Jakie są różne surowce do produkcji szkła?

Surowce do produkcji szkła różnią się w zależności od konkretnego rodzaju szkła, ale niektóre z nich są kluczowe dla większości przedsięwzięć związanych z produkcją szkła, a jeden w szczególności znajduje się w prawie każdym typie zwykłego szkła. Podczas gdy jeden materiał jest używany jako główny składnik prawie wszystkich rodzajów szkła, wiele innych materiałów jest dodawanych z różnych powodów, takich jak tworzenie szkła o określonej charakterystyce lub w celu obniżenia kosztów lub trudności procesu produkcyjnego. Niezależnie od rodzaju szkła i jego komponentów, wszystkie materiały przed przerobieniem na szkło są zamieniane na drobny proszek.

Krzemionka lub dwutlenek krzemu (SiO2), jak wiadomo, jest podstawowym składnikiem większości rodzajów szkła. Czysta krzemionka jest używana do wytwarzania rodzaju szkła zwanego topionym szkłem kwarcowym, ponieważ piasek kwarcowy jest źródłem większości krzemionki. Ten rodzaj szkła jest dość drogi w produkcji, ponieważ wymaga bardzo wysokich temperatur do stopienia i zeszklenia krzemionki. Stosowany jest przede wszystkim do szkła laboratoryjnego i pojemników specjalistycznych, które wymagają bardzo wysokiej tolerancji temperaturowej oraz odporności na rozszerzanie lub kurczenie w wyniku zmian temperatury.

Najpopularniejszym rodzajem szkła jest szkło sodowo-wapniowe, którego ok. 90% szkła produkowanego na świecie jest tego typu. Szkło sodowo-wapniowe wykorzystuje krzemionkę jako główny składnik, ale węglan sodu i tlenki glinu, magnezu i wapnia są dodawane do krzemionki, przy czym te dodatki stanowią zwykle 25-30% masy szkła. Te dodatki obniżają temperaturę, w której mieszaniny topią się i zeszkliją, stając się szkłem.

Innym popularnym rodzajem jest szkło ołowiowe. Wykorzystując jeden z kolejnych najpopularniejszych surowców do produkcji szkła, ten rodzaj szkła jest wytwarzany przez zastąpienie niektórych lub wszystkich tlenków stosowanych w szkle sodowo-wapniowym i innych typowych typach szkła tlenkiem ołowiu. Daje to gęste, bardzo przezroczyste szkło o ulepszonym rozpraszaniu i odbijaniu światła, które jest cenione za swoją jakość i jest stosowane w szlachetnych zastawach stołowych i przedmiotach artystycznych.

Inne surowce do produkcji szkła mogą być dodawane do bazy krzemionkowej i mogą wpływać na fizyczne i chemiczne właściwości szkła. Materiały te są zwykle tlenkami metali, takich jak między innymi bar, cer, żelazo i lantan. Na przykład tlenek ceru nadaje szkłu właściwości pochłaniania promieniowania ultrafioletowego (UV). Tlenek boru tworzy bardzo twarde, żaroodporne szkło, takie jak sprzedawane pod marką Pyrex. Często jako surowiec wykorzystuje się również stłuczkę szklaną pochodzącą z recyklingu.

Niektóre dodatki zwane środkami klarującymi są często dodawane do szkła w celu zmniejszenia rozmiaru i częstotliwości pęcherzyków w szkle. Do tego celu używa się zwykłej soli kuchennej, siarczanu sodu oraz różnych związków tlenkowych i wodorotlenowych. Niektóre rodzaje szkła specjalnego zawierają materiały takie jak fluor oraz różne tlenki i fosforany metali, zwłaszcza metali alkalicznych, takich jak wapń, lit i potas .