Sejarah Pembuatan dan Perkembangan Kaca di Dunia

Sejarah Pembuatan dan Perkembangan Kaca di Dunia

Orang telah menggunakan kaca di kehidupan sehari-hari. Berbagai macam kaca dapat ditemui di lingkungan sekitar bahkan dirumah anda sendiri. Obsidian digunakan untuk produksi pisau, panah, perhiasan dan uang.

Kemampuan membuat kaca berkembang dalam jangka waktu yang lama, dimulai dari percobaan dengan campuran pasir silika atau kerikil kuarsa tanah dan alkali. Mungkin perkembangan kaca dimulai dengan tembikar barang dagangan mereka. Ini terbuat dari pasir buram, namun benar-benar transparan.

Kaca adalah salah satu bahan buatan manusia tertua dan paling serbaguna di dunia. Ia mengalami transformasi yang lengkap dan mendapatkan struktur yang berbeda. Kaca termasuk salah satu bahan yang sangat populer di rumah kita, karena memiliki semua jenis khasiat yang sangat berguna. Selain transparan, harganya murah, mudah di bentuk dan tahan terhadap panas.

Sejarah

Sejarawan Romawi kuno Pliny menyarankan agar pedagang Fenisia membuat gelas pertama di wilayah Syria sekitar 5000BC. Namun menurut bukti arkeologi, gelas buatan manusia pertama ada di Mesopotamia Timur dan Mesir sekitar 3.500 SM. Selama 300 tahun berikutnya, industri gelas meningkat dengan cepat. Selama 500 tahun berikutnya, Mesir dan negara-negara lain merupakan pusat pembuatan gelas.

Industri panas tinggi lainnya, termasuk keramik dan pengerjaan logam, bisa menginspirasi pembuat awal dari gelas. Pertama kali, pertama berwarna-warni, keras, dekorasi mengkilap dengan permukaan pot tanah liat di bawah panas tungku. Akhirnya seseorang mengembangkan gelas sebagai zat unik. Sebuah lokakarya akan mencairkan bahan-bahan untuk gelas dan mendinginkannya dan siap untuk digunakan.

 

Warna yang populer untuk gelas termasuk biru royal dan biru kehijauan, diwarnai oleh penambahan oksida kobalt dan oksida tembaga, masing-masing, pewarna yang masih digunakan sampai sekarang. Pembuat gelas meniru batu semi mulia, seperti lapis lazuli dan pirus, yang dinilai oleh budaya awal.

Pada awalnya sangat sulit atau lambat untuk pembuatan gelas. Tapi di abad 1 SM, pengrajin Suriah menemukan pipa pukulan. Penemuan revolusioner ini membuat produksi gelas lebih mudah, lebih cepat dan lebih murah. Produksi gelas berkembang di Kekaisaran Romawi dan menyebar dari Italia ke semua negara di bawah pemerintahannya. Pada tahun 1000 M, kota Mesir di Alexandria adalah pusat pembuatan gelas yang paling penting.

Pada awal 3.300 tahun yang lalu, instruksi ritual pembuatan gelas di Mesopotamia ditulis di atas tablet tanah liat dalam naskah runcing. Instruksi ini disalin dan dipulihkan selama berabad-abad. Kaca pertama yang diketahui orang zaman batu yang digunakan untuk membuat senjata dan benda decortaive adalah obsidian, gelas vulkanik hitam.

Gelas buatan manusia yang paling awal diketahui berasal dari sekitar 3500BC, ditemukan di Mesir dan Mesopotamia Timur. Penemuan glassblowing sekitar abad ke-1 SM merupakan terobosan besar dalam pembuatan gelas. Temuan arkeologi di Mesir dan Mesopotamia Timur menunjukkan bahwa gelas produksi pertama berasal dari 3000BC. Fragmen gelas vas yang paling tua ditemukan di Mesopotamia pada abad ke-16 SM dan mereka mewakili bukti asal mula industri gelas berongga.

