Thủy tinh là gì? Nêu đặc điểm và tính chất của thủy tinh?

1. Thuỷ tinh là gì? Đặc điểm, tính chất của thuỷ tinh

- Thuỷ tinh còn gọi là kính, kiểng, thuộc chất rắn vô định hình đồng nhất, có công thức hoá học là SiO2. Chúng có gốc silicat, thường trong suốt và được pha trộn thêm các tạp chất để có được tính chất như ý muốn.

Mặc dù thuỷ tinh quá quen thuộc với cuộc sống của chúng ta hành ngày nhưng mọi người sẽ bất ngờ vì thuỷ tinh đã xuất hiện từ rất lâu đời kể từ thời kỳ đồ đá với các tên gọi như vỏ chai. Con người nguyên thuỷ sử dụng thuỷ tinh làm dao chế biến đồ ăn. Việc sản xuất thuỷ tinh lần đầu tiên vào những năm 2000 TCN ở Ai Cập. Giai đoạn này thuỷ tinh mới được sử dụng làm men màu và đồ gốm cho các mặt hàng khác.

Tới thế kri I, TCN, kỹ thuật chế tạo thổi thuỷ tinh bắt đầu hình thành và phát triển. Cho đến thời kì đế chế La Mã thuỷ tinh đã được tạo ra nhiều với chủ yếu các mẫu mã chai, lọ, bình. Trong thiên niên kỷ tiếp theo thuỷ tinh được phát triển phổ biến với phương pháp cải tiến mạnh mẽ hơn. Vào giữa những năm 30 TCN và năm 385 SCN, những người thợ thuỷ tinh của Siri đã phát minh ra chiếc ống thổi có thể tạo ra các sản phẩm thuỷ tinh có hình dạng, độ đày khác nhau.

Đến năm 1670, ngành nghề sản xuất thuỷ tinh mới được biết đến nhiều hơn ở Đức và phía bắc Bôhêmia và Anh - nơi George Ravenscoft. Cũng vào khoảng giai đoạn này những người thợ Pháp đã sản xuất kính tấm bằng các phương pháp mặt trụ.

Năm 1773, Công ty sản xuất kính đầu tiên ra đời ở Anh và trở thành trung tâm kính cửa sổ chất lượng cao ở thời điểm bây giờ. Ngày nay ngành chế tạo thuỷ tinh cũng dần phát triển mạnh mẽ với công nghệ sản xuất hiện đại và tiên tiến nhất. Các sản phẩm thuỷ tinh có sự đa dạng mẫu mã, hình thứ và được nhiều người dùng đón nhận.

- Đặc điểm và tính chất của thuỷ tinh:

+ Thủy tinh là chất rắn không màu, trong suốt, không gỉ theo thời gian

+ Tương đối cứng hơn so với kim loại những ly thuỷ tinh dễ vỡ khi va chạm mạnh

+ Điện trở suất capo nên thuỷ tinh không dẫn điện, có khả năng cách điện tốt

+ Không cháy, độ chống ẩm rất cao, không bị ăn mòn với nhiều loại axit mạnh khác (trừ axit hydro florua)

+ Trong suốt, dễ dàng cho ánh sáng truyền qua. Tuy nhiên, tuỳ thuộc vào tỉ lệ giữa thuỷ tinh nguyên chất và tạp chất pha trộn trong quá trình sản xuất mà khả năng truyền ánh sánh sẽ khác nhau

+ Thuỷ tinh không có nhiệt độ nóng chảy nhất định. Theo đó, silicat là nguyên liệu chính để sản xuất thuỷ tinh có nhiệt độ nóng chảy cao ở 2000 độ C. Người ta sẽ bổ sung các chất khác để giảm nhiệt độ nóng xuống còn khoảng 1000 độ C

2. Thuỷ tinh có những lại cơ bản nào?

Ở thời điểm hiện tại thuỷ tinh có nhiều loại khác nhau với từng đặc điểm, tính chất phù hợp với từng mục đích sử dụng khác nhau. Cụ thể:

- Thuỷ tinh vô cơ: được tạo thành bởi các hợp chất vô cơ như silic, boron, sodium, calcium, aluminum, potassium, magnesium và đồng. Thuỷ tinh vô cơ có tính chất không dẫn điện và không dẫn nhiệt, chịu được nhiệt độ cao, chịu được hoá chất, kháng ăn mìn và độ bền cao.

- Thuỷ tinh hữu cơ: Thường được tạo thành từ các polyme hữu cơ như polycarbonate, acrylic, styrene và polyester. Thuỷ tinh hữu cơ có tính chất dẫn điện và dẫn nhiệt, có độ dẻo cao, có khả năng chịu va đập tốt, nhưng không chịu được nhiệt độ cao.

- Thuỷ tinh oxit: được tạo thành từ hợp chất oxit như: SiO2 (silicat), B2O3 (boron oxide), P2O5 (phosphorus oxide), Al2O3 (aluminum oxide) và MgO (magnesium oxide). Thuỷ tinh oxit có tính chất chịu nhiệt tốt, kháng ăn mòn, chịu được ánh sáng mặt trời và độ bền cao.

- Thuỷ tinh đơn nguyên tử: là thuỷ tinh được tạo thành từ một nguyên tố duy nhất,  ví dụ như thuỷ  tinh silic (SiO2) và thuỷ tinh germani (GeO2). Thuỷ tinh đơn nguyên tử có tính chất chịu nhiệt tốt, khả năng chịu va đập kém và không dẫn điện.

