Hướng phát triển thủy tinh pha lê

Tình trạng ô nhiễm chì trong thủy tinh pha lê luôn được chú ý. Năm 1976, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) nhận thấy lượng chì hòa tan trong thủy tinh và gốm sứ, và Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) quy định lượng chì và cadmium hòa tan trong men gốm. Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) quy định trong ISO 7086/1 và ISO 7086/2 rằng dung dịch axit axetic 4% (v / v) nên được sử dụng để khắc trong 1 giờ ở 22 ° C. Đối với sản phẩm thủy tinh rỗng có thể tích nhỏ hơn 600 mL, lượng Pb hòa tan Giới hạn cho phép là 5 mg / L, và khi thể tích lớn hơn 600 mL, giới hạn cho phép hòa tan Pb là 2,5 mg / L. Năm 1991, Liên đoàn Pha lê Quốc tế Châu Âu và Hoa Kỳ (International Crystal Federation) đã đưa ra những quy định chặt chẽ hơn ISO. Trong cùng điều kiện, giới hạn cho phép đối với sự hòa tan của Pb là 1,5 mg / L [4].

Hội đồng An toàn Quốc gia Canada (Hội đồng An toàn Quốc gia NSC) đã đưa ra khuyến nghị về độ an toàn của các tinh thể chì, trong đó nêu rõ lượng chì nạp vào mỗi người mỗi ngày không được lớn hơn 5μg / ngày. Khi thủy tinh pha lê chì được đổ đầy rượu, lượng chì hòa tan có thể đạt 1 ~ 500μg / L. Khuyến cáo không nên đựng chất lỏng có tính axit trong chai pha lê chì. Trẻ sơ sinh và trẻ em không nên sử dụng bình và cốc pha lê có chì. Phụ nữ có thai không nên uống chất lỏng trong ly pha lê chì.

Chỉ thị của Hội đồng và Nghị viện EU 2002/95 / ec quy định rằng bắt đầu từ ngày 1 tháng 7 năm 2007, các vi mạch và thiết bị điện tử có chứa các chất độc hại Pb, Hg, Cd và Cr6+ bị cấm ở mức 10-9, nhưng thủy tinh pha chì tạm thời bị cấm xếp xó.

Từ xu hướng phát triển, thủy tinh pha lê không chì bắt buộc phải có. Vào những năm 1950, các nước Đông Âu như Liên Xô và Cộng hòa Séc đã tiến hành nghiên cứu về tinh thể không chứa chì. Từ những năm 1980 đến những năm 1990, một số nước phương Tây cũng đã cấp bằng sáng chế cho pha lê không chì. Các tinh thể không chì sớm nhất được nghiên cứu là tinh thể bari và tinh thể kẽm. Ví dụ, tinh thể bari do Liên Xô cũ phát triển chứa 15% đến 30% BaO, và chiết suất nD là 1,53 đến 1,535. Khi hàm lượng BaO cao, sự ăn mòn vật liệu chịu lửa nghiêm trọng, dễ xuất hiện hai lần. Sủi bọt, và độ trong suốt, độ trắng và khúc xạ kém hơn so với tinh thể chì, và tinh thể bari có độ cứng cao hơn tinh thể chì và hiệu suất khắc, mài và đánh bóng của chúng không tốt bằng tinh thể chì, vì vậy ZnO được thêm vào tinh thể bari để thay thế một phần BaO như tinh thể SiO2 Lithopon 60%, BaO 10%, ZnO 10%, K2O 10%, Na2O 10% có chiết suất 1,531, thấp hơn so với tinh thể chì. Trong thủy tinh silicat, chiết suất của TiO2 rất cao (chỉ số cộng 2,2 ~ 2,4) và ZrO2 cũng tương đối cao. Các học giả Liên Xô đã phát triển tinh thể titan và tinh thể zirconium. Titan có chỉ số khúc xạ cao, nhưng TiO2 sẽ tăng cường sắt. Khả năng tạo màu không tốt cho độ trong và trắng của thủy tinh pha lê. Oxit titan nano có độ tinh khiết cao là đắt tiền.

Tinh thể zirconi do Liên Xô cũ phát triển chứa 64% SiO2, 9,5% CaO, 4,7% ZnO, 6,2% ZrO2, 3,0% K2O, 12,6% Na2O và sử dụng ZrO2 hoặc zircon (ZrSiO4) tinh khiết làm nguyên liệu thô, có chiết suất chỉ số 1,542 ~ 1,547 và mật độ 2,59 ~ 2,75g / cm3, cũng tương đương với tinh thể chì trung bình. Độ trong và trắng của thủy tinh vẫn không bằng pha lê chì, do quặng zirconi chứa nhiều tạp chất và khó tinh chế, còn ZrO2 khó nóng chảy nên hạn chế sản xuất tinh thể zirconi.

