Direction du développement du verre de cristal

La pollution du plomb dans le verre cristal a toujours été remarquée. En 1976, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a remarqué la quantité de plomb dissoute dans le verre et la céramique, et la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a réglementé la quantité de plomb et de cadmium dissous dans la glaçure céramique. L'Organisation internationale de normalisation (ISO) spécifie dans les normes ISO 7086/1 et ISO 7086/2 qu'une solution d'acide acétique à 4 % (v/v) doit être utilisée pour mordancer pendant 1 heure à 22 °C. Pour les produits en verre creux d'un volume inférieur à 600 mL, la quantité de Pb dissous La limite autorisée est de 5 mg/L, et lorsque le volume est supérieur à 600 mL, la limite autorisée pour la dissolution du Pb est de 2,5 mg/L. En 1991, la Fédération internationale européenne et américaine du cristal (Fédération internationale du cristal) a établi des réglementations plus strictes que l'ISO. Dans les mêmes conditions, la limite admissible de dissolution du Pb est de 1,5 mg/L [4].

Le Conseil national de sécurité du Canada (NSC National Safety Council) a formulé des recommandations sur la sécurité des cristaux de plomb, indiquant que l'apport de plomb par personne et par jour ne devrait pas dépasser 5 μg/j. Lorsque le verre en cristal au plomb est rempli de vin, la quantité de plomb dissous peut atteindre 1 ~ 500 μg/L. Il est recommandé de ne pas stocker de liquides acides dans des bouteilles en cristal au plomb. Les bébés et les enfants ne doivent pas utiliser de biberons et de tasses en cristal au plomb. Les femmes enceintes ne doivent pas boire le liquide contenu dans des verres en cristal au plomb.

La directive 2002/95/CE du Parlement européen et du Conseil stipule qu'à compter du 1er juillet 2007, les circuits et équipements électroniques contenant des substances dangereuses Pb, Hg, Cd et Cr6+ sont interdits au niveau 10-9, mais le verre cristal au plomb est temporairement mis à l'écart.

De la tendance au développement, le verre cristal sans plomb est impératif. Dans les années 1950, des pays d'Europe de l'Est tels que l'Union soviétique et la République tchèque menaient des recherches sur les cristaux sans plomb. Des années 1980 aux années 1990, certains pays occidentaux ont également délivré des brevets pour des cristaux sans plomb. Les premiers cristaux sans plomb étudiés sont le cristal de baryum et le cristal de zinc. Par exemple, le cristal de baryum développé par l'ex-Union soviétique contient 15% à 30% de BaO et l'indice de réfraction nD est de 1,53 à 1,535. Lorsque la teneur en BaO est élevée, la corrosion des matériaux réfractaires est grave et il est facile d'apparaître deux fois. Les bulles et la transparence, la blancheur et la réfraction sont inférieures aux cristaux de plomb, et les cristaux de baryum ont une dureté plus élevée que les cristaux de plomb, et leurs performances de gravure, de meulage et de polissage ne sont pas aussi bonnes que les cristaux de plomb, donc ZnO est ajouté aux cristaux de baryum pour remplacer une partie de BaO, comme le cristal SiO2 Lithopone de 60%, BaO 10%, ZnO 10%, K2O 10%, Na2O 10% a un indice de réfraction de 1,531, qui est inférieur à celui du cristal au plomb. Dans le verre de silicate, l'indice de réfraction du TiO2 est très élevé (indice d'additivité 2,2 ~ 2,4) et le ZrO2 est également relativement élevé. Les savants soviétiques ont développé le cristal de titane et le cristal de zirconium. Le titane a un indice de réfraction élevé, mais TiO2 améliorera le fer. La capacité de coloration n'est pas bonne pour la transparence et la blancheur du verre cristal. L'oxyde de nano-titane de haute pureté est coûteux.

Le cristal de zirconium développé par l'ex-Union soviétique contient 64 % de SiO2, 9,5 % de CaO, 4,7 % de ZnO, 6,2 % de ZrO2, 3,0 % de K2O, 12,6 % de Na2O, et utilise du ZrO2 pur ou du zircon (ZrSiO4) comme matières premières, avec une réfraction indice de 1,542 ~ 1,547 et une densité de 2,59 ~ 2,75 g/cm3, ce qui équivaut également à un cristal au plomb moyen. La transparence et la blancheur du verre ne sont toujours pas aussi bonnes que le cristal au plomb, car le minerai de zirconium contient plus d'impuretés et est difficile à purifier, et le ZrO2 est difficile à fondre, ce qui limite la production de cristal de zirconium.

