水晶玻璃的发展方向

水晶玻璃中的铅污染一直备受公众关注。从65438到0976，世界卫生组织(世卫组织)注意到了玻璃和陶瓷中铅的溶出，美国美国食品药品监督管理局(FDA)规定了陶瓷釉料中铅和镉的溶出。国际标准化组织(ISO)在ISO 7086/1和ISO 7086/2中规定，用4%(v/v)的醋酸溶液在22℃下腐蚀1h。对于体积小于600mL的中空玻璃制品，Pb溶出量允许限值为5mg/L，体积大于600mL时，Pb溶出。1991年，国际水晶联合会欧美分会做出了比ISO更严格的规定。在相同条件下，Pb溶出的允许限值为65438±0.5mg/L[4]。

加拿大NSC国家安全委员会对铅水晶的使用安全提出了建议。认为每人每天铅的摄入量不应大于5μg/d，铅水晶玻璃杯装酒时溶出的铅量可达1 ~ 500μg/L。建议酸性液体不要存放在铅晶瓶中，婴幼儿不要使用铅晶瓶和杯子，孕妇不要日常饮用铅晶杯中的液体。

欧洲议会和理事会指令2002/95/ec规定，从2007年7月1起禁止电路和电子设备中的有害物质Pb、Hg、Cd和Cr6+达到10-9级，但铅水晶玻璃暂时搁置。

从发展趋势来看，无铅水晶玻璃势在必行。20世纪50年代，苏联、捷克等东欧国家一直在进行无铅晶体的研究，80年代和90年代，一些西方国家也发布了无铅晶体的专利。最早研究的无铅晶体是钡晶体和锌晶体。如前苏联研制的钡晶体，含BaO 15% ~ 30%，折射率nd为1.53 ~ 1.535。当BaO含量高时，耐火材料被侵蚀严重，容易产生二次气泡，透明度、白度、折光性不如铅晶，钡晶硬度不如铅晶。所以在钡晶体中加入ZnO来代替部分BaO，如SiO _ 2为60%的锌钡晶体，10% BaO 10% % ZnO 10% % K2O 10% Na2O 1，折射率还是比较高的。在硅酸盐玻璃中，TiO _ 2的折射率很高(添加指数为2.2 ~ 2.4)，ZrO _ 2也比较高，所以苏联学者研制了钛晶体和锆晶体。钛的折射率高，但TiO _ 2会增强铁的着色能力，不利于水晶玻璃的透明性和白度。高纯纳米氧化钛价格昂贵。

前苏联研制的锆晶体含有64%的二氧化硅、9.5%的氧化钙、4.7%的氧化锌、6.2%的氧化锆、3.0%的K2O和12.6%的氧化钠。它由纯ZrO _ 2或锆英石(ZrSiO4 _ 4)制成，折射率为1.542~1.547。玻璃的透明度和白度仍然不如铅晶体，因为锆矿石中杂质多，难以提纯，ZrO2非常难熔，限制了锆晶体的生产。

为了提高密度和折射率，并考虑到熔化和成型等工艺性能，采用了多种高折射率氧化物，如SrO、ZnO、BaO、TiO2、ZrO2等。，在国外无铅晶体的专利中都有使用。美国专利中介绍的一种无铅晶体由SiO2 54.2%，SrO 12.0%，BaO 12.0%，ZnO 7.5%，K2O 5.4%，Na2O3 3.6%，Li2O3 1.7%，ZrO2 1.0%组成，国内也有类似的研究报告[5]。其组成范围(质量分数)为二氧化硅66%~75%，B2O3 1%，Al2O3 0%~0.5%，CaO 1%，BaO 7%~15%，ZnO 0.5%`1%，SRO 0.5。Na2O 8%~10%，K2O 3%~7%，密度2.55~2.57g/cm3，折射率1.501。虽然折光率不高，但具有良好的耐酸性，在4% HAC中24h的溶解度为

国内外学者也开展了玻璃表面镀膜的研究。一方面，在铅晶体表面涂覆高硅薄膜，如用溶胶-凝胶法在铅晶体玻璃表面涂覆10%正硅酸乙酯凝胶薄膜，在500℃烧结1h形成SiO2薄膜，可以提高铅晶体的耐酸性，减少Pb的溶解[6]；另一方面，用溶胶-凝胶法在普通钠钙玻璃表面涂覆SiO _ 2-PBO-K2O薄膜可以起到铅晶的作用。如以正硅酸乙酯、醋酸铅、醋酸钾为前驱体，二甲基亚砜为溶剂，用甩胶法将制得的溶胶涂在玻璃表面，经400℃热处理后，可得到玻璃状薄膜，折射率可达1.565。

未来水晶玻璃的发展方向，除了发展无铅水晶，一方面要保持传统，传统工艺可能成为历史遗产；另一方面需要采用新技术、新工艺，国际上一些著名的水晶玻璃企业都在沿着这条道路发展。例如，巴卡拉集团不仅制造传统的手工雕刻玻璃，还使用3D激光自动切割和雕刻机批量生产切割和研磨的水晶玻璃产品。施华洛世奇也是如此，不仅生产铅水晶饰品和工艺品，还生产望远镜、高折射微球、光纤等高科技产品。