21 Νοε 2012

Υλικά (2) - Γυαλί

Η τεχνολογία του γυαλιού ήταν γνωστή στους αρχαίους Αιγύπτιους τουλάχιστον 2000 χρόνια πριν παρασκευαστεί βιομηχανικά ο πιο κοινός τύπος γυαλιού.
Σήμερα, σαν γυαλί ορίζεται το προϊόν της θερμικής σύντηξης στερεών σωμάτων, το οποίο κρυώνει χωρίς να κρυσταλλωθεί, παραμένοντας άμορφο.
Το βασικό συστατικό του γυαλιού είναι η άμμος (διοξείδιο του πυριτίου). Για να λειώνει σε χαμηλότερη θερμοκρασία, προστίθεται ανθρακικό νάτριο. Οι δύο ουσίες σχηματίζουν πυριτικό νάτριο, μια ένωση που είναι διαλυτή στο νερό και λέγεται "υδρύαλος". Εάν προσθέσουμε και ασβεστόλιθο (ανθρακικό ασβέστιο), το προϊόν είναι αδιάλυτο στο νερό.
Το πιο κοινό γυαλί παρασκευάζεται από 75% διοξείδιο του πυριτίου, 10% ανθρακικό ασβέστιο και 15% ανθρακικό νάτριο.
Το χρώμα αυτού του γυαλιού - φαίνεται καλύτερα στις κομμένες άκρες - είναι πρασινωπό, καθώς περιέχει ως προσμίξεις και ενώσεις του σιδήρου. Αυτό το χρώμα μπορεί να απαλειφθεί, προσθέτοντας οξείδια του μαγγανίου, του κοβαλτίου ή του αρσενικού.
Στο γυαλί μπορούμε να δώσουμε μια ποικιλία χρωμάτων. Για παράδειγμα, ενώσεις του σεληνίου ή μεταλλικός χρυσός, σε μικρές ποσότητες, δίνουν έντονο κόκκινο, ενώσεις του κοβαλτίου ή του χαλκού μπλε, ενώ ενώσεις του χρωμίου δίνουν πράσινο χρώμα.
Ένα από τα προβλήματα του κοινού γυαλιού είναι η συμπεριφορά του στις μεγάλες ή τις μικρές θερμοκρασίες.
Το 1912 ανακαλύφθηκε ότι εάν το μεγαλύτερο μέρος του ανθρακικού νατρίου αντικατασταθεί με οξείδιο του βορίου και μέρος από τον ασβεστόλιθο με οξείδιο του αργιλίου, προκύπτει ένα είδος γυαλιού που αντέχει περισσότερο στις θερμοκρασιακές μεταβολές και σε όλες τις χημικές ουσίες, εκτός από το υδροφθορικό οξύ. Το βοριοπυριτικό αυτό γυαλί είναι περισσότερο γνωστό με το όνομα που πρωτοκυκλοφόρησε στο εμπόριο : Pyrex.
Ακόμα μεγαλύτερη θερμική αντοχή έχει ένα άλλο γυαλί, που λέγεται Vykor και αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από διοξείδιο του πυριτίου.
Όταν στη θέση του ανθρακικού νατρίου χρησιμοποιηθεί οξείδιο του μολύβδου, το γυαλί που παράγεται - "κρύσταλλο" - έχει υψηλό δείκτη διάθλασης και όταν κοπεί σε σχήματα με γωνίες και πέσει πάνω του φως, λάμπει με μια έντονη λάμψη, η οποία έχει ελκύσει όλους τους τεχνίτες του γυαλιού για αιώνες μέχρι τώρα.
Μικρές αλλαγές στη σύσταση του γυαλιού μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες αλλαγές στις ιδιότητές του. Ένα παράδειγμα είναι η προσθήκη χλωριούχου αργύρου, που σκουραίνει με την επίδραση του ηλιακού φωτός. Αυτό το χρώμα χάνεται όταν δεν υπάρχει φως, ξαναεμφανίζεται με την επίδραση του φωτός κ.ο.κ. Έτσι μπορούμε να παρασκευάσουμε φωτοχρωμικά γυαλιά. Μια τυχαία υπερθέρμανση αυτού του φωτοευαίσθητου γυαλιού, οδήγησε σε ένα μόνιμα αδιαφανές γυαλί, για το οποίο βρέθηκε ότι ήταν πρακτικά  άθραυστο.
Όπως παντού, έτσι και στο γυαλί : νέες εφαρμογές θα κρύβουν νέες - ευχάριστες - εκπλήξεις...

Δείτε ακόμα : Ιστορία του γυαλιού (Wikipedia)

Δεν υπάρχουν σχόλια: