زجاج سيراميكي

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 14 صور
الموسوعة الحرة

الخزف الزجاجي مواد متعددة البلورات تُنتج من خلال عملية تبلور مُتحكَّم بها للزجاج الأساسي ، مما يُنتج توزيعًا دقيقًا ومتجانسًا للبلورات في جميع أنحاء المادة. تتم عملية التبلور بتعريض أنواع الزجاج المناسبة لبرنامج معالجة حرارية مُنظَّم بدقة، مما يؤدي إلى تكوين ونمو الأطوار البلورية. في كثير من الحالات، يمكن أن تستمر عملية التبلور حتى اكتمالها تقريبًا، ولكن في نسبة صغيرة من العمليات، غالبًا ما يبقى طور زجاجي متبقٍ. [ 1 ]

تتشابه المواد الزجاجية الخزفية في العديد من الخصائص مع كل من الزجاج والخزف . تتكون هذه المواد من طور غير متبلور وطور متبلور واحد أو أكثر، وتُنتج من خلال ما يُسمى "التبلور المُتحكم به"، على عكس التبلور التلقائي الذي لا يُفضل استخدامه عادةً في صناعة الزجاج. تتميز المواد الزجاجية الخزفية بسهولة تصنيع الزجاج، بالإضافة إلى خصائص الخزف المميزة. عند استخدامها في عمليات الختم، لا تتطلب بعض المواد الزجاجية الخزفية اللحام، ولكنها تتحمل درجات حرارة لحام تصل إلى 700  درجة مئوية. [ 2 ]

تتميز الخزفيات الزجاجية عادةً بنسبة تبلور تتراوح بين 30% و90% ( وزن /وزن)، وتُنتج مجموعة واسعة من المواد ذات خصائص مميزة، مثل انعدام المسامية ، والقوة العالية، والمتانة، والشفافية أو العتامة ، والتصبغ ، والتلألؤ ، والتمدد الحراري المنخفض أو حتى السالب ، والثبات الحراري العالي، والتألق ، وسهولة التشكيل، والمغناطيسية الحديدية ، وقابلية الامتصاص أو المتانة الكيميائية العالية، والتوافق الحيوي ، والنشاط الحيوي ، والتوصيل الأيوني، والتوصيل الفائق ، وقدرات العزل، وانخفاض ثابت العزل الكهربائي والفقد، ومقاومة التآكل ، [ 3 ] والمقاومة العالية وجهد الانهيار. ويمكن تعديل هذه الخصائص من خلال التحكم في تركيب الزجاج الأساسي والمعالجة الحرارية/التبلور المُتحكم بها للزجاج الأساسي. وفي مجال التصنيع، تُقدّر الخزفيات الزجاجية لامتلاكها قوة السيراميك مع خصائص الإحكام التام للزجاج.

تُصنع الخزفيات الزجاجية في الغالب على مرحلتين: أولاً، يُشكّل الزجاج بعملية تصنيع خاصة، ثم يُبرّد. ثانياً، يُخضع الزجاج لمعالجة حرارية مضبوطة. خلال هذه المعالجة، يتبلور الزجاج جزئياً . في معظم الحالات، تُضاف عوامل التبلور إلى التركيبة الأساسية للخزف الزجاجي. تُساعد هذه العوامل في عملية التبلور وتتحكم بها. ولأن الخزفيات الزجاجية لا تخضع عادةً للضغط أو التلبيد، فهي خالية من المسام، على عكس الخزفيات الملبدة .

توجد مجموعة واسعة من أنظمة الزجاج والسيراميك، على سبيل المثال، نظام Li 2 O × Al 2 O 3 × n SiO 2 (نظام LAS)، ونظام MgO × Al 2 O 3 × n SiO 2 (نظام MAS)، ونظام ZnO × Al 2 O 3 × n SiO 2 (نظام ZAS).

