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水晶玻璃
鎖定
- 中文名
- 水晶玻璃
- 別 名
- 人造水晶
- 用 途
- 裝飾物
- 發源地
- 歐洲
水晶玻璃玻璃皿
水晶玻璃器皿
水晶玻璃全鉛水晶
含24%鉛或以上者稱全鉛水晶，低於24%者則稱為鉛水晶。加鉛的好處是增加重量，有質感，更通透、清澈和明亮；壞處是比較軟，容易磨花，所以不一定越多鉛越好。同時，現代人越來越講究環保，水晶玻璃的生產也滲入了環保元素。新推出的無鉛無鋇的水晶玻璃，極富彈性及特別晶瑩透澈，安全程度更比一般水晶玻璃高出一倍。
晶瑩剔透的水晶玻璃製品做工都非常精細，它燦爛的水晶光芒，流線型的設計，水晶的質感及聲音都為你的視覺、聽覺，味覺，觸覺感官帶來無比喜悦。你既可以買來作為擺設，更可以作為一些日常用品，成為生活中的好幫手。如準備一套五顏六色的香檳杯，有彩繪的、透明的，還有單色的，夏日裏用它盛上一杯果汁，肯定是從心裏向外透着涼。你還可以準備幾個心意獨韻的透明調料瓶，高高矮矮，胖胖瘦瘦，即使不裝調料只作裝飾也十分迷人。還有靜香瀰漫的香瓶，充滿羅曼蒂克的玻璃燭台、體現脈脈温情的日式清酒壺……都會讓你的這個夏日涼爽之中浸潤着浪漫。
水晶玻璃主要區別
水晶和玻璃的外觀十分相似，卻是兩種完全不同的物質。其主要區別有以下五個方面：
1．材質不同
2．功效不同
玻璃只有裝飾作用，水晶除裝飾作用外，還有壓電效應。
3．價格不同
玻璃
水晶
4．物理性質不同
（1）水晶是結晶體，具有較高的硬度（莫氏7級），而玻璃的硬度較低（莫氏5.5級），水晶可以在玻璃上劃出痕跡，反之則不能。
（2）水晶是結晶體，導熱性能較好，用舌尖舔觸有冰涼的感覺。玻璃則顯得温暖。
（3）用偏光鏡區別，水晶能透光，玻璃則不能。
（4）高品質的水晶對着光看，清晰透亮，裏面沒有小氣泡，沒有水紋，因此價格不菲。所以説水晶的質量等級和價格是很有關係。
（5）加工工藝不同。玻璃可以熱鑄成型，省料省工，成本低。水晶是結晶體，加熱融化後不能逆轉，所以不能用熱鑄成型法，只能用切磨等冷加工法。
水晶和玻璃的鑑別
1．將欲鑑別的水晶工藝品擦淨或洗淨，待乾燥後，用舌尖舐觸工藝品，如有冰涼感，則是水晶製品，如有温感，則是玻璃品。試驗時，儘量不要用手拿着樣品或將樣品放在熱源（陽光下，火爐邊）附近，以免樣品温度升高而發生錯誤。
3．對於水晶球，可將它放在報紙上，從水晶球頂端看下面的報紙，如是真水晶，則報紙上的字跡會出現雙影。如為玻璃製品（包括水晶玻璃），則報紙上的字跡永遠只有一個影像。
4．對於水晶眼鏡，可在偏光儀中檢查。將偏光儀調至正交位，此時視野全黑，然後將水晶眼鏡片放在上、下兩個偏光鏡之間，鏡片與偏光鏡不要嚴格平行，可略傾斜使鏡片與偏光鏡有一個交角，然後轉動眼鏡片。如果是真水晶工藝品製成，視野內會發生明顯的亮度變化，如旋轉時永遠是一片黑暗，則此眼鏡片是玻璃製品或水晶玻璃（用劣質水晶熔融而成的玻璃）製品。
5．在外出旅遊時，偏光儀攜帶不便，可帶兩片直徑小於40mm的偏光片（或兩個最小的照相用偏光鏡），測定時一個人手執兩片偏光片使之正交全黑，另一個人手執眼鏡片，放在兩片偏光片之間轉動，如有顯著的亮度變化，則是真水晶製品，如果黑暗不變，則是玻璃製品。
水晶玻璃家居裝飾
水晶酒杯（RCR）(6張)
水晶玻璃內涵外延
按照美國ASTM C162-89對水晶玻璃（crystal glass）的定義為一種高透明度，常用於製造藝術品或餐具的無色玻璃。按此定義範圍很廣泛，威尼斯的鈉鈣水晶（Cristallo）、波希米亞的鉀鈣水晶和鉀鈉鈣水晶玻璃（Crystalex）和鉛水晶均應包括在內。但很少有人將威尼斯的crystallo看成水晶玻璃，基本上已成為一個歷史名詞。