Selain Mesopotamia, produksi gelas berongga juga berkembang bersamaan di Mesir, di Mycenae (Yunani), China dan Tyrol Utara. Manual pembuatan gelas pertama dari perpustakaan raja Asyur Ashurbanipal (669-626 SM) berasal sekitar tahun 650BC. Seni pembuatan kaca berkembang di kaisaran Romawi dan menyebar ke Eropa Barat dan Laut Tengah. Gelas adalah salah satu barang paling penting dalam perdagangan di luar batas kekaisaran Romawi.

Evolusi

Di Jerman dan negara-negara Eropa utara lainnya pembuatan gelas menjadi penting pada akhir tahun 1400-an dan awal 1500-an selama tahun 1500-an, hal itu menjadi penting di Inggris. George Ravenscroft (1618-1681), seorang pembuat kaca Inggris, menciptakan gelas timbal pada tahun 1674 yang merupakan terobosan besar dalam sejarah kaca.

Teknologi mekanis untuk produksi massal dimulai pada tahap terakhir Revolusi Industri dengan penemuan mesin peniup botol otomatis buatan Michael Owens pada tahun 1903 yang bisa menghasilkan 2.500 botol per jam. Pada akhir tahun 1950 Sir Alastair Pilkington memperkenalkan metode produksi kaca mengapung dimana 90% gelas datar masih diproduksi sampai sekarang.

Setelah tahun 1890, perkembangan, pembuatan dan penggunaan gelas meningkat dengan cepat. Gelas telah berkembang seiring kemajuan teknologi dan evolusi teknologi secara alami berlanjut. Pabrik gelas modren mampu menghasilkan jutaan wadah gelas dalam satu hari dengan berbagai warna dan telah dikembangkan untuk produksi kontinu tabung gelas, kontainer, umbi dan sejumlah produk lainnya secara kontinu.

Kaca adalah padatan amorf non-kristalin yang sering transparan dan memiliki penggunaan praktis, teknologi, dan dekoratif yang luas, misalnya panel jendela, peralatan makan dan Optoelektronik. Jenis kaca yang paling dikenal adalah kaca silikat berdasarkan silika senyawa kimia (silikon dioksida atau kuarsa), unsur utama pasir.

Glazur biasa dan gelas wadah dibentuk dari jenis khusus yang disebut gelas soda-lime, yang terdiri dari sekitar 75% silikon dioksida (SiO2), natrium oksida (Na2O) dari natrium karbonat (Na2CO3), kalsium oksida, juga disebut kapur (CaO) dan beberapa aditif ringan. Kaca bisa diwarnai dengan menambahkan garam metalik dan dicetak dengan enamel vitreous.

Beberapa benda yang secara historis sangat umum terbuat dari kaca silikat, sehingga mereka hanya disebut dengan nama bahannya, seperti gelas minum dan kacamata. Secara ilmiah, istilah kaca sering didefinisikan dalam pengertian yang lebih luas, memiliki struktur non-kristal pada skala atom dan menunjukkan trasisi kaca saat dipanaskan menuju keadaan cair.

Porcelain dan termoplastik polimer yang digunakan sehari-hari adalah kacamata. Kacamata semacam ini dapat dibuat dari berbagai jenis bahan yang berbeda dari silika: paduan logam, lelehan ion, larutan berair, cairan molekuler dan polimer. Untuk banyak aplikasi, seperti botol kaca atau kacamata, kacamata polimer (kaca akrilik, polikarbonat atau polietilena tereftalat) adalah alternatif yang lebih ringan daripada kaca tradisional.

Kaca Silikat

Silika (senyawa kimia SiO2) adalah konstituen mendasar dari kaca. Vitrifikasi kuarsa terjadi saat kilat menyerang pasir, membentuk struktur akar yang berongga dan bercabang yang disebut fulgurite. Fused quartz adalah gelas yang terbuat dari SiO2 murni kimiawi (silica). Biasanya, zat lain ditambahkan untuk mempermudah pemprosesan. Salah satunya adalah natrium karbonat (Na2CO3, Soda) yang menurunkan suhu transisi gelas.

