Výběr složení skla musí nejprve splňovat požadavky na kvalitu výrobku, mít dostatečnou tepelnou stabilitu a chemickou stabilitu, splňovat požadavky výrobního procesu, snadno se tavit a čistit, mít málo vad, dosáhnout krásné barvy a lesku, které vyžaduje sklo nádobí a také zvážit použití levných surovin při současném snížení znečištění.
Složení stolního skla
Složení stolního skla lze rozdělit do několika typů, jako je běžné sodnovápenaté nádobí, olovnaté křišťálové sklo, bezolovnaté křišťálové sklo, opalizující sklo a barevné sklo.
Složení běžného sodnovápenatého nádobí
V roce 2005 formuloval Odborný výbor a Technický poradní výbor China Daily Glass Association jednotný standard pro sortiment složení domácího stolního skla, viz tabulka 3-6.
Rozsah chemického složení v tabulce 3-6 je většinou použitelný pro součásti sodno-vápenatého skleněného nádobí, které se mechanicky tvaruje vysokou rychlostí strojním foukáním, strojním lisováním atd., jako jsou strojově lisované šálky na horkou vodu. Není však použitelná pro některá ručně vyráběná skleněná nádobí, která vyžadují „dlouhé“ vlastnosti materiálu, protože obsah vápníku a hořčíku je příliš vysoký, rychlost tvrdnutí je rychlá a ruční tvarování je obtížné. Aby se rozšířily jeho materiálové vlastnosti, je obsah oxidu vápenatého často nižší než 6 %; suroviny oxidu hořečnatého jsou náchylné k vysokému obsahu železa, takže se zřídka používá ve skle na nádobí. Ručně vyráběné skleněné nádobí vyráběné v Shanxi a Hebei je převážně transparentní skleněný materiál, který se taví v bazénové peci. Obsah draslíku a sodíku je relativně nízký, asi 16 %. Ručně vyráběné sklo Northeast je známé svým barevným sklem. Transparentní sodnovápenaté sklo musí odpovídat barevnému sklu. Barevné sklo se však většinou taví v kelímkové peci, která se obtížně taví. Tento problém se často řeší zvýšením obsahu alkálií ve složení skla, který je asi 18 %. Sodnovápenaté sklo používané pro barevné sladění v Boshan, Shandong, má obsah draslíku a sodíku asi 20 %, což se snadno roztaví. Většinu jejích unikátních výrobků tvoří ozdoby, u kterých není snadné ukázat nedostatky špatné tepelné stability způsobené vysokou alkálií. Samozřejmě, jak tanková pec postupně nahrazuje pec kelímkovou, snižuje se i obsah alkálií ve složení skla pod poptávkou trhu. Složení průhledného skla je uvedeno v tabulce 3-7.
Čísla 1 a 2 jsou přísady domácího ručně vyráběného skla. Obsah železa je výrazně vyšší než u čísel 3 až 6. Souvisí to s výběrem surovin a řízením procesu a také přímo ovlivňuje bělost, průhlednost a celkovou texturu výsledného produktu. Společnými charakteristikami čísel 3 až 6 jsou nízký obsah oxidu křemičitého, obsah oxidu vápenatého, který hraje roli tavení při vysokých teplotách, je asi 7 % a obsah oxidu draselného a sodného dosahuje asi 19 %. Teploty tání skel s těmito přísadami jsou nižší než u čísel 1 a 2. Zároveň je vysoký obsah oxidu hlinitého. Je zřejmé, že chemickou stabilitu skla lze zlepšit zvýšením obsahu oxidu hlinitého. Tabulka 3-8 je vzorec pro průhledné sklo používané při výrobě.
Složení barevného skla
Vzorec materiálu 632 byl úspěšně vyvinut v únoru 1963. V roce 1984 byl navržen vylepšený vzorec k odstranění dusičnanu draselného a luminolu, které jsou dražší. Oxid arzenitý byl nahrazen jinými kompozitními čističi a další přísady se liší podle skutečných potřeb každé továrny. Na tomto základě je odvozeno barevné sklo. Přidáním určitého množství barviva do složky průhledného skla lze dosáhnout požadované barvy.