歐洲共同體（EEC）於1972年以312/1972文件形式公佈指導原則，規定鉛水晶玻璃分為：
（2）鉛水晶（lead crystal）含PbO≥24%；
（3）水晶玻璃（crystal glass）未明確規定PbO含量，但指出德國市場對含PbO18%、d≥2.7的玻璃，可稱PRESSB LEL KRISTALL或BLEIKRISTALL GEPRESST。
變化
EEC 312/1972文件雖已公佈30多年，但仍在執行，此文件明確地區鉛水晶與水晶玻璃，全鉛水晶與鉛水晶不加玻璃兩字。歐洲一些國家，對此文件有所修改和補充，
如
歐洲九國標準
BHSL 326與EEC 312/1972指導文件相似。分為：
（1）高鉛水晶 PbO≥30%，折射率nD≥1.56；
（2）鉛水晶 PbO≥24%，折射率nD≥1.545。
英國
BS 3828-73中水晶玻璃規範中加以補充為：
（1）全鉛水晶 含PbO≥30%，密度d≥3.0g/cm3，折射率nD≥1.560；
（2）鉛水晶 含PbO≥24%；密度d≥2.90g/cm3，折射率nD≥1.545；
（3）水晶玻璃 ZnO、BaO、PbO、K2O中單一組分或總組分≥10%，密度d≥2.45g/cm3，折射率nD≥1.52 ；
（4）BaO、PbO、K2O中單一組分或總組分≥10%，密度≥2.4 g/cm3。
法國
NF B 30-004也是按EEC的指導原則，將鉛水晶玻璃分為：
（1）30%高水晶玻璃 含PbO≥30%，密度d≥3.0g/cm3，折射率nD≥1.560；
（2）24%水晶玻璃 含PbO≥24%，密度d≥2.90g/cm3，折射率nD≥1.545。
奧地利
則將水晶玻璃分為：
（1）全水晶（Full Crystal） PbO≥24%；
（2）水晶（Crystal） PbO 10%~24%；
（3）精細水晶（Fine Crystal） PbO6%~10%。
捷克
則將鉛水晶玻璃分為：
（1）全鉛水晶玻璃 PbO≥30%；
（2）中鉛水晶玻璃 PbO≥24%；
（3）低鉛水晶玻璃 PbO≥7%。
中國
尚無國家和行業標準，習慣分為：
（1）高鉛水晶玻璃 PbO≥30%；
（2）中鉛水晶玻璃 PbO≥24%
藝術中心（Polish Art Center）則將鉛水晶定義為含PbO24%~33%。歐盟鉛水晶網站中，鉛水晶指PbO為10%~28%，密度≮2.45g/cm3，折射率nD≮1.520。
在歐洲往往不是嚴格地區別全鉛、中鉛水晶，含PbO24%~30%玻璃，均可稱全鉛水晶，如
施華洛世奇含PbO 32%稱全鉛水晶，
沃特福德含PbO 30%稱全鉛水晶，
巴卡拉和波希米亞全鉛水晶則指含PbO 24%的玻璃。
但中國玻璃出口時，合同中卻嚴格要求中鉛含PbO 24%，全鉛含PbO≥30%，海關需進行分析檢測，為了達到此要求，在設計玻璃成份時，要考慮製造過程中鉛的揮發問題，一般中鉛成份設計含PbO為25%，全鉛（高鉛）設計成份中的PbO為33%。
20世紀50年代，前蘇聯和捷克等東歐國家就研製了無鉛水晶玻璃，到了上世紀末，為了防止污染，無鉛水晶玻璃更引起人們的重視，從最早蘇聯、捷克等研究的鋇鋅水晶玻璃，發展到鋯水晶等多元水晶玻璃，無鉛水晶玻璃有：
（1）鋇水晶玻璃；
（2）鋅水晶玻璃；
（3）鈦水晶玻璃；
（4）鋯水晶玻璃；
（5）混合水晶玻璃。
鉛水晶玻璃的折射率很高，色散很大，密度較高，有厚重的質感，敲擊時有金屬之聲，餘聲繞樑，優美悦耳，用作酒具，碰杯時會產生良好的效果，18世紀Harcourt設計的聖人頭馬鬱金香型高腳酒杯成為典型的造型，以後又針對不同品種的名酒，設計了不同杯型。水晶枝型吊燈和各種燈飾幾乎成為教堂、會場、賓館、高級住宅不可少的豪華燈具，沃特福德為温莎城堡、威士敏斯大教堂、肯尼迪中心著名建築製造的大吊燈，為這些建築增光添彩。水晶的品種由酒具、水具、餐具、燈具、獎品（獎盃）、鎮紙，發展到仿珠寶、首飾、時裝、鞋帽、鐘錶，以及傢俱、建築構件等方面；從幾個納米的反光微珠、幾個毫米的米珠到幾十米的玻璃建築、室外雕塑；從生活用器皿、裝飾品、陳列品、藝術品到高科技產品，幾乎無所不包。沃特福德、巴卡拉、施華洛世奇水晶幾乎成為名人富豪身份的象徵。
