แก้วตะกั่วซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าแก้วคริสตัล เป็น แก้วชนิดหนึ่งที่ตะกั่วเข้ามาแทนที่แคลเซียม ใน แก้วโพแทสทั่วไป^{[ 1 ]} โดยทั่วไปแก้วตะกั่วจะมี ตะกั่ว(II) ออกไซด์ (PbO) 18–40% (โดยมวล) แก้วคริสตัลตะกั่วหรือแก้วคริสตัลผสมตะกั่ว สมัยใหม่ [ ^{2 ]}ซึ่งในอดีตเรียกว่าแก้วฟลินต์ เนื่องจาก ^เป็น แหล่งกำเนิด ซิลิกาเดิมมี PbO อย่างน้อย 24% ^{[ 3 ]}แก้วตะกั่วเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่หลากหลายเนื่องจากมีความใส^{[ 4 ]} ในทางการตลาดมักเรียกว่าแก้วคริสตัล

ในทางเทคนิคแล้ว คำว่า"คริสตัลตะกั่ว " ไม่ใช่คำที่ถูกต้องในการอธิบายแก้วตะกั่ว เนื่องจากแก้วไม่มีโครงสร้างผลึกแต่เป็นของแข็งอสัณฐานการใช้คำนี้ยังคงเป็นที่นิยมด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์และเชิงพาณิชย์ แต่บางครั้งก็เปลี่ยนเป็น"คริสตัล" เฉยๆ เนื่องจากตะกั่วมีชื่อเสียงว่าเป็นสารพิษ คำนี้ยังคงมาจากคำภาษาเวนิส ว่า "cristallo"เพื่ออธิบายหินคริสตัล ( ควอตซ์ ) ที่เลียนแบบโดย ช่างทำแก้ว มูราโนข้อกำหนดการตั้งชื่อนี้ได้รับการรักษาไว้จนถึงปัจจุบันเพื่ออธิบายเครื่องแก้วกลวงตกแต่ง^{[ 5 ]}

เดิมที เครื่องแก้วคริสตัลตะกั่วถูกใช้สำหรับเก็บและเสิร์ฟเครื่องดื่ม แต่เนื่องจากความเสี่ยงต่อสุขภาพจากตะกั่วทำให้การใช้งานดังกล่าวลดลง เครื่องแก้วคริสตัลตะกั่วไม่ปลอดภัยสำหรับการดื่มหรือรับประทานอาหาร เพราะตะกั่วซึ่งเป็นสารพิษต่อระบบประสาทจะซึมออกจากแก้วและปนเปื้อนลงในอาหาร วัสดุทางเลือกคือแก้วคริสตัลสมัยใหม่ ซึ่ง ใช้ แบเรียมออกไซด์ซิงค์ออกไซด์หรือโพแทสเซียมออกไซด์แทนตะกั่วออกไซด์

ในสหภาพยุโรปการติดฉลากผลิตภัณฑ์ "คริสตัล" อยู่ภายใต้การควบคุมของคำสั่งสภา 69/493/EEC ซึ่งกำหนดประเภทไว้ 4 ประเภท โดยขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติของวัสดุ เฉพาะผลิตภัณฑ์แก้วที่มีตะกั่วออกไซด์อย่างน้อย 24% เท่านั้นจึงจะเรียกว่า "คริสตัลตะกั่ว" ได้ ผลิตภัณฑ์ที่มีตะกั่วออกไซด์น้อยกว่า และผลิตภัณฑ์แก้วที่มีโลหะออกไซด์อื่นๆ ที่ใช้แทนตะกั่วออกไซด์ จะต้องติดฉลากว่า "คริสตัลไลน์" หรือ "แก้วคริสตัล" ^{[ 6 ]}

การเติมตะกั่วออกไซด์ลงในแก้วจะเพิ่มดัชนีหักเหและลดอุณหภูมิใช้งานและความหนืดคุณสมบัติทางแสงที่น่าสนใจของแก้วตะกั่วเกิดจากปริมาณตะกั่วซึ่งเป็น โลหะ หนักใน ปริมาณสูง ตะกั่วซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าแคลเซียมถึงเจ็ดเท่า ยังช่วยเพิ่มความหนาแน่นของแก้วอีกด้วย ความหนาแน่นของแก้วโซดาอยู่ที่ 2.4  กรัม / ซม^³ (1.4 ออนซ์/ลูกบาศก์นิ้ว) หรือต่ำกว่า ในขณะที่แก้วคริสตัลตะกั่วทั่วไปมีความหนาแน่นประมาณ 3.1 กรัม/ซม^³ (1.8 ออนซ์/ลูกบาศก์นิ้ว) และแก้วตะกั่วสูงอาจมีความหนาแน่นมากกว่า 4.0 กรัม/ซม^³ (2.3 ออนซ์/ลูกบาศก์นิ้ว) หรือสูงถึง 5.9 กรัม/ซม^³ (3.4 ออนซ์/ลูกบาศก์นิ้ว) ^{[ 1 ]}

