La scelta della composizione del vetro deve innanzitutto soddisfare i requisiti di qualità del prodotto, avere sufficiente stabilità termica e stabilità chimica, soddisfare i requisiti del processo di produzione, essere facile da sciogliere e chiarire, avere pochi difetti, ottenere il bel colore e la lucentezza richiesti dal vetro per stoviglie , e considerare anche l’utilizzo di materie prime a basso costo riducendo al contempo l’inquinamento.
Composizione delle stoviglie in vetro
La composizione del vetro per stoviglie può essere suddivisa in diversi tipi, come il normale vetro per stoviglie sodico-calciche, il vetro cristallo al piombo, il vetro cristallo senza piombo, il vetro opalescente e il vetro colorato.
Composizione del normale vetro da tavola sodico-calcico
Nel 2005, il comitato di esperti e il comitato consultivo tecnico della China Daily Glass Association hanno formulato uno standard unificato per la gamma di composizione del vetro per stoviglie domestiche, vedere la tabella 3-6.
L'intervallo di composizione chimica nella Tabella 3-6 è applicabile principalmente ai componenti del vetro per utensili sodico-calcico formato meccanicamente ad alta velocità mediante soffiatura, pressatura a macchina, ecc., come tazze di acqua calda pressate a macchina. Tuttavia, non è applicabile ad alcuni vetri per utensili fatti a mano che richiedono proprietà del materiale "lunghe", poiché il contenuto di calcio e magnesio è troppo elevato, la velocità di indurimento è elevata e la formatura manuale è difficile da eseguire. Per estendere le proprietà del materiale, il contenuto di ossido di calcio è spesso inferiore al 6%; le materie prime dell'ossido di magnesio tendono ad avere un alto contenuto di ferro, quindi viene utilizzato raramente nel vetro degli utensili. Il vetro per utensili fatto a mano prodotto nello Shanxi e nell'Hebei è principalmente materiale di vetro trasparente, che viene fuso in un forno a vasca. Il contenuto di potassio e sodio è relativamente basso, circa il 16%. La vetreria fatta a mano del nord-est è nota per il suo vetro colorato. Il vetro sodo-calcico trasparente deve corrispondere al vetro colorato. Tuttavia, il vetro colorato viene per lo più fuso in un forno a crogiolo, che è difficile da fondere. Questo problema viene spesso risolto aumentando il contenuto di alcali nella composizione del vetro, che è di circa il 18%. La vetreria soda-calcica utilizzata per la corrispondenza dei colori a Boshan, Shandong, ha un contenuto di potassio e sodio di circa il 20%, che è facile da sciogliere. La maggior parte dei suoi prodotti unici sono ornamenti, che non sono facili da mostrare i difetti di scarsa stabilità termica causata da un alto contenuto di alcali. Naturalmente, man mano che il forno a vasca sostituisce gradualmente il forno a crogiolo, anche il contenuto di alcali nella composizione del vetro diminuisce a causa della domanda del mercato. La composizione della vetreria trasparente è mostrata nella Tabella 3-7.
I numeri 1 e 2 sono gli ingredienti della vetreria domestica fatta a mano. Il contenuto di ferro è significativamente più alto di quello dei numeri da 3 a 6. Ciò è legato alla selezione delle materie prime e al controllo del processo e influisce direttamente anche sul candore, sulla trasparenza e sulla struttura complessiva del prodotto finale. Le caratteristiche comuni dei numeri da 3 a 6 sono il basso contenuto di ossido di silicio, il contenuto di ossido di calcio che svolge un ruolo di fondente ad alta temperatura è di circa il 7% e il contenuto di ossido di potassio e di sodio raggiunge circa il 19%. Le temperature di fusione dei bicchieri con questi ingredienti sono inferiori a quelle dei vetri n. 1 e 2. Allo stesso tempo, il contenuto di ossido di alluminio è elevato. Ovviamente la stabilità chimica del vetro può essere migliorata aumentando il contenuto di ossido di alluminio. La tabella 3-8 è la formula della vetreria trasparente utilizzata nella produzione.
Composizione in vetro colorato
La formula del materiale 632 fu sviluppata con successo nel febbraio 1963. Nel 1984 fu proposta una formula migliorata per rimuovere il nitrato di potassio e il luminolo, che sono più costosi. L'ossido di arsenico è stato sostituito da altri chiarificanti compositi e gli altri ingredienti variano a seconda delle effettive esigenze di ciascuna fabbrica. Su questa base si ottiene il vetro colorato. Aggiungendo una certa quantità di colorante al componente di vetro trasparente è possibile ottenere il colore richiesto.
