارت است از واشرها و عایقهای فشار قوی ، خطوط لوله و عدسی تلسکوپها.

شیشههای ویژه

شیشههای رنگی و پوششدار ، کدر ، شفاف ، ایمنی ، شیشه اپتیکی ، شیشه فوتوکرومیکی و سرامیکهای شیشهای ، همه شیشههای ویژه هستند. ترکیب تمامی این شیشهها بر طبق مشخصات محصول نهایی موردنظر تغییر میکند.

الیاف شیشهای

الیاف شیشهای از ترکیبات ویژهای که در برابر شرایط جوی مقاوم هستند، ساخته میشوند. سطح بسیار زیاد این الیاف سبب میشود تا آنها نسبت به همه رطوبت موجود در هوا آسیب پذیر باشند. مقدار سیلیس (حدود %55) و قلیایی موجود در این شیشه پایین است.

انواع مهم فراورده های شیشهای

شیشه جام

این نوع شیشه ، برای مصرف در پنجره ، قاب عکس و غیره تهیه میشود و دارای سطح کاملا صاف است. در مرحله تولید با عبور خمیر شیشه بین دو غلطک صاف افقی ، عمودی و یا عبور از روی قلع مذاب به دستگاه برش و کوره پخت هدایت میشود.

انواع بطری

برای تهیه بطری ، خمیر شیشه را از بالای ماشین قالبزنی توسط قیچی مخصوص به صورت لقمههایی در آورده ، به قسمت قالبزنی وارد میکنند و از پایین ، هوا در آن میدمند تا شکل مطلوب به خود بگیرد. برای تهیه انواع لیوان ، استکان ، لوله چراغ نفتی و فانوس ، مانند تهیه بطری عمل میشود، ولی بجای دمیدن هوا ، از قالب ویژه استفاده میشود.

شیشههای ایمنی بدون تلق

این نوع شیشهها برای ویترینها و شیشههای عقب و کناری خودرو تهیه میشوند. پس از مراحل برش و شکلدهی ، در پرسهای مخصوص ، آنها را در کوره الکتریکی تا °650C گرم کرده ، بطور ناگهانی سرد میکنند تا بر اثر تبلور جزئی ، بر مقاومت آنها افزوده میشود.

شیشه ضد گلوله

این نوع شیشه شامل چهار لایه 6 میلیمتری و دو لایه تلق ضخیم است. در هر مورد ، ابتدا از طریق وصل کردن به خلاء ، هوای بین لایهها را خارج کرده ، ضخامت شیشه و تلق را به هم میچسبانند و بعد تحت فشار 13 اتمسفر در دمای °120C ، به مدت سه ساعت نگه میدارند تا لایهها کاملا به همدیگر بچسبند.

الیاف شیشهای

این نوع الیاف ، با عبور خمیر شیشه از منافذ باریک یک قسمت غربال مانند ، تهیه میشوند. از این نوع الیاف ، در تهیه پارچه ، پتو و لحاف و عایقبندی دستگاههای حرارتی و برودتی و عایق الکتریکی ، صحافی و غیره استفاده میشود.

شیشههای مخصوص

شیشهها نشکن

این نوع شیشهها دارای ضریب انبساط بسیار کماند و در مقابل تغییر ناگهانی دما یا ضربه ، مقاومت زیادی دارند. از این رو ، از آنها برای تهیه ظروف و وسایل آزمایشگاهی و اخیرا ظروف آشپزخانه استفاده میشود.

برای تهیه این نوع شیشهها ، به جای Na2O و CaO از Zr2O3 ، Al2O3 و B2O3 استفاده میکنند که به نام شیشههای پیرکس ، ینا و کیماکس شهرت دارند.

شیشههای بلور

این نوع شیشهها بسیار ظریف و مشابه به کریستالاند. اما سنگین و صدا دهندگی کریستال را ندارند و خاصیت شکست نور در آنها کمتر است. دارای 75 درصد سیلیس ، 18 درصد و 7 درصد Cao اند.

شیشههای سربدار

این نوع شیشهها از شیشههای معمولی شفافتر و سنگیترند و ضریب شکست بالاتری دارند و دارای سه نوعاند:

کریستال:

که بسیار شفاف ، سنگین ، صدادار و قابل تراش است و نور را در خود میشکند و طیف رنگی میدهد. از این رو ، در تهیه گلدان ، لوستر و … بکار میرود. دارای 53 درصد سیلیس ، 11 درصد و 35 درصد Pbo است.

اشتراس:

که سنگ نو نیز نامیده میشود و از آن ، جواهرات مصنوعی درست میکنند. دارای 40 درصد سیلیس 7 درصد و 52 درصد Pbo است.

فلینت:

که در تهیه عدسی دوربینهای عکاسی و اسباب دقیق فیزیکی بکار میرود. دارای 20 تا 54 درصد سیلیس ، 5 تا 12 درصد و 34 تا 80 درصد سرب است.

شیشه ضد پرتوها

این نوع شیشه ، شامل یک قسمت و چهار قسمت pbo است، به مقدار قابل توجهی پرتوهای ایکس و پرتوهای رادیواکتیو را جذب کرده ، جلوی اثرات زیانبار آنها را میگیرد.

شیشه جاذب نوترون

این نوع شیشهها با افزایش اکسید کادمیم ( CdO ) به شیشه معمولی تهیه میشوند و بهعنوان حفاظ در مقابل تابشهای نوترونی ، بویژه در ارتباط با راکتورهای اتمی کاربرد دارند.

شیشه شفاف در مقابل IR

این نوع شیشه با اضافه کردن مقدار زیادی آلومین Al2O3 به شیشه معمولی حاصل میشود و در دستگاههای طیف نمایی و طیف نگاری IR مورد استفاده قرار میگیرند.

شیشه ضد اسید فلوئوریدریک

میدانیم که بعضی مواد شیمیایی مانند HF بر شیشه اثر میکنند. این تاثیر در واقع به واکنش سیلیسی موجود در شیشه با فلوئورید هیدروژن است که تولید اسید میکند. از این خاصیت در حکاکی و نقاشی روی شیشه استفاده میشود. اگر مقدار کافی فسفات آلومینیم که ساختار سیلیکات آلومینیم را دارد، در ساختار شیشه وارد شود، شیشه بدست آمده ، مقاومت قابل توجهی در برابر HF از خود نشان میدهد. علت این است که HF بر فسفات آلومینیم اثر ندارد.

شیشههای رنگی

برای برخی مصارف ویژه ، تهیه شیشههای رنگی ضرورت دارد. برای این کار ، عمدتا از اکسید فلزات استفاده میشود. برای مات یا شیری کردن شیشه ، فلوئوریت کلسیم ، کریولیت ، اکسید آنتیموان (III) ، فسفات کلسیم ، سولفات کلسیم و دیاکسید قلع استفاده می شود، زیرا این مواد ، رسوبهای کلوئیدی در خمیر شیشه تولید می کنند که پس از سرد شدن ، سبب شیری شدن آن میشوند.

شیشههای ویژه

مقدمه

پژوهش و توسعه ، محور اصلی تولید انواع جدید و بهتر شیشه با خواص بهتراست. در این بخش ، برخی از فراوردههای شیشهای جدیدی که در رهگذر پژوهش و توسعه بدست آمده است، بررسی میشود.