ความแวววาวของคริสตัลตะกั่วเกิดจากดัชนีหักเห สูง ที่เกิดจากปริมาณตะกั่ว แก้วธรรมดามีดัชนีหักเห ( n ) เท่ากับ 1.5 ในขณะที่การเติมตะกั่วทำให้ดัชนีหักเหอยู่ในช่วง 1.7 ^{[ 1 ]}หรือ 1.8 ^{[ 7 ]}ดัชนีหักเหที่เพิ่มขึ้นนี้ยังสัมพันธ์กับการกระจายแสงที่ เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นการวัดระดับที่ตัวกลางแยกแสงออกเป็นความยาวคลื่นองค์ประกอบ ทำให้เกิดสเปกตรัมของสีเช่นเดียวกับปริซึมเทคนิคการเจียระไนคริสตัลใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเหล่านี้เพื่อสร้างเอฟเฟกต์ที่แวววาวและระยิบระยับ เนื่องจากแต่ละด้านที่เจียระไนในแก้วจะสะท้อนและส่งผ่านแสงผ่านวัตถุ ดัชนีหักเหสูงมีประโยชน์สำหรับ การทำ เลนส์เนื่องจาก สามารถบรรลุ ความยาวโฟกัส ที่กำหนดได้ ด้วยเลนส์ที่บางกว่า อย่างไรก็ตาม การกระจายแสงจะต้องได้รับการแก้ไขโดยส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบเลนส์หากต้องการให้เลนส์เป็นแบบไร้สี

การเติมตะกั่วออกไซด์ลงในแก้วโพแทสยังช่วยลดความหนืดทำให้แก้วมีความเหลวมากกว่าแก้วโซดาธรรมดาที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดอ่อนตัว (ประมาณ 600 °C หรือ 1,112 °F) โดยมีจุดใช้งานที่ 800 °C (1,470 °F) ความหนืดของแก้วจะเปลี่ยนแปลงอย่างมากตามอุณหภูมิ แต่ความหนืดของแก้วตะกั่วจะต่ำกว่าแก้วโซดาธรรมดาประมาณสองอันดับในช่วงอุณหภูมิใช้งาน (สูงถึง 1,100 °C หรือ 2,010 °F) ^{[ 8 ]}จากมุมมองของผู้ผลิตแก้ว สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดผลในทางปฏิบัติสองประการ ประการแรก แก้วตะกั่วสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า ทำให้ใช้งานได้ง่ายขึ้นในการเคลือบประการที่สอง สามารถทำภาชนะใสได้โดยไม่มีฟองอากาศติดอยู่ได้ง่ายกว่าแก้วธรรมดา ทำให้สามารถผลิตวัตถุที่ใสและไร้ตำหนิได้อย่างสมบูรณ์แบบ

เมื่อเคาะ แก้วคริสตัลตะกั่วจะส่งเสียงกังวาน ซึ่งแตกต่างจากแก้วธรรมดา แก้วไวน์ที่ทำจากแก้วตะกั่วมีค่าเพราะเสียง "กังวาน" ที่เกิดจากการกระทบกันของแก้วเสียงจะดีขึ้นเมื่อมีตะกั่วออกไซด์จำนวนมากอยู่ในวัสดุที่ใช้ทำแก้ว เช่นเดียวกับแก้วไวน์ของอังกฤษและไอร์แลนด์ในช่วงศตวรรษที่ 17-19 ซึ่งมี "เสียงกังวานไพเราะของโน้ตFและG ชาร์ป " ^{[ 9 ]}ผู้บริโภคยังคงอาศัยคุณสมบัตินี้ในการแยกแยะแก้วตะกั่วออกจากแก้วราคาถูกกว่า Emil Deeg ได้ตีพิมพ์งานวิจัยสำคัญ^{[ 10 ]}เกี่ยวกับเสียงกังวานของแก้วคริสตัลตะกั่วในปี 1958 ^{[ 11 ]} เนื่องจากไอออนโพแทสเซียมถูกยึดติดแน่นกว่าในเมทริกซ์ตะกั่ว-ซิลิกามากกว่าในแก้วโซดา-ไลม์ แก้วชนิดแรกจึงดูดซับพลังงานได้มากกว่าเมื่อถูกกระทบ ทำให้แก้วคริสตัลตะกั่วสั่นจึงทำให้เกิดเสียงที่เป็นเอกลักษณ์^{[ 1 ]}ตะกั่วยังช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายของดีบุกทองแดงและแอนติมอนีทำให้มีการใช้ตะกั่วในเคลือบสีและสารเคลือบเงา ความหนืดต่ำของตะกั่ว หลอมเหลว เป็นเหตุผลที่ทำให้ตะกั่วออกไซด์ใน บัดกรีแก้วมีปริมาณสูงโดยทั่วไป

