隨著人民生活水平的提高,國(guó)內(nèi)開(kāi)始流行水晶(crystal)熱,香奈爾、迪奧等名牌時(shí)裝也用施華洛世奇水晶(Swaroski crystal)裝飾,水晶也由首飾、裝飾品、陳列品走向時(shí)裝、鞋帽、鐘表方面。
國(guó)外一些知名的建筑玻璃企業(yè)也生產(chǎn)水晶平板玻璃及水晶玻璃建筑制品,在高檔建筑上應(yīng)用。國(guó)外,很早就出現(xiàn)了水晶俱樂(lè)部,有大批的水晶迷。國(guó)內(nèi)也有水晶城、水晶宮等專(zhuān)門(mén)從事水晶玻璃加工的縣市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
但是目前國(guó)內(nèi)外非學(xué)術(shù)報(bào)刊、網(wǎng)站、企業(yè)宣傳材料等所稱(chēng)水晶crystal,按詞典上的中文譯名為晶體,并不是傳統(tǒng)上的石英晶體(quartz crystal),更不是國(guó)內(nèi)某些水晶城加工水晶球、水晶工藝品所用的K9光學(xué)玻璃,水晶玻璃就是晶質(zhì)玻璃。我國(guó)江蘇東海等石英產(chǎn)地,水晶仍然為傳統(tǒng)上的石英晶體。
水晶玻璃的發(fā)展歷程
水晶玻璃已有悠久歷史,遠(yuǎn)古時(shí)代由于玻璃原料雜質(zhì)多,熔化溫度不高,玻璃沒(méi)有熔化好,有大量未熔砂粒、氣泡等缺陷,同時(shí)原料中鐵、錳、鈦等著色金屬離子很多,玻璃往往是不透明或半透明的。到了13世紀(jì),威尼斯人采用含雜質(zhì)較少的石英巖和Levant的含鈉的草木灰,熔化成無(wú)色透明的玻璃。15世紀(jì)時(shí),原料質(zhì)量更有了進(jìn)一步改進(jìn),用Ticino河下游純粹的石英砂和草木灰沸水溶液中再結(jié)晶的純堿,得到的玻璃透明度比過(guò)去明顯提高,與水晶相似,故命名為Cristallo,是一種鈉鈣水晶,其成分范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為[1] SiO2 70.0%~71.5%、Al2O3 0.8%~1.31%、CaO 4.07%~4.72%、MgO 1.47%~1.66%、K2O 2.84%~4.55%、Na2O 15.2%~16.8%、Fe2O3 0.25%~0.51%、MnO 0.26%~0.51%、SO3 0.19%~0.31%、Cl 0.62%~0.92%、P2O5 0.15%~0.24%,此成分中Fe2O3、MnO為礦物原料中的雜質(zhì),Cl、P2O5均為草木灰純堿中雜質(zhì)。
鈉鈣水晶玻璃成分與現(xiàn)代器皿玻璃成分有些相似,K2O+Na2O含量比較高,CaO+MgO含量比較低,玻璃易熔,適合于手工操作。13世紀(jì)以后,波希米亞人(Bohemian)在波希米亞(Bohemia,今屬捷克)和西里西亞(Silsia)地區(qū)建立了十幾個(gè)玻璃廠,除了要優(yōu)質(zhì)的石英砂為原料外,還用含碳酸鉀的森林木材灰,如山毛櫸林(beeth forests)的木材灰為引入堿性氧化物的原料,于是制成折射率較高的透明玻璃,也稱(chēng)水晶玻璃(crystalex),文獻(xiàn)上為了與威尼斯水晶玻璃相區(qū)別,稱(chēng)為波希米亞水晶玻璃(Bohemia Crystalex),由于用森林的木材灰為原料,故又稱(chēng)森林玻璃(Forext Glass)。波希米亞水晶玻璃為鉀鈣成分,含SiO2 75%~77%、CaO 5%~6%、K2O 15%~17%,玻璃的折射率nD為1.48~1.49,此系統(tǒng)稱(chēng)為鉀鈣水晶玻璃。
后來(lái)為了改進(jìn)性能,在成分中加入Na2O和少許B2O3,改稱(chēng)為鉀鈉鈣水晶玻璃,目前捷克生產(chǎn)的此類(lèi)型水晶玻璃成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為SiO2 75.5%、B2O3 0.2%、CaO 6%、K2O 4.8%、Na2O 12.8%。鉀鈣和鉀鈉水晶玻璃主要產(chǎn)地為離布拉格90km的諾維波爾(Nov? Bor)小鎮(zhèn),產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)為:密度2.444g/cm3,折射率nD(20℃)為1.50002,平均色散(20℃)為830×10-5,線膨脹系數(shù)為89.1×10-7℃-1,耐酸性(按ISO 719標(biāo)準(zhǔn),0.01mol/L的HCl在98℃侵蝕后玻璃表面單位面積失重)為1.98mg/dm2,液相線溫度950℃[2]。
