стекло
стекло
Этапы развития стеклоделия.
Естественное стекло известно человеку с древнейших времён. Наконечники
стрел, ножи и т. п., изготовленные первобытным человеком из природного
вулканического стекло (обсидиана), были найдены в самых различных местах
земного шара.
Возникновение стеклоделия связано, по-видимому, с развитием гончарного
производства. Получение стекла сперва было, вероятно, случайным. Примером
такой возможности является образование стекла в результате расплавления
золы при пожаре зернохранилищ. Производство стекла в Древнем Египте
началось около 3000 лет до н. э. Из стекла делались различные украшения,
амулеты. Цилиндр из светло-голубого стекла прекрасного качества, найденный
в Тель-Асмаре, близ Багдада (современный Ирак), сделан в середине 3-го
тысячелетия до н. э.; плотность этого стекла 2,463, показатель преломления
1,515, в нём нет неоднородностей и посторонних включений. Найденная при
раскопках знаменитая ваза с начертанным на ней именем ассирийского царя
Саргопа II (722— 705 до н. э.), находящаяся в Британском музее (Лондон),
сделана из полупрозрачного зеленоватого С.
Во времена Птолемеев (4—1 вв. до II. э.) в Египте существовало
относительно развитое стекольное производство. Египет оставался центром
стеклоделия вплоть до нашей эры; его стеклянные изделия вывозились во
многие другие страны. Стеклоделие было развито также в странах Ближнего
Востока, в частности в Сирии и Финикии, а также в Причерноморье. Кроме
рядовой продукции, здесь изготовлялись богатые уникальные изделия,
украшенные эмалью и золотом. С древних времён стекло было известно в Китае,
где в 5—3 вв. до н. э. стеклянные изделия появляются уже в довольно большом
количестве [в т. ч. бусы с «глазовидным» узором и специфическим химическим
составом С. (примесь бария)]. Первые письменные свидетельства об
изготовлении стекла в Китае относятся к концу 3 в. В источниках 5 в.
говорится об умении китайцев изготовлять С. пяти цветов.
Примерно за 1200 лет до и. э. уже была известна техника прессования
стекла в открытых формах. Этим способом изготовлялись вазы, чаши, блюда,
кубки, цветные мозаичные украшения. Особенно распространённым было голубое
и бирюзовое стекло, окрашенное медью. Зелёное стекло получали окрашиванием
медью и железом. Синее стекло, окрашенное кобальтом, появилось в Египте в
начале нашей эры.
При некоторых достижениях древнего стеклоделия техника его была примитивна
и везде, в том числе в Древнем Египте, на протяжении многих столетий
переживала период застоя. Высоких температур получать не умели, плавку
стекла вели в небольших глиняных тигельках, стекло получалось не
проваренным, часто непрозрачным и в очень малых количествах. Чтобы прикрыть
обычно неприглядный вид изделий, изготовленных из такого несовершенного
материала, прибегали к красителям и шли по пути подражания природным
полудрагоценным камням. Формовка изделий из густой, вязкой раскалённой
стекломассы была нелёгкой задачей; она выполнялась простейшими приёмами
ручной лепки, для которой использовались плоские камни и примитивные
глиняные формы, а при изготовлении изделий в виде небольших сосудов —
деревянные палочки, обмазанные смесью песка и глины, обволакивавшиеся
стекломассой. Ассортимент изделий ограничивался мелкими туалетными
украшениями: бусами, серьгами, браслетами, застёжками, амулетами,
флакончиками для ароматических. веществ и т.п.
Переворот в технологии стеклоделия был вызван на рубеже нашей эры
изобретением метода выдувания полых стеклянных изделий. Возможность
широкого применения нового метода была обеспечена крупными успехами в
технике стекловарения. Тогда стали уверенно получать прозрачное стекло,
выплавлять его сразу в значительных количествах, научились изготовлять
выдуванием красивые сосуды относительно большого размера и самой
разнообразной формы. Выдувательная трубка, это простейшее приспособление,
оказалась инструментом, при помощи которого человек с художественным чутьём
и даром точной координации движений в результате длительных упражнений
достигал высокого совершенства в работе.
Открытие способа выдувания стекла положило начало второму большому периоду
развития стеклоделия, продолжавшемуся до конца 19—начала 20 вв. и
характеризующемуся на всём своём протяжении единством технологических
приёмов, не претерпевших за это время принципиальных изменений. В
соответствии с технологией и характер продукции оставался в этот период
более или менее постоянным, охватывая всевозможные разновидности полых
изделий, главным образом всевозможные сосуды «настольного» масштаба, а
также отдельные декоративные изделия — кубки, вазы, бокалы, блюда,
туалетные флаконы, осветительные приборы и т. п. Само собой разумеется, что
эта однообразная по типам и назначению продукция с точки зрения стиля,
композиции и исполнения отражала характерные особенности развития искусства
и народного творчества в отдельных странах в различные эпохи.