شیشه سیلیس گداخته

شیشه سیلیسی گداخته یا سیلیس شیشهای را میتوان با گداختن سیلیس خالص تولید کرد، اما چنین محصولاتی معمولا حباب دارند و نمیتوان آنها را بهصورت شفاف تولید کرد. اکنون کمپانی کورنینگ ، این شیشه را به روش تفکافت فاز بخار تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا تولید میکند. این نوع فرایند ، بطور طبیعی برای کنترل سیستمهایی مناسب است که در آنها امکان تولید خالص فراهم باشد.

سیلیس خامی که با این روش تولید میشود، به شکل ورق یا بول (بول ، خرده سنگهای استوانهای یا گلابی شکل کانی مصنوعی است) است. دمای بالای واکنش ، باعث بیرون رانده شدن آلایندههای نامطلوب میشود و مقدار ناخالصیهای موجود در سیلیس گداخته را به حدود یک در صد میلیون قسمت میرساند. شیشه سیلیس گداخته ، حداقل مقدار جذب فراصوت را داراست. از این شیشه بدلیل انبساط گرمایی کم آن در آینههای تلسکوپی استفاده میشود.

شیشه پر سیلیس

این محصول که به نام ویکور شناخته میشود، پیشرفت مهمی درجهت تولید شیشهای است که از نظر ترکیب و خواص به شیشه سیلیس گداخته نزدیک است. در این روش ، محدودیتهای پیشین در زمینه ذوب و شکلدهی از میان رفته است. کالاهای نهایی ، حدود 96% سیلیس و 3% اسید بوریک دارد و 1% بقیه از آلومین و قلیا تشکیل شده است. از ترکیبات بورو سیلیکات-شیشه حاوی حدود 75% سیلیس ، در مراحل اولیه فرایند هنگامی که شیشهها ذوب و قالبگیری میشوند، استفاده میشود. پس از خنک شدن ، کالاها را تحت عملیات گرمایی و تابکاری قرار میدهند که سبب جدا شدن شیشه به دو فاز فیزیکی متمایز میشود. کالای شیشهای را در حمام محلول اسید هیدرو کلریک 10% (98C) به مدت کافی فرو میبرند تا فاز انحلالپذیر ، کاملا از آن خارج شود.

سپس با شستشوی کامل ، کمترین مقدار باقیمانده از فاز انحلالپذیر و همچنین ناخالصیها شسته میشوند و سپس تحت عملیات گرمایی از بدنه ، آبزدایی شده و ساختارسلولی به شیشه غیر متخلخل تبدیل میشود. این روش از تولید شیشه ، سبب ساخت محصولی میشود که میتوان آن را تا حرارت قرمز آلبالویی ، گرم کرده ، سپس بدون ایجاد هیچگونه آثار نامطلوب ، آن را درمخلوط آب و یخ فرو برد. این شیشه در برابر مواد شیمیایی نیز بسیار مقاوم و در برابر تمام اسیدها به جز اسید هیدرو فلوئوریک بسیار پایدار است. البته این اسید (درمقایسه با سایر شیشهها) با سرعت کمتری به این شیشه حمله میکند. در ضمن ، انقباض این شیشه به نسبت یکنواخت و مساوی صورت میگیرد، بطوری که شکل اولیه همچنان حفظ میشود.

شیشه رنگی

هر چند قرنها از این شیشهها تنها برای تزئین استفاده میشد، امروزه استفاده از شیشههای رنگی برای مقاصد صنعتی و علمی ضروری است. این شیشهها ، در صدها رنگ مختلف تولید میشوند. شیشه رنگی ممکن است یکی از انواع سهگانه زیر باشد:

رنگ شیشه براثر جذب فرکانس خاصی از نور ، توسط عوامل موجود در محلول بوجود میآید. عوامل ایجاد رنگ در این گروه ، اکسیدهای عناصر واسطه بویژه گروه اول هستند (مانند Cr , V , Ti ). این طبقه را میتوان به دو زیر گروه تقسیم کرد، یکی شیشههایی که رنگ آنها ، بدلیل محیط ساختاری شیمیایی آنهاست و دیگری شیشههایی که رنگ آنها به دلیل اختلاف در حالت اکسایش آنهاست. مثلا NiO حل شده در شیشه سدیمی _ سربی است که رنگ قهوهای ایجاد میکند. اما این ترکیب در شیشه پتاسی تولید یک سرخ ژاسپ میکند.

رنگ بر اثر ترسیب ذرات کلوئیدی در شیشه بیرنگ ، ضمن انجام عملیات گرمایی بوجود میآید. مثال معمول این نمونه ، ترسیب طلایی کلوئیدی است که شیشه طلایی _ یاقوتی پدید میآورد.

رنگ بوسیله ذرات میکروسکوپی یا ذرات بزرگتر که ممکن است خود رنگی باشند، بوجود میآید. مانند قرمز سلنیمی که در چراغهای راهنمایی ، حباب فانوسها و غیره بکار میرود. البته ممکن است این ذرات ، بیرنگ باشند و شیشه نیمهشفاف تولید کنند.

شیشههای پوشش دار

این شیشهها با ترسیب فیلمهای فلزی شفاف بر روی سطح شیشه شفاف یا رنگی تولید میشوند. این فیلمها طوری طراحی میشوند که مشخصات عبور و بازتابش خاصی از نور را که در معماری امروز دارای اهمیت است، ایجاد کنند.

شیشههای مات یا نیمه شفاف

این شیشهها در حالت مذاب ، شفافاند. اما هنگام شکل دهی به دلیل جدایی و تعلیق ذرات ریز در محیط شیشه ، کدر میشوند. این ذرات از نظر اندازه و چگالی در شیشه ، انواع متفاوتی دارند و نور را به هنگام عبور ، پخش میکنند. شیشه مات ، اغلب از شیشه شفاف حاوی نقره بدست میآید. این ذرات نقره در واقع نقش هسته را برای رشد بلورهای غیر فلزی ایفا میکنند. این نوع شیشه برای ایجاد برخی سبکهای معماری مثلا در پنجره نورگیرها به منظور عبور طول موج مشخصی از نور و برای ظروف غذا خوری بکار میرود.

شیشه ایمنی

شیشههای ایمنی در دو نوع چندلایی و با پوشش سخت میباشند و شیشه نشکن را نیز میتوان شیشه ایمنی به حساب آورد. این شیشهها بهآسانی شیشه معمولی نمیشکنند و ظروف غذا خوری ساخته شده از اینها ، در مقایسه با ظروف غذا خوری معمولی سبکتر و سه برابر محکمترند.

شیشه فوتوفرم

شیشه فوتو فرم ، نسبت به نور ، حساس است و عمدتا از سیلیکات لیتیم تشکیل یافته است. اکسید پتاسیم و اکسید آلومینیوم موجود در این شیشه ، خواص آن را اصلاح میکند و مقادیر بسیار کم ترکیبات سریم و نقره ، اجزایی هستند که نسبت به نور ، حساساند. بر اثر تاباندن نور فرابنفش به این شیشه ، نقره توسط سریم حساس میشود و با انجام عملیات گرمایی در دمایی نزدیک به 600درجه سانتیگراد در اطراف آن ، تصویری از متاسیلیکات لیتیم ایجاد میشود.

متاسیلیکات لیتیم در اسید حل میشود. لذا میتوان آن را به کمک اسید هیدروفلوئوریک 10% حذف کرد. اگر نور پس از عبور از نگاتیو یک نقشه شیشه ، تابانیده شود، یک کپی بسیار دقیق با تمام جزئیات و ریزه کاریها بر روی شیشه بدست میآید. مثلا به همین روش میتوان نقشه مدارهای الکتریکی شیشهای را به ارزانی و به شکل دقیقی تولید کرد. این فرایند ، ماشینکاری شیمیایی شیشه نامیده شده است.

شیشه فوتوکرومیک سیلیکاتی

این نوع شیشهها مکمل شیشه فوتوفرم هستند، اما در عین حال خواص نامعلوم زیر را نیز دارند:

تیره شدن در نور بر اثر وجود نور فرابنفش درطیف مرئی

بیرنگ شدن یا کمرنگ شدن در تاریکی و بیرنگ شدن گرمایی در دماهای بالاتر.

این خواص نور رنگی واقعا برگشت پذیرند و دچار خستگی نمیشوند. در این شیشه ، ذرات هالید نقره در اندازههایی کمتر از یک میکرون موجودند که در مقایسه با هالید نقره معمولی عکاسی ، واکنش متفاوتی را در برابر نور از خود نشان میدهند. این ذرات را در شیشه صلب و نفوذناپذیری که از نظر شیمیایی بیاثر است، جای میدهند. بدین ترتیب ، مراکز رنگی که محل نورکافت هستند، نمیتوانند از مکان خود به جای دیگر نفوذ کنند و ذرات پایدار نقره را تشکیل دهند و ترکیب برگشت ناپذیر تولید کنند.

شیشه _ سرامیک

این ماده ، مادهای است که مانند شیشه ، ذوب و شکل داده میشود و سپس بوسیله فرایندهای واشیشهای شدن کنترل شده ، تا حد زیادی به سرامیک بلورین تبدیل میشود. از این مواد ، در ساخت پوشش آنتن رادار هواپیما ، موشکهای هدایت شونده و وسایل الکترونیکی مختلف استفاده میشود. همچنین این مواد تحت نام تجاری پیرو سرام در تولید ظروف آشپزخانه که همزمان برای هر سه کار پخت ، پذیرایی و انجماد غذا استفاده میشوند، بکار میروند.

الیاف شیشه

اگرچه الیاف شیشه ، محصول جدیدی نیست، با این حال سودمندی آن بدلیل ظرافت فوقالعادهاش افزایش یافته است. میتوان این ماده را به صورت رشته کشید، یا آنکه برای تولید عایق ، نوار و صافیهای هوا میتوان آن را به روش دمشی به شکل شبکه حصیری در آورد. الیاف کشیده شده برای تقویت پلاستیکهای مختلف بکار میروند و محصول چند سازه حاصل در ساخت لوله ، مخزن و وسایل ورزشی نظیر چوب ماهیگیری و چوب اسکی استفاده میشوند. متداولترین رزینهایی که با الیاف شیشه مصرف میشوند، رزینهای اپوکسی و پلی استر هستند.

شکل دهی

شیشه را میتوان با قالبگیری ماشینی یا دستی شکل داد. عامل مهمی که باید در قالبگیری ماشینی شیشه مدنظر داشت، این است که طراحی ماشین باید چنان باشد که کالای موردنظر ، ظرف چند ثانیه کاملا شکل گیرد. در طی این زمان نسبتا کوتاه ، شیشه از حالت یک مایع گرانرو به جامدی شفاف تبدیل میشود. در نتیجه بهسهولت میتوان دریافت که حل مشکلات طراحی همچون جریان گرما ، پایداری فلزات و لقی یاتاقانها بسیار پیچیده است و موفقیت چنین ماشینهایی به مهندس شیشه کمک شایانی میکند. شیشه پنجره ، شیشه جام ، شیشه شناور ، شیشه نشکن و مشجر ، شیشه دمشی و … ، با ماشین شکل داده میشوند.

تابکاری

بهمنظور کاهش کرنش در تمام کالاهای شیشهای ، اعم از آنکه به روشهای ماشینی یا دستی قالبگیری شدهاند، لازم است که تحت عملیات تابکاری قرار گیرند. بطور خلاصه ، عملیات تابکاری دو بخش دارد:

اول ، نگه داشتن تودهای از شیشه در دمایی بالاتر از یک دمای بحرانی معین تا زمانی که میزان کرنش درونی ، ضمن ایجاد یک سیلان پلاستیکی ، کمتر از یک مقدار حداکثر از پیش تعیین شده گردد.

دوم ، خنک کردن تدریجی این توده تا دمای اتاق بهنحویکه مقدار کرنش همچنان کمتر از آن میزان حداکثر باقی بماند.

تابدان یا آون تابکاری چیزی بیش از یک محفظه گرم و بهدقت طراحی شده نیست که در آن سرعت خنک کردن چنان کنترل میشود که شرایط گفته شده رعایت شود. ایجاد یک رابطه کمی میان تنش و شکست مضاعف ناشی از تنش ، متخصصان شیشه را قادر به طراحی شیشه ای کرده است که میتواند شرایط خاصی از تنشهای مکانیکی و گرمایی را تحمل کند.

با استفاده از این اطلاعات ، مهندسان ، مبنایی برای تولید تجهیزات پیوسته تابکاری یافتهاند. این تجهیزات ، مجهز به وسایل خودکار تنظیم دما و گردش کنترل شده هستند که امکان انجام بهتر تابکاری با هزینه سوخت پایینتر و ضایعات کمتر محصول را فراهم میآورند.

انواع شیشه و کاربرد آنها

شیشه به اشکال مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. در ساخت لوازم تزیینی مانند گل ، تابلو و غیره در ساختن ظروف آزمایشگاهی و یا ظروف آشپزخانه مانند لیوان ، بطری و غیره و بالاخره در ساختن شیشههای مسطح که در دو نوع ساده و مشجر عرضه میگردد و مصارف مختلفی دارد که عمده ترین کاربرد آن به عنوان در و پنجره در کارهای ساختمانی است که به شکلهای مختلف اعم از شیشههای شفاف ، نیمه شفاف و رنگی ، جاذب حرارت ، ایمنی ، دوجداره ، سکوریت و... وجود دارد.

همچنین در آینه سازی ، صنایع نشکن ، صنایع یخچال سازی ، میزهای شیشهای ، انواع شیشه رومیزی و تیغه کاری ساختمان کاربرد دارد.

شیشه رنگی

به دو طریق میتوان شیشه رنگی بدست آورد.

با افزودن و کم کردن بعضی مواد شیمیایی در مصالح اولیه تهیه شیشه. برای نمونه اکسیدهای مسی به شیشه رنگهای مختلف قرمز میدهد و رنگ آبی پر رنگ بوسیله اکسید کبالت بدست میآید. رنگ زرد با افزودن مقداری اکسید اورانیوم و کادمیوم حاصل می گردد.

شیشه سفید را در شیشه مذاب رنگی فرو میکنند تا دو روی آن رنگی شود. شیشههای رنگی در ویترین مغازهها ، نمایشگاهها ، آزمایشگاهها و ساختمانهای صنعتی بکار میروند.

