Dərslik Sumqayıt Dövlət Universitetinin Elmi Şurasının

13.1. Şüşəəmələgəlməsinə təsir edən amillər
Silisium dioksidlə (SiO₂) silikatların qarışığını əritdikdə şəffaf kütlə alınır ki, bu da şüşə adlanır. Şüşələrdə hissəciklər, yəni kation və anionlar kristallarda olduğu kimi qanunauyğun dövri təkrarlanan formada olmayıb, sistemsiz şəkildə yerləşirlər. Ona görə də onlar amorf maddələr adlanırlar. Kristal bərk cisimlərdən fərqli olaraq şüşələrin və ümumiyyətlə amorf bərk cisimlərin konkret ərimə və donma temperaturu olmur. Şüşələr bərkliyinə görə bərk cisimlərə, hissəciklərinin nizamsız düzülüşünə görə isə mayelərə oxşayır. Ona görə də onlar bərk cisimlərlə mayelər arasında aralıq mövqe tuturlar. Kristal maddələrdən fərqli olaraq şüşə materialları qızdırıidıqda tədricən yumşalır, sıxlığı və istilik tutumu dəyişmir, gizli kristallaşma istiliyi şüşələr üçün xarakterik deyil, yəni onlar bu istiliyə malik deyillər. Şüşə daim metastabil vəziyyətdə olur və kristal hala öz-özünə keçə bilmir. Kristal bərk cisimlər maye halından soyudularaq bərk hala keçərkən onun hissəcikləri (atom, ion, molekul) nizamlı formada düzülür və müəyyən bir sahəni əhatə edir. Monokristallarda hissəciklərin nizamlı düzülüşü bərk cismin bütün həcmi boyunca olan böyük bir sahəni əhatə edir. Şüşələrdə isə nizamlı düzülüş çox kiçik bir sahəni, yəni 10^-8sm² - dan da kiçik bir sahəni əhatə edir ki, bu sahədən hətta qamma şüasının difraksiyası baş vermir.

Şüşələr amorf maddə olduğundan, izotrop xassəyə malik olurlar. Silisium dioksid (SiO₂) kvars şüşəsinin əsasını təşkil edir. Təbiətdə SiO₂ kristal halda dağ billuru mineralı kimi, amorf halda isə kremen mineralı şəklində mövcud olur. Onun davamlı stabil halı kristal halında olan formasıdır. Kristal SiO₂ öz-özünə amorf formaya keçə bilmr. Amorf SiO₂ yüksək temperaturda kristal formaya keçə bilir.

Şüşəəmələgəlmənin əsas şərti maddədə mövcud olan kimyəvi rabitənin təbiəti ilə müəyyənləşdirilir. Hissəciklərin nizamsız paylanması üçün əsas şərtlərdən biri ərinti halında olan maddənin soyudulması prosesidir. İon və metal tip rabitəyə malik maddələrin ərintilərinin soyudulması zamanı hissəciklərin səmtləşməsi hesabına anionlar və kationlar nizamlı qaydada düzülürlər. Bu tip maddələr kristallik bərk cisimlərdir. Amorf və şüşəvari maddələrdə hissəciklərin bir-birinə təsir edərək onların səmtləşməsi prosesi baş vermir. Həmçinin bu maddələrdə ion və metal rabitəsi, eləcədə hissəciklərin istiqamətlənməsi müşahidə olunur. Şüşəəmələgətirən maddələrdə kimyəvi rabitənin növü kovalent rabitə növüdür. Şüşələr sadə və mürəkkəb formaya məlik olurlar. Ge – As – Se – Br istiqamətində metal rabitəsi zəifləyir homopolyar kovalent rabitə isə güclənir. Odur ki, bu elementlərin oksidləri şüşəəmələgətirmə xassəsinə malikdirlər. Te – Se – S – O istiqamətində də həmin qanunauyğunluq müşahidə olunur. Oksigen kristal halında molekulyar kristal qəfəs əmələ gətirir. Tellurda metal xassə mövcud olduğu üçün şüşəəmələgətirmə xassəsi zəifdir. Kükürd və selendə isə şüşəəmələgətirmə xassəsi yüksəkdir.

Qeyri-üzvi maddələrin az bir hissəsi şüşəəmələgətirmə xassəsinə malikdirlər. Ge, As, S, Se elementləri üçün şüşəəmələgətirmə xassəsi kifayət qədər xarakterikdir. SiO₂ , B₂O₃, GeO₂ , As₂O₃ , P₂O₅ oksidlərinə digər oksidlər qarışdırdıqda şüşəəmələgətirmə qabiliyyəti yüksəlir. Məsələn, SiO₂ – Na₂O ikili sistemində natrium oksidin miqdarı 47mol % - i hədlərində olarsa şüşəəmələgəlmə prosesi kifayət qədər uğurlu olar. As – Se, As – S, P – S, Ge – Se sistemlərində də şüşəəmələgəlmə prosesi intensiv olur.

Ümumiyyətlə, məişətdə, istehsalatda, laboratoriyada işlədilən şüşələr müvafiq standartlara uyğun olmalıdırlar. Şüşə aparatlar, cihazlar və qurğular hazırlanarkən onların müxtəlif aqresiv mühitə məsələn, NaOH, Ca(OH)₂ , H₂SO₄ , HNO₃ və s. mühitlərə, nəmliyə (H₂O) və yüksək temperatura davamlılığı nəzərə alınmalıdır. Tibbdə istifadə olunan şüşələrdə, tibb dərmanları və qida maddələri saxlanılan qabların hazırlanmasında istifadə olunan şüşələrin tərkibində zərərli oksidlər, yəni PbO, As₂O₃ , Sb₂O₃ olmamalıdır.

Şüşələr təyinatına və xassələrinə görə müxtəlif növlərə ayrılır bunlardan silikat şüşələr, kvars şüşələr, molibden şüşələr, perekis şüşələr, yarımkeçirici şüşələri və s. göstərmək olar.

Şüşənin alınmasında 2 əsas istiqamət məlumdur.

I istiqamət şüşənin alınmasında ən geniş yayılmış üsul nəzərdə tutulur. Bu üsul ərintinin tədricən soyudulmasına əsaslanır. Soyudulma elə aparılmalıdır ki, kristallaşma baş vermısin, lakin özlülüyün qəflətən yüksəlməsi nəticəsində elastik (möhkəm) bərk cisim yaransın. Bu hal yaranana qədər soyudulma davam etdirilir.