Istilah 'kaca' biasanya digunakan untuk bahan amorf yang terbentuk hasil daripada penyejukan cecair yang cepat, memintas fasa penghabluran. Dari sudut pandangan struktur, kaca ialah pepejal dengan kekisi atom tidak berkala. Silikon, boron dan fosforus oksida, iaitu SiO 2 , B 2 O 3 dan P 4 O 10 , dan aloinya dengan oksida lain, contohnya logam alkali dan logam alkali tanah, mempunyai keupayaan untuk membentuk kaca (dengan pemejalan menjadi jisim amorf) . Sebagai unsur utama, selenium, sulfur, karbon, silikon, telurium, arsenik, germanium, boron dan fosforus mempunyai sifat membentuk kaca. Sebagai tambahan kepada bahan yang dinyatakan sebelum ini, sifat yang sama diperhatikan dalam beberapa bahan organik yang sangat terpolimer, seperti polistirena dan sebatian dengan kumpulan hidroksil, seperti gliserin.
Sifat-sifat kaca
Tidak seperti badan kristal anisotropik, cermin mata mempunyai sifat isotropik. Apabila bahan dipanaskan, ia beransur-ansur melembut dan terus beralih daripada keadaan seperti pepejal kepada keadaan di mana ia boleh digambarkan sebagai cecair yang sangat sejuk dan likat. Julat suhu di mana transformasi ini diperhatikan adalah agak sempit dan dikenali sebagai julat transformasi kaca. Beberapa perubahan ketara boleh diperhatikan – terdapat perubahan pantas dalam haba tentu, indeks biasan, pekali pengembangan haba dan kebolehtelapan. Pada suhu di bawah julat transformasi, kaca adalah keras dan rapuh. Apabila suhu meningkat, ia menjadi lebih plastik sehingga ia berubah menjadi cecair yang lebih mudah alih. Julat transformasi kaca kuarza adalah sekitar 1500 K, manakala bagi gelas silikat suhunya lebih rendah sedikit, sekitar 800-1000 K, bergantung pada komposisi bahan yang tepat.
Sifat-sifat kaca
Kedua-dua kaca kuarza dan silikat mempunyai struktur yang menyerupai silikat kristal. Ia terdiri daripada kumpulan tetrahedral SiO 4 yang bersambung untuk membentuk struktur tiga dimensi yang tegar. Perbezaannya, bagaimanapun, adalah susunan mereka, kerana tidak seperti badan kristal dengan kekisi kristal yang teratur, kumpulan yang terdapat dalam kaca saling berkaitan dengan cara yang tidak teratur. Sistem kaca digambarkan sebagai nampaknya stabil, yang bermaksud bahawa ia tidak mencapai keseimbangan, tetapi cenderung ke arah keadaan kristal. Di bawah keadaan biasa, proses ini sangat perlahan sehingga tidak dapat dilihat. Ia hanya boleh diperhatikan pada cermin mata yang sangat lama. Walau bagaimanapun, kelajuan proses boleh ditingkatkan dengan suhu yang lebih tinggi iaitu 1200-1400 K, bergantung pada gred kaca. Perubahan selepas penghabluran yang ketara ialah kekeruhan ciri dan peningkatan kerapuhan kaca. Keplastikan jisim kaca boleh diubah secara bebas menggunakan suhu pemprosesan yang sesuai, dan ia boleh dibentuk dengan meniup, menekan, dsb.
Contoh bahan kaca
- Kaca soda-kapur 12.9%Na 2 O (soda), 11.6%CaO (kapur, kalsium karbonat), 75.5%SiO 2 (pasir kaca).
- Kaca kalium-kalsium, di mana Na 2 O telah digantikan oleh K 2
- Kaca soda-potassium-limau, yang mengandungi kedua-dua natrium dan kalium oksida.
- Gelas jena 74.5%SiO 2 , 8.5%Al 2 O 3 , 4.6%B 2 O 3 , 7.7%Na 2 O, 3.9%BaO, 0.8%CaO, 0.1 %MgO.
Kaca silikat
Kaca silikat ialah jenis kaca yang paling biasa digunakan, yang dihasilkan dengan menggabungkan pasir kuarza dengan soda Na 2 CO 3 dan batu kapur CaCO 3 pada suhu lebih kurang. 1800 K. Terima kasih kepada keadaan sedemikian, adalah mungkin untuk memasukkan silikon, natrium dan kalsium oksida (SiO 2 , Na 2 O i CaO) ke dalam jisim. Oksida pembentuk kaca asas dalam komposisinya ialah SiO 2 , dan kekisinya ialah ikatan silikon-oksigen yang dipanggil yang mengandungi penggantian ion perantaraan dengan ion pengubah selang. Ia datang daripada oksida tambahan yang diperkenalkan, iaitu untuk mengubah sifat kaca.
