Thủy tinh được làm từ gì? Tính chất đặc trưng của thủy tinh

Mời bạn đọc cùng tìm hiểu Thủy tinh được làm từ gì? trong bài viết dưới đây để có câu trả lời nhé.

Thủy tinh là gì?

Thủy tinh là gì? Thủy tinh thực chất là một tên gọi khác của một loại chất rắn vô định hình đồng nhất. Đặc biệt khi đốt nóng sẽ tạo thành các hình dạng khác nhau. Nó thường được gọi bằng kính có gốc silicat và công thức hóa học của thủy tinh là SiO2.

Nguồn gốc thủy tinh

Mặc dù thủy tinh quá quen thuộc với cuộc sống của chúng ta hàng ngày nhưng mọi người sẽ bất ngờ vì thủy tinh đã xuất hiện từ rất lâu đời kể từ thời kỳ đồ đá với các tên gọi như vỏ chai. Con người nguyên thủy sử dụng thủy tinh làm dao chế biến đồ ăn.

Bạn đang xem: Thủy tinh được làm từ gì? Tính chất đặc trưng của thủy tinh

Việc sản xuất thủy tinh lần đầu tiên vào những năm 2000 TCN ở Ai Cập. Giai đoạn này thủy tinh mới được sử dụng làm men màu và đồ gốm cho các mặt hàng khác.

Tới thế kỉ I, TCN, kỹ thuật chế tạo thổi thủy tinh bắt đầu hình thành và phát triển. Cho đến thời kỳ đế chế La Mã thủy tinh đã được tạo ra nhiều với chủ yếu các mẫu mã chai lọ, bình. Trong thiên niên kỷ tiếp theo thủy tinh được phát triển phổ biến với phương pháp cải tiến mạnh mẽ hơn.

Vào giữa các năm 30 TCN và năm 395 SCN, những người thợ thủy tinh của Siri đã phát minh ra chiếc ống thổi có thể tạo ra các sản phẩm thủy tinh có hình dáng, độ dày khác nhau.

Đến năm 1670, ngành nghề sản xuất thủy tinh mới được biết đến nhiều hơn ở Đức và phía bắc Bôhêmia và Anh – nơi George Ravenscoft. Cũng vào khoảng giai đoạn này những người thợ Pháp đã sản xuất kính tấm bằng các phương pháp mặt trụ.

Năm 1773, Công ty sản xuất tấm kính đầu tiên ra đời ở Anh và trở thành trung tâm kính cửa sổ chất lượng cao ở thời điểm bấy giờ. Ngày nay ngành chế tạo thủy tinh cũng dần phát triển mạnh mẽ với công nghệ sản xuất hiện đại và tiên tiến nhất. Các sản phẩm thủy tinh có sự đa dạng mẫu mã, hình thức và được nhiều người dùng đón nhận.

Tính chất đặc trưng của thủy tinh

Thủy tinh là chất rắn không màu, trong suốt, không gỉ, tương đối cứng nhưng lại dễ vỡ khi vận chuyển hoặc khi rơi từ độ cao thấp.

Thủy tinh không cháy, không hút ẩm và không bị axit ăn mòn, kể cả các axit mạnh, ngoại trừ axit Hidro Florua.

Thủy tinh cho ánh sáng truyền qua một cách dễ dàng. Do đó người ta thường sử dụng thủy tinh trong các đồ trang trí có thể cho ánh sáng truyền qua như đèn soi, kính thủy tinh, đèn trang trí,….

Thủy tinh không có nhiệt độ nóng chảy nhất định, do đó bạn không thể xác định được nhiệt độ nóng chảy của nó với các loại thủy tinh khác nhau. Khi bổ sung các hợp chất như natri, soda hay bồ tạt sẽ làm hạ thấp nhiệt độ nóng chảy của thủy tinh xuống một mức thấp hơn rất nhiều so với vốn ban đầu của nó.

Thủy tinh lung linh, có thể giúp tán sắc ánh sáng hiệu quả nên được sử dụng nhiều trong lĩnh vực trang trí như bình thủy tinh, cốc thủy tinh, đèn thủy tinh,…

Thủy tinh được làm từ gì?