شیشه ضد آتش (پیرکس)

همراه مواد اولیه این شیشهها در مقابل حرارت ، مقاومت زیادی دارند، مقدار زیادی اکسید بوریک بکار میرود و سیلیس آنها از انواع شیشههای معمولی بیشتر است. معمولا از آنها به عنوان ظروف آزمایشگاه و آشپزخانه و یا در جلوی بخاریهای دیواری و اجاقها استفاده مینماید.

شیشه مسطح

این نوع شیشه را با اضافه نمودن توری فلزی در میان شیشه میسازند و بیشتر برای درهای ورودی ، کارگاهها ، موتورخانهها ، آسانسورها و هر جایی که خطر شکستن و فروریختن شیشه وجود دارد، استفاده مینمایند.

شیشه دوجداره (مضاعف)

این نوع شیشهها ، از دو لایه ساده و گاهی رنگی که به موازات یکدیگر قرار گرفتهاند و لبهها یا درزهای آنها هوابندی شده است و فضای بین آنها با مواد خشک کنندهای مانند سیلیکاژل ، پُر و یا در بعضی از موارد بین دو لایه ، خلاء ایجاد میشود. این نوع شیشه که عایق گرما ، سرما و صداست، در بسیاری از ساختمانها مانند فرودگاهها ، هتلها و بیمارستانها بکار میرود.

شیشه سکوریت

در این حالت ، شیشه مجددا تا حدود 700 درجه سانتیگراد حرارت داده و بعد بطور ناگهانی و تحت شرایط خاص و کنترل شدهای سرد میشود. این عمل باعث افزایش مقاومت شیشه (حدود 3 الی 5 برابر) در مقابل ضربه و نیز شوکهای حرارتی میگردد. این شیشهها در صورت شکستن ، به ذرات ریز و مکعب شکل تقسیم میشوند که آسیب رسان نیستند. از این نوع شیشه در ویترین فروشگاهها ، درهای شیشهای و پنجرههای جانبی اتومبیلها استفاده میگردد.

شیشه نشکن

این نوع شیشهها شامل دو یا چند لایه شیشهاند که بوسیله ورقههایی از نایلون شفاف تحت حرارت و فشار به هم متصل میشوند. همچنین بعضی از انواع شیشههای طلقدار به عنوان عایق صوتی ، جاذب حرارت ، کاهنده شفافیت و شیشه ایمنی بکار برده میشوند. وقتی که این شیشهها میشکنند، خاصیت کشسانی نایلون مانع از پخش و پراکندگی ذرات شیشه میگردد.

از جمله کاربردهای این نوع شیشهها در خودروها و ویترین مغازههایی که اشیاء گرانقیمت میفروشند استفاده میگردد. ممکن است شیشه نشکن را از جنس شیشه سکوریت بسازند.

شیشه ضد گلوله

از چند لایه شیشه سکوریت و یا نشکن ، شیشه ضد گلوله میسازند. در هنگام وارد شدن گلوله به داخل شیشه ، از نیروی آن کاسته و در میان شیشه متوقف میگردد.

شیشه انعکاسی (بازتابنده)

در این نوع شیشهها ، یک سطح شیشه با یک پوشش منعکس کننده نور و حرارت از جنس فلز یا اکسید فلزی دارای این خاصیت پوشانده میشود. این نوع شیشهها ، نور خورشید را منعکس میکنند و در کاهش حرارت و درخشندگی نور موثر هستند. اگر در روشنایی روز از بیرون به شیشه انعکاسی نگاه کنیم مشاهده میکینم که تصاویر اطراف را مانند آینه باز میتاباند و اگر از داخل به بیرون نگاه کنیم، شیشه کاملا شفاف خواهد بود. شبها پدیده مذکور برعکس است. یعنی شیشه از خارج شفاف و از داخل مانند آینه است.

این شیشه با منعکس نور خورشید ، حرارت ناشی از تابش نور خورشید را بطور قابل ملاحظهای کاهش میدهد و در نتیجه ، باعث صرفه جویی در هزینههای احداث ، راه اندازی و نگهداری سیستمهای تهویه و تبدیل میشود.

کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی 24 میباشد.کروم به شکل سنگ معدن کرومیت ( H₂CrO₄ ) استخراج می شود.این عنصررابصورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سلیکون تهیه می کنند.تقریبا" نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید می شود.البته قزاقستان ، هند و ترکیه نیز از تولید کنندگان عمده آن هستند.مقدار کرومیت اسخراج نشده بسیار زیاد است اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند.درسال 2000تقریبا" 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد و تقریبا" به 4 میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی 5/2 میلیارددلار امریکا تبدیل شد.

---

عنوان آزمایش: تهیه زرد کروم ونارنجی کروم

هدف آزمایش: آشنایی با طرز تهیه رنگدانه های معدنی زردکروم(Chrome yellow) ونارنجی کروم(Chrome orange)

وسایل لازم: 2عدد بشر100cc،کاغذ صافی،قیف شیشه ای ،پایه و گیره فلزی،توری نسوز،سه پایه،کبریت

مواد لازم:پتاسیم کرومات، سرب11 نیترات،پتاسیم هیدروکسید(KOH)،آب مقطر

تئوری:

کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی 24 میباشد.کروم به شکل سنگ معدن کرومیت ( H₂CrO₄ ) استخراج می شود.این عنصررابصورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سلیکون تهیه می کنند.تقریبا" نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید می شود.البته قزاقستان ، هند و ترکیه نیز از تولید کنندگان عمده آن هستند.مقدار کرومیت اسخراج نشده بسیار زیاد است اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند.درسال 2000تقریبا" 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد و تقریبا" به 4 میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی 5/2 میلیارددلار امریکا تبدیل شد.

اگرچه وجود کروم خالص بسیار نادر است ، مقادیری کروم خالص کشف شده است. معدن Udachnaya در روسیه نمونه هایی از کروم خالص تولید می کند. این معدن یک استوانه کیمبرلیت غنی از الماس است ،وهم کروم عنصری وهم الماس تولید می کند.

موارد استفاده کروم:

در متالوژی برای مقاوم کردن در مقابل پوسیدگی و در براقی نهائی:

بعنوان یک جزء در آلیاژها ،مثلا"در فولاد ضدزنگ،

در آب کاری با کروم ،

در آلومینیوم آنادایز ،

بعنوان یک کاتالیزور.

از کرومیت برای ساخت قالبهای پخت آجر استفاده می شود.

نمکهای کروم باعث سبز شدن رنگ شیشه می شود.

کروماتها واکسیدها در رنگ مو و رنگهای معمولی بکارمی روند.

دی کرومات پتاسیم یک معرف شیمیایی است که درتمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی و بعنوان یک عامل تیترات مورد استفاده قرار می گیرد.این عنصر همچنین بصورت دندانه(مثلا ،عامل ثابت نگه دارنده) در رنگرزی بکار می رود.

دی اکسید کروم(CrO2) در تولید نوارهای مغناطیسی مصرف می شود این نوارها نسبت به نوارهای اکسید آهن دارای مقاومت در برابر میدانهای مغناطیسی بیشتری ،بوده لذا موجب کارآئی بهتر می شوند.