تاريخ

قام الكيميائي الفرنسي ريومور بمحاولات مبكرة لإنتاج مواد متعددة البلورات من الزجاج، حيث أثبت أنه عند حشو زجاجات زجاجية في خليط من الرمل والجبس، وتعريضها لحرارة شديدة لعدة أيام، تتحول الزجاجات إلى مادة معتمة تشبه الخزف. ورغم نجاح ريومور في تحويل الزجاج إلى مادة متعددة البلورات، إلا أنه لم ينجح في التحكم بعملية التبلور، وهي خطوة أساسية في إنتاج خزف زجاجي عملي حقيقي بالخصائص المحسّنة المذكورة آنفًا. [ 3 ]

يُنسب اكتشاف السيراميك الزجاجي إلى دونالد ستوكي ، عالم الزجاج الشهير الذي عمل في شركة كورنينج لمدة 47 عامًا. [ 4 ] [ 5 ] انبثقت أولى مراحل هذا الاكتشاف من مادة زجاجية تُدعى فوتوفورم، والتي اكتشفها ستوكي أيضًا أثناء بحثه عن مادة قابلة للنقش الضوئي لاستخدامها في شاشات التلفزيون. [ 6 ] بعد فترة وجيزة من اكتشاف فوتوفورم، تم اكتشاف أول مادة سيراميكية عندما قام ستوكي بتسخين لوح فوتوفورم في فرن عند درجة حرارة 900 درجة مئوية، فوجد لوحًا معتمًا أبيض حليبيًا داخل الفرن بدلًا من المادة المنصهرة المتوقعة. [ 4 ] أثناء فحص المادة الجديدة، التي أطلق عليها ستوكي اسم فوتوسيرام ، لاحظ أنها أقوى بكثير من فوتوفورم التي صُنعت منها، حيث نجت من سقوط قصير على الخرسانة. [ 6 ]

في أواخر خمسينيات القرن العشرين، طوّر ستوكي مادتين إضافيتين من السيراميك الزجاجي، استُخدمت إحداهما كغطاء راداري في مقدمة الصواريخ، [ 7 ] بينما أدت الأخرى إلى ظهور خط أدوات المطبخ الاستهلاكية المعروف باسم كورنينج وير . [ 5 ] أعلن مسؤولو شركة كورنينج عن اكتشاف ستوكي للمادة الأساسية الجديدة الأخيرة المسماة بايروسيرام، والتي رُوّج لها لكونها خفيفة الوزن، ومتينة، وعازلة للكهرباء، ومقاومة للصدمات الحرارية. في ذلك الوقت، لم تكن هناك سوى مواد قليلة تُقدّم هذا المزيج المحدد من الخصائص الذي تميّزت به بايروسيرام، وطُرحت المادة في الأسواق كخط إنتاج أدوات المطبخ كورنينج وير في 7 أغسطس 1958. [ 8 ]

ألهم بعض النجاح الذي حققه بايروسيرام شركة كورنينج لبذل جهد في تقوية الزجاج، وهو مشروع أطلق عليه المديرون التقنيون في كورنينج اسم "مشروع القوة". [ 8 ] وقد طُوِّرت مادة زجاجية خزفية "فائقة القوة" أقل شهرة في عام 1962 تُسمى كيمكور (المعروفة الآن باسم زجاج غوريلا )، وذلك بفضل جهود مشروع القوة. [ 8 ] بل واستُخدمت كيمكور لتطوير خط منتجات بايروسيرام، ففي عام 1961 أطلقت كورنينج "سنتورا وير" ، وهو خط جديد من بايروسيرام مُبطَّن بطبقة زجاجية (من اختراع جون ماكدويل ) ومُعالَج بتقنية كيمكور. [ 8 ] واصل ستوكي التقدم في اكتشاف خصائص السيراميك الزجاجي، حيث اكتشف كيفية جعل المادة شفافة في عام 1966. [ 8 ] على الرغم من أن شركة كورنينج لم تطرح منتجًا يحمل ابتكاره الجديد، خوفًا من التأثير سلبًا على مبيعات بايركس ، إلا في أواخر السبعينيات تحت اسم فيجنز . [ 8 ]

التكوين البلوري ونمو البلورات

يكمن مفتاح هندسة المواد الزجاجية الخزفية في التحكم في تكوين ونمو البلورات في الزجاج الأساسي. وتختلف درجة التبلور تبعًا لعدد النوى الموجودة، ومدة التسخين، ودرجة الحرارة. [ 9 ] [ 4 ] ومن المهم فهم أنواع التكوين التي تحدث في المادة، سواء أكانت متجانسة أم غير متجانسة.

التكوين المتجانس هو عملية ناتجة عن عدم الاستقرار الديناميكي الحراري المتأصل في المادة الزجاجية. [ 4 ] عند تطبيق طاقة حرارية كافية على النظام، تبدأ المرحلة الزجاجية شبه المستقرة بالعودة إلى الحالة البلورية ذات الطاقة المنخفضة. [ 9 ] يُستخدم مصطلح "متجانس" هنا لأن تكوين النوى ينشأ من الزجاج الأساسي دون وجود أي أطوار ثانوية أو أسطح تُسهم في تكوينها.