Để cải thiện mật độ và chỉ số khúc xạ, đồng thời tính đến hiệu suất của quá trình nấu chảy và hình thành, hầu hết các bằng sáng chế về tinh thể không chì nước ngoài sử dụng nhiều loại oxit có chỉ số khúc xạ cao, chẳng hạn như SrO, ZnO, BaO, TiO2, ZrO2 , v.v. Có các báo cáo nghiên cứu tương tự ở Trung Quốc [5], và phạm vi thành phần của nó (phần khối lượng) là SiO2 66% ~ 75%, B2O3 1%, Al2O3 0% ~ 0,5%, CaO 1%, BaO 7% ~ 15 %, ZnO 0,5% `1%, SrO 0,5% ~ 1%, TiO2 0,5% ~ 1%, Na2O 8% ~ 10%, K2O 3% ~ 7%, mật độ 2,55 ~ 2,57g / cm3, chiết suất 1.501, mặc dù chiết suất không cao, Độ bền axit rất tốt, và lượng hòa tan khi đặt trong 4% HAC trong 24 giờ là< 2="" ×="" 10-9="" (tức="">< 2ppb).="" pha="" lê="" lai="" là="" hướng="" nghiên="" cứu="" của="" pha="" lê="" không="" chì.="" làm="" thế="" nào="" để="" tối="" ưu="" hóa="" loại="" và="" lượng="" oxit="" chiết="" suất="" cao="" và="" tỷ="" lệ="" của="" từng="" chế="" phẩm="" để="" đạt="" được="" mật="" độ,="" chiết="" suất="" và="" độ="" phân="" tán="" cao="" nhất,="" đồng="" thời="" tận="" dụng="" triệt="" để="" sự="" cản="" trở="" giữa="" hai="" ion="" hóa="" trị="" và="" tích="" tụ.="" hiệu="" ứng="" của="" các="" ion="" hóa="" trị="" cao="" cải="" thiện="" khả="" năng="" chống="" axit="" và="" khả="" năng="" chống="" thời="" tiết="" của="" tinh="" thể.="" ngoài="" ra,="" cần="" xem="" xét="" các="" đặc="" tính="" của="" thủy="" tinh="" nóng="" chảy,="" tạo="" hình,="" gia="" công="" nóng="" và="" gia="" công="" nguội="" (khắc,="" mài,="" đánh="" bóng,="" v.v.)="" và="" nên="" để="" càng="" gần="" tinh="" thể="" chì="" càng="">

Các học giả trong và ngoài nước cũng đã triển khai nghiên cứu về lớp phủ bề mặt kính. Một mặt, màng silicon cao được phủ trên bề mặt của tinh thể chì. Sau khi thiêu kết ở 500 ℃ và 1h, màng SiO2 được hình thành, có thể cải thiện tính kháng axit của tinh thể chì và giảm sự hòa tan của Pb [6]; Mặt khác, dùng phương pháp sol-gel để phủ SiO2-PbO-K2O lên bề mặt cốc vôi soda thông thường. Bộ phim có thể phát huy tác dụng của tinh thể chì. Ví dụ, sử dụng etyl orthosilicat, axetat chì, axetat kali làm tiền chất và đimetyl sulfoxit làm dung môi, sol được chuẩn bị từ đó có thể được phủ lên bề mặt của thủy tinh bằng phương pháp spin-off. Sau khi nhiệt luyện ở 400 ° C, người ta thu được một phim bằng thuỷ tinh có chiết suất 1,565.

Trong hướng phát triển của thủy tinh pha lê trong tương lai, bên cạnh việc phát triển pha lê không chì, một mặt cần giữ vững truyền thống, nghề thủ công truyền thống có thể trở thành di sản lịch sử; mặt khác, cần phải áp dụng công nghệ mới và quy trình mới. Nó phát triển theo con đường này, chẳng hạn như Baccarat Group, không chỉ sản xuất thủy tinh mài và chạm khắc thủ công truyền thống mà còn sản xuất hàng loạt các sản phẩm thủy tinh pha lê cắt và mài bằng máy cắt và khắc laser 3D tự động. Điều này cũng đúng đối với Slovakia, nước không chỉ sản xuất đồ trang trí bằng pha lê chì và hàng thủ công mà còn sản xuất các sản phẩm công nghệ cao như ống nhòm, vi cầu khúc xạ cao và sợi quang học.

Bản đồ đầu vào