محققان دانشكده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس به تكنیك ساخت شیشه‌های استحكام یافته به روش شیمیایی دست یافتند كه زمینه ساخت شیشه‌های مستحكم از جمله شیشه‌های كابین هواپیما را در كشور فراهم می‌كند.

وحیده تاجر گنجینه باف، مجری این طرح در گفت‌وگو با خبرنگار ایسنا اظهار كرد: این اختراع با توجه به نیاز كشور به استفاده از این محصول خصوصا در ساخت شیشه‌های كابین هواپیما می‌تواند ایده‌ای بسیار نو و حائز اهمیت در صنعت داخلی كشور به همراه داشته باشد.

وی با بیان این كه از جمله خواص منحصر به فرد فرایند تمپرینگ شیمیایی، استحكام دهی شیشه‌هایی با ضخامت كمتر از 2 میلیمتر است كه به روش‌های مرسوم حرارتی امكان دستیابی به آن وجود ندارد، خاطرنشان كرد: از این روش می‌توان در استحكام دهی شیشه‌های جلو، پشت و كنار كابین هواپیما و ترن، شیشه‌های تلویزیون، انواع لنزها و شیشه‌های عینك استفاده كرد كه با كنترل پارامترها زمینه دستیابی به كیفیت بالا و شرایط بهینه این محصولات فراهم خواهد شد.

تاجر گنجینه باف افزود: استحكام دهی این شیشه ها از طریق ایجاد تنش فشاری در سطح شیشه به واسطه معاوضه بین یونهای قلیایی شیشه سودالایم با كاتیونهای بزرگتر موجود در نمك مذاب نیترات پتاسیم انجام می‌شود. ما مقداری از یونهای كوچك سطح شیشه را از مجموعه خارج كرده و به جای آنها یونهای بزرگتر قرار می‌دهیم این كار با قرار دادن شیشه های سودالایم درداخل نمك حاوی یون‌های پتاسیم كه شعاع یونی آنها از یون سیم داخل شیشه بیشتر است، انجام می‌شود. پس از مدتی یون‌های پتاسیم جای خود را به یون‌های سدیم سطح شیشه می‌دهند و با توجه به آن كه شعاع بیشتری دارند استحكام شیشه را افزایش می‌دهند. در پایان فرایند نیز نمونه‌ها از داخل نمك خارج شده و پس از شست‌وشو استحكام مطلوب به دست می‌آید.

وی به تشریح چگونگی انجام طرح پرداخت و گفت: در این اختراع از شیشه سودالایم با ضخامت دو میلیمتر جهت افزایش استحكام به روش شیمیایی بهره گرفته شد. با توجه به فراوانی یون سدیم در تركیب این شیشه، به منظور انجام معاوضه یونی از نمك نیترات پتاسیم با نقطه ذوب 334 درجه سانتیگراد كه حاوی یون قلیایی پتاسیم می‌باشد، استفاده شد.

به گفته این دانش‌آموخته دانشگاه تربیت مدرس، به منظور آماده سازی شیشه مصرفی با استفاده از تیغه الماسه از جام تهیه شده نمونه‌هایی با ابعاد یكسان برش و سپس لبه آنها به روش تر پولیش شد. پس از فرایند آنیگنیك شیشه های آماده سازی شده فرایند معاوضه یونی برای آنها انجام پذیرفت. در پایان هر سیكل سبد حاوی شیشه های معاوضه یونی شده تحت شرایط كنترل شده جهت جلوگیری از شوك حرارتی ناشی از اختلافهای محیط و مذاب از كوره خارج شد. در انتها نیز با شست‌وشو شیشه های معاوضه یونی شده توسط آب نمك انجماد یافته از سطح آنها حذف شد.

مجری این طرح تصریح كرد: نتایج حاصل از انجام آزمایش استحكام خمشی چهار تكیه گاهی، حكایت از افزایش عدد استحكام این شیشه ها بر اثر انجام فرایند معاوضه یونی داشت.

وی با بیان مزیت‌های روش شیمیایی به روش حرارتی گفت: در روش حرارتی امكان استحكام دهی بیش از 5 برابر وجود ندارد اما در این روش ما شیشه ها را تا 8 برابر استحكام بخشیدیم.

در روش حرارتی استحكام به شیشه هایی با ضخامت كم و خم زیاد ممكن نیست و شیشه ها قابلیت ماشین كاری ندارند همچنین شیشه هایی كه به روش حرارتی مستحكم می‌شوند در طولانی مدت دچار شكست خود به خود شده و مهمترین مشكل در این شیشه ها ایجاد عیوب اپتیكی در آنهاست كه به خصوص در شیشه های هواپیما مشكلاتی را برای خلبان ایجاد می‌كند.

وی در پایان گفت: این اختراع با توجه به نیاز كشور به استفاده از این محصول خصوصا در ساخت شیشه‌های كابین هواپیما می‌تواند ایده‌ای بسیار نو و حائز اهمیت در صنعت داخلی كشور به همراه داشته باشد.

این طرح در قالب پایان نامه كارشناسی ارشد وحیده تاجر گنجینه باف با راهنمایی دكتر احسان طاهری نساج به انجام رسیده است.

www.jamejamonline.ir