Nhắc đến thủy tinh, nhiều người đã liên tưởng đến những chiếc bình thủy tinh, ly thủy tinh, cốc thủy tinh hay bát, đĩa và cả trong bóng đèn, màn hình điện tử, thiết bị quang học, dụng cụ phục vụ khoa học, nghiên cứu. Vậy thủy tinh là gì, chúng có cấu tạo như thế nào, tại sao thủy tinh lại được sử dụng phổ biến như vậy?
Thủy tinh là gì?
Thủy tinh đôi khi được sử dụng một cách phổ biến dưới cái tên là kính hay là kiếng. Thủy tinh là tên gọi của một loại chất rắn vô định hình đồng nhất. Khi được đốt nóng chảy, chúng ta có thể dễ dàng tạo cho nó các hình dạng, thiết kế độc nhất mà bạn mog muốn.
Thủy tinh là gì? Thủy tinh có gốc silicat. Trong khoa học, 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.
Silicát 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.
Chính vì thế, khi nung nóng chảy silicat người ta thường có cho thêm sô đa (cacbonat natri Na2CO3), hay bồ tạt (tức cacbonat kali K2CO3) để có thể làm giảm nhiệt độ nóng chảy của nó xuống chỉ còn 1000 °C.
Tuy nhiên, Na2CO3 lại làm cho thủy tinh bị hòa tan trong nước, đây cũng chính là điều người ta không mong muốn. Do đó, người ta đã cho thêm vôi sống (ôxít canxi, CaO) là hợp chất bổ sung để phục hồi tính không hòa tan.
Tính chất của thủy tinh là gì?
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,…
Phân loại thủy tinh như thế nào?
Thủy tinh được phân loại thành thủy tinh vô cơ, thủy tinh hữu cơ và gốm thủy tinh.
Thủy tinh vô cơ là gì?
Thủy tinh vô cơ bao gồm thủy tinh đơn nguyên tử, thủy tinh oxit, thủy tinh halogen, thủy tinh khancon, thủy tinh hỗn hợp và thủy tinh kim loại.
Thủy tinh đơn nguyên tử
Đây là loại thủy tinh có chứa một loại nguyên tố hóa học thuộc nhóm 5, 6 trong bảng hệ thống tuần hoàn S, Se, P. Để thu được thủy tinh người ta làm lạnh nhanh các chất nóng chảy.
Thủy tinh oxit
Là một loại thủy tinh từ một loại oxit hoặc các oxit. Để xác định lớp thủy tinh nào đó chú ý đến lớp tạo thành thủy tinh: B2O3, SiO2, GeO2, P2O5, TeO2, Al2O3… Do vậy ta có các lớp thủy tinh: Silicat, borat, germanat, telurit, aluminat…
Thủy tinh halogen
Hai halogen có khả năng tạo thủy tinh là BeF2, ZnCl2. Trên cơ sở BeF2 tạo được nhiều loại thủy tinh Fluorit.
Thủy tinh khancon
Là các loại thủy tinh đi từ các hợp chất của S, Se,Te.
Các loại sunfit có khả năng tạo thủy tinh là: GeS2, As2S3.
Các selenit có khả năng tạo thủy tinh: AS2Se3, GeSe, P2Se3.
Thủy tinh hỗn hợp:
– Oxit – Halogen: PbO-ZnF2-TeO2; ZnCl2-TeO2.
Oxit – Khancon: Sb2O3-As2S3; As2S3-As2O3-MemOn (Sb, Pb, Cu).
– Halogen – Khancon: As-S-l; As-S-Br; As-S-I; As–Te-I…
Thủy tinh hữu cơ là gì?
Thủy tinh hữu cơ còn được gọi với cái tên thủy tinh plexiglas. Cấu trúc của thủy tinh kim loại là sự gói gém chắc đặc không có trật tự của các khối cầu có kích thước khác nhau.
Thủy tinh kim loại có độ bền cao, là loại vật liệu dẻo chứ không cứng dòn, chịu biến dạng trượt, bền đối với tác nhân ăn mòn, có nhiều đặc tính quý…
Thủy tinh hữu cơ
Thủy tinh hữu cơ [CH2=C(CH3)COOCH3] là một loại vật liệu nhựa tổng hợp thủy tinh. Nó bao gồm các hợp chất phân tử hữu cơ mà không tuân theo bất kỳ nguyên tắc bố trí định kỳ và do đó nó có cấu trúc vô định hình.
Gốm thủy tinh
Là chất tinh thể điều chế từ vật liệu ban đầu là thủy tinh. Có đặc tính của thủy tinh và gốm. Giữ độ bền cơ học ở nhiệt độ cao. Điều chế bằng cách chế hóa nhiệt một số loại thủy tinh, sẽ làm xuất hiện những mầm tinh thể trong toàn khối thủy tinh. Hệ gốm thủy tinh điển hình LiO2–SiO2.
Tính ứng dụng của thủy tinh trong đời sống
Trong đời sống thường ngày, thủy tinh cực kì thân thiết với chúng ta. Chúng có mặt ở hầu hết các vật dụng trong đời sống như bát ăn, cốc chén, bình nước, bóng đèn, gương, ống thu hình, ti vi, cửa kính,…
Ngoài ra, trong vật lý, hóa học, y học, sinh học, thủy tinh còn được dùng để chế tạo các dụng cụ phục vụ cho mục đích nghiên cứu…
Hãy thử tưởng tượng một ngày nào đó thủy tinh không còn tồn tại xung quanh chúng ta, điều gì sẽ xảy ra…
Tính ứng dụng của thủy tinh trong trang trí
Trong lĩnh vực trang trí, thủy tinh được sử dụng nhiều bởi đặc tính cho ánh sáng truyền qua một cách dễ dàng và có thể tán sắc ánh sáng hiệu quả với nhiều màu sắc. Chính vì thế mà đèn thủy tinh cực kì phổ biến trong lĩnh vực đèn trang trí. Hiện nay đèn trang trí thủy tinh cực kì được ưa chuộng bởi những mẫu đèn này có giá không quá cao cấp mà vẫn đảm bảo được vẻ đẹp lung linh, sang trọng mà tinh tế của nó.
Những mẫu đèn trang trí hiện nay sử dụng chất liệu thủy tinh phổ biến nhất là: Đèn chùm thủy tinh, đèn thả thủy tinh, đèn tường thủy tinh, đèn ốp trần ( hay còn được gọi là đèn áp trần, đèn trần), đèn thông tầng thủy tinh,…