ตะกั่วถูกนำมาใช้ในแว่นตาที่ดูดซับรังสีแกมมาและรังสีเอ็กซ์ใช้ในการป้องกันรังสีในรูปแบบของแผ่นตะกั่วป้องกัน (เช่น ในหลอดรังสีแคโทดซึ่งช่วยลดการสัมผัสรังสีเอ็กซ์อ่อนของผู้ดู) ในฟิสิกส์อนุภาค การรวมกันของความยาวการแผ่รังสี ต่ำ ที่เกิดจากความหนาแน่นสูงและการมีนิวเคลียสหนัก กับดัชนีหักเหสูง ซึ่งนำไปสู่ทั้งการแผ่รังสีเชเรนคอฟ ที่เด่นชัด และการกักเก็บแสงเชเรนคอฟโดยการสะท้อนภายในทั้งหมดทำให้กระจกตะกั่วเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่โดดเด่นสำหรับการตรวจจับโฟตอนโดย วิธี การ อาบสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

รัศมีไอออนิกสูงของไอออน Pb ²⁺ทำให้ไอออนนี้เคลื่อนที่ได้น้อยมากในเมทริกซ์และขัดขวางการเคลื่อนที่ของไอออนอื่นๆ ดังนั้นแก้วตะกั่วจึงมีความต้านทานไฟฟ้าสูง ประมาณสองอันดับของขนาดสูงกว่าแก้วโซดาไลม์ (10 ^8.5เทียบกับ 10 ^6.5โอห์ม·ซม. กระแสตรงที่ 250 °C หรือ 482 °F) ^{[ 12 ]}แก้วที่มีตะกั่วมักใช้ในโคมไฟ

ตะกั่วอาจถูกนำมาใช้ในแก้วได้ทั้งในฐานะส่วนผสมของการหลอมครั้งแรกหรือเป็นการเติมลงในแก้วไร้ตะกั่วหรือฟริต ที่ขึ้นรูปไว้ล่วงหน้า ออกไซด์ของตะกั่วที่ใช้ในแก้วตะกั่วสามารถหาได้จากแหล่งต่างๆ ในยุโรปแร่กาเลนา  – ซัลไฟด์ของตะกั่ว – มีอยู่ทั่วไป และสามารถหลอมเพื่อผลิตตะกั่วโลหะได้ โลหะตะกั่วถูกเผาเพื่อสร้างออกไซด์ของตะกั่วโดยการคั่วและขูดลิทาร์ จออก ในยุคกลางโลหะตะกั่วสามารถหาได้จากการรีไซเคิลจากแหล่งโบราณสถานโรมันที่ถูกทิ้งร้างและท่อประปา รวมถึงจากหลังคาโบสถ์ ตะกั่วโลหะเป็นที่ต้องการในปริมาณมากสำหรับการหลอม เงิน และลิทาร์จที่ได้สามารถนำไปใช้โดยตรงโดยช่างทำแก้ว ตะกั่วยังถูกใช้สำหรับเคลือบตะกั่วเซรามิก ความสัมพันธ์ระหว่างวัสดุนี้ชี้ให้เห็นถึงความสัมพันธ์ในการทำงานอย่างใกล้ชิดระหว่างช่างปั้นหม้อ ช่างทำแก้ว และช่างโลหะ^{[ 13 ]}

แก้วที่มีส่วนประกอบของตะกั่วออกไซด์ปรากฏขึ้นครั้งแรกในเมโสโปเตเมียซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของอุตสาหกรรมแก้ว [ ^{5 ] ตัวอย่าง}ที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักคือเศษแก้วสีน้ำเงินจากนิปปูร์ที่มีอายุราว 1400 ปีก่อนคริสตกาล ซึ่งมี PbO 3.66% มีการกล่าวถึงแก้วในแผ่นดินเหนียวจากรัชสมัยของอัสซูร์บานิปาล (668–631 ปีก่อนคริสตกาล) และสูตรสำหรับเคลือบตะกั่วปรากฏในแผ่นจารึกบาบิโลนเมื่อ 1700 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 14 ]}ก้อนขี้ผึ้งสีแดงที่พบในพระราชวังที่ถูกเผาที่นิมรุดจากต้นศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสตกาล มี PbO 10% ค่าที่ต่ำเหล่านี้บ่งชี้ว่าอาจไม่ได้มีการเติมตะกั่วออกไซด์โดยตั้งใจ และแน่นอนว่าไม่ได้ใช้เป็นสารช่วยหลอมหลักในแก้วโบราณ

แก้วตะกั่วยังพบได้ในประเทศจีนสมัยราชวงศ์ฮั่น (206 ปีก่อนคริสต์ศักราช – 220 ปีคริสต์ศักราช) ที่นั่นมีการหล่อแก้วตะกั่วเพื่อเลียนแบบหยกทั้งสำหรับวัตถุพิธีกรรม เช่น รูปปั้นขนาดใหญ่และขนาดเล็ก รวมถึงเครื่องประดับและภาชนะจำนวนจำกัด เนื่องจากแก้วปรากฏขึ้นในประเทศจีนในช่วงเวลาที่ค่อนข้างช้า จึงเชื่อกันว่าเทคโนโลยีนี้ถูกนำเข้ามาตามเส้นทางสายไหมโดยช่างทำแก้วจากตะวันออกกลาง^{[ 5 ]} อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างพื้นฐานในองค์ประกอบระหว่างแก้วซิลิกา- นาตรอน ของตะวันตก และแก้วตะกั่วที่เป็นเอกลักษณ์ของจีน อาจบ่งชี้ถึงการพัฒนาที่เป็นอิสระ

