Thủy tinh vốn là vật liệu quen thuộc trong hoạt động sản xuất cũng như ứng dụng đời sống của con người. Vậy nhưng thủy tinh là gì? Được làm ra sao và những ứng dụng phổ biến của thủy tinh là gì?

Cùng Viglacera tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây ngay nhé!

Thủy tinh là gì?

Thủy tinh hay còn gọi với cái tên quen thuộc là kính, kiểng, thuộc chất rắn vô định hình đồng nhất, có công thức hóa học là SiO2. Thủy tinh có gốc silicat, thường trong suốt & được pha trộn thêm các tạp chất để có được tính chất như ý muốn.

Thủy tinh làm từ gì?

Ngay từ thế kỷ thứ nhất TCN kỹ thuật thổi thủy tinh đã phát triển, thời kỳ đế chế La Mã đã có rất nhiều loại hình thủy tinh được tạo ra, chủ yếu là bình và chai lọ.

Thủy tinh có gốc silicat công thức hóa học là SiO2 có trong dạng đa tinh thể như cát và cũng là thành phần hóa học của thạch anh. Silicat có điểm nóng chảy khoảng 2.000 °C (3.632 °F), khá cao và gây tốn kém năng lượng để có thể đun nóng chảy và tạo ra hình.

Thường nhà sản xuất sẽ bổ sung thêm các hóa chất mangan dioxit để điều chỉnh màu sắc của thủy tinh trong trường hợp không tìm được cát silica. Nguyên liệu tiếp theo đó chính là natri cacbonat (NANCO3) và Canxi oxit (CaO) trộn vào cát. Thông thường thì các chất phụ gia này chiếm tối đa khoảng 26% đến 30% hợp chất thủy tinh.

Natri cacbonat (NANCO3) được thêm vào có tác dụng làm hạ thấp được nhiệt độ  đến mức cần thiết và phù hợp nhất để có thể chế ra được thủy tinh. Căn cứ vào nhu cầu và mục đích sử dụng nhà sản xuất sẽ bổ sung những nguyên liệu, chất hóa học cần thiết để có thể cải thiện tính năng của thủy tinh sao cho phù hợp.

Phân loại thủy tinh

Thủy tinh có thể phân loại dễ dàng dựa theo các nguyên tố hoặc hợp chất cấu tạo nên chúng. Cụ thể, thủy tinh bao gồm các loại:

Thủy tinh vô cơ

Gồm các loại thuỷ tinh hỗn hợp, đơn nguyên tử, halogen, oxit, khancon và thuỷ tinh kim loại.

Thủy tinh đơn nguyên tử

Loại này có chứa một số nguyên tố hóa học là S, Se, P. Để xác định người ta tiến hành nóng chảy.

Thủy tinh oxit

Được chế tạo từ 1 oxit hoặc các oxit. Thông thường, căn cứ vào các lớp tạo thành như Al2O3, TeO2, P2O5, GeO2, SiO2, B2O3… để người ta xác định được loại thủy tinh đó.Từ đó, ta có được các lớp: Aluminat, Telurit, Germanate, Borat, Silicat…

Thủy tinh Halogen

BeF2 và ZnCl2 là hai halogen có khả năng tạo nên thuỷ tinh. Và BeF2 có thể tạo nên Fluorit.

Thủy tinh khancon

Được tạo nên bởi các hợp chất từ S, Se,Te. 2 sunfit GeS2, As2S3 và 3 selenit AS2Se3, GeSe, P2Se3 là các hợp chất hóa học có thể tạo ra được thuỷ tinh.

Thuỷ tinh hỗn hợp

Bao gồm các loại được tạo nên như sau:

Oxit – Halogen: PbO-ZnF2-TeO2; ZnCl2-TeO2.

Oxit – Khancon: Sb2O3-As2S3; As2S3-As2O3-MemOn (Sb, Pb, Cu).

Halogen – Khancon: As-S-l; As-S-Br; As-S-I; As-Te-I…

Thủy tinh kim loại

Hay còn được gọi là kim loại vô định hình. Đây là 1 hợp kim có cấu trúc vô trật tự của các khối cầu có kích thước không giống nhau. Loại này không cứng giòn, độ bền cao, chịu được biến dạng dẻo, ít bị ăn mòn, có các đặc tính quý, nhất là khả năng dẫn điện…

Thuỷ tinh hữu cơ

Còn được biết đến với tên là plexiglas, tên hóa học là Poli (metyl metacrylat), có công thức hóa học là [CH2=C(CH3)COOCH3], là sự kết hợp giữa nhựa tổng hợp và thủy tinh.

Gốm thuỷ tinh

Đây là một chất tinh thể được điều chế từ vật liệu ban đầu là thủy tinh và có cả tính chất của gốm. Có độ bền cơ học ở nhiệt độ cao.