يمكن وصف معدل التكوين المتجانس في نظام مكثف بالمعادلة التالية، التي اقترحها بيكر في عام 1938.

أنا = أخبرة⁡(-ΔF*+سؤالكبتي){\displaystyle I\ =\ A\exp \left(-{\frac {\Delta F^{*}+Q}{k_{B}T}}\right)}

حيث Q هي طاقة التنشيط للانتشار عبر حدود الطور، و A ثابت، وF*{\displaystyle F^{*}}هي طاقة التنشيط القصوى لتكوين نواة مستقرة، كما هو موضح في المعادلة أدناه.

ΔF*=16πΔوs33Δوv2{\displaystyle \Delta F^{*}={\frac {16\pi \Delta f_{s}^{3}}{3\Delta f_{v}^{2}}}}

أينΔوv{\displaystyle \Delta f_{v}}هو التغير في الطاقة الحرة لكل وحدة حجم الناتج عن التحول من طور إلى آخر، وΔوs{\displaystyle \Delta f_{s}}يمكن معادلتها بالتوتر السطحي.

يُستخدم مصطلح "التنوي غير المتجانس" عند إدخال عامل تنوي إلى النظام للمساعدة في عملية التبلور والتحكم بها. [ 4 ] ويمكن أن يعمل وجود هذا العامل، على شكل طور أو سطح إضافي، كمحفز للتنوي، ويكون فعالاً بشكل خاص في حالة وجود توافق بين النواة والركيزة. [ 4 ] هناك عدد من المعادن التي يمكن أن تعمل كعوامل تنوي في الزجاج، لأنها قد توجد فيه على شكل جسيمات متفرقة ذات أبعاد غروانية. ومن الأمثلة على ذلك النحاس والفضة المعدنية والبلاتين. وقد أشار ستوكي في عام 1959 إلى أن فعالية محفزات التنوي المعدنية ترتبط بالتشابه بين البنية البلورية للمعادن والطور الذي يتم تنويهه.

تتمثل أهم سمات التكوين النووي غير المتجانس في تقليل التوتر السطحي بين المادة غير المتجانسة والطور المتكون. وهذا يعني أن تأثير السطح الحفاز على معدل التكوين النووي يتحدد بزاوية التلامس عند السطح البيني. وبناءً على ذلك، عدّل تورنبول وفونغوت (1952) معادلة معدل التكوين النووي المتجانس ليُعطيا تعبيرًا لمعدل التكوين النووي غير المتجانس.

أناج = أ1خبرة⁡(-ΔF* و(θ)كبتي){\displaystyle I_{c}\ =\ A^{1}\exp \left(-{\frac {\Delta F^{*}\ f(\theta )}{k_{B}T}}\right)}

إذا تم تضمين طاقة التنشيط للانتشار، كما اقترح ستوكي (1959أ)، فإن المعادلة تصبح:

أناج = أ1خبرة⁡(-ΔF* و(θ)+سؤالكبتي){\displaystyle I_{c}\ =\ A^{1}\exp \left(-{\frac {\Delta F^{*}\ f(\theta )+Q}{k_{B}T}}\right)}[ 3 ]

انطلاقاً من هذه المعادلات، يمكن وصف التكوين النووي غير المتجانس بنفس معايير التكوين النووي المتجانس مع عامل شكل، وهو دالة لزاوية التلامس (θ).و(θ){\displaystyle f(\theta )}يُعطى بواسطة:

و(θ)=(2+كوس⁡θ)(1-كوس⁡θ)24{\displaystyle f(\theta )={\frac {(2+\cos \theta )(1-\cos \theta )^{2}}{4}}}

إذا كانت النواة على شكل غطاء كروي. [ 3 ]

بالإضافة إلى التبلور، يُعدّ نمو البلورات ضروريًا أيضًا لتكوين السيراميك الزجاجي. وتُعتبر عملية نمو البلورات ذات أهمية بالغة في تحديد شكل المادة المركبة من السيراميك الزجاجي المُنتَج. ويعتمد نمو البلورات بشكل أساسي على عاملين: أولهما، معدل إعادة ترتيب البنية غير المنتظمة إلى شبكة دورية ذات ترتيب طويل المدى. وثانيهما، معدل إطلاق الطاقة في التحول الطوري (أي معدل التبريد عند السطح البيني). [ 3 ]

