水晶玻璃的发展历史与未来趋势分析.docx

随着人民生活水平的提高，国内开始流行水晶(crystal)热，香奈尔、迪奥等名牌时装也用施华洛世奇水晶(Swaroski crystal)装饰，水晶也由首饰、装饰品、陈列品走向时装、鞋帽、钟表方面。 国外一些知名的建筑玻璃 企业也生产水晶平板玻璃及水晶玻璃建筑制品，在高档建筑上应用。国外，很早就出现了水晶俱乐部，有大批的水晶迷。国内也有水晶城、水晶宫等专门从事水晶玻璃加工的县市与乡镇。 但是目前国内外非学术报刊、网站、企业宣传材料等所称水晶crystal， 按词典上的中文译名为晶体，并不是传统上的石英晶体(quartz crystal)，更不是国内某些水晶城加工水晶球、水晶工艺品所用的 K9 光学玻璃，水晶玻璃就是晶质玻璃。我国江苏东海等石英产地，水晶仍然为传统上的 石英晶体。 本文就水晶玻璃的沿革、水晶玻璃的现状和水晶玻璃的发展方向进行探 讨。 水晶玻璃的发展历程 水晶玻璃已有悠久历史，远古时代由于玻璃原料杂质多，熔化温度不高， 玻璃没有熔化好，有大量未熔砂粒、气泡等缺陷，同时原料中铁、锰、钛等着色金属离 子很多，玻璃往往是不透明或半透明的。到了 13 世纪，威尼斯人采用含杂质较少的石英岩和 Levant 的含钠的草木灰，熔化成无色透明的玻璃。15 世纪时， 原料质量更有了进一步改进，用 Ticino 河下游纯粹的石英砂和草木灰沸水溶液中再结晶的纯碱，得到的玻璃透明度比过去明显提高，与水晶相似，故命名为 Cristallo，是一种钠钙水晶，其成分范围（质量分数）为 [1] SiO2 70.0%~71.5%、Al2O3 0.8%~1.31%、CaO 4.07%~4.72%、MgO 1.47%~1.66%、K2O 2.84%~4.55%、Na2O 15.2%~16.8%、Fe2O3 0.25%~0.51%、MnO 0.26%~0.51%、SO3 0.19%~0.31%、Cl 0.62%~0.92%、P2O5 0.15%~0.24%，此成分中 Fe2O3 、MnO 为 矿物原料中的杂质， Cl 、P2O5 均为草木灰纯碱中杂质。钠钙水晶玻璃成分与现代器皿玻璃成分有些相似，K2O+Na2O 含量比较高，CaO+MgO 含量比较低，玻璃易熔，适合 于手工操作。13 世纪以后，波希米亚人 (Bohemian)在波希米亚(Bohemia，今属捷克)和西里西亚(Silsia)地区建立了十几个玻璃厂，除了要优质的石英砂为原料外，还用含碳 酸钾的森林木材灰，如山毛榉林(beeth forests) 的木材灰为引入碱性氧化物的原料，于是制成折射率较高的透明玻璃，也称水晶玻璃(crystalex)，文献上为了与威尼斯水晶玻璃相区 别，称为波希米亚水晶玻璃(Bohemia Crystalex)，由于用森林的木材灰为原料，故又称森林玻璃(Forext Glass)。波希米亚水晶玻璃为钾钙成分，含 SiO2 75%~77%、CaO 5%~6%、K2O 15%~17%，玻璃的折射率nD 为 1.48~1.49，此系统称为钾钙水晶玻璃。后来为了改进性能，在成分中加入 Na2O 和少许 B2O3，改称为钾钠钙 水晶玻璃，目前捷克生产的此类型水晶玻璃成分（质量分数）为 SiO2 75.5%、B2O3 0.2%、CaO 6%、K2O 4.8%、Na2O 12.8%。钾钙和钾钠水晶玻璃主要产地为离布拉格 90km 的诺维波尔(Nov? Bor)小镇，产品的技术指标为：密度 2.444g/cm3，折射率nD（20℃） 为 1.50002，平均色散（20℃）为830×10-5，线膨胀系数 为 89.1×10-7℃-1， 耐酸性(按 ISO 719 标准，0.01mol/L 的 HCl 在 98℃侵蚀后玻璃表面单位面积失重)为 1.98mg/dm2，液相线温度 950℃[2]。 中世纪时波希米亚的水晶玻璃制造技术逐渐传到中欧和西欧，英、法等玻璃厂大都采用波希米亚钾钙和钾钠钙玻璃成分，熔化温度比较高，需要优良木材作燃料，砍 伐了大量森林，1615 年英国皇室下令禁止用优质木材作为玻璃厂燃料，影响了玻璃厂生产。1670 年英国人 Ravenscroft 发现在玻璃成分中加 PbO 后，不仅降低了玻璃的黏度和熔化温度，玻璃易于熔化，料性长，成形方便，而且玻璃光泽度增加，更显晶莹剔透，并容易刻磨，就将铅玻璃投入生产，称为 lead crystal。铅水晶的折射率、色散、密度均比钠钙水晶（Cristallo）、钾钙水晶(crystalex)为高，熔化、成形、刻磨性能均优于钠钙和钾钙水晶，因而得到推广。 世界上一些著名的水晶玻璃厂大都建立在 18 世纪左右。1764 年 Ranaut 在法国巴卡拉（Baccarat）的一个小村庄建立了玻璃厂，当时仅是一个家 庭小作坊，生产平板玻璃、镜