ترکیبات کروم:

دی کرومات پتاسیم عامل اکسید کننده بسیار قوی است و این ترکیب برای تمیز کردن ظروف آزمایشگاهی ، ارجح تر از سایر ترکیبات آلی است.اکسید کرومیک همان اکسید کروم سبز است (Cr2O3)که در نقاشی لعابی و رنگ کردن شیشه مورد استفاده قرار می گیرد.زردینه کروم رنگدانه زرد درخشانی است ( PbCrO4) که مورد استفاده نقاشان قرار می گیرد.
اسید کرومیک دارای ساختار فرضی H2CrO4 است. نه اسید کرومیک و نه اسید دی کرومیک در طبیعت یافت نمی شوند اما آنیونهای آنها در ترکُبات متنوعی یافت می شود.تری اکسید کروم CrO3 ،-اسید بدون آب اسید کرومیک - بصورت تجاری ،بعنوان اسید کرومیک بفروش می رسد.

تاریخچه کرومات سرب:

Joha Gottlob Lehma در سال در سال 1761 در کوههای اورال ماده معدنی نارنجی-قرمز رنگی پیدا کرد که نام آنرا سرب قرمز سیبریایی نهاد.گرچه او به اشتباه آنرا ترکیب سرب با آهن و سلنیم انگاشت ، آن ماده معدنی در حقیقت کرومات سرب (PbCrO₄) بود .
Peter Simon Pallas در سال این1770 ماده معدنی سربی قرمز رنگ (سرب قرمز سیبریایی) را در همان مکانی که Lehma قبلا" دیده بود مشاهده کرد که خصوصیات مفید زیادی داشت از جمله این خصوصیات کاربرد آن بعنوان رنگدانه در تولید رنگ بود که استفاده از این ویژگی به سرعت توسعه یافت.رنگ زرد درخشانی که از کروکوئیت ساخته شد به یک رنگ بسیار رایج تبدیل گشت.
سال 1797 Nicolas-Louis Vauquelin نمونه هایی از سنگ معدن کروکوئیت را پیدا کرد.او با مخلوط کردن کروکوئیت و اسید هیدرو کلریک موفق به تهیه اکسید کروم( CrO3) گشت.سال 1798 Vauquelin متوجه شد که با حرارت دادن این اکسید در کوره های ذغالی می توان کروم فلزی بدست آورد.او موفق به شناسایی مقدار کمی کروم در سنگهای قیمتی از جمله یاقوت و زمرد شد.
در طول دهه اول قرن نوزدهم از کروم بیشتر بعنوان سازه ای در رنگها استفاده می شد اما امروزه عمده کاربرد آن (85%) در آلیاژهای فلزی است و مابقی موارد استفاده آن در صنایع شیمیایی ، موادنسوز و صنایع پایه می باشد.

بررسي قدرت رنگي رنگدانه هاي کرومات سرب:

مهمترين مشخصه هاي رنگدانه هاي کرومات سرب درخشندگي فام ، قدرت رنگ زنندگي و قدرت پوشانندگي بالا مي باشد . اين رنگدانه ها در رنگها و پلاستيکها کاربرد دارند . عيب اين رنگدانه ها در مورد کاربرد در پلاستيکها اين است که در دماي بالا تيره مي شوند . بنابراين بايد عملياتي برروي اين رنگدانه ها انجام گيرد تا پايداري حرارتي آنها را افزايش دهد . علاوه برآن از لحاظ زيست محيطي مقدار سرب قابل حل اين رنگدانه ها بايد کمتر از 2درصد باشد .

شرح ازمایش:

طرزتهیه زرد کروم:

ابتدا دو بشر 100cc اماده کرده درون هرکدام 30ml آب مقطر می ریزیم سپس دریکی از ان ها مقدار 1.3gr سرب11 نیترات ودر بشر دیگر مقدار 0.8gr پتاسیم کرومات حل می کنیم و محتوی آن ها را بر روی یکدیگر می ریزیم وبه مدت 5دقیق هم می زنیم تا واکنش کامل شود رسوب زرد رنگ سرب11کرومات تولید می شود رسوب حاصله راتوسط کاغذ صافی که ازقبل توزین شده ،صاف می کنیم .

طرزتهیه نارنجی کروم:

دو عدد بشر 100ccاماده کرده در هرکدام 30mlآب مقطر می ریزیم. دریک بشر مقدار0.8grپتاسیم کرومات ودربشردیگر1.3grسرب11نیترات حل می کنیم .سپس محتوی دوبشررا روی یکدیگر ریخته وبعداز انحلال کامل سرب11 نیترات 2ml(KOH)به ان اضافه کرده وهم می زنیم.سپس به مدت 10دقیقه ضمن حرارت دادن هم می زنیم تا رسوب نارنجی رنگ تشکیل شود سپس رسوب را روی کاغذ صافی توزین شده صاف می کنیم.

مشاهدات:

بعد از اضافه کردن محلول بی رنگ سرب 11نیترات به محلول زردرنگ پتاسیم کرومات رسوب زرد رنگ سرب11کرومات تشکیل می شود که به ان زرد کروم می گویند:

K₂CrO₄ + Pb(NO₃)₂ -------> PbCrO₄ + 2KNO₃

اگر واکنش بالا درمحیط بازی انجام گیرد نارنجی کروم(PbCrO₅) تولید می شود

2PbNO₃+ 2KOH + K₂CrO₄-------> PbCrO₅ +4KNO₃ +H₂O

هرچه محیط بیشتر بازی می شد رنگ نارنجی نیز پر رنگ تر می شد

ثبت نتایج و دادها:

منابع خطا:

خطای روشی:حل شدن رسوب وجذب مواد خارجی به وسیله رسوب و...

خطای شخصی :بی دقتی در توزین موادو...

خطای تصادفی: ارتعاش ساختمان و...

نتیجه گیری:

هرچه محیط بیشتر قلیایی باشد رنگ نارنجی پررنگ تر می شود.

http://www.analtech.com

اين شركت بيشترين تلاش خود را صرف بهرهبرداري و گسترش تكنولوژي TLC نموده است. اين شركت توليدكننده ي انواع مختلف لايه هاي جاذب و ساير تجهيزات آزمايشگاهي مي باشد. سيستم سيلوگراف اين شركت قادر به جداسازي نمونه هاي 4 گرمي در مدت زمان 20 دقيقه است. آشكاركننده هاي فلوئورسانس و بعضي جاذب هاي مخصوص كه حاوي پوشش هاي ويژه مي باشند از ديگر محصول هاي اين شركت محسوب مي گردد.

http://www.chemweb.com/

اين سايت براي افراد متخصص در شيمي آلي مفيد مي باشد و ليست كنفرانس هاي مختلف و فرصت هاي شغلي متعددي را در اختيار آنها قرار مي دهد. Chemweb در آوريل 1997 پايه گذاري شده و امروزه اين سايت بزرگترين مركز ارتباطهاي شيميايي در جهان است. بيشترين اطلاعات در مورد تحقيقات شيميايي و صنايع شيميايي در اين بخش موجود مي باشد. در اين بخش مي توان به بيش از 230 مجله و بيش از 25 مبحث در زمينه ي شيمي دست يافت و در زمينه ي كيمياگري نيز مباحثي عنوان شده است.

http://www.amita.com

اين شركت در سال 1985 تأسيس شده است و با استفاده از تكنولوژي، اطلاعات و بهره گيري از نرم افزار شركت هاي مختلف را همياري مي نمايد. با اين كار قابليت تجاري شركت ها و سرعت سرويس دهي آنها را افزايش مي دهد و راندمان كاري آنها را بالا مي برد.

http://www.amelsrl.com

Amel كمپاني توليدكننده ي وسايل مورد نياز فرآيندهاي الكتروشيميايي است. Amel يك شركت توليدكننده و سازنده ي تجهيزات اندازه گيري براي فرآيند الكتروشيميايي مي باشد. اين شركت از سال 1995 شروع به كار كرده است و براي آناليز كردن، اندازه گيري و كنترل فرآيندهاي الكتروشيميايي وسايل مورد نياز را توليد مي كند.