السيراميك الزجاجي في التطبيقات الطبية

تُستخدم الخزفيات الزجاجية في التطبيقات الطبية نظرًا لتفاعلها الفريد، أو انعدامه، مع أنسجة جسم الإنسان. تُصنف الخزفيات الحيوية عادةً إلى المجموعات التالية بناءً على توافقها الحيوي: الخزفيات الخاملة حيويًا، والخزفيات النشطة حيويًا ، والخزفيات القابلة للامتصاص. [ 9 ]

تتميز الخزفيات الخاملة بيولوجيًا، كما يوحي اسمها، بتفاعلها المحدود مع الأنسجة البيولوجية المحيطة. [ 9 ] تاريخيًا، كانت هذه الخزفيات تُعتبر الجيل الأول من المواد الحيوية المستخدمة كبدائل للأنسجة المفقودة أو التالفة. [ 9 ] تمثلت إحدى المشكلات الناتجة عن استخدام المواد الحيوية الخاملة في رد فعل الجسم تجاه الجسم الغريب؛ إذ وُجد أن ظاهرة تُعرف باسم "التغليف الليفي" تحدث، حيث تنمو الأنسجة حول الزرعة في محاولة لعزلها عن باقي الجسم. [ 9 ] وقد تسبب هذا أحيانًا في مجموعة متنوعة من المشكلات مثل النخر أو انعزال الزرعة. [ 9 ] من المواد الخاملة بيولوجيًا الشائعة الاستخدام الألومينا (Al₂O₃ ) والزركونيا (ZrO₂ ) . [ 9 ]

صورة مجهرية إلكترونية ماسحة لخليتين عظميتين بانيتين تزحفان فوق بلورات المونيتيت

تتمتع المواد النشطة بيولوجيًا بالقدرة على تكوين روابط وتفاعلات مع الأنسجة الطبيعية. [ 9 ] في حالة زراعة العظام، تلعب خاصيتان تُعرفان باسم التوصيل العظمي والتحفيز العظمي دورًا هامًا في نجاح الزرعة وطول عمرها. [ 9 ] يشير التوصيل العظمي إلى قدرة المادة على السماح بنمو العظام على سطحها وداخل مسامها وقنواتها. [ 9 ] [ 10 ] أما التحفيز العظمي فهو مصطلح يُستخدم عندما تحفز المادة الخلايا الموجودة على التكاثر، مما يؤدي إلى نمو عظم جديد بشكل مستقل عن الزرعة. [ 9 ] [ 10 ] بشكل عام، تنتج الفعالية البيولوجية للمادة عن تفاعل كيميائي، عادةً ما يكون ذوبان المادة المزروعة. [ 9 ] تُستخدم سيراميك فوسفات الكالسيوم والزجاج النشط بيولوجيًا بشكل شائع كمواد نشطة بيولوجيًا نظرًا لقدرتها على الذوبان عند إدخالها في أنسجة الجسم الحية. [ 9 ] يتمثل أحد الأهداف الهندسية المتعلقة بهذه المواد في أن يكون معدل ذوبان الزرعة متطابقًا بشكل وثيق مع معدل نمو الأنسجة الجديدة، مما يؤدي إلى حالة من التوازن الديناميكي. [ 9 ]

تتشابه الخزفيات القابلة للامتصاص مع الخزفيات النشطة بيولوجيًا في تفاعلها مع الجسم، لكن الفرق الرئيسي يكمن في مدى ذوبانها. فالخزفيات القابلة للامتصاص مصممة لتذوب تدريجيًا بالكامل، بينما ينمو نسيج جديد مكانها. [ 9 ] وقد أصبح تصميم هذه المواد معقدًا للغاية، حيث تم إدخال هياكل شبيهة بالرغوة لزيادة مساحة التلامس بين الزرعة ونسيج الجسم إلى أقصى حد. [ 10 ] ومن المشكلات التي تنشأ عن استخدام مواد عالية المسامية في الزرعات النشطة بيولوجيًا/القابلة للامتصاص، ضعف قوتها الميكانيكية، خاصة في المناطق المعرضة للأحمال مثل عظام الساقين. [ 10 ] ومن الأمثلة على المواد القابلة للامتصاص التي حققت بعض النجاح فوسفات ثلاثي الكالسيوم (TCP)، إلا أنها تعاني أيضًا من ضعف في القوة الميكانيكية عند استخدامها في المناطق المعرضة للإجهاد العالي. [ 9 ]

