Kaca adalah bahan anorganik, non-logam yang tidak memiliki struktur kristal. Bahan-bahan semacam itu disebut amorf dan praktis merupakan cairan padat yang didinginkan begitu cepat sehingga kristal tidak dapat terbentuk. Kacamata khas berkisar dari kaca silikat soda-kapur untuk botol kaca hingga kaca kuarsa dengan kemurnian sangat tinggi untuk serat optik. Kaca banyak digunakan untuk jendela, botol, gelas minum, jalur transfer dan wadah untuk cairan yang sangat korosif, kacamata optik, jendela untuk aplikasi nuklir, dll. Digunakan. Secara historis, sebagian besar produk terbuat dari kaca yang ditiup. Baru-baru ini, sebagian besar kaca lembaran telah diproduksi menggunakan proses float. Produksi massal botol dan produk dekoratif dilakukan pada skala industri menggunakan proses kaca yang ditiup. Barang-barang kaca yang ditiup tangan dibuat di pusat-pusat seni / kerajinan di seluruh Inggris.
Kaca normal
Komponen utama kaca adalah silikon dioksida (SiO 2). Bentuk silika yang paling umum digunakan dalam produksi kaca selalu pasir.
Pasir itu sendiri dapat dilebur untuk membuat kaca, tetapi suhu di mana ini dapat dicapai adalah sekitar 1700o C. Dengan menambahkan bahan kimia lain ke pasir, suhu lelehan dapat dikurangi secara signifikan. Penambahan natrium karbonat (Na2CO3), yang dikenal sebagai soda abu, dalam jumlah untuk membuat campuran cair 75% silika (SiO2) dan 25% natrium oksida (Na2O) mengurangi suhu lelehan menjadi sekitar 800o C. Namun, segelas komposisi ini larut dalam air dan disebut gelas air. Untuk memberikan stabilitas pada kaca, bahan kimia lain seperti kalsium oksida (CaO) dan magnesium oksida (MgO) diperlukan. Bahan baku untuk pengenalan CaO dan MgO adalah karbonat, batu kapur (CaCO3) dan dolomit (MgCO3), yang memancarkan karbon dioksida pada suhu tinggi dan meninggalkan oksida dalam gelas.
Kaca borosilikat:
Kaca borosilikat terbuat dari 70% - 80% silika (SiO2) dan 7% - 13% boron oksida (B2O3) dengan sejumlah kecil alkali natrium oksida (soda) (Na2O) dan aluminium oksida (AI2O3). Gelas sering digunakan di laboratorium di mana kontak berulang dengan uap air pada suhu tinggi dapat melepaskan ion alkali. Kaca borosilikat memiliki kandungan alkali yang relatif rendah dan, akibatnya, ketahanan yang tinggi terhadap serangan air. Kaca borosilikat memiliki ketahanan kejut termal yang luar biasa, karena memiliki koefisien ekspansi yang rendah (3,3 x 10 -6 K-1) dan titik pelunakan yang tinggi. Suhu kerja maksimum yang disarankan (jangka pendek) untuk kaca borosilikat adalah 500oC Kaca borosilikat memiliki sifat optik yang baik dengan kemampuan untuk mentransmisikan cahaya melalui wilayah spektrum yang terlihat dan dalam kisaran ultraviolet dekat. Oleh karena itu banyak digunakan dalam fotokimia. Karena sifat termal dan optiknya, ini banyak digunakan untuk aplikasi pencahayaan intensitas tinggi. Kaca ini digunakan dalam pembuatan serat kaca untuk digunakan dalam bala bantuan plastik dan tekstil - lihat di bawah Di rumah tangga, kaca borosilikat dikenal dalam bentuk kompor dan barang-barang rumah tangga tahan panas lainnya seperti Pyrex. Barang-barang ini umumnya digunakan pada suhu hingga 250oC. Kaca borosilikat memiliki ketahanan yang sangat tinggi terhadap serangan air, asam, larutan garam, halogen dan pelarut organik. Ini juga memiliki ketahanan sedang terhadap alkali. Hanya asam fluorida, asam fosfat pekat panas dan alkali kuat yang menyebabkan korosi kaca yang signifikan. Itu sebabnya kaca ini banyak digunakan di pabrik kimia dan untuk peralatan laboratorium.
Karakteristik umum kaca
Kekuatan mekanik
Kaca memiliki kekuatan intrinsik yang besar. Itu hanya dilemahkan oleh cacat permukaan, yang memberikan kaca sehari-hari reputasinya yang rapuh. Perawatan permukaan khusus dapat meminimalkan efek cacat permukaan. Kekuatan tarik praktis kaca adalah sekitar 27MPa hingga 62MPa. Namun, kaca dapat menahan tegangan tekan yang sangat tinggi. Oleh karena itu, sebagian besar kerusakan kaca disebabkan oleh kegagalan kekuatan tarik. Alasan kekuatan tarik kaca yang lemah adalah karena biasanya ditutupi oleh retakan mikroskopis yang menciptakan konsentrasi tegangan lokal. Kaca tidak memiliki mekanisme untuk mengurangi tekanan lokal tinggi yang dihasilkan dan karena itu mengalami fraktur rapuh yang cepat. Ada dua metode untuk mengurangi / menghilangkan masalah ini: Perlakuan termal atau kimia kaca sehingga permukaan luar berada di bawah tegangan tekan yang relatif tinggi, sedangkan area tengah antara permukaan berada di bawah tegangan tarik. Oleh karena itu, retakan "tetap tertutup oleh tegangan sisa yang konstan ... Ini adalah kaca yang dikeraskan / dikeraskan. Kekuatan kaca dapat ditingkatkan hingga faktor 10 dengan metode ini. Ini memastikan bahwa permukaan kaca tidak retak dan kaca tidak bersentuhan mekanis dengan benda-benda selama penggunaan yang dapat menggores permukaan. Kacamata yang dibuat tanpa cacat permukaan memiliki nilai kekuatan