ในยุคกลางและยุคต้นสมัยใหม่ของยุโรปกระจกตะกั่วถูกใช้เป็นส่วนประกอบหลักในกระจกสี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานโมเสก งานเคลือบ งาน จิตรกรรมกระจกสีและเครื่องประดับซึ่งใช้เลียนแบบอัญมณีมีเอกสารหลายฉบับที่กล่าวถึงกระจกตะกั่วหลงเหลืออยู่ ในช่วงปลายศตวรรษที่ 11 ถึงต้นศตวรรษที่ 12 ในหนังสือSchedula Diversarum Artium ( รายการงานฝีมือต่างๆ ) ผู้เขียนที่รู้จักกันในนาม " Theophilus Presbyter " ได้บรรยายถึงการใช้เป็นอัญมณีเลียนแบบ และชื่อบทที่สูญหายไปของงานชิ้นนี้ได้กล่าวถึงการใช้ตะกั่วในกระจก ในศตวรรษที่ 12-13 ผู้เขียนนามแฝง "Heraclius" ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับการผลิตเคลือบตะกั่วและการใช้ในการวาดภาพบนหน้าต่างในหนังสือDe coloribus et artibus Romanorum ( ว่าด้วยสีสันและงานฝีมือของชาวโรมัน ) ซึ่งกล่าวถึงกระจกตะกั่วว่าเป็น "กระจกของชาวยิว" อาจบ่งชี้ถึงการส่งต่อมายังยุโรป^{[ 14 ]}ต้นฉบับที่เก็บรักษาไว้ในห้องสมุด Marcianaเมืองเวนิส อธิบายถึงการใช้ตะกั่วออกไซด์ในเคลือบ และมีสูตรสำหรับการเผาตะกั่วเพื่อสร้างออกไซด์ แก้วตะกั่วเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเคลือบภาชนะและหน้าต่าง เนื่องจากมีอุณหภูมิใช้งานต่ำกว่าแก้วป่าของตัวแก้ว

อันโตนิโอ เนรีได้อุทิศหนังสือเล่มที่สี่ของL'Arte Vetraria ("ศิลปะแห่งการทำแก้ว", 1612) ให้กับแก้วตะกั่ว ในตำราที่เป็นระบบเล่มแรกเกี่ยวกับแก้วนี้ เขาได้กล่าวถึงการใช้แก้วตะกั่วในงานเคลือบ งานแก้ว และการเลียนแบบอัญมณีอีกครั้งคริสโตเฟอร์ เมอร์เร็ตต์ได้แปลตำรานี้เป็นภาษาอังกฤษในปี 1662 ( The Art of Glass ) ซึ่งเป็นการปูทางให้กับการผลิตแก้วคริสตัลตะกั่วของอังกฤษโดย จอร์จ เรเวนส์ครอฟต์

จอร์จ เรเวนส์ครอฟต์ (1618–1681) เป็นคนแรกที่ผลิตเครื่องแก้วคริสตัลตะกั่วใสในระดับอุตสาหกรรม เขาเป็นบุตรชายของพ่อค้าที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับเวนิส เรเวนส์ครอฟต์มีทรัพยากรทางวัฒนธรรมและการเงินที่จำเป็นต่อการปฏิวัติการค้าแก้ว วางรากฐานที่ทำให้ประเทศอังกฤษแซงหน้าเวนิสและโบฮีเมียขึ้นเป็นศูนย์กลางของอุตสาหกรรมแก้วในศตวรรษที่ 18 และ 19 ด้วยความช่วยเหลือจากช่างทำแก้วชาวเวนิส โดยเฉพาะดา คอสตา และภายใต้การอุปถัมภ์ของบริษัทผู้ขายแก้วแห่งลอนดอน เรเวนส์ครอฟต์พยายามหาทางเลือกอื่นแทนคริสตัล ของเวนิส การใช้หินเหล็กไฟเป็นแหล่งซิลิกาทำให้เกิดคำว่าแก้วหินเหล็กไฟเพื่ออธิบายแก้วคริสตัลเหล่านี้ แม้ว่าต่อมาเขาจะเปลี่ยนไปใช้ทรายก็ตาม^{[ 3 ]}ในตอนแรก แก้วของเขามี แนวโน้มที่จะ แตกเป็นรอยเล็กๆ ทำลายความโปร่งใส ซึ่งในที่สุดก็สามารถแก้ไขได้โดยการแทนที่ฟลักซ์โพแทสเซียมบางส่วนด้วยตะกั่วออกไซด์ในส่วนผสมหลอมเหลว มากถึง 30% การเกิดรอยแตกร้าวเกิดจากการทำลายโครงสร้างของแก้วด้วยด่างที่มากเกินไป และอาจเกิดจากความชื้นที่มากเกินไป รวมถึงข้อบกพร่องที่มีอยู่ในองค์ประกอบของแก้ว^{[ 1 ]}เขาได้รับสิทธิบัตรคุ้มครองในปี 1673 โดยการผลิตย้ายจากโรงแก้วของเขาในเขตซาวอย กรุงลอนดอน ไปยังเฮนลีย์-ออน-เทมส์ที่ เงียบสงบ ^{[ 15 ]}ในปี 1676 หลังจากที่ดูเหมือนว่าได้แก้ไขปัญหาการเกิดรอยแตกร้าวแล้ว เรเวนส์ครอฟต์ได้รับอนุญาตให้ใช้ตราประทับหัวกาเป็นเครื่องรับประกันคุณภาพ ในปี 1681 ซึ่งเป็นปีที่เขาเสียชีวิต สิทธิบัตรหมดอายุลง และการดำเนินงานก็พัฒนาอย่างรวดเร็วในหมู่บริษัทหลายแห่ง โดยในปี 1696 โรงแก้ว 27 แห่งจากทั้งหมด 88 แห่งในอังกฤษ โดยเฉพาะที่ลอนดอนและบริสตอล ผลิตแก้วฟลินต์ที่มี PbO 30–35% ^{[ 3 ]}

