ای گلاس میں سیلیکا (SiO2​) کا بنیادی کردار

سلیکا (SiO2​) اس میں بالکل اہم اور بنیادی کردار ادا کرتی ہے۔ای گلاس, اس کی تمام بہترین خصوصیات کے لئے بنیاد کی تشکیل. سیدھے الفاظ میں، سیلیکا ای گلاس کا "نیٹ ورک سابق" یا "کنکال" ہے۔ اس کے کام کو خاص طور پر درج ذیل شعبوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

1. شیشے کے نیٹ ورک کے ڈھانچے کی تشکیل (بنیادی کام)

یہ سلکا کا سب سے بنیادی کام ہے۔ سلیکا خود ایک شیشہ بنانے والا آکسائیڈ ہے۔ اس کے SiO4 ٹیٹراہیڈرا آکسیجن ایٹموں کو پلنے کے ذریعے ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں، جو ایک مسلسل، مضبوط، اور بے ترتیب تین جہتی نیٹ ورک کی ساخت بناتے ہیں۔

• تشبیہ:یہ ایک زیر تعمیر مکان کے فولادی کنکال کی طرح ہے۔ سلیکا شیشے کے پورے ڈھانچے کے لیے بنیادی ڈھانچہ فراہم کرتی ہے، جب کہ دیگر اجزاء (جیسے کیلشیم آکسائیڈ، ایلومینیم آکسائیڈ، بوران آکسائیڈ، وغیرہ) وہ مواد ہیں جو کارکردگی کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے اس کنکال کو بھرتے یا اس میں ترمیم کرتے ہیں۔
• اس سیلیکا کنکال کے بغیر، ایک مستحکم شیشے والی حالت کا مادہ نہیں بن سکتا۔

2. بہترین برقی موصلیت کی کارکردگی کی فراہمی

• ہائی برقی مزاحمت:سلیکا میں خود آئن کی نقل و حرکت انتہائی کم ہے، اور کیمیائی بانڈ (Si-O بانڈ) بہت مستحکم اور مضبوط ہے، جس کی وجہ سے آئنائز کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔ یہ جو مسلسل نیٹ ورک بناتا ہے وہ برقی چارجز کی نقل و حرکت کو بہت حد تک محدود کرتا ہے، جس سے ای گلاس بہت زیادہ حجم کی مزاحمت اور سطح کی مزاحمتی صلاحیت فراہم کرتا ہے۔
• کم ڈائی الیکٹرک مستقل اور کم ڈائی الیکٹرک نقصان:ای گلاس کی ڈائی الیکٹرک خصوصیات اعلی تعدد اور اعلی درجہ حرارت پر بہت مستحکم ہیں۔ یہ بنیادی طور پر SiO2 نیٹ ورک ڈھانچے کی ہم آہنگی اور استحکام کی وجہ سے ہے، جس کے نتیجے میں ایک اعلی تعدد والے برقی میدان میں پولرائزیشن کی کم ڈگری اور کم سے کم توانائی کا نقصان (گرمی میں تبدیلی) ہوتا ہے۔ یہ اسے الیکٹرانک سرکٹ بورڈز (PCBs) اور ہائی وولٹیج انسولیٹروں میں کمک کے مواد کے طور پر استعمال کرنے کے لیے مثالی بناتا ہے۔

3. اچھے کیمیائی استحکام کو یقینی بنانا

ای گلاس پانی، تیزاب (ہائیڈرو فلورک اور گرم فاسفورک ایسڈ کے علاوہ) اور کیمیکلز کے خلاف بہترین مزاحمت کا مظاہرہ کرتا ہے۔

• غیر فعال سطح:گھنے Si-O-Si نیٹ ورک میں بہت کم کیمیائی سرگرمی ہوتی ہے اور یہ پانی یا H+ آئنوں کے ساتھ آسانی سے رد عمل ظاہر نہیں کرتا ہے۔ لہذا، اس کی ہائیڈولیسس مزاحمت اور تیزاب مزاحمت بہت اچھی ہے۔ یہ اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ E-glass فائبر کے ذریعے تقویت یافتہ جامع مواد سخت ماحول میں بھی طویل مدت تک اپنی کارکردگی کو برقرار رکھتے ہیں۔

4. اعلی مکینیکل طاقت میں شراکت

کی آخری طاقت اگرچہشیشے کے ریشےسطحی نقائص اور مائیکرو کریکس جیسے عوامل سے بھی بہت زیادہ متاثر ہوتا ہے، ان کی نظریاتی طاقت بڑی حد تک مضبوط Si-O covalent بانڈز اور تین جہتی نیٹ ورک کی ساخت سے ہوتی ہے۔

• ہائی بانڈ توانائی:Si-O بانڈ کی بانڈ انرجی بہت زیادہ ہے، جو شیشے کے کنکال کو خود کو انتہائی مضبوط بناتا ہے، جو فائبر کو اعلی تناؤ کی طاقت اور لچکدار ماڈیولس فراہم کرتا ہے۔

5. مثالی تھرمل پراپرٹیز فراہم کرنا

• کم تھرمل ایکسپینشن گتانک:سلیکا خود تھرمل توسیع کا بہت کم گتانک رکھتا ہے۔ چونکہ یہ بنیادی ڈھانچے کے طور پر کام کرتا ہے، ای گلاس میں نسبتاً کم تھرمل ایکسپینشن گتانک بھی ہوتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ درجہ حرارت کی تبدیلیوں کے دوران اس میں اچھی جہتی استحکام ہے اور تھرمل توسیع اور سنکچن کی وجہ سے ضرورت سے زیادہ تناؤ پیدا کرنے کا امکان کم ہے۔
• اعلی نرمی نقطہ:سلیکا کا پگھلنے کا نقطہ انتہائی بلند ہے (تقریباً 1723∘C)۔ اگرچہ دیگر فلوکسنگ آکسائیڈز کا اضافہ ای گلاس کے آخری پگھلنے والے درجہ حرارت کو کم کرتا ہے، لیکن اس کا SiO2 کور اب بھی یقینی بناتا ہے کہ شیشے میں زیادہ تر ایپلی کیشنز کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کافی حد تک نرمی کا نقطہ اور تھرمل استحکام ہے۔

ایک عام میںای گلاسساخت میں، سلیکا کا مواد عام طور پر 52%-56% (وزن کے لحاظ سے) ہوتا ہے، جو اسے واحد سب سے بڑا آکسائیڈ جزو بناتا ہے۔ یہ شیشے کی بنیادی خصوصیات کی وضاحت کرتا ہے۔

ای گلاس میں آکسائیڈ کے درمیان محنت کی تقسیم:

• SiO2(سلیکا): مین کنکال; ساختی استحکام، برقی موصلیت، کیمیائی استحکام، اور طاقت فراہم کرتا ہے۔
• Al2O3(ایلومینا): معاون نیٹ ورک سابق اور سٹیبلائزر; کیمیائی استحکام، مکینیکل طاقت کو بڑھاتا ہے، اور ڈیویٹریفیکیشن کے رجحان کو کم کرتا ہے۔
• B2O3(بوران آکسائیڈ): فلوکس اور پراپرٹی موڈیفائر; تھرمل اور برقی خصوصیات کو بہتر بناتے ہوئے پگھلنے والے درجہ حرارت (توانائی کی بچت) کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے۔
• CaO/MgO(کیلشیم آکسائیڈ/میگنیشیم آکسائیڈ): بہاؤ اور سٹیبلائزر; پگھلنے میں مدد کرتا ہے اور کیمیائی استحکام اور ڈیویٹریفیکیشن خصوصیات کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