Soda membuat gelas larut dalam air, beberapa magnesium oksida (MgO) dan aluminium oksida (AL2O3) untuk memberikan ketahanan kimia yang lebih baik. Kaca yang dihasilkan mengandung sekitar 70 sampai 74% silika berat dan disebut gelas soda-kapur menyumbangkan sekitar 90% gelas yang diproduksi. Kaca yang paling umum mengandung bahan lain untuk mengubah propertinya.

Kaca utama atau kaca api lebih cemerlang karena indeks bias yang meningkat menyebabkan refleksi yang tampak lebih spesifik dan peningkatan dispersi optik. Menambahkan barium juga meningkatkan indeks bias. Thorium oxide memberi kaca indeks bias tinggi dan dispersi rendah dan sebelumnya digunakan untuk memproduksi lensa berkualitas tinggi. Besi dapat dimasukkan ke dalam gelas untuk menyerap radiasi inframerah.

Misalnya, pada filter penyerap panas untuk proyektor film, sedangkan cerium (IV) oksida dapat digunakan untuk kaca yang menyerap panjang gelombang UV. Kaca, bahan padat anorganik yang biasanya tembus serta keras, rapuh dan tahan terhadap unsur alami. Kaca telah dibuat menjadi benda praktik dan dekoratif sejak zaman kuno dan masih sangat penting dalam aplikasi yang berbeda seperti kontruksi bangunan, peralaan rumah tangga dan telekomunikasi.

Hal ini dilakukan dengan mendinginkan bahan cair seperti pasir silika dengan kecepatan yang cukup untuk mencegah terbentuknya kristal. Perlakuan singkat tentang kaca, Kaca patri dan aspek estetika dari desain kaca di jelaskan dalam kaca patri dan barang pecah belah. Komposisi, sifat dan produksi industri kaca tertutup. Karakteristik fisik dan atom dari kaca diperlakukan dalam padatan amorf.

Varietas kaca berbeda secara luas dalam komposisi kimia dan kualitas fisik. Kebanyakan varietas memiliki kualitas tertentu. Mereka melewati tahap kental dalam pendinginan dari keadaan fluiditas. Mereka mengembangkan efek warna saat campuran kaca disatukan dengan oksida logam tertentu. Sebagian besar jenis ini mudah retak oleh pukulan dan fraktur conchoidal.

Drop Rupert adalah tetesan kaca yang dientuk oleh pendingin. Tetesan yang digunakan untuk menunjukkan kekuatan kaca tempered. Produksi ini menggunakan lensa terpopularitasi untuk menunjukkan tegangan dan energi potensial yang tersimpan di kaca. Berikut adalah daftar jenis gelas silikat, bahan, sifat dan aplikasinya:

1. Fused quartz disebut dengan kaca silika. Gelas silika vitreous memiliki ekspansi termal yang sangat rendah, sangat sulit dan menahan suhu tinggi sekitar 1000-1500°C. Ini termasuk yang paling tahan terhadap pelapukan yang disebabkan oleh kacamata alkali lain yang mengeluarkan cairan dari kaca untuk menodainya. Fused kuarsa digunakan untuk aplikasi suhu tinggi seperti tabung tungku, tabung pencahayaan dll.

2. Soda-lime-silica glass, window glas. Silika + natrium dioksida (Na2O) + Kapur (CaO) + magnesia (MgO) + alumina (Al2O3). Selain transparan, ini juga mudah terbentuk dan paling cocok untuk kaca jendela. Memiliki ekspantasi termal yang tinggi dan ketahanan yang buruk terhadap panas sekitar (500-600°C).

Kaca wadah adalah gelas soda-kapur yang sedikit variasi pada kaca datar yang menggunakan lebih banyak alumina dan kalsium dan kurang sodium dan magnesium, yang lebih larut dalam air. Ini yang membuat kurang rentan terhadap erosi air.

3. Sodium borosilicate glass, Pyrex: Silika + boron trioksida (B2O3) + soda (Na2O3). Stand ekspansi panas jauh lebih baik dari kaca jendela. Digunakan untuk kaca kimia, gelas masak, lampu jepala mobil. Kacamata borosilikat memiliki unsur penyusun utama silika dan baron trioksida.

