Наверное, невозможно представить современный мир без стекла. Почти в каждом аспекте нашей жизни — в наших домах, наших автомобилях, каждый раз, когда мы пьем и едим, мы используем стекло.
Оно сопровождает человека с самых ранних времен. Острые наконечники копей первобытного человека уже были сделаны из естественного стекла.
Минерал «молдавит», образованный в результате падения метеорита
Появилось природное стекло в результате расплава пород кварца (основной составляющей песка) и других веществ при ударах молнии, извержениях вулканов, воздействии метеоритов, а затем быстрого затвердевания. Гораздо позже человек научился производить стекло сам.
Древнеримский историк Плиний писал, что первыми «технологами» изготовления стекла стали финикийские купцы еще в 5000 до н.э. и произошло это по счастливой случайности. После долгого плавания по Средиземному морю они высадились на берегу Сирии и решили приготовить себе еду. Камней для очага поблизости не было, и тогда купцы сделали его из прессованных блоков соды, которые везли с собой. Развели они огонь и тут заметили, что сода, смешавшись с песком, вдруг расплавилась и потекла по земле вязкой, мутной жидкостью, которая стала застывать снаружи… Так появилось искусственное стекло.
Первые стеклянные изделия
Первые предметы из стекла, в основном непрозрачные, стеклянные бусы, были обнаружены в Египте и изготовлены приблизительно в 3500 г. до н.э. В 3-ем тыс. до н.э., в центре Месопотамии, стекло использовалось в основном для производства глазури на керамических горшках и вазах. Именно тогда финикийские купцы и моряки распространяют это новое искусство по странам Средиземноморья. Самые старые фрагменты стеклянных ваз (научное подтверждение производства полых стеклянных изделий), ученые датируют 16-м веком до нашей эры и были также найдены в Месопотамии.
Стекло варят и в Египте, Греции, Северном Тироле и Китае. После 1500 г. до н.э., ремесленники древнего Египта разработали новый способ получения стеклянных горшков погружением стержневой формы из утрамбованного песка в плавящееся стекло, а затем вращением формы так, чтобы расплавленное стекло примыкало к нему. Все еще мягкий слой стекла мог быть развернут на каменной плите с целью сглаживания или украшения его. Самые ранние примеры посуды древнего Египта– это три вазы, носящие имя фараона Thoutmosis III (1504 до н.э.). Их принесли стеклодувы в Египет после успешной военной компании в Азии. А первая инструкция о том, как сделать стекло содержится в свитках из библиотеки царя Ассирии Ашшурбанипала (7 век до н.э.).
Выдувание стекла Прорывом в стеклоделии было изобретение длинной, тонкой металлической трубки, используемой стеклодувами для нагнетания воздуха в стеклянную форму. Произошло это в Вавилоне между 27 в.до н.э. и 14 в.н.э. Эту технологию переняли римляне.
Римская империя благодаря завоеваниям огромной территории, строительству дорог, а также эффективному политическому и экономическому администрированию, создала условия для расцвета стекольного производства по всей Западной Европе и Средиземноморью. При императоре Августе, стеклянные изделия стали не редкостью во всей Италии, Германии, Франции и Швейцарии. Римское стекло даже найдено и в более отдаленных регионах, как Китай, оставлено там вдоль шелковых путей.
Именно римляне начали первыми использовать стекло для архитектурных целей. Стеклянные окна в бронзовых рамах, хотя и с бедными пока оптическими качествами – они были матовыми, с зеленоватым оттенком и до 10 мм толщиной, можно было увидеть в общественных зданиях Рима и в самых роскошных палаццо Помпеи и Геркуланума.
Значительное изменение в методах стекловарения Европы произошло к 1000 году. Учитывая трудности в импорте сырья и материалов, соду при производстве постепенно заменили на поташ, который получали при сжигании деревьев. С этого момента, стекло произведенное на северной стороне от Альп отличалось от стекла, произведенного в районе Средиземноморья, в Италии, например, придерживаясь кальцинированной соды в качестве доминирующего сырья.