- Thuỷ tinh halogen: là thuỷ tinh được tạo thành từ các halogen như flour, clor, brom,  và iod. Thuỷ tinh Halogen có tính chất dẫn điện, dẫn nhiệt và khả năng  chịu ánh sáng tốt

- Thuỷ tinh hỗn hợp là thuỷ tinh được tạo thành từ hai hay nhiều loại hợp chất khác nhau. 

- Gốm thuỷ tinh: là sản phẩm của quá trình nung chảy và làm nguội chậm của thuỷ tinh và khoáng chất. Gồm thuỷ tinh có tính chất chịu nhiệt, khoáng hoá chất và độ bền cao. Nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như gốm sứ, gạch và gốm men.

3. Ứng dụng của thuỷ tinh trong đời sống

Sở hữu những tính chất vượt trôi nên vật liệu thuỷ tinh được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đời sống hiện nay. Bạn có thể bắt gặp các đồ dùng thuỷ tinh xuất hiện trong chính gia đình mình hoặc tại các nơi làm việc, học tập. Cụ thể như sau:

- Trong lĩnh vực y tế: sản xuất và chế tạo các loại ống nghiệm, mặt kính hiển vi, máy kiểm mẫu các linh kiện khác.

- Trong lĩnh vực trang trí nội thất: với khả năng truyền ánh sáng tốt, trong suốt nên người ta dùng thuỷ tinh để chế tạo các loại đèn chùm, đen treo tường, đèn trang trí....giúp căn phòng trở nên sang trọng, cao cấp.

- Trong công nghiệp thực phẩm: thuỷ tinh thường trơ, có khả năng chống lại sự tấn công của hoá chất và hầu như có thể chịu được tác động của nước nên được dùng để sản xuất các loại hộp dựng thực phẩm, chén cơm, chai lọ, ly thuỷ tinh uống nước.

- Trong lĩnh vực mỹ phẩm: sản xuất các chai lọ đựng mỹ phẩm như nước hoa, kem dưỡng da, toner.... Các chai lọ làm từ thuỷ tinh có khả năng bảo quản tối ưu mà vẫn đáp ứng tính thẩm mỹ, nâng tầm giá trị cho mỹ phẩm đựng bên trong

- Trong lĩnh vực đời sống khác: Thuỷ tinh dùng làm chén bát, tô, linh kiện điện tử, kính cửa sổ, đèn điện.... và. rất nhiều sản phẩm khác nữa.

Lưu ý khi sử dụng thuỷ tinh:

Khi sử dụng đồ thuỷ tinh, bạn nên lưu ý những điều sau đây:

- Kiểm tra trước khi sử dụng: trước khi sử dụng đồ thuỷ tinh, hãy kiểm tra kỹ xem có bị vỡ hoặc trầy xước không. Nếu phát hiện trầy xước hoặc vết nứt, hãy không sử dụng và thay thế bằng sản phẩm mới.

- Tránh va chạm: đồ thuỷ tinh rất dễ vỡ hoặc nứt do va chạm. Vì vậy, hãy đặt chúng ở nơi an toàn, tránh tiếp xúc với vật cứng hoặc đặt trên bề mặt cứng.

- Vệ sinh đúng cách khi vệ sinh đồ thuỷ tinh, hãy sử dụng dung dịch vệ sinh đồ dùng để làm sạch và tránh sử dụng nước quá nóng hoặc quá lạnh. Bạn nên dùng khăn mềm hoặc bông tẩy trang để lau chùi.

- Tránh nhiệt độ cực đoan: đồ thuỷ tinh không chịu nhiệt độ cực đoan, nên không nên đặt chúng trong lò nướng, máy rửa chén hay đổ nước lạnh vào khi còn đang nóng.

- Sử dụng đồ thuỷ tinh phù hợp: không sử dụng đồ thuỷ tinh để chứa hoá chất độc hại, axit, hoặc chất dễ cháy nổ.

Ưu điểm của thuỷ tinh:

- Thuỷ tinh có khả năng chịu nhiệt tốt, chịu được nhiệt độ cao hơn so với nhiều vật liệu khác như nhựa

- Thuỷ tinh có độ cứng và bền tốt, khó bị biến dạng hoặc bị vỡ khi chịu lực 

- Sản phẩm từ thủy tinh dễ dàng lau chùi và vệ sinh, không bị thấm nước hoặc bị dính các chất bẩn

- Thuỷ tinh có tính thẩm mỹ cao, được sử dụng rộng rãi trong trang trí nội thất, trang trí nhà cửa, và sản xuất các sản phẩm quà tặng

- Thuỷ tinh không có chứa chất gây độc và không phản ứng hoá học với các chất bảo quản bên trong nên hoàn toàn an toàn với người dùng

- Sản phẩm có thể tái sử dụng nhiều lần nên giúp nâng cao tinh thần bảo vệ môi trường.

Nhược điểm của thuỷ tinh:

- Thuỷ tinh có tính chất dễ vỡ chúng ta cần phải cẩn trọng khi sử dụng và lưu trữ để tránh gây ra tai nạn

- Sản phẩm từ thuỷ tinh có trọng lượng nặng hơn so với nhiều vật liệu khác như nhựa hoặc gỗ

- Sản phẩm từ thuỷ tinh thường có giá thành cao hơn với nhiều vật liệu khác, đặc biệt là trong sản xuất lớn.

Bạn đọc có thể tham khảo bài viết dưới đây: Danh mục phế liệu được phép nhập khẩu để làm nguyên liệu sản xuất từ ngày 01/6/2023 gồm những gì?