ВНИМАНИЕ! На форуме завершено голосование в конкурсе - астрофотография месяца МАРТ!
0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.
ПРОИЗВОДСТВО СТЕКЛА В ДРЕВНИЕ ВРЕМЕНАИзделия из стекла, произведенные между 3000 г. до н.э. и серединой XVII века, классифицируются как «древнее стекло». На протяжении этого длительного периода времени производство стекла непрерывно эволюционировало.Базовым принципом изготовления стекла является сплавление трех основных компонентов: главной стеклообразующей субстанции и двух типов ее модификаторов. В качестве стеклообразующего материала в древнем стекле в большинстве случаев выступал диоксид кремния (SiO2). Этот материал состоит из трехмерной сетки тетраэдров с атомом кремния в центре и атомом кислорода в каждом из углов тетраэдра, причем атомы кислорода являются общими для каждого из сопряженных тетраэдров. Эта жестко связанная структура отвечает за прочность и долговечность стеклянных изделий, но беда в том, что она имеет слишком высокую температуру плавления в случае шихты из чистого сетклообразователя, чтобы ее можно было достичь в древних печах. <По этой причине выплавление чистого кварцевого стекла — исключительно трудоемкая и энергоемкая вещь. А достичь чистоты, оптической однородности и беспузырности плавленного кварца еще сложнее, что легко видеть по свилеватым изделиям из кварцевого стекла. - прим. перев.>По этой причине в шихту добавлялись модификаторы стеклянной матрицы (флюсы), чтобы ослабить ее прочное сцепление и сделать эту сеть из тетраэдров более открытой. Для этой операции очень подходят щелочные элементы, такие как натрий и калий (Na, K), благодаря наличию у них свободных электронов. Одним из недостатков этого процесса оказывается то, что стекло становится менее прочным и теряет свою водостойкость, в результате чего получается очень пористый материал. Чтобы сделать получаемую структуру более прочной, добавлялись стабилизаторы, которые частично восстанавливают прочность стеклянной матрицы. Все использовавшиеся для этой цели добавки относятся к группе щелочноземельных металлов. В качестве примеров можно привести кальций и магний (Ca, Mg), которые добавлялись соответственно в виде извести (CaO) или магнезии (MgO). После получения базового стекла в него уже добавлялись для окраски небольшие количества оксидов переходных металлов, таких как кобальт, медь, железо, никель или марганец (Co, Cu, Fe, Ni, Mn).Производство стекла в Римской Империи основывалось на сплавлении двух основных ингредиентов: песка и соды. Римский песок, помимо собственно кремнезема, содержал также значительную долю извести (8-10%), которую можно было тут же использовать в качестве стабилизатора, кроме того в нем были некоторые примеси, такие как железо и алюминий. Благодаря такому составу римское стекло получило название натриево-известково-силикатного стекла. Предполагается, что производство стекла-сырца было сосредоточено в относительно небольшом количестве мастерских, где стекло производилось в больших объемах, а затем разбивалось на куски. Эти куски использовались во вторичном стекольном производстве, где изделия из стекла изготавливались путем переплавки стекла-сырца, придания ему формы и, при необходимости, окрашивания исходного сырья.Вторичные мастерские можно было найти по всей Римской империи, первичные же располагались только на юге — в области Восточного Средиземноморья, где можно было найти очень чистый песок. Песок должен быть очень чистым, поскольку любые примеси влияют на свойства базового стекла. К примеру, железо, самая важная примесь, придает стеклу желто-зеленый цвет. Содержание примесей железа находится в диапазоне 0,3-1,5%. По этой причине римское стекло имеет очень однородный состав, не зависящий от места, где оно было выкопано археологами.Около 900 г. н.э. было обнаружено, что богатая калием зола, образующаяся при сжигании древесины или сухих растений, тоже может использоваться в качестве флюса. В результате был получен новый вид стекла. Это стекло отличается высоким содержанием кальция и калия (Ca, K), а также магния и фосфора (Mg, P). Названное открытие позволило производителям стекла на Севере Европы варить стекло из местного сырья, поскольку импорт богатых натрием морских водорослей после падения Римской Империи прекратился. Возможность пользоваться собственными источниками флюсовых добавок оказало огромное влияние на производство стекла, что сыграло важную роль, к примеру, при массовом применении стекла в отделке средневековых соборов. Использование же соды для изготовления роскошных стеклянных сосудов стало широко распространяться лишь с XV столетия, когда начали эмигрировать венецианские стеклоделы. А уже со второй половины XIX века компания Solvay наладила промышленное производство соды, которую раскупали для производства стекла. Из этого краткого описания становится понятно, что существуют значительные хронологические и географические различия в составе древнего стекла. На рисунке 1 показан обзор сменявших друг друга периодов в производстве древнего (оконного) стекла.