ในช่วงเวลานี้ แก้วถูกขายตามน้ำหนัก และรูปแบบทั่วไปค่อนข้างหนักและแข็งโดยมีการตกแต่งน้อยมาก อย่างไรก็ตาม ด้วยความสำเร็จในตลาดระหว่างประเทศ ทำให้ในปี 1746 รัฐบาลอังกฤษได้กำหนดภาษีตามน้ำหนักซึ่งสร้างผลกำไรมหาศาล แทนที่จะลดปริมาณตะกั่วในแก้วลงอย่างมาก ผู้ผลิตกลับตอบสนองด้วยการสร้างแก้วที่มีการตกแต่งสูง ขนาดเล็กกว่า ละเอียดอ่อนกว่า มักมีก้านกลวง ซึ่งนักสะสมรู้จักกันในปัจจุบันในชื่อแก้วExcise ^{[ 3 ]}ในปี 1780 รัฐบาลได้อนุญาตให้ไอร์แลนด์ทำการค้าเสรีในด้านแก้วโดยไม่ต้องเสียภาษี แรงงานและเงินทุนของอังกฤษจึงย้ายไปที่ดับลินและเบลฟาสต์ และโรงงานผลิตแก้วแห่งใหม่ที่เชี่ยวชาญด้านแก้วเจียระไนก็ถูกติดตั้งในคอร์กและวอเตอร์ฟอร์ดในปี 1825 ภาษีดังกล่าวได้รับการต่ออายุ และอุตสาหกรรมก็ค่อยๆ เสื่อมถอยลงจนถึงกลางศตวรรษที่สิบเก้า เมื่อภาษีถูกยกเลิกในที่สุด^{[ 5 ]}

ตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 แก้วตะกั่วของอังกฤษได้รับความนิยมไปทั่วทวีปยุโรป และเหมาะอย่างยิ่งกับรสนิยมใหม่ในการตกแต่งด้วยแก้วเจียระไนด้วยล้อหมุนซึ่งได้รับการพัฒนาจนสมบูรณ์แบบในทวีปยุโรป เนื่องจากคุณสมบัติที่ค่อนข้างอ่อนนุ่ม ในเนเธอร์แลนด์ ช่างแกะสลักท้องถิ่น เช่น เดวิด วูล์ฟ และฟรานส์ กรีนวูดได้ตกแต่งแก้วนำเข้าจากอังกฤษด้วยเทคนิคการแกะสลักแบบจุด ซึ่งเป็นรูปแบบที่ยังคงได้รับความนิยมตลอดศตวรรษที่ 18 ^{[ 5 ]}ความนิยมในเนเธอร์แลนด์นั้นมากเสียจนการผลิตแก้วคริสตัลตะกั่วครั้งแรกในทวีปยุโรปเริ่มต้นขึ้นที่นั่น ซึ่งอาจเป็นผลมาจากการนำเข้าแรงงานชาวอังกฤษ^{[ 14 ]}การเลียนแบบแก้วคริสตัลตะกั่วแบบอังกฤษนั้นมีความยากลำบากทางเทคนิค เนื่องจากผลลัพธ์ที่ดีที่สุดได้มาจากการใช้หม้อที่มีฝาปิดในเตาเผาถ่านหิน ซึ่งเป็นกระบวนการเฉพาะของอังกฤษที่ต้องใช้เตาเผาแบบกรวยพิเศษ^{[ 3 ]}ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 มีการผลิตแก้วคริสตัลตะกั่วในฝรั่งเศส ฮังการี เยอรมนี และนอร์เวย์^{[ 14 ] [ 16 ]}ภายในปี 1800 แก้วคริสตัลตะกั่ว ของไอร์แลนด์ได้แซงหน้าแก้วปูนขาว-โพแทสเซียมในทวีปยุโรป และศูนย์การผลิตแก้วแบบดั้งเดิมในโบฮีเมียเริ่มมุ่งเน้นไปที่แก้วสีแทนที่จะแข่งขันโดยตรงกับแก้วตะกั่ว-โพแทสเซียม