نظام LAS

يُعد نظام Li₂O × Al₂O₃ × nSiO₂ ( نظام LAS ) النظام الأكثر أهمية تجاريًا . ويتكون هذا النظام أساسًا من مزيج من أكاسيد الليثيوم والسيليكون والألومنيوم مع مكونات إضافية ، مثل عوامل تكوين الطور الزجاجي كـ Na₂O و K₂O و CaO ، بالإضافة إلى عوامل التكرير. ويُستخدم عادةً أكسيد الزركونيوم (IV) مع أكسيد التيتانيوم (IV) كعامل تنوي. وقد دُرِس هذا النظام المهم لأول مرة وبشكل مكثف من قِبَل هومل [ 11 ] وسموك [ 12 ] .

بعد التبلور، يكون الطور البلوري السائد في هذا النوع من السيراميك الزجاجي هو محلول صلب عالي الكوارتز (HQ ss). عند تعريض السيراميك الزجاجي لمعالجة حرارية أكثر شدة، يتحول هذا المحلول الصلب عالي الكوارتز إلى محلول صلب من الكياتيت (K ss، والذي يُسمى أحيانًا خطأً بيتا- سبودومين ). هذا التحول غير قابل للانعكاس وإعادة البناء، مما يعني أن الروابط في الشبكة البلورية تنكسر وتُعاد ترتيبها. ومع ذلك، يُظهر هذان الطوران البلوريان بنية متشابهة جدًا، كما هو الحال في الليثيوم. [ 13 ]

من الخصائص المميزة لهذه الخزفيات الزجاجية متانتها الحرارية والميكانيكية. فالخزف الزجاجي من نظام LAS مادة قوية ميكانيكيًا، قادرة على تحمل تغيرات حرارية متكررة وسريعة تصل إلى 800-1000  درجة مئوية. يتميز الطور البلوري السائد في خزفيات LAS الزجاجية، وهو HQ ss، بمعامل تمدد حراري سالب قوي ، بينما يتميز محلول الكياتيت الصلب أيضًا بمعامل تمدد حراري سالب، ولكنه أعلى بكثير من HQ ss. يتناقض معامل التمدد الحراري السالب للطور البلوري مع معامل التمدد الحراري الموجب للزجاج المتبقي. يتيح ضبط نسبة هذه الأطوار نطاقًا واسعًا من معاملات التمدد الحراري الممكنة في المركب النهائي. في معظم التطبيقات الحالية، يُفضل معامل تمدد حراري منخفض أو حتى معدوم. كما يُمكن الحصول على معامل تمدد حراري سالب، مما يعني أن هذا النوع من الخزف الزجاجي ينكمش عند تسخينه، على عكس معظم المواد. عند نقطة معينة، تتراوح عادةً بين 60% و80% من حيث نسبة التبلور، يتوازن المعاملان بحيث يكون معامل التمدد الحراري للخزف الزجاجي ككل قريبًا جدًا من الصفر. كذلك، عندما تتعرض منطقة التماس بين مادتين للإجهاد الحراري ، يمكن تعديل خصائص الخزف الزجاجي لتتوافق مع معامل المادة التي سيرتبط بها.

لقد تم تطوير السيراميك الزجاجي LAS في الأصل للاستخدام في المرايا وحوامل المرايا الخاصة بالتلسكوبات الفلكية ، وقد أصبح معروفًا ودخل السوق المحلي من خلال استخدامه في أسطح الطهي المصنوعة من السيراميك الزجاجي ، بالإضافة إلى أواني الطهي والخبز أو كعواكس عالية الأداء لأجهزة العرض الرقمية.

