اتجاه تطوير الزجاج

وفقا لمرحلة التطور التاريخي، يمكن تقسيم الزجاج إلى الزجاج القديم والزجاج التقليدي والزجاج الجديد والزجاج المتأخر.

(1) في التاريخ، يشير الزجاج القديم عادة إلى عصر العبودية. في التاريخ الصيني، يشمل الزجاج القديم أيضًا المجتمع الإقطاعي. لذلك، يشير الزجاج القديم عمومًا إلى الزجاج المصنوع في عهد أسرة تشينغ. على الرغم من أنه يتم تقليده اليوم، إلا أنه لا يمكن تسميته إلا بالزجاج العتيق، وهو في الواقع زجاج مزيف من الزجاج القديم.

(2) الزجاج التقليدي هو نوع من المواد والمنتجات الزجاجية، مثل الزجاج المسطح وزجاج الزجاجات وزجاج الأواني والزجاج الفني والزجاج المزخرف، والتي يتم إنتاجها بطريقة التبريد الفائق الذائب باستخدام المعادن الطبيعية والصخور كمواد خام رئيسية.

(3) الزجاج الجديد، المعروف أيضًا باسم الزجاج الوظيفي الجديد والزجاج الوظيفي الخاص، هو نوع من الزجاج يختلف بشكل واضح عن الزجاج التقليدي في التركيب وإعداد المواد الخام والمعالجة والأداء والتطبيق، وله وظائف محددة مثل الضوء، الكهرباء والمغناطيسية والحرارة والكيمياء والكيمياء الحيوية. إنها مادة مكثفة ذات تقنية عالية مع العديد من الأصناف، وحجم إنتاج صغير وترقية سريعة، مثل زجاج التخزين البصري، وزجاج الدليل الموجي ثلاثي الأبعاد، والزجاج المحترق بالثقب الطيفي، وما إلى ذلك.

(4) من الصعب إعطاء تعريف دقيق لزجاج المستقبل. وينبغي أن يكون الزجاج الذي يمكن تطويره في المستقبل وفقا لاتجاه التطور العلمي أو التنبؤ النظري.

بغض النظر عن الزجاج القديم، أو الزجاج التقليدي، أو الزجاج الجديد، أو زجاج المستقبل، فإن جميعها لها قواسمها المشتركة وتفردها. وجميعها عبارة عن مواد صلبة غير متبلورة تتميز بخصائص درجة حرارة التزجج. ومع ذلك، تتغير الشخصية مع مرور الوقت، أي أن هناك اختلافات في الدلالة والامتداد في فترات مختلفة: على سبيل المثال، الزجاج الجديد في القرن العشرين سيصبح زجاجًا تقليديًا في القرن الحادي والعشرين؛ مثال آخر هو أن السيراميك الزجاجي كان نوعًا جديدًا من الزجاج في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي، لكنه أصبح الآن سلعة ومواد بناء يتم إنتاجها بكميات كبيرة؛ في الوقت الحاضر، يعد الزجاج الضوئي مادة وظيفية جديدة للبحث والإنتاج التجريبي. وفي غضون سنوات قليلة، قد يصبح الزجاج التقليدي مستخدمًا على نطاق واسع. من وجهة نظر تطور الزجاج، فهو يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالوضع السياسي والاقتصادي في ذلك الوقت. فقط الاستقرار الاجتماعي والتنمية الاقتصادية يمكن أن يتطور. بعد تأسيس الصين الجديدة، خاصة منذ الإصلاح والانفتاح، أصبحت القدرة الإنتاجية والمستوى الفني للزجاج المسطح والزجاج اليومي والألياف الزجاجية والألياف الضوئية في طليعة العالم.

يرتبط تطوير الزجاج أيضًا ارتباطًا وثيقًا باحتياجات المجتمع، مما سيعزز تطوير الزجاج. لقد تم دائمًا استخدام الزجاج بشكل أساسي كحاويات، وتمثل الحاويات الزجاجية جزءًا كبيرًا من إنتاج الزجاج. ومع ذلك، في الصين القديمة، كانت تكنولوجيا تصنيع الأواني الخزفية متطورة نسبيًا، وكانت الجودة أفضل، وكان الاستخدام مناسبًا. نادرًا ما كان من الضروري تطوير أوعية زجاجية غير مألوفة، بحيث يبقى الزجاج في المجوهرات والفنون المقلدة، مما يؤثر على التطور العام للزجاج؛ ومع ذلك، في الغرب، يهتم الناس بالأواني الزجاجية الشفافة وأطقم النبيذ والحاويات الأخرى، مما يشجع على تطوير العبوات الزجاجية. في الوقت نفسه، في فترة استخدام الزجاج لصنع الأدوات البصرية والأدوات الكيميائية في الغرب لتعزيز تطوير العلوم التجريبية، دخلت صناعة الزجاج في الصين مرحلة "مثل اليشم" ومن الصعب دخول قصر علوم.

مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، يستمر الطلب على كمية وتنوع الزجاج في الزيادة، كما يتم أيضًا تقدير جودة الزجاج وموثوقيته وتكلفته بشكل متزايد. أصبح الطلب على الطاقة والمواد البيولوجية والبيئية للزجاج أكثر إلحاحا. من الضروري أن يكون للزجاج وظائف متعددة، وأن يعتمد بشكل أقل على الموارد والطاقة، وأن يقلل من التلوث والأضرار البيئية.

وفقا للمبادئ المذكورة أعلاه، يجب أن يتبع تطوير الزجاج قانون مفهوم التنمية العلمية، والتنمية الخضراء والاقتصاد منخفض الكربون هما دائما اتجاه تطوير الزجاج. على الرغم من أن متطلبات التنمية الخضراء تختلف باختلاف المراحل التاريخية، إلا أن الاتجاه العام هو نفسه. قبل الثورة الصناعية، كان الخشب يستخدم كوقود في إنتاج الزجاج. تم قطع الغابات وتدمير البيئة. في القرن السابع عشر، حظرت بريطانيا استخدام الخشب، لذلك تم استخدام أفران البوتقة التي تعمل بالفحم. في القرن التاسع عشر، تم تقديم فرن خزان التجديد؛ تم تطوير فرن الصهر الكهربائي في القرن العشرين؛ في القرن الحادي والعشرين، هناك اتجاه نحو الصهر غير التقليدي، أي أنه بدلاً من استخدام الأفران والبوتقات التقليدية، يتم استخدام الصهر المعياري، وذوبان الاحتراق المغمور، والتوضيح الفراغي، وذوبان البلازما عالية الطاقة. من بينها، تم اختبار الذوبان المعياري والتوضيح الفراغي وذوبان البلازما في الإنتاج.

يتم تنفيذ الصهر المعياري على أساس عملية التسخين المسبق أمام الفرن في القرن العشرين، مما يمكن أن يوفر 6.5% من الوقود. في عام 2004، قامت شركة أوينز إلينوي بإجراء اختبار الإنتاج. استهلاك الطاقة لطريقة الصهر التقليدية كان 7.5mj/kga، في حين أن طريقة الصهر النمطية كانت 5mu/KGA، مما يوفر 33.3%.

أما بالنسبة لتصفية الفراغ، فقد تم إنتاجه في فرن خزان متوسط ​​الحجم 20 طن/يوم، والذي يمكن أن يقلل من استهلاك الطاقة للصهر والتصفية بحوالي 30%. وعلى أساس توضيح الفراغ، تم إنشاء نظام ذوبان الجيل التالي (NGMS).

وفي عام 1994، بدأت المملكة المتحدة في استخدام البلازما لاختبار ذوبان الزجاج. في عام 2003، أجرت وزارة الطاقة وصناعة الزجاج بالولايات المتحدة اختبار ذوبان البلازما عالي الكثافة للزجاج E، واختبار فرن الخزان الصغير من الألياف الزجاجية، مما يوفر أكثر من 40٪ من الطاقة. نظمت وكالة تطوير تكنولوجيا صناعة الطاقة الجديدة في اليابان أيضًا Asahi nitko وجامعة طوكيو للتكنولوجيا لإنشاء فرن تجريبي 1 T / D. يتم إذابة الدفعة الزجاجية أثناء الطيران عن طريق تسخين البلازما بالترددات الراديوية. وقت الذوبان هو فقط 2 ~ 3 ساعات، واستهلاك الطاقة الشامل للزجاج النهائي هو 5.75 ميجا جول / كجم.

في عام 2008، قامت Xunzi بإجراء اختبار توسيع زجاج الجير الصودا 100 طن، وتم تقصير وقت الذوبان إلى 1/10 من الوقت الأصلي، وتم تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 50%، وتم تقليل انبعاثات الملوثات بنسبة 50%. تخطط وكالة التطوير الشامل لتكنولوجيا صناعة الطاقة الجديدة في اليابان (NEDO) لاستخدام فرن اختبار زجاج جير الصودا بسعة 1 طن للخلط، والصهر أثناء الطيران جنبًا إلى جنب مع عملية التنقية الفراغية، وتخطط لتقليل استهلاك طاقة الصهر إلى 3767 كيلوجول/كجم من الزجاج في عام 2012.