Первыми овладели методом выдувания стеклянных изделий мастера Древнего
Рима, где на протяжении нескольких веков искусство стеклоделия находилось
на большой высоте и где были созданы стеклянные изделия, относящиеся к
выдающимся образцам мирового искусства (например, находящаяся в Британском
музее Портландская ваза). В римское время стекло было впервые использовано
в качестве оконного материала. После падения Западной Римской империи
(конец 5 в.) центр стеклоделия перемещается в Византию, где, в частности,
быстро развивается особый вид художественного производства — выплавка
цветного непрозрачного стекла (смальты) для смальтовой мозаики, сменившей в
раннем средневековье античную каменную мозаику.
На Руси стеклоделие было значительно развито в домонгольский период. В
Киеве, в слоях 11—13 вв., раскопками вскрыты большие стекольные мастерские,
в частности мастерские стеклянных браслетов, бывших тогда модным женским
украшением во всех русских городах. Такая мастерская была обнаружена и при
раскопках в Костроме. С 11 в, на Руси развилось производство смальты для
монументальных мозаик, Монголо-татарское нашествие прервало стекольное
производство на Руси, которое возобновилось только в 17 в. В средние века
мозаика из смальты создавалась в ряде центров Грузии (например, знаменитая
мозаика 12 в. в Гелати). Высокого уровня развития достигло стеклоделие в
средние века в Египте, где его традиции не прерывались с древних времён.
Стекло изготовлялось и в других странах Востока, например, в 12—14 вв.
производством стеклянных изделий с росписью эмалями славилась Сирия. В
странах Западной Европы в средние века развивает-1скусство витража —
картин или орнаментальных композиций из цветного стекла. Фигурно вырезанные
стекла скреплялись свинцовыми перемычками и вставлялись в оконные проёмы
зданий. Появляются первые опыты росписи витражей нами, закрепленными
обжигом. Контуры заливались темно-коричневой краской (шварцлотом),
преобладавшей и в самой росписи. В 14 в. начнется применяться желтая
краска, в состав которой входит серебро. Ею покрывали большие участки
стекла и это давало возможность увеличить размеры отдельных частей витража
и уменьшить число и длину новых перемычек. Расцвет искусства средневековых
витражей приходится на 13—14 вв.
Ведущая роль Византии в развитии стеклоделия сохраняется до 13 в., когда
главным центром производства стекла в Европе становится Венеция.
Художественное стеклоделие получает здесь интенсивное развитие и достигает
подъёма в 15—16 вв.. Венецианские мастера изготовляют разнообразнейшие по
форме и технике декоративные сосуды из топкого или окрашенного стекла,
туалетные зеркала, ставшие тогда удивительной новостью, бисер, бусы и
другие художественные стеклянные изделия, пользовавшиеся широчайшей
известностью. Изделия из стекла расписывались эмалями, покрывались
позолотой, украшались узором из трещинок (кракле), стеклянными нитями.
Особой художественной тонкости достигло венецианское стекло к 16 веку
вместе с тем в 16 в., после открытия Америки, (широко развивается
промышленность, в частности стекольное производство, в Испании, Португалии,
Нидерландах, затем во Франции, Англии и других странах. Здесь строятся
стекольные предприятия, ведущую роль в которых составляют беглые
венецианские мастера, соблазнившие огромными заработками. Развивается
стеклоделие в Германии, где традиции этого производства сохранились, по-
видимому, со времён римского властвования. 1612 во Флоренции была издана
книга А. Пери, которую можно считать первым научным трудом в области
стеклоделия. В ней даны сведения об использовании окисей свинца и бора, а
также окиси мышьяка как осветляющего стекло реагента, составы цветных
стекол и прочее. Книга эта сделалась надолго руководством по технологии
получения стекла.
В 1615 в Англии предлагается способ использования угля в качестве
топлива для стекловаренных печей. Это даёт возможность получать при высоких
температурах тугоплавкое и термостойкое стекла. В 70-х годах. 17 века в
Англии был предложен состав стекла с окисью свинца, что повысило показатель
светопреломления. Это стекло, отличающееся блеском и радужной игрой,
получило распространение и в других странах. Со второй половины 17 в.
