Các hóa chất tạo màu cho thủy tinh

Từ xa xưa, người Ai Cập đã tình cờ phát hiện ra loại thủy tinh màu xanh, nhưng ngày nay việc khám phá loại thủy tinh có màu đã trở thành niềm đam mê nghề nghiệp của các nhà kỹ thuật.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các hóa chất tạo màu cho thủy tinh Các hóa chất tạo màu cho thủy tinhTừ xa xưa, người Ai Cập đã tình cờ phát hiện ra loại thủy tinh màu xanh, nhưng ngày nayviệc khám phá loại thủy tinh có màu đã trở thành niềm đam mê nghề nghiệp của các nhàkỹ thuật.Thủy tinh, đôi khi trong dân gian còn được gọi là kính hay kiếng, là một chất rắn vô địnhhình đồng nhất, có gốc silicát, thường được pha trộn thêm các tạp chất để có tính chấttheo ý muốn.Thủy tinh là một vật liệu đồng nhất vô định hình, có cấu trúc hỗn độn giống như chấtlỏng. Thông thường thủy tinh được sản xuất bằng sự kết hợp giữa các nguyên liệu như:cát thạch anh, kali cacbonat và chì ôxit ở nhiệt độ cao để các vật liệu tan ra và nóng chảyvới nhau.Từ thế kỷ 17, người ta đã sớm bắt đầu sản xuất loại chai đựng bằng thủy tinh có màu đennhờ vào sự kết hợp của sắt có trong cát và lưu huỳnh có trong than dùng để nấu chảy thủytinh. Cũng trong thời gian đó, các lo ại màu chuyên dụng khác nhau đã thu được bằng cácphương pháp khác nhau.Trong dạng thuần khiết và ở điều kiện bình thường, thủy tinh là một chất trong suốt,tương đối cứng, khó mài mòn, rất trơ hóa học và không hoạt động xét về phương diệnsinh học, có thể tạo thành với bề mặt rất nhẵn và trơn. Tuy nhiên, thủy tinh rất dễ gãy hayvỡ thành các mảnh nhọn và sắc dưới tác dụng của lực hay nhiệt một cách đột ngột. Tínhchất này có thể giảm nhẹ hay thay đổi bằng cách thêm một số chất bổ sung vào thànhphần khi nấu thủy tinh hay xử lý nhiệt.Vào thế kỷ 19, các nhà sản xuất thủy tinh tiếp tục kiểm tra và thử nghiệm các màu mới.Ngày nay, họ sử dụng đồng (Cu) để sản xuất thủy tinh màu xanh ngọc và sử dụng vàng(Au) để tạo ra thủy tinh có màu hồng ngọc. Trước đó, loại thủy tinh màu xanh do ngườiAi Cập phát hiện ra cũng từ việc sử dụng hợp chất Cu. Mangan (Mn) được sử dụng chủyếu để sản xuất thủy tinh màu đỏ tía, trong khi crôm (Cr) được sử dụng để sản xuất thủytinh có màu xanh đậm. Các loại thủy tinh màu xanh nổ i tiếng có được khi sử dụng coban(Co) trong hỗn hợp với kali cacbonat. Tuy nhiên, nguyên tố này sẽ tạo ra màu hồng khisử dụng trong hỗn hợp boro-silicat, và tạo thành màu xanh khi sử dụng với iođua. Đồ sứTrung Quốc từ thời nhà Tần đến thời nhà Minh đều được trang trí bằng màu xanh coban.Bằng việc kết hợp các loại hóa chất, các nhà sản xuất thủy tinh đang nhằm vào mục đíchsản xuất ra các đồ vật bắt mắt và đồ trang sức.Một số hóa chất tạo màu cho thủy tinhCác kim loại và ôxít kim lo ại được bổ sung thêm vào thủy tinh trong quá trình sản xuấtnó để thay đổi màu sắc của nó. Mangan có thể thêm vào với một lượng nhỏ để loại bỏmàu xanh lá cây tạo ra bởi sắt hay trong một lượng lớn hơn để cho thủy tinh có màu tímamêtít. Giống như mangan, selen có thể sử dụng với một lượng nhỏ để làm bay màu củakính, hay trong một lượng lớn hơn để tạo ra màu hơi đỏ. Một lượng nhỏ côban (0,025 đến0,1%) sinh ra thủy tinh màu xanh da trời. Ôxít thiếc với antimoan và ôxít asen sinh rathủy tinh màu trắng đục, lần đầu tiên đã được sử dụng ở Venezia để sản xuất đồ giả sứ. 2đến 3% của ôxít đồng sinh ra màu xanh lam.Đồng kim loại nguyên chất sinh ra thủy tinh mờ có màu đỏ thẫm, nó đôi khi được sửdụng thay thế cho thủy tinh màu hồng ngọc của vàng. Niken, phụ thuộc vào nồng độ, sinhra thủy tinh có màu xanh da trời hay màu tím hoặc thậm chí là màu đen. Sự bổ sung titansinh ra thủy tinh có màu nâu vàng. Vàng kim lo ại trong một lượng rất nhỏ (khoảng0,001%), sinh ra thủy tinh có màu hồng ngọc thẫm, trong khi một lượng thấp hơn sinh ramàu đỏ nhạt hơn, thông thường gọi là màu nam việt quất. Nguyên tố urani (0,1 đến2%) có thể thêm vào để thủy tinh có màu vàng phản quang hay màu xanh lá cây. Thủytinh urani nói chung là không nguy hiểm về phóng xạ, tuy vậy nếu nó ở dạng bột, chẳnghạn như đánh bóng bằng giấy nhám, và dạng bụi thì nó là tác nhân gây ung thư. Hợp chấtcủa bạc (thông thường là nitrat bạc) có thể sinh ra một khoảng màu từ đỏ da cam đếnvàng. Phương thức đốt nóng và làm lạnh thủy tinh có thể có ảnh hưởng đáng kể tới màusinh ra bởi các chất này. Các chất này tham gia vào cấu trúc thủy tinh như thế nào hiệnnay vẫn chưa được nghiên cứu kỹ. Các loại thủy tinh màu khác vẫn thường xuyên đượctìm ra.Thủy tinh thông thường không cho ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 400 nm, hay tia cựctím (UV) đi qua. Có điều này vì sự bổ sung của các hợp chất như tro sô đa (cacbonatnatri). Thủy tinh thuần SiO2 (còn gọi là thủy tinh thạch anh) không hấp thụ tia UV và nóđược sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ trong suốt trong khoảng bước sóng này,mặc dù nó đắt hơn thủy tinh thường. Có thể pha thêm xêri vào thủy tinh để tăng việc hấpthụ tia cực tím (các bức xạ ion hóa nguy hiểm về mặt sinh học).Một số ứng dụng của thủy tinhThủy tinh là một vật liệu cứng và không hoạt hóa nên nó là một vật liệu có nhiều ứngdúng. Nhiều đồ đồ gia dụng được làm từ thủy tinh.như : Cốc, chén, bát, đĩa, chai, lọ v.vcũng như bóng đèn, gương, ống thu hình của màn hình máy tính và ...