Obținerea și Utilizarea Materialelor Anorganice

1. STICLA. PREZENTARE GENERALĂ

Sticlele sunt materiale amorfe (necristalizate), cu rezistenţă mecanică şi duritate mare, cu coeficient de dilatare mic. La temperaturi mai înalte se comportă ca lichidele subrăcite cu vâscozitate mare. Nu au punct de topire definit. Prin încălzire se înmoaie treptat, până la lichefiere, ceea ce permite prelucrarea sticlei prin suflare, presare, turnare, laminare.

Încă de la început sticla a fost folosită la fabricarea unor obiecte decorative. De-a lungul miilor de ani, în mâinile artiştilor plastici sticla a devenit un extraordinar material decorativ şi „inteligent” folosit astăzi în cele mai diverse şi neaşteptate moduri şi locuri.

Sticlele se obţin, în general, prin topirea în cuptoare speciale a unui amestec format din nisip de cuarţ, piatră de var, carbonat de sodiu (sau de potasiu) şi materiale auxiliare. Proprietățile fizice ale sticlelor sunt determinate de compoziția lor.

După compoziţia chimică, procedeul de fabricaţia şi domeniul de utilizare, sticla se clasifică în următoarele grupe:

- Sticlă comună şi cristal – pentru articole de menaj şi ambalaj;

- Sticlă pentru construcţii: tip obişnuit pentru geamuri (transparentă, difuză), tip special (termofonoizolantă şi absorbantă) tip elemente de zidărie (plăci, cărămizi);

- Sticlă de laborator

- tip chimic şi termic rezistentă (eprubete,pipete, pâlnii, fiole, vase de cultură etc.);

- tip sintetizată , cu grad de porozitate, folosită la filtrare;

- Sticlă opacă: tip crown, cu dispersie scăzută şi tip flint, cu dispersie ridicată;

- Sticlă rezistentă la radiaţii de ionizare (folosită la microscoape şi telescoape);

- Sticlă pentru corpuri de iluminat:

- sticlă pentru uz casnic – incoloră, mată, opacă, colorată;

- sticlă pentru scopuri tehnico-industriale (de protecţie, dispensoare, filtre pentru raze infraroşii şi ultraviolete);

- Sticlă de protecţie contra radiaţiilor nucleare;

- Sticlă fotosensibilă (obişnuită, cristalizată = fotoceram şi fotocromică sau fototropă; sensibilă la lumina excitantă);

- Sticlă pentru fire şi fibre: tip A. C. O. S.;

- Sticlă pentru acoperiri: pentru ceramică (glazură), pentru metal (smalţ), pentru sticlă (email);

- Sticlă pentru industria electronică: ca element pasiv (dielectric) şi ca elemente active (semiconductori);

- Sticlă solubilă.

2. SCURT ISTORIC

Plinius menţionează în Istoria naturală o poveste despre descoperirea sticlei. Pe scurt, un grup de marinari fenicieni de pe un vas ce transporta sodă a venit la ţărm spre a face focul. Plaja întinsă era plină de nisip, dar nici un bolovan pentru a tine vasul la foc. Marinarilor le-a venit ideea de a folosi câţiva bulgări de sodă de pe corabie. Şi au făcut focul, pregătindu-şi mâncarea şi apoi dormind. Dimineaţă, scormonind din întâmplare prin cenuşa focului, un marinar a găsit câteva pietricele lucioase, care nu semănau cu nici un material obişnuit. Erau bucăţele de sticlă.

Întâmplarea a fost verificată de oamenii de ştiinţă, care au dovedit că focul făcut pe plajă, chiar şi pe bază de cărbune, nu poate duce la temperaturi suficient de mari pentru producerea topirii nisipului (prima condiţie pentru apariţia sticlei). Povestea lui Pliniu a fost catalogată ca fiind falsă. Acest lucru este însă greşit. Indiferent dacă povestea cu bulgării de sodă este sau nu adevărată, pe plajele şi deşerturile nisipoase din zonele bântuite de furtuni cu trăznete se găsesc destul de frecvent forme de sticlă naturală, formată de temperatura ridicată a trăznetului. În anumite locuri din SUA (ex. Florida sau California) acestea se comercializează, fiind vândute turiştilor fie în formele ciudate naturale, fie cu anumite prelucrări.

Sticla naturală, creată de lovitura trăznetului, este prima formă de sticlă cunoscută de catre om. Cea mai veche sticlă poate fi considerată şi sticla vulcanică, rezultată prin răcirea rapidă a lavei. Diferite obiecte obţinute astfel se păstrează încă în muzee.

Prima industrie a sticlei s-a dezvoltat însă în Egiptul antic. Aici s-a descoperit faptul că, acoperind pereţii unui vas din lut cu un amestec de nisip umed şi sodă, la ardere acesta se transforma în smalţ, adică într-o peliculă subţire de sticlă. Ulterior amestecul din care se obţinea smalţul a fost îmbogăţit cu var, acesta devenind un element de primă importanţă în producerea sticlei. Prin intermediul altor adaosuri (ca fier, cupru, mangan etc), egiptenii au obţinut smalţ de mai multe culori (albastru, galben, violet, prupuriu etc). Ulterior s-au obţinut din amestecul ce producea smalţul, odată ars în cantităţi mai mari decât subţirea pojghiţă de pe un vas, bulgăraşi de smalţ sau sticlă. Astfel au apărut primele obiecte făcute din sticlă - mărgelele. Tot egiptenii au meritul în a fi fost primii a realiza proteze oculare. Se apreciază că cele mai vechi mărgele din sticlă au cca. 5000-6000 ani vechime.