每年紐約時代廣場舉行的除夕晚會，均有一個由英國沃特福德製造的直徑1.829m（6英尺）、重485.98kg（1070磅）的水晶球，內部裝有600支高亮度的鹵素燈和60支鹵素閃光燈，懸掛在高層建築物外，伴隨羣眾的歡呼聲，徐徐降下，象徵着新的一年開始。
刻磨玻璃（cutting glass）是鉛水晶的特色產品，充分利用高鉛水晶折射率高（nD>1.57），色散大（0.0235），透明度高（1cm厚的鉛水晶可見光吸收率不超過0.5%~1%）等特性，切割、研磨、拋光成類似金剛石的稜角面，光線可從許多稜面反射出來，同時從稜角處也可發生折射，這些稜角也起稜鏡作用，並部分地將白光分解為七色虹彩，呈瑰麗的光輝。刻磨水晶球有224個刻磨面，最近刻磨的鉛水晶體育比賽獎品，高達520個刻磨面（稜面）。世界上最著名的刻磨鉛水晶有奧地利的施華洛世奇（Swarovski ）、愛爾蘭的沃特福德（Waterford ）、法國的巴卡拉（Baccart ）、英格蘭的韋伯（Webb Corbett），這些均是著名的刻磨鉛水晶產品的企業。
水晶玻璃發展歷程
水晶玻璃已有悠久歷史，遠古時代由於玻璃原料雜質多，熔化温度不高，玻璃沒有熔化好，有大量未熔砂粒、氣泡等缺陷，同時原料中鐵、錳、鈦等着色金屬離子很多，玻璃往往是不透明或半透明的。到了13世紀，威尼斯人採用含雜質較少的石英岩和Levant的含鈉的草木灰，熔化成無色透明的玻璃。
15世紀時，原料質量更有了進一步改進，用Ticino河下游純粹的石英砂和草木灰沸水溶液中再結晶的純鹼，得到的玻璃透明度比過去明顯提高，與水晶相似，故命名為Cristallo，是一種鈉鈣水晶，其成分範圍（質量分數）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， Cl、P2O5均為草木灰純鹼中雜質。
鈉鈣水晶玻璃成分與現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，適合於手工操作。13世紀以後，波希米亞人（Bohemian）在波希米亞（Bohemia，今屬捷克）和西里西亞（Silsia）地區建立了十幾個玻璃廠，除了要優質的石英砂為原料外，還用含碳酸鉀的森林木材灰，如山毛櫸林（beeth forests）的木材灰為引入鹼性氧化物的原料，於是製成折射率較高的透明玻璃，也稱水晶玻璃（crystalex），文獻上為了與威尼斯水晶玻璃相區別，稱為波希米亞水晶玻璃（Bohemia Crystalex），由於用森林的木材灰為原料，故又稱森林玻璃（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，此係統稱為鉀鈣水晶玻璃。後來為了改進性能，在成分中加入Na2O和少許B2O3，改稱為鉀鈉鈣水晶玻璃，捷克生產的此類型水晶玻璃成分（質量分數）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地為離布拉格90km的諾維波爾（Nov Bor）小鎮，產品的技術指標為：密度2.444g/cm3，折射率nD（20℃）為1.50002，平均色散（20℃）為830×10-5，線膨脹係數為89.1×10-7℃-1，耐酸性（按ISO 719標準，0.01mol/L的HCl在98℃侵蝕後玻璃表面單位面積失重）為1.98mg/dm2，液相線温度950℃[2]。
