La lavorazione del vetro

 il vetro è un materiale ceramico ricavabile dalla fusione termica di una miscela di solidi e dal successivo raffreddamento della stessa, in maniera tale da ottenere un solido amorfo (ovvero non cristallino) dotato di elevata rigidezza.
Il ciclo termico di preparazione del vetro avviene, ovviamente, in un forno e si svolge in tre fasi: riscaldamento, fusione, affinaggio. 

Nella stragrande maggioranza dei casi, i vetri derivano dalla sabbia silicea, che infatti presenta le caratteristiche ottimali per essere sottoposta un tale tipo di trattamento. Si tratta di un granulato solido composto prevalentemente da biossido di silicio, cioè silice SiO2.

In realtà, non si adopera solo silice pura, bensì ad essa vengono mescolati, ovviamente in dosi minori, vari additivi, rappresentati da fondenti, affinanti, coloranti, rottami di vetro, ecc.
Infatti, la fabbricazione di un vetro formato esclusivamente da sabbia silicea è resa difficile dal fatto che la silice stessa presenta una temperatura di fusione parecchio elevata (circa 1700° C). Inoltre la sostanza in questione, sottoposta a raffreddamento, diviene rigida molto rapidamente, a discapito, quindi, dei tempi necessari alla sua lavorazione. L'aggiunta di rottami di vetro e, soprattutto, di fondenti come la soda (carbonato di sodio Na2CO3), fa sì che il punto di fusione complessivo discenda verso valori molto più gestibili, dell'ordine di 750°C circa. Il fenomeno chimico-fisico causa di questo abbassamento è rappresentato dalla depolimerizzazione (rottura del reticolo cristallino) attuata dal fondente sulla silice, che infatti provoca una diminuzione della viscosità, e quindi anche delle temperature di rammollimento e di fusione del vetro. Tuttavia, l'aggiunta della soda comporta anche un inconveniente, che è quello di una discreta solubilità in acqua del prodotto finale. Ecco perché è fondamentale rimpiazzare parte della soda con del calcare (CaCO3), che ha il pregio di ridurre la solubilità, anche se fa elevare un po' la temperatura di fusione (su per giù attorno ai 900 °C, valore comunque accettabile).



La composizione tipica della massa di partenza è: Silice 75%; Soda 13%; Calce 10%; Altro 2%. Questa miscela viene dunque inizialmente preparata per benino, con tutti i componenti adeguatamente sminuzzati in frammenti dal diametro minore 0.5 mm. Quindi, viene riscaldata e poi arriva a fondere. Completata la fase di fusione, inizia la fase di affinaggio, che si svolge sempre a temperature prossime a quelle di fusione. Qui entrano in gioco gli affinanti (ad esempio, l'anidride arseniosa As2O3), che sono speciali ingredienti atti ad agevolare l'eliminazione dei difetti, grazie ai gas che generano, contribuendo in questo modo a garantire un vetro traslucido ed omogeneo, come è bene che sia. Inoltre, la fase di affinaggio è anche necessaria per smaltire ulteriori gas, che sono quelli prodotti dalla decomposizione dei carbonati (soda e calcare) nei loro ossidi. La fase di affinaggio è piuttosto lunga, e può durare anche diversi giorni, durante i quali la massa fusa vetrosa deve aver modo di liberarsi dell'ingente quantitativo di gas presente al suo interno sotto forma di bolle.

Terminato l'affinaggio, la massa fusa vetrosa viene immessa nel ciclo di lavorazione, noto col nome di formatura. Esistono molteplici varietà di formatura. Può aversi la colata in stampi di gesso o di ferro, oppure la soffiatura ad aria compressa, o ancora la pressatura, la filatura, la laminatura, a seconda della forma finale che si vuole ottenere. Tra vari i processi, riveste particolare importanza il metodo "float glass", tramite il quale si riescono a produrre le lastre perfettamente piane e levigate che solitamente troviamo negli specchi e nelle finestre.
In ogni caso, il processo di formatura opera nel range di temperature all'interno del quale il vetro si comporta da solido plastico.