水晶的发展历史

       水晶玻璃已有悠久历史，远古时代由于玻璃原料杂质多，熔化温度不高，玻璃没有熔化好，有大量未熔砂粒、气泡等缺陷，同时原料中铁、锰、钛等着色金属离子很多，玻璃往往是不透明或半透明的。到了13世纪，威尼斯人采用含杂质较少的石英岩和Levant的含钠的草木灰，熔化成无色透明的玻璃。15世纪时，原料质量更有了进一步改进，用Ticino河下游纯粹的石英砂和草木灰沸水溶液中再结晶的纯碱，得到的玻璃透明度比过去明显提高，与水晶相似，故命名为Cristallo，是一种钠钙水晶，其成分范围(质量分数)为[1]SiO270.0%~71.5%、Al2O30.8%~1.31%、CaO4.07%~4.72%、MgO1.47%~1.66%、K2O2.84%~4.55%、Na2O15.2%~16.8%、Fe2O30.25%~0.51%、MnO0.26%~0.51%、SO30.19%~0.31%、Cl0.62%~0.92%、P2O50.15%~0.24%，此成分中Fe2O3、MnO为矿物原料中的杂质，Cl、P2O5均为草木灰纯碱中杂质。
钠钙水晶玻璃成分与现代器皿玻璃成分有些相似，K2O+Na2O含量比较高，CaO+MgO含量比较低，玻璃易熔，适合于手工操作。13世纪以后，波希米亚人(Bohemian)在波希米亚(Bohemia，今属捷克)和西里西亚(Silsia)地区建立了十几个玻璃厂，除了要优质的石英砂为原料外，还用含碳酸钾的森林木材灰，如山毛榉林(beethforests)的木材灰为引入碱性氧化物的原料，于是制成折射率较高的透明玻璃，也称水晶玻璃(crystalex)，文献上为了与威尼斯水晶玻璃相区别，称为波希米亚水晶玻璃(BohemiaCrystalex)，由于用森林的木材灰为原料，故又称森林玻璃(ForextGlass)。波希米亚水晶玻璃为钾钙成分，含SiO275%~77%、CaO5%~6%、K2O15%~17%，玻璃的折射率nD为1.48~1.49，此系统称为钾钙水晶玻璃。
后来为了改进性能，在成分中加入Na2O和少许B2O3，改称为钾钠钙水晶玻璃，目前捷克生产的此类型水晶玻璃成分(质量分数)为SiO275.5%、B2O30.2%、CaO6%、K2O4.8%、Na2O12.8%。钾钙和钾钠水晶玻璃主要产地为离布拉格90km的诺维波尔(Nov?Bor)小镇，产品的技术指标为：密度2.444g/cm3，折射率nD(20℃)为1.50002，平均色散(20℃)为830×10-5，线膨胀系数为89.1×10-7℃-1，耐酸性(按ISO719标准，0.01mol/L的HCl在98℃侵蚀后玻璃表面单位面积失重)为1.98mg/dm2，液相线温度950℃[2]。
中世纪时波希米亚的水晶玻璃制造技术逐渐传到中欧和西欧，英、法等玻璃厂大都采用波希米亚钾钙和钾钠钙玻璃成分，熔化温度比较高，需要优良木材作燃料，砍伐了大量森林，1615年英国皇室下令禁止用优质木材作为玻璃厂燃料，影响了玻璃厂生产。1670年英国人Ravenscroft发现在玻璃成分中加PbO后，不仅降低了玻璃的黏度和熔化温度，玻璃易于熔化，料性长，成形方便，而且玻璃光泽度增加，更显晶莹剔透，并容易刻磨，就将铅玻璃投入生产，称为leadcrystal。铅水晶的折射率、色散、密度均比钠钙水晶(Cristallo)、钾钙水晶(crystalex)为高，熔化、成形、刻磨性能均优于钠钙和钾钙水晶，因而得到推广。