فرمول : KAl3[(OH)6 | (SO4)2]

سيستم تبلور:رمبوئدريك

رده بندي:سولفات

رخ: خوب

جلا:شيشه اي - صدفي

شفافيت:شفاف

اشكال ظاهري ژيزمان بلور- اگرگات دانه اي تقريباْ كمياب ; ايتاليا ، URSS ، امريكا و استراليا خواص شيميايي تركيب شيميايي K2O=11.4% SO3=38.6% Al2O3=37% H2O=13.02% رنگ كاني :سفيد - خاكستري - زرد - قرمز رنگ اثر خط :سفيد

تفاوت با كاني هاي مشابه تشابه كاني شناسي پاراژنز - هالوزيت - كائولينيت - ژيپسيت منشا تشكيل :آتشفشاني شكل بلورها:رمبوئدر - صفحه اي كاربرد : محل پيدايش:URSS ساير مشخصات وجه تسميه در زبان لاتين alumen=alun است.

---

کاني هاي حاوي آلومينيوم در طبيعت زياد بوده و عبارتند از:
•بوهميت BOEHMITE
بوهميت با فرمول ALOOH و با وزن مخصوص 06/3 – 01/3 داراي 7/84 درصد اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن سفيد متمايل به زرد و سختي آن 5/3 است. بوهميت هم در متن متبلور سنگ بوکسيت و هم در پيزوليت ها و ائوليت ها وجود دارد.

•دياسپور DIASPORE :
دياسپور با فرمول H2O و Al2O3 و با وزن مخصوص 4/3، داراي 85% اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن خاکستري متمايل به زرد، آبي، سفيد و يا کمي بنفش و سختي آن 7-5/6 است. دياسپور از سنگهاي آذرين و رسوبات رسي در اثر هوازدگي سيليکات هاي آلومينيوم دار به وجود آمده و گاهي همراه با کرندوم در سنگهاي آهکي متامورفيکي ديده مي شود.

(3)
اين دو از نظر فرمول و سيستم تبلور (هر دو ارتورومبيک) تشابه دارند وليكن از نظر پايداري حرارتي با هم متفاوتند و دياسپور پايداري حرارتي بالايي دارد.

---

کاني هاي حاوي آلومينيوم در طبيعت زياد بوده و عبارتند از:
•بوهميت BOEHMITE
بوهميت با فرمول ALOOH و با وزن مخصوص 06/3 – 01/3 داراي 7/84 درصد اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن سفيد متمايل به زرد و سختي آن 5/3 است. بوهميت هم در متن متبلور سنگ بوکسيت و هم در پيزوليت ها و ائوليت ها وجود دارد.

•دياسپور DIASPORE :
دياسپور با فرمول H2O و Al2O3 و با وزن مخصوص 4/3، داراي 85% اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن خاکستري متمايل به زرد، آبي، سفيد و يا کمي بنفش و سختي آن 7-5/6 است. دياسپور از سنگهاي آذرين و رسوبات رسي در اثر هوازدگي سيليکات هاي آلومينيوم دار به وجود آمده و گاهي همراه با کرندوم در سنگهاي آهکي متامورفيکي ديده مي شود.


اين دو از نظر فرمول و سيستم تبلور (هر دو ارتورومبيک) تشابه دارند وليكن از نظر پايداري حرارتي با هم متفاوتند و دياسپور پايداري حرارتي بالايي دارد.

•گيسبيت Gibbsite :
گيبسيت با فرمول 3H2O. AP2O3 و با وزن مخصوص 43/2 داراي 4/65% اکسيد آلومينيوم مي باشد. سختي آن 5/3 – 5/2 با رنگ سفيد تا خاکستري روشن و در بعضي موارد کمي مايل به قرمز و با جلاي شيشه اي است. از مشخصات ويژه گيبسيت کليواژ خوب، جلاي شيشه اي و وزن مخصوص کم آن است و از نظر درجه سختي از دياسپور و از نظر وزن مخصوص از ميکا قابل تشخيص است.
گيبسيت با از دست دادن آب در درجه حرارت 220 – 196 درجه سانتي گراد به بوهميت تبديل مي گردد. گيسبيت بيشتر از تجزيه و هيدروليز سيليکاتهاي آلومينيوم دار، در اثر تجزيه سطحي و تحت شرايط آب و هواي حاره اي به وجود مي آيد.

•کائولينيت Kaolinit :
کائولن با فرمول(OH)8 (Si4O10) Al4 در سيستم منوکلينيک متبلور شده و با سختي حدود 1، وزن مخصوص در 1/2، داراي 5/39 درصد Al2O3 مي باشد. رنگ آن سفيد مايل به زرد و گاهي هم کمي سبز يا آبي رنگ است. اغلب داراي پلاستيسيته بوده و در اسيد کلريدريک و اسيد سولفوريک گرم و غليظ حل مي شود.
اغلب ذخاير کائوليني در اثر هوازدگي و تجزيه سنگهاي ولکانيکي حاوي سيلکات آلومينيوم بوجود مي آيند. سنگهاي گرانيتي، گنايس ها، کوارتزپورفيري ها و همچنين رسوبات حاوي فلدسپاتها، ميکا و زئوليت جهت ايجاد کائولينيت مناسب مي باشند که در اثر هوازدگي و تجزيه شيميائي مواد قليائي و مقداري از SO2 خارج شده و کوارتز و ساير کاني هاي همراه بصورت ترکيب باقي مي مانند. کائولن ممکن است نتيجه آلتراسيون هيدروترمال باشد. در اين صورت، محلول هيدروترمال سردتر از 300 درجه سانتي گراد در داخل سنگهاي با فلدسپات بالا، سبب شستن يونهاي Ca++,K+, Na+ و ساير کاتيون ها و رسوب آنها با H+ بيشتر مي شود.
اغلب اين گونه ذخاير در ارتباط با سيستم متائوريکي هيدروترمالي که حرارت آن ها از سنگهاي ولکانيکي مشتق مي شود، مي باشند.
ذخاير بزرگي از کائولينيت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجي ترين قسمتهاي سيستم هيدروترمالي، مرتبط با باتوليت هاي گرانيتي وجود دارند که به عمق چندين کيلومتري تشکيل شده اند.

