Variae substantiae ad praeparanda complexa vitrea adhibitae collective "materiae primae vitreae" appellantur. "Materia prima principalis" ad materiam primam refertur quae varia oxida in vitrum introducit ad formandum corpus principale structurae vitri, quod proprietates physicas et chemicas fundamentales vitri determinat. Materiae primae principales sunt arena quartzosa, feldspathum, calx, dolomita, soda et cetera. Hae materiae primae plerumque pulveris hodie suppeditantur. (1) Materiae primae silicae Principalis materia prima silicae est arena silica (etiam arena quartzosa appellata), quae in arenam silicam naturalem et arenam silicam processam dividi potest secundum statum suum in natura existentem. Propter complexitatem processus formationis, compositio chemica arenae silicae naturalis saepe magnopere fluctuat, sed distributio magnitudinis particularum eius relative uniformis est. Pro qualitate arenae silicae naturalis, attendendum est ad moderandam compositionem chemicam, fluctuationem compositionis et pondus minerale refractarium. Compositio chemica praecipue contentum Fez 03 moderatur, et secundum qualitatem eius graduatur et adhibetur. Gradus qualitatis arenae siliceae in tabula 2-16 enumeratur.2) Processus arenae siliceae: processus arenae siliceae est saxum quartzum vel saxum arenaceum crudum per certum processum processus et productionis materiarum crudarum silicearum. Quia puritas saxi quartziti vel saxi arenacei plerumque maior est, contentum impuritatum minus et stabile est, gradus arenae siliceae per processum productae maior et stabilis est. Tamen, a saxi quartziti vel saxum arenaceum ad arenam siliceam praesto cum certa magnitudine granorum, difficile est magnitudinem granorum moderari, ergo sumptus altus est. Arena silicea plerumque methodo humida, cum certo contento humiditatis, tractatur. Arena silicea est materia difficillima ad liquefaciendum. Magnitudo particularum, distributio magnitudinis particularum et forma particularum effectus importantes habent in mixtura, liquefactione et homogenizatione compositi. Diminutio magnitudinis particularum utilis est liquefactioni vitri, sed quo subtilior eo melius. Pulvis arenae siliceae existet propter glomerationem, hiatum granularem in magno numero microbullarum causatarum difficultatem liquefactionis, simul. Praesentia etiam pulveris arenae siliceae interdum praematura fieri potest, et materiae sicut natrii, calcii, magnesii in reactione ad densitatem et viscositatem liquefactionis primariae generandas facile efficiunt ut stratum materiae fornacis in hierarchia formetur, aliarum materiarum crudarum refractariarum in massa efficiendo. Forma granorum arenae melior est cum forma angularis est, quia forma angularis superficiei magna est et occasiones contactus fluxus; in processu mixtionis et transportationis non facile stratificatur. Arena silicea in area fodinae examinanda et recipienda est. Humiditas arenae siliceae infra 8% moderanda est cum minerale producitur, et infra 5% cum arena in officina oneratur. Fluctuatio humiditatis 0.4% est. Tabula 2-17 requisita qualitatis materiarum crudarum silicearum ostendit. (2) Contentum A12-03 in vitro lagenarum ordinario plerumque 2.0% ~ 5.0% est. Lagenae vitreae materiae albae altae A12-03 plerumque ex alumina et aluminii hydroxido constant ad capiendum, sed requisita qualitatis vitri vasis et vitri colorati minora sunt. Etiam feldspatum natricum, feldspatum kalicum, vel feldspatum calcicum ad extrahendum eligere licet. Simul, feldspatum A12-03, partes feldspati NazO vel K2-0 partem cineris sodae substituere possunt, quod systemati liquefactionis vitri utile est. Attamen, contentum ferri in feldspato generali maius est, Fe2-03 minus quam 0.1% est, ita solum ad vitrum lagenarum et vasorum generalium adhiberi potest, et non ad vitrum lagenarum et vasorum altioris gradus. Feldspatum secundum compositionem chemicam suam in quattuor partes dividi potest. genera feldspati kalii, feldspati natrii, feldspati calcii, feldspati barii. In natura, pauca singularia deposita quattuor feldspatiorum inveniuntur, quorum pleraque cum aliis mineralibus in variis