การพัฒนาแก้วตะกั่วดำเนินต่อไปตลอดศตวรรษที่ 20 จนกระทั่งในปี 1932 นักวิทยาศาสตร์ที่โรงงานผลิตแก้วคอร์นิงรัฐนิวยอร์ก ได้พัฒนาแก้วตะกั่วชนิดใหม่ที่มีความใสสูง ซึ่งกลายเป็นจุดสนใจของโรงงานผลิตแก้วสตูเบนซึ่งเป็นแผนกหนึ่งของคอร์นิง ที่ผลิตแจกัน ชาม และแก้วตกแต่งใน สไตล์ อาร์ตเดโคแก้วคริสตัลตะกั่วยังคงถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมและการตกแต่งจนถึงปัจจุบัน

คุณสมบัติการหลอมละลายและการหักเหแสงที่ได้รับการยกย่องสำหรับแก้วตะกั่วทำให้แก้วตะกั่วเป็นที่น่าสนใจในฐานะเคลือบเครื่องปั้นดินเผาหรือเซรามิกเคลือบตะกั่วปรากฏครั้งแรกในเครื่องปั้นดินเผาโรมันในช่วงศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราชถึงศตวรรษที่ 1 หลังคริสต์ศักราช และเกิดขึ้นเกือบพร้อมกันในประเทศจีน เคลือบเหล่านี้มีปริมาณตะกั่วสูงถึง 45–60% PbO โดยมีปริมาณด่างต่ำมาก น้อยกว่า 2% ^{[ 17 ]}ตั้งแต่สมัยโรมัน เคลือบเหล่านี้ยังคงได้รับความนิยมตลอดช่วงยุคไบแซนไทน์และอิสลามในตะวันออกใกล้บนภาชนะดินเผาและกระเบื้องทั่วทั้งยุโรปยุคกลาง และจนถึงปัจจุบัน ในประเทศจีน มีการใช้เคลือบที่คล้ายกันตั้งแต่ศตวรรษที่ 12 สำหรับเคลือบสีบนเครื่องปั้นดินเผา และบนเครื่องลายครามตั้งแต่ศตวรรษที่ 14 ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้ 3 วิธีที่แตกต่างกัน ตะกั่วสามารถเติมลงในเนื้อเซรามิกได้โดยตรงในรูปของสารประกอบตะกั่วในสารแขวนลอย ไม่ว่าจะเป็นจากกาเลนา (PbS) ตะกั่วแดง ( ) ตะกั่วขาว (2PbCO3 Pb(OH) ) หรือตะกั่วออกไซด์ (PbO) วิธีที่สองเกี่ยวข้องกับการผสมสารประกอบตะกั่วกับซิลิกา จากนั้นนำไปแขวนลอยและนำ ไปใช้โดยตรง วิธีที่สามเกี่ยวข้องกับการเผาสารประกอบตะกั่วกับซิลิกา บดส่วนผสมให้เป็นผง แล้วนำไปแขวนลอยและนำไปใช้^{[ 17 ]}วิธีที่ใช้กับภาชนะเฉพาะนั้นสามารถอนุมานได้จากการวิเคราะห์ชั้นปฏิสัมพันธ์ระหว่างเคลือบและเนื้อเซรามิกด้วยกล้องจุลทรรศน์

เคลือบทึบแสงดีบุกปรากฏในอิรักในช่วงศตวรรษที่ 8 เดิมทีมี PbO 1–2% ต่อมาในศตวรรษที่ 11 ได้มีการพัฒนาเคลือบตะกั่วสูง ซึ่งโดยทั่วไปมี PbO 20–40% และด่าง 5–12% เคลือบเหล่านี้ถูกใช้ทั่วทั้งยุโรปและตะวันออกใกล้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องปั้นดินเผาอิซนิกและยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เคลือบที่มีปริมาณตะกั่วสูงกว่านั้นพบได้ในเครื่องปั้นดินเผาไมโอลิกา ของสเปนและอิตาลี โดยมี PbO สูงถึง 55% และด่างต่ำถึง 3% ^{[ 17 ]}การเติมตะกั่วลงในโลหะหลอมเหลวช่วยให้เกิดการก่อตัวของออกไซด์ดีบุกได้ง่ายกว่าในเคลือบด่าง ออกไซด์ดีบุกจะตกผลึกในเคลือบเมื่อเย็นตัวลง ทำให้เกิดความทึบแสง

