Наталья Коршевер - Работы по дереву и стеклу
В Древнем Египте особенно ценились разноцветные изделия из стекла. Большой популярностью пользовались и синие стекла. Однако в Египте не было кобальта (который необходимо добавлять в стекломассу для получения стекла синего цвета), и потому последний привозили из Ирана.
При изготовлении непрозрачных (так называемых глухих) стекол часто использовали шихту с добавлением сурьмы, мышьяка, олова, меди и фосфора.
В Венеции XVI в. стекло молочно-белого цвета варили из стекломассы, в которую предварительно примешивали оксид олова.
Но уже в XVII в. для получения непрозрачного белого стекла использовали костяную муку. Рецепт изготовления подобного стекла придумал немецкий мастер Иоганн Кункель. Ему же принадлежит и открытие «золотого рубина» – особого сорта непрозрачного стекла. Однако его компоненты и способ варки Кункель долгое время держал в секрете. Раскрыть эту тайну смог только М. В. Ломоносов в середине XVIII в. Именно ему принадлежит заслуга постановки стекольного производства на научную основу.
В 1752–1754 гг. в Усть-Радице он открыл предприятие по изготовлению цветных стекол на основе древних русских рецептов. На этом же предприятии создали также разноцветную стеклянную мозаику, бисер и стеклярус – украшения, которые в то время в России нигде больше не производились.
Последователь Ломоносова, академик К. Г. Лаксман, также подтверждал теоретические положения стекольного производства на практике. В 1764 г. при изготовлении шихты он решил применить не соду, а глауберову соль, природные залежи которой легко можно было отыскать в больших количествах по всей России. Впервые стекло из шихты с добавлением глауберовой соли было отлито тогда же на одном из заводов Барнаула.
Известный мастер-самоучка И. П. Кулибин не раз оказывал помощь стекольным заводам, изобретая все новые и новые механизмы для стеклоплавильной промышленности. Так, в конце XVIII – начале XIX вв. большие зеркала делали, используя печи и тигли, изготовленные по чертежам Кулибина. Эти зеркала впоследствии по достоинству были оценены не только в России, но и далеко за ее пределами.
В 1851 г. произошел еще один переворот в стекольном производстве. А. К. Чугунов придумал и на практике доказал возможность более быстрого отлива стекла высочайшего качества. Его секрет изготовления стекломассы заключался в том, что тщательно перемешанную до однородной массы шихту перед плавлением спрессовывали в небольшие брикеты.
Новый этап в развитии стеклоделия начался после того, как в свет вышли труды Д. И. Менделеева «Основы химии» и «Стекольное производство» (1864 г.). В них изготовление стекла рассматривалось как одна из отраслей химии. Продолжение этой темы прозвучало и в книге С. П. Петухова «Стеклоделие», изданной с предисловием Д. И. Менделеева. Для современного производства она до сих пор остается актуальной.
В конце XIX в. «заморский» плавильщик Фридрих Сименс придумал и ввел в эксплуатацию регенеративную ванную печь для расплавления шихты и изготовления стекла.
Русские мастера ответили на это своим изобретением: в 1897 г. Малышев изобрел первую модель ванной печи с разделенными бассейнами, которая позволила сделать процесс стекловарения непрерывным.
Постепенно развиваясь и все более совершенствуясь, к началу XX в. стекольное производство переходило в фазу машинной индустрии. Это означает, что с помощью больших и мощных машин становится возможным изготавливать самую разнообразную по качеству и размерам продукцию.
В начале века теоретические разработки в области стекловарения осуществляли такие известные ученые, как химик-органик В. Е. Тищенко, химик-технолог И. В. Гребенщиков, химик Г. Ю. Жуковский.
Примерно в то же время в Москве открылся Институт стекла, а в Ленинграде был создан Государственный оптический институт.
В настоящее время существует несколько научно-исследовательских институтов стекла. Кафедры стекловарения и изготовления изделий из стекла можно найти во множестве технических высших учебных заведений.
Всем нам знакома посуда из стекла: различные стаканы, фужеры, рюмки, вазы, тарелки, кувшины. Причем в настоящее время в любом универмаге можно приобрести стеклянную посуду различных оттенков. Ученые считают, что впервые посуда из стекла была изготовлена в Древнем Египте, Финикии и Месопотамии.