مركبات المصفوفة الخزفية

يُعدّ استخدام السيراميك الزجاجي في معالجة مركبات المصفوفة السيراميكية أحد أبرز استخداماته . في العديد من هذه المركبات، لا يمكن استخدام درجات حرارة وأوقات التلبيد التقليدية، إذ يزداد تدهور وتآكل الألياف المكونة لها مع ارتفاع درجة الحرارة ومدة التلبيد. ومن الأمثلة على ذلك ألياف كربيد السيليكون (SiC)، التي قد تبدأ بالتدهور عبر التحلل الحراري عند درجات حرارة أعلى من 1470 كلفن. [ 14 ] يتمثل أحد الحلول في استخدام الشكل الزجاجي للسيراميك كمادة خام للتلبيد بدلاً من السيراميك نفسه، حيث تتميز حبيبات الزجاج، على عكس السيراميك، بنقطة تليين، وتتدفق عمومًا عند ضغوط ودرجات حرارة أقل بكثير. يُتيح ذلك استخدام معايير معالجة أقل تطرفًا، مما يجعل إنتاج العديد من تركيبات الألياف والمصفوفة الجديدة ذات الأهمية التكنولوجية عن طريق التلبيد ممكنًا.

السيراميك الزجاجي في أسطح الطهي

موقد سيراميك (من اليسار إلى اليمين): الحث، والغاز، والتدفئة الإشعاعية
موقد يعمل بالأشعة تحت الحمراء ، مصنوع من زجاج سيراميكي، يعمل بالحرارة الإشعاعية
ضوء مرئي، موقد طهي إشعاعي من السيراميك الزجاجي (سيران)

يُعدّ السيراميك الزجاجي من نظام LAS مادةً قويةً ميكانيكيًا، قادرةً على تحمّل التغيرات السريعة والمتكررة في درجات الحرارة، كما أن سطحه الأملس الشبيه بالزجاج سهل التنظيف، ولذلك يُستخدم غالبًا كسطحٍ للمواقد . تتميز هذه المادة بمعامل توصيل حراري منخفض جدًا ، مما يعني أنها تبقى باردةً خارج منطقة الطهي. ويمكن جعلها شبه شفافة (بنسبة فقدان تتراوح بين 15 و20% في الموقد النموذجي) للأشعة تحت الحمراء . أما في نطاق الضوء المرئي، فيمكن أن يكون السيراميك الزجاجي شفافًا أو شبه شفاف أو معتمًا، بل ويمكن تلوينه باستخدام مواد التلوين.

مع ذلك، فإنّ السيراميك الزجاجي ليس غير قابل للكسر تمامًا. فهو مادة هشة كالزجاج والسيراميك، لذا يُمكن كسره، وهو أقل متانة من أسطح الطهي التقليدية المصنوعة من الفولاذ أو الحديد الزهر. وقد سُجّلت حالاتٌ أبلغ فيها المستخدمون عن تلف أسطح الطهي عند اصطدامها بجسم صلب أو غير حاد (مثل سقوط علبة من الأعلى أو أشياء ثقيلة أخرى).

اليوميوجد نوعان رئيسيان من المواقد الكهربائية ذات أسطح الطهي المصنوعة من السيراميك الزجاجي:

  • يستخدم موقد التسخين الإشعاعي ملفات تسخين أو مصابيح هالوجين تعمل بالأشعة تحت الحمراء كعناصر تسخين . يسخن سطح الموقد الزجاجي الخزفي فوق الموقد، بينما يبقى السطح المجاور باردًا نظرًا لانخفاض معامل التوصيل الحراري للمادة.
  • يقوم موقد الحث بتسخين قاع وعاء معدني مباشرة من خلال الحث الكهرومغناطيسي .

ليست هذه التقنية جديدة تماماً، فقد طُرحت أفران السيراميك الزجاجي لأول مرة في سبعينيات القرن الماضي باستخدام أسطح من كورنينج وير بدلاً من المادة الأكثر متانة المستخدمة اليوم. كانت هذه الأسطح الملساء من الجيل الأول تُسبب مشاكل، إذ لم يكن بالإمكان استخدامها إلا مع أواني طهي ذات قاع مسطح، لأن التسخين كان يعتمد بشكل أساسي على التوصيل الحراري وليس الإشعاع. [ 15 ]

بالمقارنة مع مواقد المطبخ التقليدية، تُعدّ أسطح الطهي الزجاجية الخزفية سهلة التنظيف نسبيًا نظرًا لسطحها المستوي. مع ذلك، فهي قابلة للخدش بسهولة، لذا يجب توخي الحذر عند وضع أواني الطهي عليها. في حال انسكاب طعام غني بالسكر (مثل المربى)، يجب عدم تركه يجف على السطح، وإلا سيتلف. [ 16 ]

للحصول على أفضل النتائج وأقصى قدر من نقل الحرارة، يجب أن تكون جميع أواني الطهي ذات قاع مسطح وأن تتناسب مع نفس حجم منطقة الموقد.