Afin d'améliorer la densité et l'indice de réfraction, tout en tenant compte des performances du processus de fusion et de formation, la plupart des brevets étrangers sur les cristaux sans plomb utilisent une variété d'oxydes à indice de réfraction élevé, tels que SrO, ZnO, BaO, TiO2, ZrO2 , etc. Il existe des rapports de recherche similaires en Chine [5], et sa plage de composition (fraction massique) est SiO2 66% ~ 75%, B2O3 1%, Al2O3 0% ~ 0,5%, CaO 1%, BaO 7% ~ 15 %, ZnO 0.5% `1%, SrO 0.5%~1%, TiO2 0.5%~1%, Na2O 8%~10%, K2O 3%~7%, densité 2.55~2.57g/cm3, indice de réfraction 1.501, bien que l'indice de réfraction n'est pas élevé, la résistance aux acides est très bonne et la quantité de dissolution lorsqu'elle est placée dans du HAC à 4 % pendant 24 heures est de<2×10-9><2ppb). le="" cristal="" hybride="" est="" la="" direction="" de="" recherche="" du="" cristal="" sans="" plomb.="" comment="" optimiser="" le="" type="" et="" la="" quantité="" d'oxyde="" à="" indice="" de="" réfraction="" élevé="" et="" le="" rapport="" de="" chaque="" composition="" pour="" obtenir="" la="" densité,="" l'indice="" de="" réfraction="" et="" la="" dispersion="" les="" plus="" élevés,="" et="" en="" même="" temps="" tirer="" pleinement="" parti="" du="" blocage="" entre="" les="" deux="" ions="" valents="" l'effet="" et="" l'accumulation="" l'effet="" des="" ions="" de="" haute="" valence="" améliore="" la="" résistance="" aux="" acides="" et="" la="" résistance="" aux="" intempéries="" du="" cristal.="" de="" plus,="" les="" propriétés="" de="" fusion,="" de="" formage,="" de="" travail="" à="" chaud="" et="" de="" travail="" à="" froid="" du="" verre="" (gravure,="" meulage,="" polissage,="" etc.)="" doivent="" être="" prises="" en="" considération="" et="" doivent="" être="" aussi="" proches="" que="" possible="" du="" cristal="" au="">

Des chercheurs nationaux et étrangers ont également effectué des recherches sur le revêtement de surface en verre. D'une part, un film à haute teneur en silicium est appliqué sur la surface du cristal au plomb. Après frittage à 500℃ et 1h, un film de SiO2 est formé, ce qui peut améliorer la résistance aux acides du cristal au plomb et réduire la dissolution du Pb [6] ; d'autre part, utilisez la méthode sol-gel pour revêtir SiO2-PbO-K2O sur la surface du verre sodocalcique ordinaire. Le film peut jouer l'effet du cristal au plomb. Par exemple, en utilisant de l'orthosilicate d'éthyle, de l'acétate de plomb, de l'acétate de potassium comme précurseurs et du diméthylsulfoxyde comme solvant, le sol préparé à partir de ceux-ci peut être déposé sur la surface du verre par la méthode spin-off. Après traitement thermique à 400°C, un film vitreux est obtenu avec un indice de réfraction de 1,565.

Dans l'orientation future du développement du verre cristal, en plus du développement des cristaux sans plomb, d'une part, il est nécessaire de maintenir la tradition, et l'artisanat traditionnel peut devenir un patrimoine historique ; d'autre part, il est nécessaire d'adopter de nouvelles technologies et de nouveaux procédés. C'est dans cette voie qu'il se développe, comme le Groupe Baccarat qui fabrique non seulement du verre traditionnel taillé à la main et dépoli, mais produit également en série des produits en cristal taillé et dépoli avec des machines automatiques de découpe et de gravure laser 3D. Il en va de même pour la Slovaquie, qui produit non seulement des décorations et de l'artisanat en cristal au plomb, mais produit également des produits de haute technologie tels que des jumelles, des microsphères à haute réfraction et des fibres optiques.

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