การใช้เคลือบตะกั่วมีข้อดีหลายประการเหนือกว่าเคลือบด่าง นอกเหนือจากค่าการหักเหของแสงที่สูงกว่าแล้ว สารประกอบตะกั่วในรูปสารแขวนลอยสามารถเติมลงในเนื้อเซรามิกได้โดยตรง ในขณะที่เคลือบด่างต้องผสมกับซิลิกาและเผาให้ละเอียดก่อนใช้งาน เนื่องจากละลายน้ำได้ ซึ่งต้องใช้แรงงานเพิ่มเติม เคลือบที่ดีต้องไม่ไหลเยิ้มหรือลอกออกจากพื้นผิวเครื่องปั้นดินเผาเมื่อเย็นตัวลง ทำให้เหลือบริเวณที่ไม่ได้เคลือบ ตะกั่วช่วยลดความเสี่ยงนี้โดยการลดแรงตึงผิวของเคลือบ นอกจากนี้ยังต้องไม่เกิดรอยแตกร้าวเป็นเครือข่าย ซึ่งเกิดจากการหดตัวทางความร้อนของเคลือบและเนื้อเซรามิกที่ไม่เข้ากันอย่างเหมาะสม โดยในอุดมคติแล้ว การหดตัวของเคลือบควรน้อยกว่าการหดตัวของเนื้อเซรามิก 5-15% เนื่องจากเคลือบจะแข็งแรงกว่าภายใต้แรงอัดมากกว่าแรงดึง เคลือบตะกั่วที่มีปริมาณตะกั่วสูงจะมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นระหว่าง 5 ถึง 7×10 ⁻⁶ /°C เมื่อเทียบกับ 9 ถึง 10×10 ⁻⁶ /°C สำหรับเคลือบด่าง ค่าของเซรามิกดินเผาจะแตกต่างกันไประหว่าง 3 ถึง 5×10 ⁻⁶ /°C สำหรับเนื้อดินที่ไม่ใช่แคลเซียมคาร์บอเนต และ 5 ถึง 7×10 ⁻⁶ /°C สำหรับดินเหนียวแคลเซียมคาร์บอเนต หรือที่มี CaO 15–25% ^{[ 17 ]}ดังนั้น การหดตัวทางความร้อนของเคลือบตะกั่วจึงตรงกับเซรามิกมากกว่าเคลือบด่าง ทำให้มีโอกาสเกิดรอยแตกร้าวน้อยลง เคลือบควรมีความหนืดต่ำพอที่จะป้องกันการเกิดรูพรุนเมื่อก๊าซที่ถูกกักไว้ระเหยออกไปในระหว่างการเผา ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 900 ถึง 1100 °C แต่ไม่ควรต่ำเกินไปจนไหลออกไป ความหนืดที่ค่อนข้างต่ำของเคลือบตะกั่วช่วยลดปัญหานี้ได้ นอกจากนี้ อาจมีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่าการเคลือบด่างด้วย^{[ 17 ]} กระจกและเคลือบตะกั่วมีประวัติศาสตร์ที่ยาวนานและซับซ้อน และยังคงมีบทบาทใหม่ ๆ ในอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีในปัจจุบัน

การเติม ตะกั่วออกไซด์ลงในแก้วหลอมเหลวทำให้ผลึกตะกั่วมีดัชนี หักเหสูง กว่าแก้วธรรมดามาก และส่งผลให้ "ประกาย" มากขึ้นด้วยการเพิ่มการสะท้อนแบบกระจกเงาและช่วงมุมของการสะท้อนภายในทั้งหมดแก้วธรรมดามีดัชนีหักเหn = 1.5 การเติมตะกั่วทำให้ดัชนีหักเหสูงถึง 1.7 ^{[ 1 ]}ดัชนีหักเหที่สูงขึ้นนี้ยังเพิ่มการกระจายตัว ที่สัมพันธ์กัน ซึ่งเป็นระดับที่แก้วแยกแสงออกเป็นสีต่างๆ เช่นเดียวกับในปริซึมการเพิ่มขึ้นของดัชนีหักเหและการกระจายตัวจะเพิ่มปริมาณแสงสะท้อนและ "ประกาย" ในแก้วอย่างมีนัยสำคัญ

ในแก้วเจียระไนซึ่งเจียระไนด้วยมือหรือเครื่องจักรเป็นเหลี่ยม การมีตะกั่วอยู่จะทำให้แก้วอ่อนตัวลงและเจียระไนได้ง่ายขึ้น คริสตัลอาจมีตะกั่วมากถึง 35% ซึ่งในกรณีนี้จะมีความแวววาวมากที่สุด^{[ 1 ]}

ผู้ผลิตวัตถุคริสตัลตะกั่ว ได้แก่:

การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าการเสิร์ฟอาหารหรือเครื่องดื่มในภาชนะแก้วที่มีตะกั่วออกไซด์อาจทำให้ตะกั่วละลายเข้าไปในอาหารหรือเครื่องดื่มนั้นได้ แม้ว่าภาชนะแก้วนั้นจะไม่ได้ถูกใช้สำหรับเก็บรักษาอาหารก็ตาม เนื่องจากไม่สามารถ "ระบุเกณฑ์สำหรับผลกระทบที่สำคัญของตะกั่ว" ได้ คณะกรรมการ องค์การอนามัยโลกด้านวัตถุเจือปนอาหารในปี 2011 จึง "สรุปว่าไม่สามารถกำหนด PTWI ( ปริมาณการบริโภครายสัปดาห์ที่ยอมรับได้ ชั่วคราว ) ใหม่ที่จะถือว่าช่วยปกป้องสุขภาพได้" ^{[ 20 ] [ 21 ]}