proportionibus mixta sunt. Tabula 2-18 requisita qualitatis pro materiis feldspaticis enumerat. (3) Na20, materia prima oxidi natrii, bonum fluxum pro vitro est. Ergo, contentum Na20 in compositione chemica lagenarum et ampullarum vitrearum arcte cum condicionibus liquefactionis vitri coniunctum est, quae plerumque in ambitu 14% ~ 16% hodie est. Na20 in vitro lagenarum praecipue per sodam introducitur. Soda genus materiae primae chemicae est, cuius pars principalis est NazCO3. Soda dividitur in sodam crystallinam (Na2CO3·10H20) et sodam calcinatam (NazCO3). Pleraque sodae cinis in industria vitri adhibita est soda calcinata sine aqua crystallina, methodo ammoniae alcalinae facta. Soda calcinata est pulvis albus, facile in aqua solubilis, facile aquam in aere absorbens, deliquescens et coagulans, in horreo sicco conservanda est. Soda cinis est unus e factoribus maximis momenti qui pretium vitri afficiunt. Alcali gravis pro vitro ampullari praeferendus est. Comparatus cum alcali levi, alcali gravis bonam laxitatem, hygroscopicam, minorem propensione ad volandum et stratificandum habet, quae uniformitatem et celeritatem liquefactionis compositi augere possunt. Sed particulae sodae nimis crassae non possunt efficaciter cum aliis materiis refractariis in materia cooperari, effectum fusionis adiuvare, quod inaequalitatem cum mixtura ipsa materiae efficiet, qualitatem liquefactionis et clarificationis vitri afficiens, ergo apta magnitudine particularum inter 0.22 et 0.42 mm adhibenda est. Locus diu sodae cineris, saepe 5% ~ 8% aquae continens, in usu est, humiditatis tempestive determinanda. Volatilizatio sodae cineris durante liquefactione vitri est 0.5% ~ 3.2%. Soda calcinata saepe parvam quantitatem Nacl continet, quia Cl valde activum est, erosio refractarii gravissima est. Magna quantitas sodae cineris est, et accumulatio Cl in solutione vitrea nuper attentionem industriae attraxit. (4) Munus oxidi kalii (K20) in vitro simile est muneri Na20. In productione vitri ampullarum et ampullarum, parva quantitas K20 ad substituendam partem parvam Na20 adhibetur, quae indicem refractionis vitri augere et splendorem atque transmittantiam productorum emendare potest. Stabilitas chemica duorum oxidorum alcalinorum in vitro melior est quam unius oxidi alcalini. In proportione duorum, punctum optimum invenitur, phaenomenon effectus basis mixtae. Effectus K20 in coefficientem expansionis thermalis vitri maior est quam Na20. Ergo, cum pars Na20 cum K20 substituitur, influxus in coefficientem expansionis thermalis vitri considerandus est. K20 in vitro ampullarum plerumque per calcinationem carbonatis kalium introducitur. Cum carbonatis kalii in vitro liquefactum est, amissio volatilis K20 est circiter 12% massae suae. Requisita qualitatis carbonatis kalii sunt: K2CO3 minus quam 96%, NA2CO40.2%, KCl+K2SO4 43.5%, insolubilis in aqua <0.3%, aqua -3%. Pretium kalii maius est quam sodae cineris, quia, extra vitrum ampullarum et vasculorum specialiter requisitum, pleraque vitrum ampullarum et vasculorum kalium non utitur ad oxidum kalii directe extrahendum, sed oxidum kalii cum feldspato sumitur. (5) Introductio materiae primae oxidi calcii, oxidi calcii (CaO) in vitro, munus principale stabilimenti habet, id est, stabilitatem chemicam et firmitatem mechanicam vitri auget, sed cum contentum nimis altum est, crystallizationem vitri augere potest, et vitrum facile fragile reddit. Contentum Cao in vitro ampullarum ordinario est 7% ~ 11%, plerumque non plus quam 12.5%. Ca in alta temperatura viscositatem vitri reducere, liquefactionem et clarificationem promovere potest. Vitri, sed cum temperatura decrescit, viscositas celerrime crescit, quo difficilior fit formatio. Ergo, quantum Cao in vitro contineatur, praeter considerationem effectus Cao in proprietates vitri, etiam modum formationis vitri aliosque factores considerare oportet. Vitrum cum alta forma Cao celeriter in fornacem recoquendi immittendum est, alioquin productum facile rumpitur. Cum vitrum natrii-calcii liquefacitur, melius est ad 21°C cum Na₂Ca₂ accedere. Materiae primae principales in vitro amphorario