Pewarna kaca
Bahan tambahan oksida logam peralihan digunakan untuk mengotorkan kaca. Oksida kobalt memberikan warna ungu-biru, dikromium trioksida memberikan warna hijau, dan oksida besi, bergantung kepada keadaan dalam relau, memberikan warna hijau dalam suasana pengurangan, dan warna coklat dalam suasana pengoksidaan. Pewarnaan kaca kepada warna merah delima dilakukan dengan menggunakan emas yang tersebar secara koloid – jisim kaca cair, dan semasa penguraian, emas dalam pemecahan atom dibebaskan. Ia pada mulanya tidak berwarna, tetapi selepas dipanaskan semula pada suhu lebih kurang. 800-900 K dan penyejukan perlahan, ia menjadi merah delima. Mekanisme serupa digunakan untuk menghasilkan kaca kuning, tetapi perak koloid digunakan sebagai ganti emas. 
Pengukuhan kaca
Adalah mungkin untuk meningkatkan kualiti permukaan kaca dan mengubah suainya supaya tiada keretakan atau anjakannya. Terdapat tiga jenis utama proses tetulang kaca:
- Quenching , di mana bahan dipanaskan pada suhu tinggi dan kemudian disejukkan dalam udara atau minyak. Oleh kerana permukaan menyejuk lebih cepat daripada lapisan dalam, dimensinya tidak dapat dipadankan. Bahagian dalam diregangkan oleh permukaan dan permukaan dimampatkan oleh bahagian dalam.
- Pengerasan kimia membolehkan untuk mencapai kesan yang sama seperti pelindapkejutan. Gelas itu diletakkan di dalam garam cair yang mengandungi kation kalium, contohnya dalam KNO 3 yang dipanaskan selama 12 jam pada 500 o C Resapan menyebabkan pertukaran ion dari Na + ke K + apabila ia meregangkan permukaan luar.
- Laminasi kaca ialah kaedah meletakkan lapisan polimer di antara sekurang-kurangnya dua lapisan kaca. Ini boleh dilakukan dalam dua cara – kaca boleh ditekan dengan polimer, atau polimer cecair boleh dituangkan ke lapisan kaca.
Bahan mentah
Kebanyakan bahan yang diperlukan dalam penghasilan kaca adalah berasal dari mineral. Ini termasuk: pasir, batu kapur, dolomit, anhidrit. Walau bagaimanapun, bahan yang merupakan produk industri kimia , seperti soda , juga digunakan. Pada masa ini, semakin banyak kepentingan juga diberikan kepada bahan mentah sekunder, iaitu cullet . Cullet dikelaskan kepada dua kategori – cullet terbentuk dalam proses pengeluaran, yang, selepas pengisaran. sesuai untuk diproses semula, dan cullet asing, iaitu bahan pasca pengguna yang mesti dibersihkan dan diperhalusi untuk digunakan semula.
Kitar semula kaca
Aspek utama ialah memahami bahawa tidak semua kaca boleh dikitar semula. Cullet ialah bahan mentah sekunder yang sangat penting, tetapi bahan seperti bekas yang disambungkan secara kekal dengan bahan mentah lain, seramik, kanta daripada cermin mata, cermin mata tahan haba, mentol lampu, picagari, dll. tidak sesuai untuk diproses semula. Kitar semula kaca ialah proses berbilang peringkat, dan peringkat pertama ialah pengasingan sisa yang betul. Di kemudahan kitar semula, sisa ditimbang dan diperiksa untuk kesesuaian untuk diproses semula. Peringkat seterusnya ialah menghancurkan dan menanggalkan label dan kotoran kecil daripada bahan yang diasingkan sebelum ini. Selepas pembersihan awal, sisa dibahagikan mengikut warna dan diangkut ke kerja kaca. Dalam kemudahan sedemikian, sisa kaca dicairkan pada 1200 o C ke dalam jisim kaca, dari mana produk baru kemudiannya terbentuk. Adalah menarik bahawa pemprosesan kaca, tidak seperti kertas atau plastik, boleh dikatakan tidak berkesudahan. Selepas pencairan semula, sifat kaca tidak berubah.
