Bahan Kaca - Terbuat Dari Apa Kaca?
Selama perjalanan sejarah, kecerdikan manusia dan kebangkitan teknologi memungkinkan leluhur kita untuk menaklukkan kemampuan menciptakan kaca sekitar 3 ribu tahun yang lalu. Meskipun teknologi modern kita memungkinkan kita untuk membuat kaca dalam jumlah yang jauh lebih besar, resep awal dan bahan-bahan yang disempurnakan di Mesir Kuno, Roma dan Persia tetap hampir sama. Dalam struktur dasarnya, kaca dibuat dari silika murni yang paling umum ditemukan di pasir. Namun karena silika murni memiliki suhu leleh yang sangat tinggi dan bukan bahan yang paling tahan lama, banyak zat tambahan yang dimasukkan ke dalam resep untuk memperkuatnya dan mengubah banyak propertinya, yang membantu kaca menjadi salah satu bahan paling umum di masyarakat modern.
Berikut adalah komponen dasar dari kaca modern:
- Silika Murni (SiO2, kuarsa leburan) mewakili 70-74% berat kaca modern. Pada zaman kuno, pekerja kaca menyiapkan resep dengan lebih dari 90% silika murni, tetapi karena zat ini memiliki titik leleh sekitar 2.000 derajat celcius (3.600 ° F) ahli kimia menemukan cara untuk menurunkan suhu itu dengan memasukkan berbagai aditif ke dalam campuran, terutama natrium karbonat. Salah satu fitur yang paling menarik dari kaca silika murni adalah kemampuannya untuk memblokir radiasi UV, yang tidak dapat dilakukan oleh kaca silika modern 70-72%.
- Sodium karbonat (Na2CO3) mewakili bahan penting dari kaca modern yang menambahkan fitur positif dan negatif. Ini berhasil menurunkan titik leleh silika menjadi lebih mudah dikelola 1200 ° C tetapi juga membuat air gelas larut.
- Untuk mencegah kaca larut dalam air dan meningkatkan struktur kimianya, ditambahkan kapur (kalsium oksida, CaO), magnesium oksida (MgO) dan aluminium oksida (Al2O3). Kaca yang diperkaya dengan jeruk nipis mewakili lebih dari 90% gelas yang digunakan saat ini.
- Penambahan oksida timbal, barium, dan lantanum oksida dapat meningkatkan indeks bias kaca, membuatnya lebih mencerminkan dan cocok untuk keperluan optik (kacamata dan lensa). Torium oksida memiliki peran yang sama di masa lalu, tetapi dihapus dari pembuatan karena radioaktivitasnya.
- Natrium sulfat, natrium klorida, atau antimon oksida dapat ditambahkan untuk mencegah terbentuknya gelembung udara dalam campuran gelas.
- Besi dapat memperkuat kemampuan kaca untuk menyerap energi dan panas inframerah. Kaca yang dibuat seperti itu saat ini paling umum ditemukan di proyektor film.
- Cerium (IV) oksida bertanggung jawab untuk menyerap radiasi UV.
- Boron oksida adalah salah satu bahan utama dalam apa yang disebut gelas Pyrex. Kemampuannya untuk memperkuat struktur kaca dan melindunginya dari ekspansi termal, retak, dan kejut termal membuatnya sempurna untuk produksi banyak peralatan dapur, komponen optik, dan botol reagen.