ปริมาณตะกั่วที่ปล่อยออกมาจากแก้วตะกั่วจะเพิ่มขึ้นตามความเป็นกรดของสารที่เสิร์ฟ ตัวอย่างเช่น น้ำส้มสายชูแสดงให้เห็นว่าทำให้เกิดการชะล้างได้เร็วกว่าไวน์ขาว เนื่องจากน้ำส้มสายชูมีความเป็นกรดมากกว่า^{[ 22 ]}น้ำผลไม้รสเปรี้ยวและเครื่องดื่มที่เป็นกรดอื่นๆ ชะล้างตะกั่วออกจากคริสตัลได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นเดียวกับเครื่องดื่มแอลกอฮอล์^{[ 21 ] [ 23 ]}พบว่าการใช้เครื่องแก้วคริสตัลตะกั่วเป็นประจำทุกวัน (โดยไม่มีการเก็บรักษาในระยะยาว) จะทำให้ได้รับตะกั่วมากถึง 14.5 ไมโครกรัมจากการดื่มเครื่องดื่มโคล่า 350 มิลลิลิตร^{[ 21 ]}

ปริมาณตะกั่วที่ปล่อยออกมาในอาหารหรือเครื่องดื่มจะเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาที่อยู่ในภาชนะ ในการศึกษาที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ทแคโรไลนา ได้ มีการวัดปริมาณการเคลื่อนตัวของตะกั่วในไวน์พอร์ตที่เก็บไว้ในเหยือก คริสตัล ตะกั่ว^{[ 24 ]}หลังจากสองวัน ระดับตะกั่วอยู่ที่ 89 ไมโครกรัมต่อลิตร หลังจากสี่เดือน ระดับตะกั่วอยู่ระหว่าง 2,000 ถึง 5,000 ไมโครกรัมต่อลิตร ไวน์ขาวมีปริมาณตะกั่วเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าภายในหนึ่งชั่วโมงของการเก็บรักษา และเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าภายในสี่ชั่วโมง บรั่นดีบางชนิดที่เก็บไว้ในคริสตัลตะกั่วเป็นเวลานานกว่าห้าปีมีระดับตะกั่วประมาณ 20,000 ไมโครกรัมต่อลิตร^{[ 25 ]}

การชะล้างตะกั่วจากภาชนะเดียวกันจะลดลงเมื่อใช้ซ้ำหลายครั้ง การค้นพบนี้ "สอดคล้องกับทฤษฎีเคมีเซรามิก ซึ่งทำนายว่าการชะล้างตะกั่วจากผลึกจะจำกัดตัวเองแบบเอกซ์โพเนนเชียลตามฟังก์ชันของระยะทางที่เพิ่มขึ้นจากส่วนต่อประสานระหว่างผลึกกับของเหลว" ^{[ 23 ]}

มีการเสนอว่าความเชื่อมโยงทางประวัติศาสตร์ของโรคเกาต์กับชนชั้นสูงในยุโรปและอเมริกา ส่วนหนึ่งเกิดจากการใช้เหยือกแก้วคริสตัลตะกั่วอย่างแพร่หลายในการเก็บไวน์และวิสกี้ ที่เสริม แอลกอฮอล์^{[ 26 ]}มีการเผยแพร่หลักฐานทางสถิติที่เชื่อมโยงโรคเกาต์กับพิษตะกั่ว^{[ 27 ]}

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับแก้วคริสตัล

• ดีก, เอมิล (1958) "Zusammenhang zwischen Feinbau und mechanisch akustischen Eigenschaften einfacher Silikatgläser" [ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างที่ละเอียดและคุณสมบัติทางกลและเสียงของแก้วซิลิเกตเดี่ยว] Glastechnische Berichte [ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแก้ว ] (ภาษาเยอรมัน) 31 (6) ดอยช์ กลาสเทคนิสเชอ เกเซลล์ชาฟท์: 1– 9, 85– 93, 124-, 229-. ไอเอสเอ็น 0946-7475 .
• Kurkjian, Charles R.; Kieffer, John (2001). "คุณสมบัติความยืดหยุ่นของแก้ว". คู่มือคุณสมบัติความยืดหยุ่นของของแข็ง ของเหลว และก๊าซ . Elsevier. doi : 10.1016/b978-012445760-7/50047-2 . ISBN 978-0-12-445760-7.
• วิสเซอร์, เอ็ม. (2015). https://books.google.com/books?id=aPmGAwAAQBAJ&pg=RA2-PA5 . พิธีกรรมแห่งอาหารค่ำ: ต้นกำเนิด วิวัฒนาการ ความแปลกประหลาด และความหมายของมารยาทบนโต๊ะอาหาร . โอเพ่นโร้ดมีเดีย. ISBN 978-1-5040-1169-3สืบค้นข้อมูลเมื่อ วัน ที่16 พฤศจิกายน 2024{{cite book}}: |chapter-url=ชื่อเรื่องหายไป ( ช่วยด้วย )