•کرندوم CORUNDUM :
کرندوم با فرمول Al2O3 در سيستم رمبوئدريک متبلور شده و وزن مخصوص آن 95/3 تا 1/4، داراي سختي 9 و جلاي شيشه اي مي باشد.اين کاني در فارسي به ياکند و در عربي به ياقوت معروف است.
در ترکيب شيميايي اين کاني آلومينيوم 2/53 % به همراه ناخالصي هايي مانندTi , Cr ,… ديده مي شود. کرندوم بي رنگ و کاملاً شفاف بوده که غالباً به رنگهاي مختلف قرمز – خاکستري – بنفش – سبز – آبي – قهوه اي و زرد ديده مي شود. انواع رنگي و شفاف آن جزء جواهرات قيمتي محسوب مي شوند. مطابق رنگشان به نامهاي مختلف ناميده مي شوند:
مانند Ruby (ياقوت) به رنگ قرمز، SAPPHIRE به رنگ آبي، توپاز شرقي به رنگ زرد، ياقوت کبود، ياقوت سفيدوش، آميتيست شرقي به رنگ بنفش،زمرد شرقي به رنگ سبز، کروندوم ستاره اي شکل که شفاف است،امري(EMERIE) يک نوع کرندوم از مخلوطي با دانه هاي ريز مگنتيت( MAGNETITE) Fe3O4، هماتيت (Oligiste) Fe2O3وکوارتز مي باشد.اين کاني غالباً به حالت خودشکل بوده و بيشتر اوقات دانه اي شکل و يا کاملاً کمپاکت است و براي سائيدن مورد استفاده قرار مي گيرد وليکن گاهي صفحه اي و يا منشوري با مقاطع شش ضلعي مي باشد.
اغلب اوقات کرندوم به ويژه سافير داراي ذرات خارجي است که با نظم معيني درداخل آن قرار مي گيرند به طوري که روي يک تيغه شش گوش آن،اين مواد به شکل ستاره هاي 6 گوش ديده مي شوند.
درجه ذوب کرندوم خالص حدود 2050 درجه است. اسيدها روي آن اثري ندارند ولي پس از ذوب قليائي بوسيله بي سولفات پتاس در اسيدها حل مي شود. در پرل بوراکس به سختي ولي کاملا ًحل خواهد شد.
کرندوم درحضورSiO2 در پوسته زمين پايدارنيست، زيرا تبديل به مينرالهاي کيانيت،سيليمانيت واندالوزيت که همگي داراي يک فرمول Al2SiO5 هستند، مي گردد.
کرندوم و کوارتز در حضور آب، واکنش شيميايي داده و توليد کائولينيت خواهند نمود. از آنجائي که کوارتز در اغلب سنگهاي پوسته زمين وجود دارد، اين واکنش محيط هاي رسوبي زمين شناسي را بطوري محدود کرده که فقط کرندوم در سنگهاي ويژه اي که عاري از سيليس و به وفور داراي آلومينيوم هستند، ظاهر مي شود. معمولي ترين اين سنگها بوکسيت است. تحت شرايط درجه حرارت زمين و فشاري که سنگ بوکسيت در آن تشکيل مي شود، کاني آلومينيوم تشکيل کرندوم نخواهد داد. کرندوم وقتي تشکيل مي شود که بوکسيت متامورف گردد و اين عمل به ندرت انجام مي شود.
معمولا ً کرندوم در سنگهاي مافيک با مقدار آلومين بالا و سيليس کم مانند پريدوتيت (Peridotite)همراه با کلريت، انستانيت(Enstatite)، اسپينل(Spinelle)، سينيت(Syenite)، آنورتوزيت، پگماتيتهاي سينيتي، نفلين(Nephelin) ومنيتيت (Magnetite) ديده مي شود.
در سنگهاي آهکي که در اثر محلول هيدروترمال در مجاورت توده هاي آذرين نفوذي با سيليس کم مانندسينيت تجزيه مي شوند کرندوم تشکيل مي شود.
کروندوم در شيست هاي کروندوم دار مناطق آرژيلي و به صورت فرعي در سنگ هاي آذرين غني از آهن و منيزيم يافت مي شود. انواع سنگ هاي قيمتي کروندوم مانند ياقوت و سافير در سنگ هاي مذاب اسيدي مانند گرانيت يا گرانوليت وجود دارند و بيشتر اوقات سنگ هاي قيمتي کروندوم دررسوبات رودخانه اي همراه با طلا و زيرکن استخراج مي شوند.کروندوم به علت سختي بالا در ساينده ها و انواع سنگ سمباده استفاده مي شود.

•کريوليت CRYOLITE :
کريوليت يکي از مواد مهم درارتباط با متالورژي آلومينيوم بوده که معادن آن بسيار کم مي باشد و اغلب بطور مصنوعي تهيه مي شود. کريوليت با فرمول Na3AlF6 داراي سيستم مونوکلينيک و سختي حدود 5/2 و وزن مخصوص 3، داراي 8/12 درصد Al2O3 مي باشد. رنگ آن غالباً سفيد، گاهي به رنگ هاي قرمز، قهوه اي و حتي سياه مي باشد. جلاي آن شيشه اي کمي چرب و داراي قابليت ذوب خيلي زياد است. ذخاير کريوليت مربوط به سنگهاي خيلي اسيد و عميق است و اغلب رگه هاي آن در نزديکي معادن قلع ديده مي شود.

•آلونيت Allunite :
آلونيت با فرمول شيميايي KAl3(SO4)2(OH)6 به عنوان سولفات پتاسيم و آلومينيوم آب دار است. آلونيت به صورت رگه اي و به حالت جانشيني در سنگهاي آذرين اسيدي به ويژه در توفهاي اسيدي يافت مي شود. هرگاه سنگهاي غني از آلومينيوم، تحت تأثير محلولهاي غني از سولفات آلتره شوند، آلونيت به وجود خواهد آمد.
در كانسارهاي گرمابي كه آلتراسيون آلونيت تشكيل گرديده، زون بندي منظمي مشاهده مي شود؛ به طوري كه زون سيليسي در بالاي زون آلونيت و در زير آن، زونهاي آرژيليك و سرسيتيك قرار مي گيرند. تركيب شيميايي آلونيت خالص و كانسنگ آلونيت در جدول 3 گزارش گرديده است.


•نفلين NaAlSiO4 كه در تهيه آلومينيوم بکار مي رود، در کشورهاي روسيه و آمريکا متداول مي باشد.
•ساير کانيهاي مهم آلومينيوم عبارتند از: آندالوزيت، سيليمانيت و کيانيت با فرمول Al2SiO5، لوسيت KAl Si2O6، مونت موريونيت Al2Si4O10 H2O (OH)2 و کرندوم مي باشند.
در ايران AL بيشتر به صورت آلونيت با عيار 20 تا 30% مي باشد.
آلونيت از آلتراسيون گرمايي سنگ هاي آتش فشاني اسيدي (توف، گدازه، سنگ آذر آواري اسيدي تا حدواسط) و در شرايط اکسيدان توسط محلولهاي گرمابي غني از سولفات SO42- و حامل کاتيون هاي Si , Mg , Na, Ca تشکيل مي شوند.
در گذشته آلونيت براي تهيه سولفات آلومين و سولفات پتاسيم استفاده مي شده است وليکن امروزه از آلونيت در تهيه آلومينيوم و نيز سولفات پتاسيم و اسيد سولفوريك استفاده مي شود.