Ini memiliki koefisien termal yang cukup rendan dibandingkan dengan ekspansi termal yang lebih rendah. Ini membuat mereka mengalami tekanan akibat ekspansi termal, sehingga rentan terhadap retak akibat thermal shock. INi biasanya digunakan untuk botol reagan, komponen optik dan peralatan masak rumah tangga.

4. Lead-oxide glass, crystal glass, lead glas: (K2O) + soda (Na2O) + seng oksida (ZnO) + alumina. Memiliki kerapatan yang tinggi, indeks bias yang tinggi, membuat tampilan gelas lebih cemerlang seperti kristal. Ini juga memiliki elastisitas yang tinggi, membuat barang pecah belah “ring”. Kaca jenis ini lebih rapuh dari kaca lainnya.

5. Aluminosilicate glass: Silika + aluminium + kapur +magnesia + barium oksida (BaO) + oksida borat (B2O3). Digunakan secara luas untuk fiberglass, untuk membuat plastik bertulang kaca. Dan untuk kaca halogen bulb. Kaca Aluminosikat juga tahan terhadap pelapukan dan erosi air.

6. Germanium-oxide glas: alumina + germanium dioksida (GeO2). Kaca yang sangat jernih digunakan untuk waveguides serat optik di jaringan komunikasi. Cahaya hanya kehilangan 5% dari intensitasnya melalui 1 Km serat kaca.

Properti fisik

Sifat optik

Kaca yang banyak digunakan adalah kaca yang di produksi dengan tranparan terutama terhadap cayaha. Sebaliknya, bahan polikristalin umumnya tidak mengirimkan cahaya tampak. Kristal individual dapat transparan, namun fasetnya merefleksikan yang berdifusi. Kaca tidak mengandung subdivisi internal yang terkait dengan batas butir dalam polikristal tidak menyebarkan cahaya dengan cara yang sama seperti bahan polikristalin.

Permukaan gelas halus karena selama pembentukan gelas, molekul cairan dalam geometri kristal mengikuti tegangan yang menyebabkan permukaan mikroskopis halus. Sifat-sifat ini memberi kejernihan terhadap kaca dan dapat dipertahankan meskipun kaca menyerap sebagian dari cahaya. Kaca memiliki kemampuan untuk membiaskan, merefleksikan dan mentransmisikan cahay mengikuti optik geometris tanpa menyebar.

Ini digunakan dalam pembuatan lensa dan jendela. Kaca umum memiliki indeks bias sekitar 1,5. Hal ini dapat dimodifikasi dengan menambahkan bahan dengan kerapatan rendah seperti boron, yang menurunkan indeks pembiasan atau meningkatkan bahan dengan densitas tinggi seperti oksida timbal atau penggunaan modern, oksida zenonium, titanium atau barium yang kurang beracun.

Kaca indeks tinggi ini, tidak akurat dikenal sebagai “kristal” menyebabkan dispersi cahaya lebih kromatis dan sangat berharga untuk sifat optik berliannya. Menurut persamaan Fresnel, reflektifitas selembar kaca kira-kira 4% per permukaan dan transmisivitas satu elemen sekitar 90%. Kaca dengan kandungan oksida germanium tinggi juga menemukan aplikasi dalam optoelektronik untuk serat optik transmisi.

Sifat lainnya

Dalam proses pembuatannya, kaca silikat dapat dituangkan, dibentuk, diekstrusi dan dibentuk menjadi bentuk mulai dari lembaran datar hingga bentuk yang sangat rumit. Produk jadi rapuh dan akan patah, kecuali dilaminasi secara khusus.
Ini mengikis sangat lambat dan sebagian besar dapat menahan aksi air. Hal ini sebagian besar tanah terhadap serangan kimia. Dan tidak bereaksi dengan makanan serta merupakan bahan ideal untuk pembuatan kontainer untuk bahan makanan dan bahan kimia yang paling banyak. Kaca juga merupakan zat yang cukup inert.

  • Korosi

Meskipun kaca pada umumnya tahan korosi dan lebih tahan daripada bahan lainnya, namun kaca masih bisa terkorosi. Serpih kaca memiliki aplikasi sebagai lapisan anti korosif. Bahan yang membentuk komposisi gelas tertentu berpengaruh pada seberapa cepat kaca korosi. Kaca yang mengandung alkali tinggi atau tanah alkali kurang tahan korosi daripada jenis gelas lainnya.

