COMPOSIZIONE

Il vetro è un materiale costituito da una miscela omogenea di varie sostanze, che assume una consistenza pastosa se riscaldata a una temperatura variabile fra i 1300 e i 1400 °C e che diventa lavorabile intorno ai 1500 °C. Componente essenziale della miscela è la silice, impiegata nella forma di sabbia silicea, mentre le altre sostanze vengono aggiunte per facilitare la fusione (fondenti), per rendere stabile la struttura del vetro, cioè per impedire la cosiddetta “devetrificazione” (stabilizzanti), e per conferire particolari caratteristiche al materiale stesso (affinanti, coloranti, opacizzanti); allo scopo di facilitare l’avvio del processo di fusione si aggiungono anche rottami di vetro. Il fondente usato per il vetro comune è l’ossido di sodio, nella forma di carbonato (vedi Soda), mentre per i vetri di maggior pregio, più brillanti, si usa il carbonato di potassio, anch’esso nella forma di carbonato (potassa). Per ottenere il “vetro al piombo”, noto commercialmente come “cristallo”, particolarmente brillante e adatto alla produzione artistica, al carbonato di potassio si aggiunge ossido di piombo, nella forma di litargirio o di minio. Come stabilizzanti si usano ossidi di alluminio (allumina), di bario (barite) o di calcio (calce). Se tutti i componenti della miscela fossero puri il vetro sarebbe incolore e trasparente, ma normalmente alcuni di essi, specialmente gli ossidi, contengono impurità, costituite spesso da ossidi di ferro, che conferiscono un caratteristico colore verde più o meno intenso; per attenuarlo si aggiunge alla miscela un decolorante (fra i più usati, il biossido di manganese). L’aggiunta di quantità minime di talune sostanze conferisce un colore omogeneo a tutta la massa vetrosa. Le materie prime che compongono il vetro sono molte,ma quelle in maggiore quantità sono le sabbie silicee. E’ costituito per il 70 % da sabbia silice, addizionata ad un 30% di altre sostanze chiamate “fondenti” ( soda e calce ) sostanze che permettono durante la fusione di abbassare la temperatura ed ottenere un liquido omogeneo ed esente da bolle. Il vetro nella sua composizione base è incolore, solo con l’aggiunta alla composizione base di piccole quantità di minerali, ossidi e derivati chimici si ottiene un vetro con infinite combinazioni di colori trasparenti, pastelli e alabastri.
Cobalto per le gradazioni del blu/azzurro, oro per il rubino, selenio per il rosso, ferro cromo nichel per il violetto, criolite per il bianco, manganese per il nero, cadmio per il giallo, zolfo e resina per i topazi, ossido di rame per il verde, piombo arsenico fluoro per gli opali.
Nel cristallo il calcio è sostituito dal piombo, il sodio dal potassio; questa miscela di sostanze purissime da origine ad vetro con un alto indice di rifrazione e una elevata lucentezza(sapete dirmi la composizione del vetro?-Yahoo!Ansewers) Si è già accennato all'aggiunta di soda o potassa per abbassare il punto di fusione del vetro ad un livello accettabile, ma altre sostanze possono essere aggiunte per ottenere diverse proprietà.

Il vetro al piombo come il cristallo al piombo o vetro Flint è più brillante, perché il suo indice di rifrazione è aumentato. Anche il bario aumenta l'indice di rifrazione. Il boro è aggiunto per migliorare le caratteristiche termiche ed elettriche, come nel caso del vetro Pyrex. L'ossido di torio produce un elevatissimo indice di rifrazione ed è usato per la produzione di lenti di alta qualità.

L'aggiunta di alte quantità di ferro provoca l'assorbimento della radiazione infrarossa, come nei filtri per l'assorbimento di calore nei proiettori cinematografici. Con il cerio si ottiene un forte assorbimento delle radiazioni ultraviolette, ottenendo vetri in grado di offrire protezione dalla radiazioni ultraviolette ionizzanti.

Metalli e ossidi metallici vengono aggiunti nella produzione del vetro per dare o alterare il colore. Il manganese in piccole quantità neutralizza il verde causato dalla presenza di ferro, mentre in quantità elevate dà il colore ametista. Similmente il selenio in piccole dosi è usato per decolorare, mentre in quantità elevate dona colore rosso. Piccole concentrazioni di cobalto (0,025-0,1%) danno colore blu. Ossido di stagno con ossidi di arsenico e antimonio danno un vetro bianco opaco, usato nei laboratori di Venezia per imitare la porcellana.

Aggiunte dal 2 al 3% di ossido di rame producono un colore turchese, mentre il rame metallico dà un rosso opaco, e viene impiegato come surrogato del rubino rosso. Il nichel, dipendentemente dalla concentrazione, induce blu, violetto o anche nero. L'aggiunta di titanio dà un vetro giallo-marrone. L'oro in concentrazioni minime (0,001%) produce un vivace colore rosso rubino, mentre una quantità ancora minore dà sfumature meno intense di rosso, commercializzate con il nome di "vetro cranberry" (lampone).

L'uranio (0,1-2%) può essere aggiunto per dare un colore giallo o verde fluorescente. Il vetro all'uranio solitamente non è sufficientemente radioattivo da essere pericoloso ma, se polverizzato (per esempio mediante lucidatura con carta vetrata) ed inalato, può essere cancerogeno. I composti dell'argento, in particolare il nitrato, producono una gamma di colorazioni comprese tra il rosso arancio ed il giallo.

Il modo in cui la pasta vetrosa è scaldata e raffreddata influisce molto sul colore generato da questi elementi, secondo meccanismi chimico-fisici non del tutto compresi. Periodicamente vengono scoperte nuove colorazioni per il vetro. Il vetro è anche prodotto a volte anche dal magma vulcanico, e prende il nome di ossidiana. Questo materiale è usato da lungo tempo per fabbricare affilati coltelli. In alcuni paesi, tra cui gli Stati Uniti, la raccolta di ossidiana in alcuni luoghi è proibita dalla legge