Свинцовое стекло
Свинцовое стекло , обычно называемое хрусталем , представляет собой разновидность стекла , в котором свинец заменяет содержание кальция в типичном калийном стекле. [1] Свинцовое стекло обычно содержит 18–40% (по массе) оксида свинца (II) (PbO), в то время как современный свинцовый хрусталь , исторически также известный как бесцветное стекло из-за исходного источника кремнезема , содержит минимум 24% PbO. [2] Свинцовое стекло часто желательно для различных целей из-за его прозрачности. [3] В маркетинговых терминах его часто называют хрустальным стеклом .
Термин «свинцовый кристалл» технически не является точным термином для описания свинцового стекла, потому что стеклу не хватает кристаллической структуры , а вместо этого оно представляет собой аморфное твердое вещество . Использование термина « свинцовый хрусталь» остается популярным по историческим и коммерческим причинам, а иногда и просто « кристалл» , потому что «свинец» кажется потребителям токсичным. Оно образовано от венецианского слова cristallo для описания горного хрусталя ( кварца ), имитируемого муранскими стеклодувами. Это соглашение об именах сохранилось и по сей день для описания декоративной посуды . [4]
Посуда из свинцового хрусталя раньше использовалась для хранения и подачи напитков, но из-за риска для здоровья, связанного со свинцом , это стало редкостью. Одним из альтернативных материалов является современное хрустальное стекло, в котором вместо оксида свинца используется оксид бария , оксид цинка или оксид калия .
В Европейском союзе маркировка «хрустальных» продуктов регулируется Директивой Совета 69/493/ЕЕС, которая определяет четыре категории в зависимости от химического состава и свойств материала. Только стеклянные изделия, содержащие не менее 24% оксида свинца, могут называться «свинцовым хрусталем». Продукты с меньшим содержанием оксида свинца или стеклянные изделия с оксидами других металлов, используемыми вместо оксида свинца, должны иметь маркировку «кристаллическое» или «хрустальное стекло». [5]
Добавление оксида свинца к стеклу повышает его показатель преломления и снижает его рабочую температуру и вязкость . Привлекательные оптические свойства свинцового стекла обусловлены высоким содержанием свинца . Высокий атомный номер свинца также повышает плотность материала, поскольку свинец имеет очень высокий атомный вес 207,2 по сравнению с 40,08 у кальция. Плотность натриевого стекла составляет 2,4 г / см 3 (1,4 унции/куб. дюйм) или ниже, в то время как типичный свинцовый хрусталь имеет плотность около 3,1 г/см 3 (1,8 унции/куб. дюйм), а стекло с высоким содержанием свинца может превышать 4,0 г/см 3 (2,3 унции/куб. дюйм) или даже до 5,9 г/см 3(3,4 унции / куб. дюйм). [1]
Блеск свинцового хрусталя зависит от высокого показателя преломления , вызванного содержанием свинца. Обычное стекло имеет коэффициент преломления ( n ) 1,5, а добавление свинца дает диапазон до 1,7 [1] или 1,8. [6] Этот повышенный показатель преломления также коррелирует с повышенной дисперсией , которая измеряет степень, в которой среда разделяет свет на составляющие его длины волн, таким образом создавая спектр, как это делает призма . Методы огранки кристаллов используют эти свойства для создания блестящего, сверкающего эффекта, поскольку каждая грань граненого стекла отражает и пропускает свет через объект. Высокий показатель преломления полезен для линзделая, так как данное фокусное расстояние может быть достигнуто с более тонкой линзой. Однако дисперсия должна быть скорректирована другими компонентами системы линз, если она должна быть ахроматической .