Produksi kontemporer

Setelah persiapan dan pencampuran batch kaca, bahan baku diangkut ke tungku. Kaca soda-lime untuk produksi massal dilelehkan di unit gas. Tungku skala kecil untuk kaca khusus termasuk pelebur listrik, tungku panci dan tangki. Setelah mencair, homogenisasi dan penyulingan (pengangkatan gelembung), kaca terbentuk.

Kaca datar untuk jendela dan aplikasi serupa dibentuk oleh proses kaca pelampung, yang dikembangkan antara tahun 1953 dan 1957, yang menciptakan pita kaca terus menerus dengan menggunakan bak mandi cair di mana gelas cair mengalir tanpa hambatan di bawah pengaruh gravitasi. Permukaan atas kaca dikenai nitrogen di bawah tekanan untuk mendapatkan hasil akhir yang dipoles.

Kaca wadah untuk botol umum dan stoples dibentuk dengan cara meniup dan menekan. Kaca ini lebih sedikit dimodifikasi secara kimiawi untuk ketahanan air yang lebih besar. Teknik pembentuk kaca lebih lanjut dirangkum dalam tabel teknik pembentuk Kaca.

Setelah bentuk yang diinginkan diperoleh, kaca biasanya untuk menghilangkan tekanan untuk meningkatkan kekerasan dan daya tahan kaca. Perawatan permukaan, pelapis atau laminasi dapat meningkatkan daya tahan kimia, kekuatan atau sifat optik.

Warna

Warna dalam kaca dapat diperoleh dengan penambahan ion bermuatan listrik (atau pusat warna) yang terdistribusi secara homogen dan dengan pengendapan partikel yang terdispersi halus (seperti pada gelas fotochromic). Kaca soda-limau biasa tampak tidak berwarna dengan mata telanjang saat tipis.

Meskipun pengotor (II) oksida besi (FeO) sampai 0,1% berat menghasilkan warna hijau, yang dapat dilihat dengan potongan tebal atau dengan bantuan instrumen ilmiah Selanjutnya penambahan FeO dan Cr2O3 dapat digunakan untuk produksi botol hijau. Sulfur, bersama dengan garam karbon dan besi, digunakan untuk membentuk besi polisulfida dan menghasilkan kaca amber mulai dari warna kekuningan sampai hampir hitam.

Kaca yang meleleh juga bisa mendapatkan warna kuning dari atmosfer pembakaran yang redup. Mangan dioksida dapat ditambahkan dalam jumlah kecil untuk menghilangkan warna hijau yang diberikan oleh besi (II) oksida. Bila digunakan di kaca seni atau kaca studio diwarnai dengan menggunakan resep yang dijaga ketat yang melibatkan kombinasi oksida logam tertentu, suhu leleh dan waktu “masak”.

Sebagian besar kaca berwarna yang digunakan di pasar seni diproduksi secara volume oleh vendor yang melayani pasar ini, meski ada beberapa pembuat kaca dengan kemampuan membuat warna sendiri dari bahan baku.

Sejarah kaca silikat

Kaca alami, terutama obsidian kaca vulkanik, digunakan oleh banyak masyarakat Zaman Batu di seluruh dunia untuk memproduksi alat pemotong tajam dan diperdagangkan secara luas.

Namun secara umum, bukti arkeologis menunjukkan bahwa kaca sejati pertama dibuat dipesisie utara Syaria, Meopotamia atau mesir kuno. Benda kaca yang paling awal diciptakan sebagai produk yang tidak sengaja terbuat dari logam.

Selama pembuatan faience, bahan vitreous pra-gelas yang dibuat dengan proses yang serupa dengan glazur. Kaca tetap menjadi bahan mewah yang melanda perunggu membuat pembuatan gelas terhenti. Perkembangan teknologi kaca mungkin telah dimulai pada tahun 1730 SM. Di Cina kuno pembuatan gelas sepertinya sudah mulai terlambat dibandingkan dengan karya keramik dan logam.

