水晶玻璃的发展历程

水晶玻璃历史悠久。在古代,由于玻璃原料中杂质多,熔化温度不高,玻璃还没有熔化好,存在很多未熔化的砂粒、气泡等缺陷。同时原料中含有铁、锰、钛等多种有色金属离子,玻璃往往是不透明或半透明的。13世纪,威尼斯人用杂质较少的石英岩和黎凡特的草木灰加钠熔化成无色透明的玻璃。

65438+5世纪,原料质量进一步提高。用提契诺河下游的纯石英砂和从草木灰沸水溶液中重结晶的碳酸钠,得到的玻璃透明度比过去明显提高,与晶体的透明度相近,故命名为Cristallo,是一种钠钙晶体。其组成范围(质量分数)为[1]SiO2 70.0%~71.5%,Al2O3 0.8%~1.31%,CaO 4.07%~4.72%,MgO 1.47% ~。Na2O 15.2%~16.8%,Fe2O3 0.25%~0.51%,MnO 0.26%~0.51%,SO3 0.19%~0.31%。

钠钙水晶玻璃的成分与现代器皿玻璃有些相似,K2O+Na2O含量高,CaO+MgO含量低。玻璃容易熔化,适合手工操作。13世纪后,波希米亚人在波希米亚(今捷克)和锡尔西亚建立了十几家玻璃工厂。除了优质石英砂,他们还使用了含有碳酸钾的森林木灰,如beeth森林的木灰,作为引入碱性氧化物的原料,所以他们制造了它们。又名crystalex,在文学上为了与威尼斯水晶玻璃相区别而被称为波西米亚Crystalex,又因为使用森林木灰为原料而被称为Forext玻璃。波希米亚水晶玻璃由钾和钙组成,含SiO _ 2 75% ~ 77%,Cao 5% ~ 6%,K2O 15% ~ 17%。玻璃的折射率nD为1.48~1.49。这个系统被称为钾钙水晶玻璃。后来为了提高性能,在成分中加入Na2O和少量B2O3,改名为K-Na-Ca晶体玻璃。目前,捷克生产的这类水晶玻璃的成分(质量分数)为:SiO _ 2 75.5%,B2 O3 0.2%,Cao 6%,K2O 4.8%,Na2O 12.8%。钾钙和钾钠水晶玻璃主要产于距离布拉格90公里的Nov Bor。产品的技术指标为:密度2.444g/cm3,折射率nD(20℃) 1.50002,平均色散(20℃) 830×10-5,线膨胀系数830。耐酸性(按ISO 719标准,0.01mol/L HCl在98℃腐蚀后玻璃表面单位面积失重)为1.98mg/dm2,液相线温度为950℃[2]。

在中世纪,波希米亚水晶玻璃制造技术逐渐传播到中欧和西欧。英法的玻璃厂大多采用波希米亚K-Ca和K-Na-Ca玻璃成分,熔化温度比较高,需要优质木材作为燃料,大量砍伐森林。1615年,英国王室禁止玻璃厂使用优质木材作为燃料,影响了玻璃厂的生产。1670年,英国人Ravenscroft发现,在玻璃成分中加入PbO,不仅降低了玻璃的粘度和熔化温度,而且使玻璃易于熔化,材料长,便于成型,增加了玻璃的光泽度,使其更加晶莹剔透,易于雕刻,于是他将铅玻璃投入生产,称为铅晶。铅晶体的折射率、色散、密度比水晶Cristallo、crystalex高,熔化、成型、研磨性能比水晶cristallo、crystal ex好,所以推广使用。

世界上著名的水晶玻璃工厂大多建于18世纪前后。1764年,拉纳在法国巴卡拉的一个小村庄里建立了一个玻璃工厂。当时只是一个家庭小作坊,生产平板玻璃、镜子、波西米亚风格的水晶玻璃。Ravenscroft发明铅玻璃的时候,Baccarat也做了铅水晶,里面含有24%的PBO,被称为全铅水晶。1830年生产彩色水晶玻璃,之后生产蛋白石玻璃、半透明蛋白石玻璃、玛瑙玻璃,之后推出绿色蛋白石水晶玻璃。彩色和蛋白石水晶玻璃成了巴卡拉的特色。在1855年的巴黎博览会上,巴卡拉展出了一个高5.182米(17英尺)的水晶玻璃烛台和一个高7.0100米(23英尺)的水晶玻璃喷泉底座。1972年,在里斯本国际博览会上,巴卡拉展出了另一件90.72千克(200磅)的地球和月球水晶玻璃雕塑。150年来,虽然产权多次易主,厂名几易其主,但巴卡拉的名牌始终深入人心。在法国乃至欧洲,一提到铅水晶,就会想到巴卡拉。

1783年,乔治和威廉叔叔在英国沃特福德建立了一家玻璃厂,生产含30% PBO的全铅水晶玻璃。1851年,英国首届世博会在伦敦举行。设计师帕克斯顿用生铁预制梁、柱和屋架,用沃特福德的玻璃作为墙壁和屋顶,建造了一座透明的水晶宫。建筑长563m,宽124.4m,呈阶梯状长方体,上有屋顶,总建筑面积70。玻璃总面积接近9300 m2,被称为水晶宫展,开创了玻璃建筑的新时代,在世界建筑史上占有重要地位。

与历史悠久的威尼斯和波希米亚玻璃相比,施华洛世奇水晶玻璃只有100多年的历史。施华洛世奇公司由从波希米亚移民到奥地利小镇瓦滕斯的捷克人丹尼尔·施华洛世奇于1895年创立。施华洛世奇制造含32% PBO的高铅水晶玻璃,尤其以使用高铅水晶作为仿钻石(钻石)、红宝石、蓝宝石、紫水晶、钛蓝宝石、印度红宝石以及半透明和不透明的不透明玻璃而闻名,如白欧泊、紫欧泊、海蓝宝石、橄榄石、碧玺和黄玉。施华洛世奇开创了水晶在时装、鞋帽、钟表上的应用,扩大了高铅玻璃的应用范围。

俄罗斯圣彼得堡的皇家玻璃厂在20世纪20年代生产大容量花瓶、水壶、骨灰盒和家具。1828年为波斯国王做了水晶玻璃蓝沙发。

虽然我国战国时期的楚人以石英砂、方铅矿、重晶石为原料,制成剑首、剑臂、玉壁等铅钡硅酸盐玻璃的装饰玻璃,但这些玻璃都是半透明或不透明的深色玻璃,与现代的铅水晶玻璃有明显的区别。西汉以后,中国制造的玻璃成分由铅钡硅酸盐转变为铅玻璃,制成了透光度好的玻璃。根据古代文献记载,此时玻璃的外观类似于水晶或玉石,取代了玉石,但从物理角度来看,这些玻璃不能称为铅水晶玻璃。

中国在50年代研制的铅玻璃,主要是光学玻璃的燧石玻璃,用作光学材料,60年代研制了辐射防护用铅玻璃。直到20世纪70年代,真正的铅(PBO >: 24%)和高铅(PBO >;30%)水晶玻璃。

近年来,国内一些知名的传统玻璃器皿厂,由于种种原因,已经基本停止生产铅晶玻璃。目前,有两种类型的企业生产铅水晶玻璃。一类是生产光学玻璃和特种玻璃的大型企业,利用其光学玻璃生产设备和技术优势生产铅晶玻璃;另一种是合资或民营企业,采用进口连续熔窑生产高铅或铅晶玻璃。