中世紀時波希米亞的水晶玻璃製造技術逐漸傳到中歐和西歐，英、法等玻璃廠大都採用波希米亞鉀鈣和鉀鈉鈣玻璃成分，熔化温度比較高，需要優良木材作燃料，砍伐了大量森林，1615年英國皇室下令禁止用優質木材作為玻璃廠燃料，影響了玻璃廠生產。1670年英國人Ravenscroft發現在玻璃成分中加PbO後，不僅降低了玻璃的黏度和熔化温度，玻璃易於熔化，料性長，成形方便，而且玻璃光澤度增加，更顯晶瑩剔透，並容易刻磨，就將鉛玻璃投入生產，稱為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、刻磨性能均優於鈉鈣和鉀鈣水晶，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世紀左右。1764年Ranaut在法國巴卡拉（Baccarat）的一個小村莊建立了玻璃廠，當時僅是一個家庭小作坊，生產平板玻璃、鏡子以及仿波希米亞的水晶玻璃，當Ravenscroft發明鉛玻璃後，巴卡拉也製造了鉛水晶，含PbO 24%，稱為全鉛水晶。1830年開始生產彩色的水晶玻璃，以後又生產乳濁水晶玻璃和半透明仿蛋白石玻璃、仿瑪瑙玻璃，後來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年在巴黎博覽會上，巴卡拉展出了5.182m（17英尺）高的水晶玻璃燭台和7.010m（23英尺）水晶玻璃噴泉底座；1972年在里斯本的國際博覽會上，巴卡拉又展出了重達90.72kg（200磅）的地球與月球的水晶玻璃主體雕塑。150多年來，雖然產權多次易手，廠名幾度變更，但巴卡拉的名牌始終深入人心，在法國甚至在歐洲，提到鉛水晶，就會想到巴卡拉。
1783年喬治和威廉叔侄兩人在英國沃特福德（Waterford）建立玻璃廠，生產含PbO30%的全鉛水晶玻璃。1851年英國第一個世界博覽會在倫敦舉行，設計師Paxton以生鐵預製梁、柱、屋架，用沃特福德的玻璃來做牆面、屋頂，建成通體透明的水晶宮，建築物長度563m，寬度124.4m，外形是階梯形的長方體，上面加一個頂，建築總面積74000m2，玻璃總面積接近9300 m2，稱為水晶宮展覽會（Crystal Palace Exhibition），開創了玻璃建築的新紀元，在世界建築史佔了一席重要的地位。
比起歷史悠久的威尼斯和波希米亞玻璃來，施華洛世奇（Swarovski）水晶玻璃，只有一百多年曆史。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鎮於1895年建立。施華洛世奇製造含PbO32%的高鉛水晶玻璃，特別著名的是用高鉛水晶作仿鑽石（水鑽）、紅寶石、藍寶石、紫晶、鈦藍寶石、印度紅寶石以及半透明和不透明乳濁玻璃製造的如白色蛋白石、紫羅蘭蛋白石、海藍蛋白石、橄欖石、電氣石、黃玉等。施華洛世奇開創了將水晶應用到時裝、鞋帽、鐘錶上的先例，擴大高鉛玻璃的應用範圍。
19世紀20年代俄國聖彼德堡皇家玻璃廠生產了大體積的花瓶、水罐、甕以及傢俱，1828年為波斯國王制造了水晶玻璃藍色沙發。
雖然中國戰國時代楚國人已用石英砂、方鉛礦、重晶石為原料製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別。西漢以後，中國製造的玻璃成分由鉛鋇硅酸鹽成分轉向鉛玻璃成分，製造了透光度較好的玻璃，古代文獻上認為此時玻璃外觀與水晶或玉石相似，起了代替玉的效果，但從實物來看，這些玻璃不能稱為鉛水晶玻璃。
20世紀50年代中國研製的鉛玻璃，主要是光學玻璃的火石玻璃，用作光學材料，60年代研製了防輻射用的鉛玻璃。到了70年代大連、上海等器皿廠才研製了真正意義上的中鉛（PbO>24%）和高鉛（PbO>30%）水晶玻璃。