Одним из недостатков этого процесса оказывается то, что стекло становится менее прочным и теряет свою водостойкость, в результате чего получается очень пористый материал. Чтобы сделать получаемую структуру более прочной, добавлялись стабилизаторы, которые частично восстанавливают прочность стеклянной матрицы.
Интересное объяснение. Кто-нибудь понял?
Написано что добавили натрий чтобы ослабить, затем кальций чтобы усилить.
Немного истории
Речь видимо идёт как раз о стойкости к воде. В исходной же цитате был непонятный тяни-толкай.
...и современности. На Ютубе есть замечательные лекции Георгия Шахгильдяна с кафедры стекла и ситаллов РХТУ.
Вы не знаете откуда взялся флинт?Я что-то слышал, вроде бы когда-то стекло делали из кремня. Flint по английски. Это правда? И как оно превратилось в современный флинт?
Ну зачем так сразу, ветка не маленькая, никто не обязан её всё читать. Да, флинт это изначально кремень плюс окись свинца. В сущности таковым со всякими хитрыми добавками он оставался до конца XX века, когда свинец в стёклах вдруг был признан не экологичным продуктом.
И свинец исчез из флинта?
Надо хрусталь из серванта выкинуть.
Некоторые минеральные субстанции, которые сами по себе с трудом плавятся, если вообще поддаются огню, можно легко расплавить, если смешать их с некоторыми другими веществами. Такие вещества, заставляющие плавиться неподдающиеся огню минералы, называют флюсами. Они помогают огню растворять сухие твердые частицы, заставляя последние превращаться в текучий расплав.После этого краткого объяснения, полагаю, у читателя уже не будет трудностей в понимании того, что когда мы говорим о теле какого-либо стекла, то есть о его остновной субстанции, мы подразумеваем песок или те камни, которые использовались для его изготовления; когда же мы говорим о флюсах, мы имеем в виду те вещества, которые помогают нам расплавить этот песок или расплавить тот минерал, который заменяет песок при изготовлении стекла.Стоящий перед нами фужер являет образчик флинтового стекла. Свое название это стекло получило в силу того, что тело такого стекла изначально делалось из перетертых в порошок кремней (flints). Вообще говоря, венецианские мастера использовали еще определенную кварцевую гальку, напоминающую белый мрамор, которую они собирали в реке Tesino. Такие камни дают прекрасное, прозрачное стекло, но их подготовка к варке стекла оказывается дорогой и проблематичной. Сейчас уже для этих целей предпочитают брать просто песок; он освобождает стекловаров от кучи проблем и является по сути камнем, неспешно перетертым в порошок самой Природой. ... Для варки лучших стекол стекловары выбирают тонкий белый песок, блестящий на солнце. Под микроскопом такой песок выглядит как крошечные фрагменты горного хрусталя. Английские стекловарные производства снабжаются им из Линна (в Норфолке), из Мэйдстона (в Кенте), а также из бухты Alum Bay на острове Уайт. Такой песок и составляет тело наших самых лучших стекол.Теперь, в качестве флюса для плавки этого песка, наши стекловары больше не удовлетворяются простым поташем (или солью, полученной при сжигании растений), поскольку стекло, сделанное из песка с одной только солью, слишком хрупкое и легко бьется. Этот дефект устраняется добавлением к флюсу определенной порции свинцового сурика: свинец, как известно, - субстанция очень тяжелая, легкоплавкая и легко гнется. В следствие таких его свойств добавление свинца к шихте наделяет стекло некоторыми из его собственных свойств, а именно - легкоплавкостью, тяжестью, меньшей хрупкостью и не такой белизной, которая бывает, когда стекло варится из одного только песка и растительного пепла. Однако, чем более чистые субстанции берутся, тем более прозрачным и великолепным выходит стекло.
Автор
Тема: Стекловарение (Прочитано 5504 раз)
