水晶玻璃的發展歷史與未來趨勢分析

隨著人民生活水平的提高，國內開始流行水晶(crystal)熱，香奈爾、迪奧等時裝也用施華洛世奇水晶(Swaroskicrystal)裝飾，水晶也由首飾、裝飾品、陳列品走向時裝、鞋帽、鐘表方面。

國外一些知名的建筑玻璃企業也生產水晶平板玻璃及水晶玻璃建筑制品，在高品質建筑上應用。國外，很早就出現了水晶俱樂部，有大批的水晶迷。國內也有水晶城、水晶宮等專門從事水晶玻璃加工的縣市與鄉鎮。

但是目前國內外非學術報刊、網站、企業宣傳材料等所稱水晶crystal，按詞典上的中文譯名為晶體，并不是傳統上的石英晶體(quartzcrystal)，更不是國內某些水晶城加工水晶球、水晶工藝品所用的K9光學玻璃，水晶玻璃就是晶質玻璃。我國江蘇東海等石英產地，水晶仍然為傳統上的石英晶體。

本文就水晶玻璃的沿革、水晶玻璃的現狀和水晶玻璃的發展方向進行探討。

水晶玻璃的發展歷程

水晶玻璃已有悠久歷史，遠古時代由于玻璃原料雜質多，熔化溫度不高，玻璃沒有熔化好，有大量未熔砂粒、氣泡等缺陷，同時原料中鐵、錳、鈦等著色金屬離子很多，玻璃往往是不透明或半透明的。到了13世紀，威尼斯人采用含雜質較少的石英巖和Levant的含鈉的草木灰，熔化成無色透明的玻璃。15世紀時，原料質量更有了進一步改進，用Ticino河下游純粹的石英砂和草木灰沸水溶液中再結晶的純堿，得到的玻璃透明度比過去明顯提高，與水晶相似，故命名為Cristallo，是一種鈉鈣水晶，其成分范圍(質量分數)為[1]SiO270.0%~71.5%、Al2O30.8%~1.31%、CaO4.07%~4.72%、MgO1.47%~1.66%、K2O2.84%~4.55%、Na2O15.2%~16.8%、Fe2O30.25%~0.51%、MnO0.26%~0.51%、SO30.19%~0.31%、Cl0.62%~0.92%、P2O50.15%~0.24%，此成分中Fe2O3、MnO為礦物原料中的雜質，Cl、P2O5均為草木灰純堿中雜質。鈉鈣水晶玻璃成分與現代器皿玻璃成分有些相似，K2O+Na2O含量比較高，CaO+MgO含量比較低，玻璃易熔，適合于手工操作。13世紀以后，波希米亞人(Bohemian)在波希米亞(Bohemia，今屬捷克)和西里西亞(Silsia)地區建立了十幾個玻璃廠，除了要優質的石英砂為原料外，還用含碳酸鉀的森林木材灰，如山毛櫸林(beethforests)的木材灰為引入堿性氧化物的原料，于是制成折射率較高的透明玻璃，也稱水晶玻璃(crystalex)，文獻上為了與威尼斯水晶玻璃相區別，稱為波希米亞水晶玻璃(BohemiaCrystalex)，由于用森林的木材灰為原料，故又稱森林玻璃(ForextGlass)。波希米亞水晶玻璃為鉀鈣成分，含SiO275%~77%、CaO5%~6%、K2O15%~17%，玻璃的折射率nD為1.48~1.49，此系統稱為鉀鈣水晶玻璃。后來為了改進性能，在成分中加入Na2O和少許B2O3，改稱為鉀鈉鈣水晶玻璃，目前捷克生產的此類型水晶玻璃成分(質量分數)為SiO275.5%、B2O30.2%、CaO6%、K2O4.8%、Na2O12.8%。鉀鈣和鉀鈉水晶玻璃主要產地為離布拉格90km的諾維波爾(Nov?Bor)小鎮，產品的技術指標為：密度2.444g/cm3，折射率nD(20℃)為1.50002，平均色散(20℃)為830×10-5，線膨脹系數為89.1×10-7℃-1，耐酸性(按ISO719標準，0.01mol/L的HCl在98℃侵蝕后玻璃表面單位面積失重)為1.98mg/dm2，液相線溫度950℃[2]。