La colorazione del vetro colorato è divisa in colorazione ionica e colorazione colloidale. Il vetro colorato ionico introduce principalmente ossidi di metalli di transizione bivalenti o trivalenti e ossidi di terre rare. L'ossido di un singolo elemento metallico di transizione è conforme alla legge di additività. Co2+ e NF+ sono stabili in valenza nel vetro, mentre altri elementi metallici di transizione esistono in valenze diverse. Nella produzione effettiva, diversi ossidi di elementi metallici vengono spesso miscelati per ottenere il colore richiesto. La tabella 3-9 mostra l'effetto colorante degli ossidi degli elementi dei metalli di transizione. I componenti di base sono SiO2 72%, CaO 5,5%, ZnO 2,0%, Na2O 18,0% e Al2Og 1,5%.
Per il blu, la combinazione di ossido di rame e ossido di diamante può eliminare la componente verde del rame stesso, mentre il rame può eliminare la componente rossa del cobalto. La combinazione dei due può ottenere un tono tra l'azzurro e il ciano chiaro. Tra ossido di rame e ossido di cromo, aumentando la quantità di cromo, il colore misto verde evolve fino al tono giallo; al contrario, aumentando la quantità di rame, il colore misto vira al blu. La combinazione di rame e cromo può produrre tutte le sfumature dal giallo-verde al blu-verde. Quando l'ossido di manganese e l'ossido di cromo vengono utilizzati insieme, una piccola quantità di cromo può favorire la colorazione del manganese, ma con l'aumento del cromo, il vetro apparirà con una tonalità grigia significativa, mostrando un cambiamento dal marrone al nero. La combinazione di "ferromanganese" può produrre un colore marrone, che è influenzato da A causa dell'influenza reciproca degli stati di valenza, vengono aggiunti più coloranti, ma il colore non è intenso. Il "Giallo Cerio-Titanio" è un colore unico che può essere espresso solo con una combinazione fissa. Un po' di grigio neutro può essere ottenuto condividendo cobalto, nichel e rame, che varia a seconda dei diversi dosaggi.
Gli ossidi degli elementi delle terre rare sono stabili nella colorazione, puri nel colore e hanno un effetto bicolore. La capacità colorante è debole e quando raggiunge una certa quantità mostrerà un certo stato saturo (Tabella 3-10). Gli ingredienti di base sono SiO: 72%, CaO 5,5%, ZnO 2,0%. Na2O 18,0%, Al2O 31,5%.
Gli elementi delle terre rare sono puri ed eleganti, ma a causa del loro prezzo elevato vengono utilizzati principalmente in vetreria e opere d'arte di fascia alta. Gli ingredienti di base hanno una certa influenza sullo sviluppo del colore e sulla quantità aggiunta di colorante.
La colorazione colloidale comprende principalmente oro, giallo argento, rosso rame e altri colori, che non sono conformi alla legge sull'additività. Il vetro viene colorato dalla selettività della luce e il colore dipende in larga misura dalla dimensione delle particelle metalliche disperse nel vetro. Se le particelle sono troppo piccole, non è facile da mostrare, mentre se le particelle sono troppo grandi, il colore è facile da visualizzare. Per ottenere particelle metalliche uniformemente distribuite con dimensioni moderate, è necessario aggiungere alla formulazione alcune materie prime riducenti, come l'ossido stannoso e il cloruro stannoso, che utilizzano principalmente le "proprietà metalliche" degli ioni stagno per rendere le particelle colloidali altamente dispersi tra i ponti metallici degli ioni di stagno e inibiscono l'ulteriore crescita delle particelle colloidali. Nei vetri colorati colloidali come rosso oro e rosso rame, queste sostanze contenenti stagno svolgono il ruolo di "colla protettiva". Il cambiamento della composizione del vetro ha una grande influenza sull'effetto di resa cromatica. Per il vetro colorato colloidale secondario con sviluppo del colore, lo SnOz e il colorante utilizzati nel vetro colorato sono i seguenti: vetro rosso oro SnOAu=100'(1~4); vetro giallo argento SnO:1Ag=(5~10):1. Vetro di indio, (1~2)1. Dopo che il cadmio e i suoi composti saranno chiaramente vietati, il rosso rame diventerà la principale direzione di applicazione.