adhibitae sunt calx, calcita et creta. Calx continens Fez 03 40.015% in productione utensilium et materiarum albarum adhibetur. Calx continens Fez 03 minus quam 0.04% in productione vitri colorati adhibetur. Aqua in calce continenda est ad minus quam 1%. Cum compositio vitri requirit ut ferri oxidi contentus sit valde strictus, calcita substitui potest, quae multo purior est quam calx, sed etiam multo carior. (6) Quantitas magnesii oxidi (Mgo) in compositione chemica lagenarum et vasculorum vitreorum plerumque minor est quam 2%. Cum partiale Mgo ad partialem CaO substituendum adhibetur, viscositas augeri potest cum liquor vitreus alta temperatura est, celeritatem vitrei indurationis tardare potest, sexum longiorem reddere, proprietatem formae vitreae emendare et eius inclinationem ad crystallizationem reducere. Calcium, magnesium et oxidum metalli alcalino-terrestris duarum valentiarum stabilitatem chemicam vitrei emendare possunt, prohibendo ne productum diu in ambiente humido cadat. Phaenomenon mucoris. Generaliter, quantitas substitutionis infra 3% continenda est, dum quantitas substitutionis maior quam 3% est, quod liquefactionem et formationem vitri afficiet. Olim putabatur dolomitum et calcem particulas minutas liquefacere, sed cum investigatio de mechanismo profundior facta est... Vitri mixturae altae temperaturae adsorptio particularum dolomitae circa magnas particulas silicae invenietur, quae harenam ne in reactione participet. Cum particulae calcarii crassiores, initio reactionis silicatae, a phase primaria non madefactae sint, liquor primarius leniter per hiatus inter magnas dolomitas, calcarium, et arenam silicae transire potest, quod celeritatem reactionis silicatae ulterius auget. Attamen, in stadio posteriore, gases, qui per rapidam decompositionem et liquefactionem emissi sunt, clarificationi et homogenizationi liquoris vitri favent. Inventum est cum particulae utriusque ad 2.5 mm augentur, proprietates liquefactionis et clarificationis vitri significanter augeri, et cum magnitudo particularum maior est quam 3 mm, proprietates liquefactionis et clarificationis vitri significanter minui. Ergo, limes superior particularum dolomitae et calcis intra certum limitem regi debet. In praesenti, usus dolomitae granorum maioris, calcis, in mos est. In productione actuali, cum formula vitri calculatur, dolomita ad Mgo introducendum adhibetur, et pars Cao insufficiens calce vel calcita suppletur. Si compositio vitri Cao non continet, dolomita ad Mgo in vitro attrahendum adhiberi non potest, magnesium carbonatum ad MgO attrahendum eligendum est. Qualitatis requisita dolomitis sunt Mg₂≥₀₀₀, Cao <₂₀₀, Fe₂O₃ <₀₀.(7) Introductio materiae primae oxidi barii, oxidi barii (Bao), in partes vitri cum Cao et Mgo fere eadem est, sed vitrum continens barium et vitrum continens Cao bonum splendorem, magnum densitatis gradum habet, plerumque in vitris coloratis compositione 0.5% ~ 1% Bao ad splendorem vitri augendum. Bao liquefactionem accelerare, clarificationem et crystallizationem vitri impedire potest, sed cum dosis nimis magna est, propter reactionem 2Ba₂-100₂-2BaO₂, clarificatio vitri difficilis fit, et in cribulis et materiis refractariis maiorem erodentur. Sulfas barii naturalis (BaS₄), barite appellatus, BaS₄ magnam fluctuationem continet, et magnum contentum impuritatum etiam est, solum ad usum qualitatis vitri requisita non alta est. BaS₄ industrialis praecipue in fluoro adhibetur. Vitrum opacum et vitrum imitationis jade in vitro ampullarum facit, ita ut vitrum effectum opacitatis relative debilem producat. Sed hoc fit cum nimia aquae usus est. Vitrum aquae, materiis refractariis, crucibulo, formatione et qualitate productorum, seriem effectuum adversorum affert. In productione vitri ampullarum et ampullarum, bao plerumque per barium carbonatem industrialem introducitur. Praeterea, materiae primae barium continentes toxicitatem quandam habent, in operatione congestionis ad protectionem attendendum est. Requisita qualitatis pro barium carbonate industriali sunt BacO3 97%, Fe2O3 40.1% et insolubilis in acido 3%.
Tempus publicationis: XIV Aprilis MMXX