La sélection de la composition du verre doit d'abord répondre aux exigences de qualité du produit, avoir une stabilité thermique et une stabilité chimique suffisantes, répondre aux exigences du processus de production, être facile à fondre et à clarifier, présenter peu de défauts, obtenir la belle couleur et le lustre requis par le verre de vaisselle. , et envisager également l’utilisation de matières premières à faible coût tout en réduisant la pollution.
Composition du verre de vaisselle
La composition du verre de vaisselle peut être divisée en plusieurs types, tels que le verre de vaisselle sodocalcique ordinaire, le verre en cristal au plomb, le verre en cristal sans plomb, le verre opalescent et le verre coloré.
Composition du verre de vaisselle sodocalcique ordinaire
En 2005, le comité d'experts et le comité consultatif technique de la China Daily Glass Association ont formulé une norme unifiée pour la gamme de composition du verre de vaisselle domestique, voir le tableau 3-6.
La plage de composition chimique du tableau 3-6 s'applique principalement aux composants du verre à ustensiles sodique-calcique qui est formé mécaniquement à grande vitesse par soufflage à la machine, pressage à la machine, etc., tels que les tasses à eau chaude pressées à la machine. Cependant, il ne s'applique pas à certains verres à ustensiles fabriqués à la main qui nécessitent des propriétés matérielles « longues », car la teneur en calcium et en magnésium est trop élevée, le taux de durcissement est rapide et le formage manuel est difficile à opérer. Afin d'étendre les propriétés du matériau, la teneur en oxyde de calcium est souvent inférieure à 6 % ; les matières premières d'oxyde de magnésium sont sujettes à une teneur élevée en fer, elles sont donc rarement utilisées dans le verre à ustensiles. Le verre à ustensiles fabriqué à la main et produit dans le Shanxi et le Hebei est principalement un matériau en verre transparent, qui est fondu dans un four à piscine. La teneur en potassium et en sodium est relativement faible, soit environ 16 %. La verrerie artisanale du Nord-Est est connue pour son verre coloré. Le verre sodocalcique transparent doit être assorti au verre coloré. Cependant, le verre coloré est principalement fondu dans un four à creuset, qui est difficile à fondre. Ce problème est souvent résolu en augmentant la teneur en alcalis dans la composition du verre, qui est d'environ 18 %. La verrerie sodocalcique utilisée pour la correspondance des couleurs à Boshan, Shandong, a une teneur en potassium et en sodium d'environ 20 %, ce qui est facile à fondre. La plupart de ses produits uniques sont des ornements, qui ne montrent pas facilement les défauts d'une mauvaise stabilité thermique causée par une teneur élevée en alcalis. Bien entendu, à mesure que le four à cuve remplace progressivement le four à creuset, la teneur en alcali dans la composition de verre diminue également en fonction de la demande du marché. La composition de la verrerie transparente est présentée dans le tableau 3-7.
Les numéros 1 et 2 sont les ingrédients de la verrerie artisanale domestique. La teneur en fer est nettement supérieure à celle des numéros 3 à 6. Ceci est lié à la sélection des matières premières et au contrôle du processus, et affecte également directement la blancheur, la transparence et la texture globale du produit final. Les caractéristiques communes des numéros 3 à 6 sont une faible teneur en oxyde de silicium, la teneur en oxyde de calcium qui joue un rôle de fondant à haute température est d'environ 7 % et la teneur en oxyde de potassium et de sodium atteint environ 19 %. Les températures de fusion des verres contenant ces ingrédients sont inférieures à celles des numéros 1 et 2. En même temps, la teneur en oxyde d'aluminium est élevée. Bien évidemment, la stabilité chimique du verre peut être améliorée en augmentant la teneur en oxyde d'aluminium. Le tableau 3-8 est la formule de la verrerie transparente utilisée dans la production.
Composition de verre coloré
La formule du matériau 632 a été développée avec succès en février 1963. En 1984, une formule améliorée a été proposée pour éliminer le nitrate de potassium et le luminol, plus coûteux. L'oxyde d'arsenic a été remplacé par d'autres clarificateurs composites, et les autres ingrédients varient en fonction des besoins réels de chaque usine. Le verre coloré est dérivé de cette base. L'ajout d'une certaine quantité de colorant au composant en verre transparent peut obtenir la couleur requise.