Kaca dikembangkan kekaisaran Romawi akhir. Saat itu berada di pusat pembuatan gelas romawi di Trier, sekarang di Jerman modern, dengan istilah latin berasal dari glesum, dari kata Jermanik untuk bahan yang transparan dan berkilau.

Objek kaca telah ditemukan di kekaisaran romawi di kontes domestik, penguburan dan industri. Contoh gelas Romawi ditemukan di luar bekas kekaisaran Romawi di China, Baltik, Timur Tengah dan India.

Kaca digunakan secara ekstensif selama Abad Pertengahan. Kaca Anglo-Saxon telah ditemukan di Inggris selama penggalian arkeologi dari lokasi pemukiman dan pemakaman. Kaca pada periode Anglo-Saxon digunakan dalam pembuatan berbagai benda termasuk bejana, jendela, manik-manik dan juga digunakan dalam perhiasan.

Dari abad ke-10 dan seterusnya, kaca dipekerjakan di jendela kaca patri gereja dan katedral, dengan contoh-contoh terkenal di Katedral Chartres dan Basilika Saint Denis. Pada abad ke-14, arsitek merancang bangunan dengan dinding kaca patri seperti Sainte-Chapelle, Paris, (1203-1248) dan ujung timur Katedral Gloucester. Kaca patri memiliki kebangkitan besar dengan arsitektur Gothic Revival di abad ke-19.

Dengan Renaisans dan perubahan gaya arsitektur, penggunaan jendela kaca patri yang besar menjadi kurang lazim. Penggunaan kaca patri domestik meningkat sampai, hingga penggunaan jendela kaca untuk rumah-rumah besar. Awalnya panel kecil bertimbal dengan perubahan teknologi, kaca bisa diproduksi dengan harga lebih murah dalam lembaran yang semakin besar.

Hal ini menyebabkan pemakaian jendela yang jauh lebih besar pada bangunan domestik dan komersial biasa pada abad ke-20. Pada abad ke-20, kaca jenis baru seperti kaca laminasi, kaca bertulang dan batu bata kaca penggunaannya semakin meningkat sebagai bahan bangunan dan menghasilkan aplikasi kaca baru. Bangunan bertingkat sering dibangun dengan dinding gorden yang terbuat dari kaca.

Demikian pula kaca laminasi telah banyak diterpkan pasa kendaraan untuk jendela kaca. Sementara wadah kaca lebih dihargai karena sifat higienisnya. Dan kaca juga telah banyak digunakan di industri. Kaca optik telah memiliki aplikasi lain dalam bidang kedokteran dan sains. Kaca juga digunakan sebagai penutup aperture di banyak kolektor energi matahari.

Dari abad ke-19, ada kebangkitan dalam banyak teknik pembuatan kaca kuno termasuk gelas cameo, yang diraih untuk pertama kalinya sejak awal Kekaisaran Romawi digunakan untuk potongan dengan gaya neo-kasik.

Gerakan Art Noiveau memanfaatkan kaca dengan warna baik dan potongan serupa menggunakan teknik kilau. Awal abad ke-20 produksi pabrik kaca naik dengan skala besar oleh perusahaan seperti Waterford dan Lalique.

Sekitar tahun 1960 dan seterusnya, telah terjadi peningkatan jumlah produksi karya seni kaca dan seniman kaca mulai berkelas karena pemahatan dan karya seni rupa mereka.

Pada abad ke-21, para ilmuwan mengamati sifat jendela kaca patri kuno, dimana nanopartikel tersuspensi mencegah sinar UV menyebabkan reaksi kimia yang mengubah warna gambar, mengembangkan teknik fotografi yang menggunakan kaca patri yang serupa untuk menangkap gambar warna asli.

Jenis lainnya

Komposisi kaca kimia pada awalnya dapat diselidiki dalam percobaan laboratorium skala kecil. Bahan baku untuk meleleh kaca skala laboratorium seringkali berbeda dengan yang digunakan dalam produksi massal karena faktor biaya memiliki prioritas rendah. Di laboratorium kebanyakan bahan kimia murni digunakan. Perhatian harus diberikan agar bahan bakunya tidak bereaksi dengan uap air atau bahan kimia lainnya di lingkungan atau bahwa dikuantifikasi kotoran.