الاختلافات في الصناعة والمواد

أواني طهي من كورنينج وير ، بما في ذلك أواني الطهي الأخرى، مزينة بنقشة "زهرة الذرة".

من بين العلامات التجارية المعروفة للخزف الزجاجي: بايروسيرام، وسيران ، ويوروكيرا، وزيرودور ، وماكور . وتُعدّ شركة نيبون إلكتريك غلاس من أبرز الشركات العالمية المصنّعة للخزف الزجاجي، ومن منتجاتها في هذا المجال فايرلايت.و NeoCeramتُستخدم مواد الزجاج الخزفي في التطبيقات المعمارية والتطبيقات التي تتطلب درجات حرارة عالية. يُعدّ Keralite ، الذي تُصنّعه شركة Vetrotech Saint-Gobain، مادةً متخصصةً من الزجاج الخزفي، مُصنّفةً وفقًا لمعايير السلامة من الحرائق والصدمات، ومُخصصةً للاستخدام في التطبيقات المقاومة للحريق. [ 17 ] تُعرف المواد الزجاجية الخزفية المُصنّعة في الاتحاد السوفيتي / روسيا باسم Sitall . أما Macor، فهي مادة زجاجية خزفية بيضاء اللون، عديمة الرائحة، تُشبه البورسلين، وقد طُوّرت في الأصل من قِبل شركة Corning Inc. لتقليل انتقال الحرارة أثناء رحلات الفضاء المأهولة. [ 18 ] أما StellaShine ، التي أطلقتها شركة Nippon Electric Glass Co. في عام 2016، فهي مادة زجاجية خزفية مقاومة للحرارة، وتتحمل الصدمات الحرارية حتى 800 درجة مئوية. [ 19 ] وقد طُوّرت هذه المادة كإضافة إلى خط إنتاج Nippon من ألواح الطهي المقاومة للحرارة، إلى جانب مواد أخرى مثل Neoceram. KangerTech هي شركة مُصنّعة للسجائر الإلكترونية، بدأت أعمالها في شنتشن، الصين، وتُنتج مواد زجاجية خزفية وتطبيقات أخرى خاصة من الزجاج المُقسّى، مثل خزانات تعديل أجهزة التبخير. [ 20 ]

تُستخدم نفس فئة المواد أيضًا في أواني الطهي الزجاجية الخزفية من Visions و CorningWare، مما يسمح بنقلها من المجمد مباشرة إلى الموقد أو الفرن دون أي خطر للصدمة الحرارية مع الحفاظ على المظهر الشفاف للأواني الزجاجية. [ 21 ]

