در ایران، با معادن غنی سیلیس مانند زاگرس و همدان، شرکت‌هایی نظیر زاگرس سیلیس غرب با تولید سیلیس ممتاز (خلوص بیش از ۹۹ درصد) و ماسه سیلیسی درجه یک، نیاز صنایع شیشه‌سازی داخلی و صادراتی را برآورده می‌کنند. این مقاله به بررسی نقش سیلیس در شیشه سازی ، از شیشه‌های ساختمانی تا نمایشگرهای هوشمند، می‌پردازد و فرآیندها، کاربردها، چالش‌ها و روندهای آینده را تحلیل می‌کند.
تعریف شیشه پیشرفته و نقش سیلیس در شیشه سازی
شیشه پیشرفته، نوعی شیشه مهندسی‌شده است که ویژگی‌هایی مانند مقاومت حرارتی، شفافیت بالا، عایق‌بندی صوتی و حرارتی، یا قابلیت تغییر شفافیت (شیشه هوشمند) را داراست. ترکیب اصلی شیشه شامل سیلیس (۷۰-۷۵ درصد)، سدیم کربنات (۱۰-۱۵ درصد)، آهک (۵-۱۰ درصد) و افزودنی‌های دیگر مانند آلومینا یا بور است. سیلیس، به‌عنوان ماده پایه، ساختار شبکه‌ای شیشه را تشکیل می‌دهد و خواص مکانیکی و شیمیایی آن را تعیین می‌کند. برای شیشه‌های پیشرفته، از سیلیس با خلوص بالا (مانند fused silica یا quartz) استفاده می‌شود که مقاومت در برابر حرارت و خوردگی را افزایش می‌دهد.
در فرآیند تولید، سیلیس خام ذوب می‌شود (در دمای حدود ۱۷۰۰ درجه سانتی‌گراد) و با افزودنی‌ها ترکیب می‌گردد. نوسانات قیمت مواد خام مانند سیلیس، که در سال ۲۰۲۵ تأثیرگذار بوده، هزینه تولید را تحت تأثیر قرار می‌دهد. شرکت زاگرس سیلیس غرب با ارائه سیلیس با دانه‌بندی دقیق (۰.۱-۰.۲۵ میلی‌متر برای شیشه‌سازی)، کیفیت شیشه نهایی را تضمین می‌کند.
فرآیند تولید شیشه پیشرفته با استفاده از سیلیس
تولید شیشه پیشرفته شامل مراحل زیر است:
- آماده‌سازی مواد خام: سیلیس خام از معادن استخراج و فرآوری می‌شود تا خلوص آن به ۹۹ درصد برسد. این مرحله برای جلوگیری از ناخالصی‌ها (مانند آهن) حیاتی است.
- ذوب و ترکیب: سیلیس با مواد دیگر در کوره‌های الکتریکی یا گازی ذوب می‌شود. برای شیشه‌های پیشرفته مانند borosilicate، سیلیس با بور ترکیب می‌گردد تا مقاومت حرارتی افزایش یابد.
- شکل‌دهی و خنک‌سازی: شیشه مذاب به شکل ورقه، لوله یا نمایشگر تبدیل می‌شود. فرآیندهای پیشرفته مانند float glass برای شیشه‌های ساختمانی استفاده می‌شود.
- پوشش‌دهی و هوشمندسازی: برای شیشه‌های هوشمند، لایه‌های نانویی (مانند اکسید تیتانیوم) اضافه می‌شود تا قابلیت تغییر شفافیت فراهم گردد.
بازار شن سیلیس در شیشه سازی در سال ۲۰۲۵ به ۲۳.۹۳ میلیارد دلار رسیده و پیش‌بینی می‌شود تا ۲۰۳۰ به ۳۳.۲۶ میلیارد دلار افزایش یابد، با CAGR ۶.۷ درصد.
کاربردهای سیلیس در شیشه‌های ساختمانی پیشرفته
شیشه‌های ساختمانی پیشرفته، مانند شیشه‌های عایق حرارتی (Low-E) یا شیشه‌های هوشمند (electrochromic)، برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌ها طراحی شده‌اند. سیلیس با خلوص بالا در این شیشه‌ها شفافیت و دوام را تأمین می‌کند. برای مثال:
- شیشه‌های Low-E : سیلیس پایه‌ای برای پوشش‌های فلزی است که حرارت را بازتاب می‌دهد و مصرف انرژی را تا ۳۰ درصد کاهش می‌دهد.
- شیشه‌های هوشمند: با استفاده از سیلیس در لایه‌های کریستالی، شفافیت شیشه با جریان الکتریکی تغییر می‌کند. بازار شیشه هوشمند در ساختمان‌ها در سال ۲۰۲۵ رشد قابل توجهی داشته، به دلیل گسترش خانه‌های هوشمند.
کاربردهای سیلیس در نمایشگرهای هوشمند
نمایشگرهای هوشمند، مانند LCD، OLED و میکرو LED، از شیشه substrate (مانند fused silica یا borosilicate) استفاده می‌کنند که سیلیس اصلی‌ترین جزء آن است. این شیشه‌ها باید مقاومت حرارتی بالا (برای فرآیندهای تولید) و شفافیت عالی داشته باشند. بازار شیشه نمایشگر در سال ۲۰۲۵ بخشی از رشد کلی صنعت الکترونیک را تشکیل می‌دهد، با تمرکز بر نمایشگرهای انعطاف‌پذیر و شفاف.
چالش‌ها و روندهای آینده در سال ۲۰۲۵
چالش‌ها شامل نوسانات قیمت سیلیس (به دلیل تقاضای بالا) و مسائل زیست‌محیطی استخراج است. روندهای آینده:
- شیشه‌های پایدار: استفاده از سیلیس بازیافتی برای کاهش کربن‌فوت‌پرینت.
- نانوتکنولوژی: ترکیب سیلیس با نانوذرات برای شیشه‌های خودتمیزکننده.
- بازار جهانی: رشد بازار شیشه substrate به ۱۰.۵۱ میلیارد دلار تا ۲۰۲۹، با CAGR ۵.۹ درصد.
نتیجه‌گیری
سیلیس نه تنها پایه شیشه‌های پیشرفته است، بلکه کلید نوآوری در ساختمان‌سازی و فناوری‌های هوشمند محسوب می‌شود. شرکت زاگرس سیلیس غرب با تولید سیلیس باکیفیت، آماده تأمین نیازهای این صنایع است. برای اطلاعات بیشتر یا خرید سیلیس ، میتوانید با ما تماس بگیرید.
منابع :