Barvení barevného skla se dělí na iontové zbarvení a koloidní zbarvení. Iontově zbarvené barevné sklo obsahuje hlavně dvojmocné nebo trojmocné oxidy přechodných kovů a oxidy vzácných zemin. Oxid jednoho prvku přechodného kovu odpovídá zákonu aditivity. Co2+ a NF+ jsou ve skle stabilní v mocenství, zatímco jiné prvky přechodných kovů existují v různých mocenstvích. Při skutečné výrobě se často míchá několik oxidů kovových prvků, aby se dosáhlo požadované barvy. Tabulka 3-9 ukazuje barevný efekt oxidů prvků přechodných kovů. Základními složkami jsou SiO2 72 %, CaO 5,5 %, ZnO 2.0 %, Na2O 18.0 % a Al2Og 1,5 %.
U modré může kombinace oxidu mědi a oxidu diamantu eliminovat zelenou složku samotné mědi, zatímco měď může eliminovat červenou složku kobaltu. Kombinací těchto dvou lze získat tón mezi světle modrou a světle azurovou. Mezi oxidem mědi a oxidem chrómu, Zvýšením množství chrómu se smíšená zelená barva rozvine do žlutého tónu; naopak při zvýšení množství mědi se smíšená barva vyvine do modrého tónu. Kombinací mědi a chrómu lze vyrobit všechny odstíny od žlutozelené až po modrozelenou. Když se oxid manganu a oxid chrómu použijí společně, malé množství chrómu může podpořit zbarvení manganu, ale se zvýšením obsahu chrómu sklo získá výrazný šedý odstín, který se změní z hnědé na černou. Kombinací "feromanganu" může vzniknout hnědé zbarvení, které je ovlivněno V důsledku vzájemného ovlivnění valenčních stavů se přidává více barviv, ale barva není sytá. "Cerovo-titanová žlutá" je jedinečná barva, kterou lze vyjádřit pouze pevnou kombinací. Nějakou neutrální šedou lze získat sdílením kobaltu, niklu a mědi, které se liší podle různých dávek.
Oxidy prvků vzácných zemin jsou barevně stálé, barevně čisté a mají dvoubarevný efekt. Schopnost vybarvování je slabá, a když dosáhne určitého množství, bude vykazovat určitý nasycený stav (tabulka 3-10). Základní složky jsou SiO: 72 %, CaO 5,5 %, ZnO 2.0 %. Na20 18.0 %, Al2O 31,5 %.
Prvky vzácných zemin jsou čisté a elegantní, ale kvůli jejich vysoké ceně se většinou používají ve špičkovém skle a uměleckých dílech. Základní složky mají určitý vliv na vývoj barvy a přídavné množství barviva.
Koloidní zbarvení zahrnuje především zlatou, stříbrnou žlutou, měděnou červenou a další barvy, které neodpovídají zákonu aditivity. Sklo je zbarveno selektivitou světla a barva závisí do značné míry na velikosti kovových částic rozptýlených ve skle. Pokud jsou částice příliš malé, není snadné je zobrazit, a pokud jsou částice příliš velké, snadno se objeví barva. Aby se získaly rovnoměrně distribuované kovové částice se střední velikostí částic, je třeba do formulace přidat některé redukční suroviny, jako je oxid cínatý a chlorid cínatý, které využívají hlavně „kovové vlastnosti“ iontů cínu, aby koloidní částice byly vysoce rozptýlené mezi kovovými můstky cínových iontů a inhibují další růst koloidních částic. V koloidních barevných sklech, jako je zlatá červeň a měděná červeň, hrají tyto látky obsahující cín roli „ochranného lepidla“. Velký vliv na efekt podání barev má změna složení skla. Pro sekundární koloidní barevné sklo vyvíjející barvu jsou SnOz a barvivo použité v barevném skle následující: zlatočervené sklo SnOAu=100'(1~4); stříbrožluté sklo SnO:1Ag=(5~10):1. Indium sklo, (1~2)1. Poté, co budou kadmium a sloučeniny kadmia jasně zakázány, stane se hlavním aplikačním směrem měděná červeň.