первенство по производству художественного стекла в Европе переходит к
Чехии, где начали изготовлять толстостенные сосуды из стекла со
значительным содержанием кальция. По своей бесцветности и чистоте это
стекло напоминало горный хрусталь. Большая толщина стенок изделий позволяла
производить особенно глубокую огранку, и в таком виде это стекло, известное
под названием богемского хрусталя, получило широчайшую известность.
На Руси новый этап развития стеклоделия начинается с 17 в., когда близ
Можайска был построен (1635) шведом Елисеем Коэтом первый в России
стекольный завод. В 1668 был построен Измайловский завод под Москвой, в 90-
х гг. 17 в.— завод у Тайпицких ворот в Москве; до 1717 — Ямбургские заводы.
Важнейшую роль в дальнейшем развитии стеклоделия в России сыграл
государственный стекольный завод, заложенный Петром I в первые годы 18 века
на Воробьевых горах под Москвой и к середине 18 в. вместе с Ямбургскими
заводами переведённый в Петербург. Завод этот стал образцом для всех других
стекольных предприятий страны, подлинной школой для русских мастеров
стекольного дела и лабораторией освоения новой техники. В его работе
принимали в разное время участие видные русские специалисты в области
искусства, науки и техники, в их числе М.В. Ломоносов, Т. де Томон, К. И.
Росси, А. Н. Воронихин, В.П.Стасов, И. П.Кулибинидр. Русские
рабочие—выдающиеся мастера стекольного дела — создавали на этом заводе
замечательные произведения искусства, изумлявшие всю Европу и хранящиеся
сейчас во дворцах и музеях. Выдающуюся роль в развитии научного стеклоделия
в России сыграл М, В. Ломоносов. .В 1748 он организовал при Петербургской
академии паук лабораторию, в которой проводил опыты с окрашиванием стекла,
лично варил смальту, разработав палитру цветной стеклянной мозаики. В 1753
им была построена для производства цветного стекла Усть-Рудицкая фабрика
(близ Петербурга). Из сваренной здесь смальты Ломоносов сам и по его
указаниям ученики выполнили ряд мозаичных произведений, в числе которых
грандиозная цветная мозаичная картина «Полтавская баталия» (1762—1764). В
1764 был основан А. И. Бахметьевым в Никольской-Пестравке Пензенской
губернии крупный потому времени завод для производства хрустальной посуды и
зеркального стекла (ныне завод «Красный гигант»). Который дает возможность
массового изготовления относительно крупных изделий из стекла, что даёт
начало новой отрасли стеклоделия — производству архитектурно-
художественного стекла как отделочного материала в строительстве главным
образом общественных зданий. К этой категории стеклянных изделий можно
отнести художественно исполненные облицовочные плитки, карнизы, наличники,
фризы, колонны, капители, вентиляционные решётки, балясины для лестничных
перил и балюстрад, витражи, смальту для мозаики, барельефы, скульптуру. По
решению правительства в 1939—40 на основе Ленинградской зеркальной фабрики
был организован экспериментальный завод художественного стекла, который
должен служить базой для изыскания путей дальнейшего усовершенствования
советского художественного стеклоделия.
В СССР развернулось строительство крупных механизированных новых
стекольных заводов и реконструкция старых заводов. Накануне Великой
Отечественной войны стекольная промышленность выдвинулась по объёму
производства на 1-е место в Европе (с 11-го, какое занимала Россия в 1913).
Основы современной технологии стекла.
Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл
технологии стекломассы включает операции:
а) подготовки сырых материалов;
б) смешивания их в определённых соотношениях, в соответствии с заданным
химическим составом стекла в однородную шихту;
в) варки шихты в стекловаренных печах для получения однородной жидкой
стекломассы.
Цикл технологии получения стеклянных изделий складывается из операций:
а) доведения стекломассы до температуры (и вязкости), требуемой условиями
формования из неё разнообразных стеклянных изделий;
б) формования изделий;
в) постеленного охлаждения изделий до комнатной температуры с целью
ликвидации возникающих в процессе формования напряжений;
г) термической, механической или химической (в отдельности либо во
взаимном сочетании) обработки отформованных изделий для придания им
заданных свойств.
Сырые материалы, применяемые для стекловарения, делятся на главные и
вспомогательные. Послед-ре служат для улучшения качества стекла и получения
стекла с особыми свойствами. Главные сырые материалы содержат кремнезём,
борный и фосфорный гидриды, амфотерную окись алюминия, оксиды елочных и
щёлочноземельных металлов, окись свинца, цинка и др. Кремнезём, являющийся
главной частью стекла, вводится в виде молотого кварца. Пригодность песка
для стекловарения определяется содержанием в нём примесей и
гранулометрическим (зерновым) составом. Вредными примесями являются прежде
всего соединение железа и хрома, придающие желтовато-зелёный зеленый цвета.