La coloration du verre coloré est divisée en coloration ionique et coloration colloïdale. Le verre coloré de couleur ionique introduit principalement des oxydes de métaux de transition divalents ou trivalents et des oxydes de terres rares. L'oxyde d'un seul élément métallique de transition est conforme à la loi d'additivité. Co2+ et NF+ ont une valence stable dans le verre, tandis que d'autres éléments de métaux de transition existent dans différentes valences. Dans la production réelle, plusieurs oxydes d'éléments métalliques sont souvent mélangés pour obtenir la couleur requise. Le tableau 3-9 montre l'effet colorant des oxydes d'éléments de métaux de transition. Les composants de base sont SiO2 72 %, CaO 5,5 %, ZnO 2,0 %, Na2O 18,0 % et Al2Og 1,5 %.
Pour le bleu, la combinaison d’oxyde de cuivre et d’oxyde de diamant peut éliminer le composant vert du cuivre lui-même, tandis que le cuivre peut éliminer le composant rouge du cobalt. La combinaison des deux permet d'obtenir un ton entre le bleu clair et le cyan clair. Entre l'oxyde de cuivre et l'oxyde de chrome, en augmentant la quantité de chrome, la couleur verte mélangée évolue vers un ton jaune ; à l’inverse, en augmentant la quantité de cuivre, la couleur mélangée évolue vers un ton bleu. La combinaison du cuivre et du chrome peut produire toutes les nuances du jaune-vert au bleu-vert. Lorsque l'oxyde de manganèse et l'oxyde de chrome sont utilisés ensemble, une petite quantité de chrome peut favoriser la coloration du manganèse, mais avec l'augmentation du chrome, le verre apparaîtra d'une teinte grise significative, montrant un changement du brun au noir. La combinaison de « ferromanganèse » peut produire une couleur brune, qui est affectée par En raison de l'influence mutuelle des états de valence, davantage de colorants sont ajoutés, mais la couleur n'est pas profonde. Le « jaune cérium-titane » est une couleur unique qui ne peut être exprimée qu'avec une combinaison fixe. Certains gris neutres peuvent être obtenus en partageant du cobalt, du nickel et du cuivre, qui varient selon différents dosages.
Les oxydes d'éléments de terres rares sont de couleur stable, de couleur pure et ont un effet bicolore. La capacité de coloration est faible et lorsqu'elle atteint une certaine quantité, elle montrera un certain état saturé (tableau 3-10). Les ingrédients de base sont SiO : 72 %, CaO 5,5 %, ZnO 2.0 %. Na2O 18,0 %, Al2O31,5 %.
Les éléments des terres rares sont purs et élégants, mais en raison de leur prix élevé, ils sont principalement utilisés dans la verrerie et les œuvres d'art haut de gamme. Les ingrédients de base ont une certaine influence sur le développement de la couleur et sur la quantité de colorant ajoutée.
La coloration colloïdale comprend principalement l'or, le jaune d'argent, le rouge cuivré et d'autres couleurs, qui ne sont pas conformes à la loi d'additivité. Le verre est coloré par la sélectivité de la lumière et la couleur dépend dans une large mesure de la taille des particules métalliques dispersées dans le verre. Si les particules sont trop petites, il n'est pas facile de les montrer, et si les particules sont trop grosses, la couleur apparaît facilement. Afin d'obtenir des particules métalliques uniformément réparties avec une taille de particule modérée, certaines matières premières réductrices doivent être ajoutées à la formulation, telles que l'oxyde stanneux et le chlorure stanneux, qui utilisent principalement les « propriétés métalliques » des ions étain pour rendre les particules colloïdales hautement dispersés entre les ponts métalliques des ions étain et inhibent la croissance ultérieure des particules colloïdales. Dans les verres colorés colloïdaux comme le rouge or et le rouge cuivre, ces substances contenant de l'étain jouent le rôle de « colle protectrice ». Le changement de composition du verre a une grande influence sur l’effet de rendu des couleurs. Pour le verre coloré colloïdal développant une couleur secondaire, le SnOz et le colorant utilisés dans le verre coloré sont les suivants : verre rouge doré SnOAu=100'(1~4) ; verre jaune argenté SnO:1Ag=(5~10):1. Verre indium, (1~2)1. Une fois le cadmium et les composés de cadmium clairement interdits, le rouge de cuivre deviendra la principale direction d'application.