Vẻ đẹp long lanh, lóng lánh của thủy tinh khiến bạn dễ bị thu hút ngay từ cái nhìn đầu tiên. Thủy tinh được làm từ gì? Câu trả lời sẽ có ngay sau đây:

Ngay từ thế kỷ thứ nhất TCN kỹ thuật thổi thủy tinh đã phát triển, thời kỳ đế chế La Mã đã có rất nhiều loại hình thủy tinh được tạo ra, chủ yếu là bình và chai lọ.

Theo khoa học thủy tinh có gốc silicat – silicat có công thức hoá học là điôxít silic (SiO2) có trong dạng đa tinh thể như cát và cũng là thành phần hóa học của thạch anh. Silicat có điểm nóng chảy khoảng 2.000 °C (3.632 °F), khá cao và gây tốn kém năng lượng để có thể đun nóng chảy nó ra tạo hình.

Nếu như trong trường hợp nhà sản xuất không tìm được cát cát silica, cát không lẫn sắt thì có thể sử dụng hình thức điều chỉnh hiệu ứng màu sắc của thủy tinh bằng cách bổ sung thêm các hóa chất mangan dioxit. Nguyên liệu tiếp theo đó chính là natri cacbonat (NANCO3) và Canxi oxit (CaO) vào cát. Thông thường thì các chất phụ gia này chiếm tối đa khoảng 26% đến 30% hợp chất thủy tinh.

Nguyên liệu natri cacbonat (NANCO3) được thêm vào có tác dụng làm hạ thấp được nhiệt độ đến mức cần thiết và phù hợp nhất để có thể chế ra được thủy tinh. Khi sản xuất thủy tinh thì sẽ căn cứ vào nhu cầu sử dụng, mục đích sản xuất thủy tinh như thế nào thì người sản xuất sẽ bổ sung những nguyên liệu, chất hóa học cần thiết để có thể cải thiện được tính năng, tác dụng của thủy tinh.

Thủy tinh được sản xuất như thế nào?

Thực tế quy trình sản xuất thủy tinh không hề đơn giản, bởi quy trình được thực hiện bởi những người thợ có tay nghề giỏi, chuyên môn cao gồm 7 bước như sau:

• Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu: Silicat (hoặc thạch anh) là nguyên liệu chính được sử dụng để sản xuất thủy tinh. Các oxit như CaO, Na2O, K2O và Al2O3 cũng được thêm vào để cải thiện tính chất của thủy tinh. Các nguyên liệu này phải đảm bảo được các tiêu chí sạch, không có tạp chất sắt, kim loại hay chì…
• Bước 2: Thêm các phụ gia cần thiết: Các chất phụ gia được đưa vào lò và được pha trộn với nhau theo tỉ lệ chính xác. Bao gồm Natri Cacbonat (NANCO3) và Canxi Oxit (CaO) hoặc vôi sống. Mỗi hợp chất sẽ có những công dụng riêng như: Natri cacbonat (NANCO3) sử dụng để hạ thấp nhiệt độ nóng chảy xuống mức cần thiết. Còn Canxi Oxit (CaO) hoặc vôi sống có hiệu quả giúp nung thủy tinh không bị thấm nước.
• Bước 3: Nung chảy: Hỗn hợp nguyên liệu được đưa vào lò và nung ở nhiệt độ cao trong khoảng 1500-1700 độ C. Quá trình này tạo ra một dòng chảy dung dịch thủy tinh. Ngoài ra trong công đoạn này cần loại bỏ bọt tăm và làm đồng nhất hỗn hợp.
• Bước 4: Tạo độ đặc cho thủy tinh. Thủy tinh sẽ được loại bỏ bọt trong hỗn hợp, khuấy đều đồng nhất và bổ sung thêm nhiều các chất phụ gia Natri Sunfat, Antimon oxit… Nhiệm vụ chính của giai đoạn này là làm đặc quánh dung dịch thủy tinh lên.
• Bước 5: Đúc tạo hình cho thủy tinh: Dòng chảy dung dịch thủy tinh được đúc thành các khuôn dạng tấm hoặc hình dạng khác nhau. Các khuôn được làm bằng kim loại hoặc bằng các vật liệu khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm cuối cùng.
• Bước 6: Làm nguội thủy tinh: Sau khi đúc tạo hình cho thủy tinh sẽ được làm nguội nhiệt trước khi đưa ra thành phẩm cuối cùng.
• Bước 7: Hoàn thiện, đóng gói sản phẩm. Thủy tinh sau khi nguội sẽ được đưa đi đun nóng nhằm loại bỏ các điểm tụ có thể phát sinh trong khâu làm nguội. Cuối cùng sau khi hoàn thiện sản phẩm sẽ được đưa đi kiểm tra kỹ về kích thước, độ bền, độ trong suốt đảm bảo đúng yêu cầu trước khi tiến hành đóng gói, xuất xưởng.