Размер зёрен песка для стекловарения должен находиться в пределах примерно
0,2—0,5 мм. Окись алюминия, применяемая в производстве большинства
промышленных стекол., вводится с глиной, каолином, гидратом окиси алюминия
или в виде чистого глинозёма. Окись натрия вводится с одной
кальцинированной содой либо (частично) с селитрой. Окись калия вводится в
виде солей — кислой или азотнокислой (селитра); применяется главным
образом в производство посуды, цветных, оптических и некоторых технических
стекол. Окись лития используется при выработке опаловых и некоторых
специальных стекол и даётся в виде содержащих литий минералов. Окись
кальция вводится преимущественно в виде мела или известняка; окись магния —
в виде доломита, магнезита или жжёной магнезии. Окись бария применяется в
виде углекислого, азотнокислого и (роже) сернокислого бария; используется
при производстве оптических стекол и хрусталя. В тех же производствах
находит применение окись свинца, которая вводится в виде сурика или глёта.
Окись цинка даётся как таковая или в виде цинковых белил; применяется в
производство оптических, химико-лабораторных и некоторых других стекол. В
стекловарении используются также материалы, содержащие одновременно
соответственные горные породы, доменный шлак, стеклянный бой и др.
К вспомогательным сырым материалам относятся осветлители,
обесцвечиватели, красители, глушители, а также восстановители (углеродистые
вещества). В качество осветлителей, способствующих удалению из стекла
пузырей, применяют в небольших количествах сульфаты натрия и аммония,
хлористый натрий, трёхокись и пятиокись мышьяка в сочетании с селитрой,
плавиковый шпат. Некоторые из этих веществ одновременно являются
обесцвечивателями. Химическое действие обесцвечивателей сводится к
окислению в стекло соединений железа. При применении физического методов
обесцвечивания в шихту вводятся в незначительных количествах вещества,
окрашивающие стекломассу в дополнительный к зелёному цвет (селен,
соединения кобальта, марганца и др.). В качестве красителей применяют
соединения кобальта, никеля, железа, хрома, марганца, селена, меди, урана,
кадмия, серу, хлорное золото и др. Рассеивающие свет, т. е. белые, мало
прозрачные стекла называются глухими или заглушенными. В зависимости от
степени глушения различают молочные (наиболее заглушенные), опаловые и
опалесцирующие С. В качестве глушителей применяются различные фтористые
соединения, фосфаты, соединения сурьмы, олова и др.
Подготовка сырых материалов заключается в сушке, измельчении в дробилках,
бегунах или дезинтеграторах, просеивании и смешивании в. определённых
весовых отношениях. Однородная смесь сырых материалов составляет шихту.
Однородность шихты, от которой в значительной мере зависит качество
стекломассы, определяется гранулометрическим, составом сырых материалов,
степенью их увлажнения, постоянством их химического состава, способом и
продолжительностью перемешивания шихты и др. На стекольных заводах чаще
всего применяют тарельчатые либо конусные барабанные смесители. На крупных
заводах шихту хранят в бункерах. Наибольшая однородность шихты достигается
при её брикетировании, которое исключает расслоение шихты при хранении и
особенно передвижении, а также устраняет загрязнение пылью регенератора и
уменьшает износ в печах огнеупоров. Расчёт шихты ведётся обычно на 100
весовых частей С., с учётом частичного улетучивания некоторых составных
частей — борной кислоты, щелочей, фтора и др.
Стекловарение ведётся при температурах порядка 1400°—1600°. В нём
.различают три стадии. Первая стадия — провар, или варка в собственном
смысле слова, когда происходит химическое взаимодействие между составными
частями шихты и образование вязкой массы. Так как при нагревании из шихты
обильно выделяются газы, то в вязкой массе оказывается огромное количество
пузырьков. Во второй стадии, называемой очисткой или осветлением,
происходит удаление пузырьков, а также растворение еще оставшихся
нерастворёнными зёрен песка; в этой стадии стекло выдерживается в печи в
течение нескольких часов при наиболее высокой температуре. Третья,
заключительная, стадия — т. и. студка стекломассы, когда она охлаждается до
такой температуры (в зависимости от процесса производства и, следовательно,
вязкости), при которой становится возможным и наиболее удобным изготовлять
из неё те или иные изделия. Варка стекла производится в стекловаренных
печах. Выбор того или иного типа печи обусловливается видом применяемого
топлива, ассортиментом вырабатываемых изделий, размерами производства и
прочее. Управление современной стекловаренной печью строго контролируется и
Страницы: 1, 2
|