中世紀(jì)時(shí)波希米亞的水晶玻璃制造技術(shù)逐漸傳到中歐和西歐,英、法等玻璃廠大都采用波希米亞鉀鈣和鉀鈉鈣玻璃成分,熔化溫度比較高,需要優(yōu)良木材作燃料,砍伐了大量森林,1615年英國(guó)皇室下令禁止用優(yōu)質(zhì)木材作為玻璃廠燃料,影響了玻璃廠生產(chǎn)。1670年英國(guó)人Ravenscroft發(fā)現(xiàn)在玻璃成分中加PbO后,不僅降低了玻璃的黏度和熔化溫度,玻璃易于熔化,料性長(zhǎng),成形方便,而且玻璃光澤度增加,更顯晶瑩剔透,并容易刻磨,就將鉛玻璃投入生產(chǎn),稱(chēng)為lead crystal。鉛水晶的折射率、色散、密度均比鈉鈣水晶(Cristallo)、鉀鈣水晶(crystalex)為高,熔化、成形、刻磨性能均優(yōu)于鈉鈣和鉀鈣水晶,因而得到推廣。
世界上一些著名的水晶玻璃廠大都建立在18世紀(jì)左右。1764年Ranaut在法國(guó)巴卡拉(Baccarat)的一個(gè)小村莊建立了玻璃廠,當(dāng)時(shí)僅是一個(gè)家庭小作坊,生產(chǎn)平板玻璃、鏡子以及仿波希米亞的水晶玻璃,當(dāng)Ravenscroft發(fā)明鉛玻璃后,巴卡拉也制造了鉛水晶,含PbO 24%,稱(chēng)為全鉛水晶。1830年開(kāi)始生產(chǎn)彩色的水晶玻璃,以后又生產(chǎn)乳濁水晶玻璃和半透明仿蛋白石玻璃、仿瑪瑙玻璃,后來(lái)又推出了綠色的乳濁水晶玻璃,彩色和乳濁水晶玻璃成為巴卡拉的特色。1855年在巴黎博覽會(huì)上,巴卡拉展出了5.182m(17英尺)高的水晶玻璃燭臺(tái)和7.010m(23英尺)水晶玻璃噴泉底座;1972年在里斯本的國(guó)際博覽會(huì)上,巴卡拉又展出了重達(dá)90.72kg(200磅)的地球與月球的水晶玻璃主體雕塑。150多年來(lái),雖然產(chǎn)權(quán)多次易手,廠名幾度變更,但巴卡拉的名牌始終深入人心,在法國(guó)甚至在歐洲,提到鉛水晶,就會(huì)想到巴卡拉。
1783年喬治和威廉叔侄兩人在英國(guó)沃特福德(Waterford)建立玻璃廠,生產(chǎn)含PbO30%的全鉛水晶玻璃。1851年英國(guó)第一個(gè)世界博覽會(huì)在倫敦舉行,設(shè)計(jì)師Paxton以生鐵預(yù)制梁、柱、屋架,用沃特福德的玻璃來(lái)做墻面、屋頂,建成通體透明的水晶宮,建筑物長(zhǎng)度563m,寬度124.4m,外形是階梯形的長(zhǎng)方體,上面加一個(gè)?頂,建筑總面積74000m2,玻璃總面積接近9300 m2,稱(chēng)為水晶宮展覽會(huì)(Crystal Palace Exhibition),開(kāi)創(chuàng)了玻璃建筑的新紀(jì)元,在世界建筑史占了一席重要的地位。
比起歷史悠久的威尼斯和波希米亞玻璃來(lái),施華洛世奇(Swarovski)水晶玻璃,只有一百多年歷史。施華洛世奇公司是由捷克人丹尼爾·施華洛世奇(Daniel Swarovski)從波希米亞移民到奧地利的Wattens鎮(zhèn)于1895年建立。施華洛世奇制造含PbO32%的高鉛水晶玻璃,特別著名的是用高鉛水晶作仿鉆石(水鉆)、紅寶石、藍(lán)寶石、紫晶、鈦藍(lán)寶石、印度紅寶石以及半透明和不透明乳濁玻璃制造的如白色蛋白石、紫羅蘭蛋白石、海藍(lán)蛋白石、橄欖石、電氣石、黃玉等。施華洛世奇開(kāi)創(chuàng)了將水晶應(yīng)用到時(shí)裝、鞋帽、鐘表上的先例,擴(kuò)大高鉛玻璃的應(yīng)用范圍。
19世紀(jì)20年代俄國(guó)圣彼德堡皇家玻璃廠生產(chǎn)了大體積的花瓶、水罐、甕以及家具,1828年為波斯國(guó)王制造了水晶玻璃藍(lán)色沙發(fā)。
雖然我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)代楚國(guó)人已用石英砂、方鉛礦、重晶石為原料制造了鉛鋇硅酸鹽成分玻璃的劍首、劍珥、玉璧等裝飾玻璃,但這些玻璃為半透明或不透明的深色玻璃,與近代的鉛水晶玻璃有明顯的區(qū)別。西漢以后,我國(guó)制造的玻璃成分由鉛鋇硅酸鹽成分轉(zhuǎn)向鉛玻璃成分,制造了透光度較好的玻璃,古代文獻(xiàn)上認(rèn)為此時(shí)玻璃外觀與水晶或玉石相似,起了代替玉的效果,但從實(shí)物來(lái)看,這些玻璃不能稱(chēng)為鉛水晶玻璃。
20世紀(jì)50年代我國(guó)研制的鉛玻璃,主要是光學(xué)玻璃的火石玻璃,用作光學(xué)材料,60年代研制了防輻射用的鉛玻璃。到了70年代大連、上海等器皿廠才研制了真正意義上的中鉛(PbO>24%)和高鉛(PbO>30%)水晶玻璃。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)某些知名的傳統(tǒng)器皿玻璃廠由于種種原因,基本已不生產(chǎn)鉛水晶玻璃,目前有兩種類(lèi)型的企業(yè)在生產(chǎn)水晶玻璃,一類(lèi)是生產(chǎn)光學(xué)玻璃和特種玻璃的大型企業(yè),利用其光學(xué)玻璃生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)優(yōu)勢(shì),生產(chǎn)鉛水晶玻璃;另一類(lèi)是合資或民營(yíng)企業(yè),利用進(jìn)口連熔電爐生產(chǎn)高鉛或中鉛水晶玻璃。