Kerugian penguapan selama pencairan kaca harus dipertimbangkan selama pemilihan bahan baku, misalnya, selenite natrium karena mudah menguap SeO2. Selain itu, bahan-bahan mentah yang mudah bereaksi lebih disukai daripada yang biasa, seperti Al (OH) 3 di atas Al2O3. Biasanya, lelehan itu dilakukan di dalam cawan lebur platinum untuk mengurangi kontaminasi dari bahan yang bisa dikeburkan.

Kaca homogenitas dicapai dengan menghomogenkan campuran bahan mentah, dengan mengaduk lelehan dan menghancurkan cairan lelehan pertama. Kaca yang diperoleh biasanya mencegah kerusakan selama pemrosesan. kaca yang terbuat dari bahan yang gak bagus akan menghasilkan kaca yang buruk. Teknik baru digunakan untuk meningkatkan laju pendinginan atau mengurangi pemicu nukleasi kristal.

Teknik ini meliputi levitasi aerodinamis, percikan-percikan api dan pendinginan roller.

Fiberglass

Fiberglass adalah bahan komposit yang terdiri dari serat kaca yang disematkan di dalam resin plastik. Hal ini dibuat dengan melelehkan gelas dan meregangkan gelas menjadi serat. Serat ini ditenun menjadi kain dan dibiarkan dipasang di dalam resin plastik. Filamen fiberglass dibuat melalui proses pultrusion dimana bahan bakunya (pasir, batu kapur, tanah liat kaolin, fluorspar, colemanit, dolomit dan mineral lainnya) dilebur dalam tungku besar menjadi cairan yang diekstrusi melalui lubang yang sangat kecil.

Fiberglass memiliki sifat yang ringan dan tahan korosi. Fiberglass juga merupakan isolator yang bagus, memungkinkannya digunakan untuk melindungi bangunan. Sebagian besar fiberglass tidak tahan alkali. Fiberglass juga memiliki sifat yang lebih kuat seperti kaca.

Kacamata jaringan

Beberapa kacamata yang tidak termasuk silika sebagai penyusun utama mungkin memiliki sifat fisiko-kimia yang berguna untuk penerapannya dalam serat optik dan aplikasi teknis khusus lainnya. Ini termasuk kacamata fluoride, aluminosilikat, gelas fosfat, gelas borate dan gelas chalcogenide. Ada tiga kelas komponen untuk gelas oksida: pembentuk jaringan, zat antara dan pengubah.

Pembentuk jaringan membentuk jaringan ikatan kimia yang sangat terikat silang. Zat antara (titanium, aluminium, zirkonium, berilium, magnesium, seng) dapat bertindak sebagai pembentuk dan pengubah jaringan, sesuai dengan komposisi kaca. Pengubah (kalsium, timbal, litium, natrium, potassium) mengubah struktur jaringan.

Ini biasanya hadir sebagai ion, dikompensasi oleh atom oksigen non-bridging di dekatnya, terikat oleh satu ikatan kovalen ke jaringan kaca dan menahan satu muatan negatif untuk mengkompensasi ion positif di dekatnya.

Beberapa elemen dapat memainkan banyak peran. Kehadiran oxygens non-bridging menurunkan jumlah relatif ikatan kuat pada material dan mengganggu jaringan, mengurangi viskositas lelehan dan menurunkan suhu leleh.

Ion logam alkali kecil dan bergerak. Kehadiran kaca ini memungkinkan tingkat konduktivitas listrik, terutama di negara cair atau pada suhu tinggi.

Mobilitas mereka menurunkan ketahanan kimia kaca, memungkinkan pencucian oleh air dan memfasilitasi korosi. Ion alkali tanah, dengan dua muatan positif dan kebutuhan dua ion oksigen non-bridging untuk mengimbangi muatannya, jauh lebih sedikit bergerak sendiri dan juga menghambat difusi ion lain, terutama alkali.