近年來，國內某些知名的傳統器皿玻璃廠由於種種原因，基本已不生產鉛水晶玻璃，有兩種類型的企業在生產水晶玻璃，一類是生產光學玻璃和特種玻璃的大型企業，利用其光學玻璃生產設備和技術優勢，生產鉛水晶玻璃；另一類是合資或民營企業，利用進口連熔電爐生產高鉛或中鉛水晶玻璃。
水晶玻璃發展方向
水晶玻璃中鉛的污染一直為眾所注目。1976年世界衞生組織（WHO）就注意到了玻璃和陶瓷中的鉛溶出量，美國食品藥品管理局（FDA）對陶瓷釉中鉛、鎘溶出量作了規定。國際標準化組織（ISO）在ISO 7086/1和ISO 7086/2中具體規定用4%（v/v）醋酸溶液，在22℃下侵蝕1h，對容積小於600mL的空心玻璃製品，Pb的溶出量允許限量為5mg/L，容積大於600mL時，則Pb的溶出量允許限量為2.5mg/L。1991年歐洲和美國國際水晶聯盟（International Crystal Federation）作了比ISO更為嚴格的規定，在同樣條件下，Pb的溶出量允許限量為1.5mg/L[4]。
加拿大安全委員會（NSC National Safety Council）對鉛水晶使用安全性提出了建議，認為每人每天鉛的攝入量不應大於5μg/d，鉛水晶玻璃裝酒時，溶出鉛量可達1~500μg/L，建議不要存放酸性液體在鉛水晶瓶內，嬰兒和兒童不要用鉛水晶奶瓶和杯，孕婦日常不要飲用鉛水晶玻璃中的液體。
從發展趨勢看，無鉛水晶玻璃是勢在必行。20世紀50年代，蘇聯、捷克等東歐國家，一直在進行無鉛水晶的研究，80年代到90年代，西方一些國家也發表了無鉛水晶的專利。最早研究的無鉛水晶為鋇水晶和鋅水晶，如前蘇聯研製的鋇水晶含BaO為15%~30%，折射率nD為1.53~1.535，BaO含量高時侵蝕耐火材料嚴重，易出二次氣泡，且透明度、白度及折光性均較鉛水晶遜色，而且鋇水晶硬度比鉛水晶高，雕刻、研磨、拋光性能均不及鉛水晶，於是就在鋇水晶中加入ZnO代替部分BaO，如SiO2 60%、BaO 10%、ZnO 10%、K2O 10%、Na2O 10%的鋅鋇水晶，折射率為1.531，折射率還較鉛水晶為低。在硅酸鹽玻璃中，TiO2的折射指數很高（加和性指數2.2~2.4）ZrO2也比較高，蘇聯學者便研製了鈦水晶和鋯水晶，鈦的折射率高，但TiO2會增強鐵的着色能力，對水晶玻璃的透明性和白度不利，高純納米氧化鈦，價格昂貴。
前蘇聯研製的鋯水晶含SiO2 64%、CaO 9.5%、ZnO 4.7%、ZrO2 6.2%、K2O 3.0%、Na2O 12.6%，以純ZrO2或鋯英石（ZrSiO4）為原料，折射率1.542~1.547，密度為2.59~2.75g/cm3，也與中鉛水晶相當。玻璃的透明度和白度仍不如鉛水晶，因為鋯礦石中雜質較多，不易提純，ZrO2很難熔，這些限制了鋯水晶的生產。
為了提高密度和折射率，同時考慮到熔制、成形等工藝性能，國外無鉛水晶專利上大都採用加入多種折射率高的氧化物，如SrO、ZnO、BaO、TiO2、ZrO2等。國內也有類似的研究報告[5]，其成分範圍（質量分數）為SiO2 66%~75%、B2O3 1%、Al2O3 0%~0.5%、CaO 1%、BaO 7%~15%、ZnO 0.5%`1%、SrO 0.5%~1%、TiO2 0.5%~1%、Na2O 8%~10%、K2O 3%~7%，密度2.55~2.57g/cm3，折射率1.501，折射率雖不高，耐酸性卻很好，在4%的HAC中放置24h的溶解量<2×10-9（即<2ppb）。混合水晶是無鉛水晶的研究方向，今後如何優選高折射率的氧化物種類和用量、各組成之間的比例，以達到最高密度、折射率和色散，同時充分利用兩價離子之間的堵塞效應和高價離子的積聚效應，提高水晶的耐酸性和抗風化能力。此外還要考慮到玻璃熔化、成形、熱加工和冷加工（雕刻、研磨、拋光、）性能，儘量與鉛水晶相當。
