شیشه کوارتز یا کوارتز مذابی

                        

                ظروف مقاوم در برابر تغییر دما 

به یاد دارم که  به هنگام خدمت سربازی  لیوان های ارزانی به قیمت ده تومان یا  صد ریال می خریدیم و از آن برای نوشیدن آب و چای استفاده می کردیم . به کرات پیش آمد که وقتی چای داغ را در این لیوان ها می ریختم ناگهان بخش تحتانی آن به طور یکپارچه جدا می شد وعملا  لیوان  به شکل لوله در می آمد . خوب علتش معلوم بود . این لیوان ها نسبتا ضخیم بودند و وقتی داخل آن به شدت داغ می شد و انبساط می یافت قسمت بیرونی هنوز سرد بود و این اختلاف انبساط خارج و داخل نیرویی برای کندن بدنه پدید می آورد .  من برای محافظت این لیوان ها قبل از ریختن چای کمی انرا روی بخاری حرارت می دادم  یا مقدار کمی آب گرم به داخل و خارج آن می پاشیدم .

ترفند های بسیاری برای ممانعت از وقوع چنین حوادثی وجود دارد . مثلا می توان قبل از ریختن چای یا اب داغ قاشقی درون آن قرار داد یا  یا سطوح خارجی و داخلی آن را کمی حرارت داد یا  با آب گرم دمایشان را کمی بالا برد .

لیوان هایی از همین جنس ولی نازک تر دوام  بسیار بیشتری نسبت به نوع ضخیم تر دارند . زیرا گرما با سرعت بیشتری به سطح خارجی می رسد و اختلاف انبساط بسیار کمتر خواهد بود . حال اگر همین لیوان نازک تر با همین جنس را از ماده یی با دمای دویست درجه سلسیوس یا بیشتر پرکنیم باز دچار شکستگی خواهد شد .

به طور کلی مقاومت اجسام شیشه یی در برابر شکستن به سه عامل مهم بستگی دارد  اول ضریب انبساط خطی که ویزگی  انبساطی جسم در برابر دما را نشان می دهد  هر چه ضریب انبساط خطی جسم کمتر باشد احتمال شکسته شدن آن در این مواقع بیشتر کاهش می یابد . دوم ضخامت جسم که سرعت انتقال گرما بین دو ناحیه  بیرونی و درونی به آن بستگی داد  سوم جنس ماده که مقاومت آن در برابر نیروی شکننده  را نشان می دهد . البته نباید فراموش کرد که ویژگی های شیشه بیشتر مانند مایعات است نه جامدات دیگر ! شیشه نیز مانند مایع دارای خاصیت کشسانی سطحی است . درواقع وقتی ما برای برش شیشه از الماس استفاده می کنیم تنها سطوح خارجی آن را می بریم  که بااین برش مقاومت کل  شیشه  فرو می شکند . به همین دلیل است که نیروهای سطحی پدید آمده بر سطوح خارجی و داخلی شیشه بر اثر اختلاف دما و احتلاف انبساط  موجب فرو شکستن لیوان می شوند .

بهترین جسم برای تولید ظروف و اسباب های بسیار مقاوم در برابر اختلاف دما ( به ویژه اسباب های اپتیکی ) کوارتز مذابی یا شیشه ی کوارتز است ( متاسفانه در ایران آن را فیوزد سیلکا می نامند ) . این جسم هم ضریب انبساط بسیار پایینی دارد و هم مقاومت بیشتری در مقابل فروشکستن از خود نشان می دهد . این ویژگی چنان است که می توان حتی قطعات نازک آن را تا حدود هزار و پانصد درجه ی سلسیوس گرم کرد و ناگهان به درون آب سرد فرو برد بی آنکه ترکی بردارد . شیشه ی کوارتز را از ذوب کوارتز خالص به دست می آورند و به همین دلیل است که آن را کوارتز مذابی می نامند . کشکول علمی سهراب ...