• لاتريت هاي نيکل دار :
ميزان متوسط نيکل پوسته زمين، حدود 70 گرم در تن است. شعاع و بار يوني نيکل مشابه منيزيم است، بدين سبب، نيکل در سنگهاي اولترامافيکي مانند پريدوتيت ها و سرپانتيت ها متمرکز مي شود. سنگهاي اولترامافيکي در شرايط آب و هواي گرم و مرطوب هوازده شده، کاتيون هاي Si , Ca , Mg آنها شسته مي شود و Al , Fe Ni آنها برجاي مي ماند. اکسيدهاي SiO2 و MgO از سطح تا عمق 7 متري شسته مي شود در صورتي که اکسيد Fe2O3 در اَََين زون برجاي مي ماند.نيکل به مقدار جزئي از اين زون حمل و در عمق 7 تا 13 متري متمرکز مي گردد. بيشتر ميزان Ni در سنگ هاي رسوبي در شيل ها وجود دارد.
در شکل 1 نيمرخ عمودي از يک لاتريت نيکل دار ترسيم گرديده است. در اين جا به طور کلي سه بخش مهم يافت مي شود:
الف – زون لاتريت، ب- زون سپيوليت، ج- زون پريدوتيت تازه (اوليه).


الف- زون لاتريت خود به اجزايي چند تقسيم مي شود. اين زون به طور عمده از گوتيت، هماتيت و ماگهميت تشکيل گرديده است. نيکل در اين زون عمدتاً با گوتيت يافت مي شود. بخشي از نيکل در اين زون با کبالت و منگنز تشکيل کاني آسبوليت را داده است.
ب- زون سپيوليت حاوي تالک، کالسدوئن، اوپال، سرپانتين و اکسيد آهن است. عيار نيکل اين زون بيشتر از زون لاتريت فوقاني است. نيکل در اين زون همراه تالک، اکسيد آهن و به صورت کاني گارنيريت يافت مي شود.
اکسيدهاي SiO2، FeO، MgO، CaO در زون لاتريت و سپيوليت کاهش زيادي را نشان مي دهند. در صورتي که ميزان فراواني MnO, Cr2O3, Al2O3 , Fe2O3, NiO افزايش يافته است.
عيار نيکل در زون لاتريت 5/0 تا 2% و در زون سپيوليت 2 تا 4% است. عيار کانسارهاي لاتريت نيکل دار 1 تا 2% و ميزان ذخيره 7 تا 250 ميليون تن است.

•لاتريت آهني:
لاتريت هاي آهني عبارتند از لاتريت هايي که از سنگ هاي بازيک و اولترا بازيک حاصل شده و غني از آهن مي باشند. برخي از اين لاتريتها، از نيکل و کبالت غني شده اند و حاوي هماتيت – گوتيت و 12% آلومينا مي باشند. مانند کانسار کناکري گينه.

•بوکسيت Bauxite:
بوکسيت Bauxite سنگ معدني غني از آلومينيوم است که عمدتاً از اکسيدها يا هيدروکسيدهاي آلومينيوم به ويژه از 3 کاني بوهميت، دياسپور و گيبسيت مي باشد. غالباً با ناخالصي هايي نظير اکسيدهاي آهن، کاني هاي رسي ( کائولن، ايليت و کلريت )، اکسيد تيتان، کوارتز و آناتاز همراه است.
حالت ظاهري بوکسيت به شکل کمپاکت (متراکم) بوده و گاهي نيز به صورت دانه هاي گرد شبيه دانه هاي نخود ديده مي شود.
رنگ آن معمولا ًسفيد تا خاکستري زرد و گاهي هم کمي قهوه اي متمايل به قرمز است. سختي آن متغير بوده و بطور متوسط در حدود 2 مي باشد. وزن مخصوص کاني بوکسيت نيز در حدود 5/2 – 4/2 است.
کانسارهاي بوکسيتي داراي نهشته هاي بزرگي هستند که به صورت روباز استخراج مي شوند و ارزش اقتصادي زيادي دارند. ترکيب کاني شناسي بوکسيت تا حدودي متغير بوده و تابع سنگ مادر اوليه آن است. بافت ذخاير بوکسيتي از نوع پيزوليتي، نودولي و توده اي است.
کانيهاي مهم بوکسيت به ترکيب شيميايي و کاني شناسي سنگ اوليه بستگي دارد و در طول زمان دستخوش تغييراتي مي شود. بوکسيت هاي جوان غني از گيبسيت هستند، در صورتي فراواني کانيهاي بوکسيت از راست به چپ با گذشت زمان کاهش مي يابد.


عيار Al2O3 از 35 تا 55 درصد و ميزان ذخيره 1 تا 700 ميليون تن است. حدود 80 درصد گاليم دنيا از کانسارهاي بوکسيت به دست مي آيد زيرا Ga3+ در Al3+ به صورت استتار شده است.
عناصري که به عنوان محصول جانبي در بوکسيت هاي غني از آلومينيوم قابل توجه هستند، عبارتند از: Be , Ti , Ca. در بوکسيت هاي غني از آهن عناصر جانبي عبارتند از: Cu , Co , Cr , Ni.
بوکسيت هاي تشکيل شده در سنگ کربناته غني از Ca و در سنگ بازالت غني از Fe مي باشد.
طبقه بندي بوکسيت ها از لحاظ محيط تشکيل:
1- بوکسيت هاي سطح تراز بالا يا بوکسيتهاي مناطق مرتفع (High level or upland bauxites ):
•اين بوکسيت ها معمولا ً بر روي سنگ منشأ آتشفشاني و يا آذرين تشکيل مي شوند.
•پوشش مسطحي به ضخامت حداکثر 30 متر دارند.
•در مناطق حاره اي و نيمه حاره اي وجود دارند.
•اين نوع بوکسيت متخلخل وسست است.
•بافت سنگ مادر حفظ شده است.
•ترکيب آنها عمدتاً گيبسيتي است.
•مستقيماً بر روي سنگ مادر قرار دارند و عمدتاً از الگوي درزه اي (Joint patte) سنگ مادر پيروي مي کنند.
•به علت بالا بودن سطح ايستايي، فاقد هر گونه لايه رس بين بوکسيت و سنگ مادر مي باشند.
•مانند فلات دکن در هند، کوئيزليد جنوبي، غنا و گينه.

2- بوکسيت هاي جلگه اي (Peneplain bauxites) يا مناطق کم ارتفاع:
•اين بوکسيت در سطح تراز پائين خطوط ساحلي قرار دارند.
•ضخامت آنها کمتر از 9 متر است.
•بيشتر در مناطق حاره اي مي باشند.
•بافت پيزوليتي دارند.
•ترکيب آنها عمدتاً بوهميتي است.
•به واسطه سطح ايستايي پائين، يک لايه رسي قاعده اي کائولينيتي، بوکسيت را از سنگ منشأ جدا مي کند.
•اين بوکسيت ها با افق هاي آواري ناشي از فعاليت هاي رود خانه اي يا دريايي همراه مي باشند.
•مانند سواحل آمريکاي جنوبي – استراليا و مالزي.

3- بوکسيت هاي کارستي:
•از قديمي ترين بوکسيت ها مي باشند.
•سطوح نامنظم سنگ هاي آهکي و يا دولوميتي را مي پوشانند.
•بافت کنکرسيوني، پيزوليتي، اووليتي و لايه اي دارد.
•ترکيب بوهميتي دارد.

4- بوکسيت هاي انتقال يافته يا رسوبي
( Transported or Sedimentary Bauxites):
•از نوع بوکسيت هاي غير بازماندي هستند.
•بر اثر فرسايش و رسوبگذاري مجدد مواد بوکسيتي تشکيل مي شوند.

5-لاتريت غني از آهن
6- بوکسيت ها و لاتريت هاي طلادار (Residual deposits of Nickel)