Thủy tinh cường lực (tempered glass) 

Đây là sản phẩm của quá trình đun nóng lên 630 độ sau đó làm lạnh cách đột ngột để nó có được tính chịu nhiệt và rắn chắn hơn; so với những người anh em thông thường của mình.

Thủy tinh Opal (thuỷ tinh trắng) 

Đây là một loại được ứng dụng khá nhiều trong đời sống nhờ vẻ ngoài sang trọng khi kết hợp thêm sứ.

Thủy tinh chịu nhiệt 

Loại thủy tinh này được tạo ra bằng quá trình đun nóng lên đến 1000 độ và làm nguội dần dần. Khi sản xuất sẽ không tạo lực nén bên trong các sản phẩm mà cho chứa Borosilicate – nguyên liệu chịu nhiệt. Nó có thể giúp sản phẩm tạo ra có thể chịu được khoảng 400 độ.

Hơn thế nữa cũng chịu được sự sốc nhiệt từ lạnh sang nóng và ngược lại cách đột ngột.

Đặc tính và tính chất của thủy tinh

Thủy tinh có những tính chất 

• Là chất rắn không màu, trong suốt, khá cứng và không bị gỉ
• Không hút ẩm, không bị ăn mòn và không cháy
• Ánh sáng có thể truyền qua dễ dàng
• Có thể tán sắc ánh sáng rất hiệu quả.

Nhiệt độ nóng chảy của thủy tinh

Mặc dù thủy tinh là chất vô định hình được chế tạo từ Silicat (điểm nóng chảy 2.000°C ~ 3.632°F) nhưng thủy tinh chỉ có nhiệt độ nóng chảy là 1.000°C. Do trong công nghệ nấu thủy tinh, người ta bổ sung 2 hợp chất khác để giảm nhiệt độ nóng chảy của nó xuống.

Những ứng dụng phổ biến của thủy tinh

Thủy tinh được ứng dụng rộng rãi trên hầu hết lĩnh vực cuộc sống. Từ các vật dụng cho đến công nghiệp sản xuất và công nghệ quốc phòng an ninh,…Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của thủy tinh mà bạn cần biết:

Ứng dụng các sản phẩm vật dụng hàng ngày

Có rất nhiều sản phẩm hàng ngày được làm từ thủy tinh chẳng hạn như: lọ hoa, cốc, chén, bình nước, bát, đĩa,…

Ứng dụng để làm đèn trang trí

Bởi vì đặc tính truyền ánh sáng qua dễ dàng, cùng với đó là độ tán sắc ánh sáng hiệu quả với nhiều màu sắc nên thủy tinh được sử dụng nhiều để làm các loại đèn trang trí, phổ biến là:

Đèn chùm thủy tinh

Đèn thả thủy tinh

Đèn tường thủy tinh

Đèn ốp trần hay còn gọi là áp trần nhà

Đèn thông tầng thủy tinh

Ứng dụng trong xây dựng

Bằng các cách phù hợp, thủy tinh còn được ứng dụng để chế tạo ra các loại kính trong xây dựng.

Ứng dụng trong ngành y học, y tế

Các thiết bị y tế như lăng kính, ống nước, ống đựng thuốc,…đều là các ứng dụng của thủy tinh. Vật liệu này đóng vai trò rất quan trọng trong ngành y tế, giúp chăm sóc và bảo vệ sức khỏe của con người một cách tốt nhất.

Ngành công nghiệp thực phẩm

Các loại đồ uống đựng trong chai, bình thuỷ tinh được khuyến cáo sử dụng nhiều hơn bảo nó đem lại cảm giác ngon miệng cũng như bảo vệ môi trường một cách tốt hơn các loại chất liệu khác.

Trong nông nghiệp

Chất liệu thủy tinh  giúp các nhà khoa học kiểm soát và theo dõi quá trình mô tế bào phát triển, từ đó mang đến chất lượng cây trồng hiệu quả cao nhất trong quy trình nhân giống cây trồng.

Điện tử viễn thông

Thủy tinh là chất liệu được xuất hiện trong các loại linh kiện điện tử, cầu chì, cảm biến, bo mạch,…hay sợi cáp quang.

Thủy tinh là vật liệu bền bỉ, chịu được nhiệt độ cao và an toàn với sức khỏe con người. Đây cũng là vật liệu có khả năng tái chế vì vậy được sử dụng trong rất nhiều ngành nghề và lĩnh vực, đặc biệt là trong đời sống của con người. Hy vọng với những thông tin chi tiết trên đây bạn đã có cái nhìn rõ hơn về loại vật liệu tuyệt vời này nhé!