Kacamata komersial yang paling umum mengandung ion alkali dan alkali tanah, untuk memudahkan pemrosesan dan ketahanan korosi yang memuaskan. Resistansi korosi kaca dapat ditingkatkan dengan dealkalization, pengangkatan ion alkali dari permukaan kaca dengan reaksi belerang atau senyawa fluorin. Kehadiran ion logam alkali juga memiliki efek merugikan pada garis singgung kaca dan hambatan elektriknya terhadap kacamata untuk elektronik.

Penambahan timbal (II) oksida menurunkan titik leleh, menurunkan viskositas lelehan, meningkatkan indeks bias. Oksida timah juga memfasilitasi kelarutan oksida logam lainnya dan digunakan dalam gelas berwarna. Penurunan viskositas pelelehan gelas sangat signifikan. Hal ini memungkinkan penghapusan gelembung lebih mudah dan bekerja pada suhu yang lebih rendah, oleh karena itu penggunaannya sering digunakan sebagai aditif pada enamel vitreous dan solder kaca.

Radius ionik ion Pb2 + yang tinggi membuatnya bergerak dalam matriks dan menghalangi pergerakan ion lainnya. Oleh karena itu, kacamata memiliki tahanan listrik yang tinggi, kira-kira dua lipat lebih tinggi dari gelas soda-kapur. Penambahan fluor menurunkan konstanta dielektrik kaca. Fluor sangat elektronegatif dan menarik elektron dalam kisi, menurunkan polarisasi bahan.

Seperti silikon dioksida-fluorida digunakan dalam pembuatan sirkuit terpadu sebagai isolator. Doping doping fluor yang tinggi menyebabkan pembentukan SiF2O yang mudah menguap dan kaca semacam itu kemudian tidak stabil secara termal. Lapisan stabil dicapai dengan konstanta dielektrik turun menjadi sekitar 3,5-3,7.

Logam Amorf

Di masa lalu, sejumlah kecil logam amorf dengan konfigurasi area permukaan tinggi telah diproduksi melalui penerapan tingkat pendinginan yang sangat cepat. Ini awalnya disebut “percikan-percikan”, yang menunjukkan bahwa tingkat pendinginan pada urutan jutaan derajat per detik cukup untuk menghalangi pembentukan kristal dan atom logam menjadi “terkunci ke dalam” sebuah kotak kaca.

Kabel logam amorf telah dihasilkan oleh logam lelehan yang tergelincir ke dalam disk logam berputar. Baru-baru ini sejumlah paduan telah diproduksi berlapis dengan ketebalan melebihi 1 milimeter. Ini dikenal sebagai bulk metallic glasses (BMG). Liquidmetal Technologies menjual sejumlah BMG berbasis zirkonium. Batch baja amorf juga telah diproduksi dengan sifat mekanik yang jauh melebihi paduan baja konvensional.

Pada tahun 2004, peneliti NIST mempresentasikan bukti bahwa fase logam non-kristal isotropik dapat tumbuh dari lelehan. Fase ini adalah fase pertama, atau “fase primer”, terbentuk dalam sistem Al-Fe-Si selama pendinginan yang lebih cepat. Menariknya, bukti eksperimental menunjukkan bahwa fase ini terbentuk melalui transisi orde pertama. Gambar mikroskopi elektron transmisi (TEM) menunjukkan bahwa kaca nukleasi dari lelehan sebagai partikel diskrit.

Pola difraksi menunjukkan bahwa itu adalah fase kaca isotropik. Namun ada penghalang nukleasi, yang menyiratkan diskontinuitas antarmuka (atau permukaan internal) antara kaca dan lelehan.

Beberapa jenis kaca khusus dibuat dengan proses pembuatan yang berbeda. Kaca antipeluru terbuat dari sandwich atau laminasi beberapa lapisan kaca dan plastik yang disatukan. Kaca yang digunakan di kaca depan mobil dibuat dengan mendinginkan gelas cair dengan sangat cepat sehingga membuatnya lebih sulit. Kaca berwarna dibuat dengan menambahkan senyawa logam ke gelas saat dileleh. Logam yang berbeda memberikan segmen kaca terpisah dengan warna berbeda.