Phân loại thủy tinh

Dựa trên cấu tạo, thành phần, đặc tính của thủy tinh mà người ta phân loại thủy tinh ra thành những loại sau đây:

Thủy tinh thông thường

Đây là loại thủy tinh được sử dụng phổ biến trong đời sống, là chất liệu chính để tạo ra những sản phẩm phục vụ sinh hoạt của con người như chén, bát, cốc, ly… Đặc điểm của loại chất liệu này là ít bám mùi, dễ chùi rửa. Tuy nhiên, chúng không có khả năng chịu nhiệt nên chỉ dùng trong ăn uống, sinh hoạt và không dùng cho việc nấu nướng.

Thủy tinh cường lực

So với thủy tinh thông thường, thủy tinh cường lực có độ rắn chắc cao cùng khả năng chịu nhiệt ở mức tương đối. Quy trình sản xuất của thủy tinh cường lực giống với thủy tinh thông thường, được thêm bước đun nóng đến 630 độ C rồi làm lạnh đột ngột tạo nên thủy tinh cường lực.

Thủy tinh chịu nhiệt

Thủy tinh chịu nhiệt được đun nóng đến 1000 độ C rồi làm nguội một cách từ từ kết hợp với nguyên liệu chịu nhiệt có tên là Borosilicate. Loại thủy tinh này có khả năng chịu được nhiệt độ cao lên đến 400 độ C. Bên cạnh đó, sự biến chuyển nhiệt độ đột ngột từ nóng sang lạnh hay từ lạnh sang nóng (gọi là sốc nhiệt) cũng không làm ảnh hưởng gì đến sản phẩm làm từ loại thủy tinh này.

Công dụng của thủy tinh

Thủy tinh có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và các ngành công nghiệp khác nhau, ví dụ như:

• Chế tạo sản phẩm và đồ trang trí: Thủy tinh được sử dụng để sản xuất đồ trang trí như đồ thủ công mỹ nghệ, đồ trang trí trong nội thất, chậu cây cảnh, và cả các sản phẩm gia dụng như ly, chén, bình đựng nước,..
• Chế tạo các thiết bị khoa học và công nghệ: Thủy tinh là vật liệu chịu được nhiệt độ cao và khá bền, được sử dụng để sản xuất bề mặt kính trên các thiết bị như ống kính, lăng kính, máy quang phổ, thiết bị phân tích hóa học,..
• Sản xuất các sản phẩm y tế: Thủy tinh được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm y tế như ống chứa mẫu máu, ống đựng thuốc, vật liệu đóng răng,..
• Chế tạo các sản phẩm điện tử: Thủy tinh được sử dụng để sản xuất bề mặt màn hình tivi, điện thoại, máy tính bảng và các thiết bị điện tử khác.
• Xây dựng và kiến trúc: Thủy tinh được sử dụng để sản xuất các vật liệu xây dựng như kính cường lực, kính chịu lực, kính chống đạn,..
• Trong mỹ phẩm: Thủy tinh được sử dụng chế tạo các lọ đựng mỹ phẩm, nước hoa, kem dưỡng da, toner… Các sản phẩm thủy tinh có khả năng bảo quản mỹ phẩm và đáp ứng tính thẩm mỹ cao trong sản xuất.