А когда же стали использовать стекло для украшения архитектурных сооружений и интерьеров жилых помещений? Оказывается, тоже очень давно.
Археологи доказали, что еще за 3000 лет до н. э. древние египтяне умели выплавлять фаянс, из которого делали разноцветную облицовочную плитку.
Ученые говорят о том, что стеклянную смальту, предназначенную для украшения фасадов зданий, интерьера, а также различных изделий, первыми стали изготавливать греки.
В древние времена особенно большим успехом пользовались изготовленные с применением стеклянной мозаики работы греческого художника Соза.
В ходе археологических раскопок и исторических исследований во многих странах мира была найдена стеклянная смальта, датируемая различными эпохами. Здесь следует упомянуть прежде всего такие памятники архитектуры, как Софийский собор (VI–XI вв.) в Константинополе, собор Святого Марка (XIII–XIV вв.) в Венеции, собор Святой Софии (XI в.) в Киеве, храмы древних русских городов: Новгорода, Переяславля, Полоцка, Чернигова. Стеклянной мозаикой здесь украшен не только фасад зданий, но и внутренняя их часть: пол, потолок, стены.
В этот период развития цивилизации стеклянная смальта производилась в большом количестве и ее широко использовали в архитектуре. Причем этот материал, видимо, оценивали достаточно дорого, так как такой мозаикой украшали не жилища простых горожан, а исключительно церкви, соборы или храмы.
С XV в., кроме стеклянной смальты, стали изготавливать зеркала. Самое первое зеркало было очень маленьким по размеру, но стоило невероятно дорого. Право на его изобретение принадлежит венецианцам.
Массовый выпуск зеркал становится возможным только к XVIII в. Именно в это время разрабатывали технологии и осваивали производство прозрачного листового стекла.
Не забудем и о таком незаменимом украшении интерьера наших квартир, как люстры. Их научились делать очень давно. Еще на рубеже XVII–XVIII вв. венецианские мастера-плавильщики прославились изготовлением разнообразных люстр, на производство которых шло только самое чистое, прозрачное стекло. При этом стекломассе придавали самые причудливые и необычные формы: листочки, виноградные гроздья, капельки воды, сказочные цветы.
К началу XIX в. пальма первенства в изготовлении стеклянных и хрустальных люстр переходит от венецианцев к русским и французам. Во Франции самые красивые люстры, бра, торшеры и подсвечники изготавливали в известной в то время фирме «Баккара». А в России самой большой популярностью пользовались люстры из хрусталя с маркой императорского Петербургского стекольного завода.
Глава 2. Стекло: характеристика, классификация
Все твердые тела делят на кристаллические и аморфные. Последние обладают свойством плавиться при достаточно высокой температуре. В отличие от кристаллических тел они имеют структуру лишь с небольшими участками упорядоченно соединенных ионов, причем эти участки соединены между собой так, что образуют асимметрию.
В химии и физике стеклом принято называть все аморфные тела, которые образуются в результате переохлаждения расплава. Эти тела вследствие постепенного увеличения степени вязкости оказываются наделенными всеми признаками твердых тел. Они также обладают свойством обратного перехода из твердого в жидкое состояние.
Стеклом в обыденной жизни называют прозрачный хрупкий материал. В зависимости от того или иного компонента, входящего в состав исходной стекломассы, в промышленности различают следующие виды стекла: силикатные, боратные, боросиликатные, алюмосиликатные, бороалюмосиликатные, фосфатные и др.
Как и любое другое физическое тело, стекло обладает рядом свойств.
Физические и механические свойства
Плотность стекол зависит от компонентов, входящих в их состав. Так, стекломасса, в больших количествах включающая оксид свинца, более плотная по сравнению со стеклом, состоящим, помимо прочих материалов, и из оксидов лития, бериллия или бора. Как правило, средняя плотность стекол (оконное, тарное, сортовое, термостойкое) колеблется от 2,24 x 103 до 2,9 x 103 кг/м3. Плотность хрусталя несколько больше: от 3,5 x 103 до 3,7 x 103 кг/м3.
Под прочностью на сжатие в физике и химии принято понимать способность того или иного материала сопротивляться внутренним напряжениям при воздействии извне каких-либо нагрузок. Предел прочности стекла составляет от 500 до 2000 МПа (хрусталя – 700–800 МПа). Сравним эту величину с величиной прочности чугуна и стали: соответственно 600–1200 и 2000 МПа.