انظر أيضاً

مصادر

  1. ↑ دوريموس، ر. (1994). علم الزجاج (الطبعة الثانية).
  2. ↑ "مواد مركبة من الزجاج والسيراميك للأختام المحكمة | إيلان" . شركة إيلان للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يونيو 2017 .
  3. 1 2 3 4 5 ماكميلان، بي دبليو (1979). الزجاج والسيراميك (الطبعة الثانية). دار النشر الأكاديمية.
  4. 1 2 3 4 5 6 هولاند، وولفرام؛ راينبرغر، فولكر؛ شفايغر، مارسيل (15 مارس 2003). "التحكم في التكوين النوي في السيراميك الزجاجي". المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن. السلسلة أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية . 361 (1804): 575-589 . Bibcode : 2003RSPTA.361..575H . doi : 10.1098/rsta.2002.1152 . S2CID 98126210 . 
  5. 1 2 ياردلي، ويليام (7 نوفمبر 2014). "وفاة العالم إس. دونالد ستوكي عن عمر يناهز 99 عامًا؛ ومن بين اختراعاته كورنينج وير" . صحيفة نيويورك تايمز .
  6. 1 2 بيال، جورج هـ. (24 أغسطس 2016). "الدكتور إس. دونالد (دون) ستوكي (1915-2014): باحث رائد ومغامر" . مجلة فرونتيرز إن ماتيريالز . 3 : 37. رمز Bibcode : 2016FrMat...3...37B . doi : 10.3389/fmats.2016.00037 .
  7. ↑ "دونالد ستوكي - الرجل الذي قدم لنا منتجات كورنينج وير - يرحل عن عمر يناهز 99 عامًا" . أخبار الهندسة الكيميائية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2020 .
  8. 1 2 3 4 5 6 داير، ديفيس، دانيال غروس (2001). أجيال كورنينج: حياة وأزمنة شركة عالمية . مطبعة جامعة أكسفورد. الصفحات 246-256 ، 279. ISBN  978-0195140958.
  9. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 المليجي ، عماد ؛ فان نورت ، ريتشارد ( 2012). الزجاج والسيراميك الزجاجي للتطبيقات الطبية . سبرينغر. الصفحات 13-17 ، 109-114 . 
  10. 1 2 3 4 جيرهاردت، لوتز-كريستيان (2010). "الزجاج النشط بيولوجيًا وهياكل السيراميك الزجاجي لهندسة أنسجة العظام" . المواد . 3 ( 7): 3870-3890 . Bibcode : 2010Mate....3.3867G . doi : 10.3390/ma3073867 . PMC 5445790. PMID 28883315 .  
  11. ↑ هامل، ف. أ. (1951). "خصائص التمدد الحراري لبعض معادن الليثيا الاصطناعية". مجلة الجمعية الأمريكية للخزف . 34 (8): 235-239 . doi : 10.1111/j.1151-2916.1951.tb11646.x .
  12. ↑ سموك، إي جيه (1951). "تركيبات خزفية ذات تمدد حراري خطي سالب". مجلة الجمعية الأمريكية للخزف . 34 (3): 87-90 . doi : 10.1111/j.1151-2916.1951.tb13491.x .
  13. ↑ لي، سي تي ( 1971 ). "آلية التحول بين طوري الكوارتز العالي والكيتيت في تركيب LiAlSi₂O₆ " . ​​أكتا كريستالوغرافيكا . 27 (6): 1132-1140 . Bibcode : 1971AcCrB..27.1132L . doi : 10.1107/S0567740871003649 .
  14. ↑ جي. شولون وآخرون (1997)، الاستقرار الحراري لألياف كربيد السيليكون المشتقة من PCS ذات المحتوى المنخفض من الأكسجين (Hi-Nicalon)، مجلة علوم المواد
  15. ↑ "موضوع نقاش على منتدى النقاش رقم 918" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23-03-2005 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 03-08-2008 .
  16. ↑ "تعليمات تنظيف موقد الطهي الزجاجي" . www.geappliances.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13-06-2017 .
  17. ^ "كيرالايت | فيتروتك" . فيتروتك | سان جوبان . تم الاسترجاع 2020-12-04 .
  18. ↑ بوبوفيتش، ليو (2020). "تفاصيل ماكور" . ميندروم بريسيجن . تم الاسترجاع في 4 ديسمبر 2020 .
  19. ↑ "زجاج نيبون الكهربائي : علامة تجارية جديدة، ستيلا شاين™، زجاج سيراميكي لألواح أجهزة الطهي العلوية" . ماركت سكرينر . 11 أكتوبر 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2020 . 
  20. ↑ "صفحة تاريخ KangerTech" . KangerTech . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 29-11-2020 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 04-12-2020 .
  21. ↑ "LeCLAIR.vision: معلومات وأسئلة شائعة حول رؤى كورنينج" . LeCLAIR.vision . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2020 .

الأدب

  • ماكميلان، بي دبليو (1974). "الطور الزجاجي في السيراميك الزجاجي". تكنولوجيا الزجاج . 15 (1): 5-15 .
  • باخ، هانز؛ كراوس، ديتر، محرران. (2005). السيراميك الزجاجي ذو التمدد الحراري المنخفض . سلسلة شوت للزجاج والسيراميك الزجاجي. Bibcode : 2005lteg.book.....B . doi : 10.1007/3-540-28245-9 . ISBN 3-540-24111-6.
  • هولاند، وولفرام؛ بيال، جورج هـ. (2012). تكنولوجيا الزجاج والسيراميك . doi : 10.1002/9781118265987 . ISBN 978-0-470-48787-7.
  • بينكني، إل آر (2001). "الخزف الزجاجي". موسوعة المواد: العلوم والتكنولوجيا . ص 3535-3540 . doi : 10.1016/B0-08-043152-6/00629-X . ISBN  978-0-08-043152-9.

دونالد، آي دبليو (2016). علم وتكنولوجيا الزجاج والسيراميك الزجاجي، جمعية تكنولوجيا الزجاج، ص 434.