Ưu nhược điểm của các sản phẩm từ thủy tinh

Có thể nhận thấy thủy tinh là chất rắn có tính ứng dụng cao trong đời sống và sản xuất. Ngoài ra các sản phẩm bằng thủy tinh luôn được người dùng ưu ái lựa chọn nhiều bởi những ưu nhược điểm sau:

Ưu điểm

• Thủy tinh có khả năng chịu nhiệt tốt, chịu được nhiệt độ cao hơn so với nhiều vật liệu khác như nhựa.
• Thủy tinh có độ cứng và bền tốt, khó bị biến dạng hoặc bị vỡ khi chịu lực
• Sản phẩm từ thủy tinh dễ dàng lau chùi và vệ sinh, không bị thấm nước hoặc bị dính các chất bẩn.
• Thủy tinh có tính thẩm mỹ cao, được sử dụng rộng rãi trong trang trí nội thất, trang trí nhà cửa, và sản xuất các sản phẩm quà tặng.
• Thủy tinh không có chứa chất gây độc và không phản ứng hóa học với các chất bảo quản bên trong nên hoàn toàn an toàn với người dùng.
• Sản phẩm có thể tái chế và sử dụng nhiều lần nên giúp nâng cao tinh thần bảo vệ môi trường.

Nhược điểm

• Thủy tinh có tính chất dễ vỡ, chúng ta cần phải cẩn trọng khi sử dụng và lưu trữ để tránh gây ra tai nạn.
• Sản phẩm từ thủy tinh có trọng lượng nặng hơn so với nhiều vật liệu khác như nhựa hoặc gỗ.
• Sản phẩm từ thủy tinh thường có giá thành cao hơn so với nhiều vật liệu khác, đặc biệt là trong sản xuất lớn.

Lưu ý khi sử dụng đồ thuỷ tinh

Khi sử dụng đồ thuỷ tinh, bạn nên lưu ý những điều sau đây:

• Kiểm tra trước khi sử dụng: Trước khi sử dụng đồ thuỷ tinh, hãy kiểm tra kỹ xem có bị vỡ hoặc trầy xước không.
• Nếu phát hiện trầy xước hoặc vết nứt, hãy không sử dụng và thay thế bằng sản phẩm mới.
• Tránh va chạm: Đồ thuỷ tinh rất dễ bị vỡ hoặc nứt do va chạm. Vì vậy, hãy đặt chúng ở nơi an toàn, tránh tiếp xúc với vật cứng hoặc đặt trên bề mặt cứng.
• Vệ sinh đúng cách: Khi vệ sinh đồ thuỷ tinh, hãy sử dụng dung dịch vệ sinh đồ dùng để làm sạch và tránh sử dụng nước quá nóng hoặc quá lạnh. Bạn nên dùng khăn mềm hoặc bông tẩy trang để lau chùi.
• Tránh nhiệt độ cực đoan: Đồ thuỷ tinh không chịu được nhiệt độ cực đoan, nên không nên đặt chúng trong lò nướng, máy rửa chén, hay đổ nước lạnh vào khi còn nóng.
• Sử dụng đồ thuỷ tinh phù hợp: Không sử dụng đồ thuỷ tinh để chứa hóa chất độc hại, axit, hoặc chất dễ cháy nổ.

Trên đây là nội dung bài viết giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về Thủy tinh được làm từ gì? Mọi thông tin trong bài viết Thủy tinh được làm từ gì? Tính chất đặc trưng của thủy tinh đều được xác thực rõ ràng trước khi đăng tải. Tuy nhiên đôi lúc vẫn không tránh khỏi những sai xót đáng tiếc. Hãy để lại bình luận xuống phía dưới bài viết để đội ngũ biên tập được nắm bắt ý kiến từ bạn đọc.

Đăng bởi THCS Bình Chánh trong chuyện mục Tổng hợp