После того, как римская империя распалась, центр стеклоделия перемещается в столицу христианского мира – Константинополь.
Мастер с помощью стеклодувной трубки выдувал стеклянный полый шар и размахивал им вертикально над рвом, стоя на специальном возвышении. Получался стеклянный цилиндр, который под действием сил гравитации вытягивался до ширины в 45 см. и длиной в 3 метра. У все еще горячего цилиндра отрезали концы, разрезали его вдоль и выравнивали на ровной глиняной плите в горящей печи. Затем полученные стеклянные листы скреплялись полосами свинца — и окно было готово к установке. Остекление оставалось, однако, большой роскошью вплоть до позднего средневековья. Стеклянные окна в это время можно было увидеть только в дворцах королей и церквях.
Открытие свинцового хрусталя принадлежит английскому стеклодуву Джорджу Равенскрофту (1618-1681), который запатентовал свою технологию в 1674 году. Такой хрусталь был предназначен заменить хрупкий венецианский, производимый на основе кварцевого чистого песка и поташа. Используя более высокие пропорции оксида свинца вместо поташа, он произвел блестящее стекло, у которого был высокий показатель преломления. Оно также очень хорошо подходило для гравировки и глубокой резки.
ЗеркалаВо Франции, в 1688 году, был разработан новый способ выпуска плоского стекла, в основном для получения зеркал. На специальный стол выливалось расплавленное стекло и его раскатывали до плоского вида.
Потом заготовка охлаждалась, и ее полировали мельчайшим абразивным песком и железными дисками. Окончательный блеск создавали при помощи дисков из фетра. Так появилось стекло с небывало высокими оптическими качествами. А покрыв его с одной стороны слоем отражающего серебра, французы получили замечательное зеркало.Франция также приняла меры по содействию собственной стекольной промышленности и привлечению стеклянных экспертов из Венеции. Им платили огромное жалованье, давали французское гражданство после 8 лет проживания в стране, полностью освобождали от налогов, а при женитьбе на француженках обеспечивали приличное приданое.
От ремесла к индустрии Начиная с 19 века, изготовление стекла становится индустрией. Этому предшествовали многие научные открытия в этой области.
Одним из «основателей» промышленного стекла можно назвать ученого из Германии Отто Шотта. Он изучил термические и оптические свойства стекла, а также как взаимодействуют его составные элементы .
А инженер Фридрих Симменс в 1859 г. устроил первую регенеративную печь и ввел ее в употребление в Англии.
Все это позволило увеличить объем и качество изготовляемого стекла.
Бельгиец Фурко в 1905 г. начал непрерывно вытягивать из печи «полотно» стекла одинаковой ширины.
Ученый-француз Эдуард Бенедиктус в 1910 г. впервые произвел пуленепробиваемое, особо прочное стекло. Он поместил полимерную специальную пленку между двух стеклянных листов.
Почти через пятьдесят лет английская компания «Пилкингтон бразерс Лтд» предлагает улучшенный метод производства качественного стекла.
А делается это так: стекло расплавляется и выливается в ванну, выравнивается силами натяжения на поверхности плавленого олова и полируется расплавом олова снизу, а горячим воздухом — сверху. Эта технология сейчас наиболее распространена.
Стекло сегодня Стекло как материал, необходимый в жизнедеятельности человека, будет существовать всегда.
Сегодня существует много различных типов стекла, каждый из которых может быть произведен с помощью подходящего приспособления и химического состава. В специализированных областях химии, фармации, электротехнической и электронной промышленности, оптике, строительства и освещении, стекло, или сравнительно новое семейство материалов, известных как стеклокерамика, может быть единственным практичным материалом в использовании.
Например, такое свойство стекла, как отсутствие у него кристаллической решётки, дает возможность затачивать стеклянный скальпель хирурга до абсолютно молекулярного уровня. Это играет огромную роль в микрохирургии, а еще такому скальпелю не грозит коррозия.
Стеклянные перегородки разграничивают пространство в помещениях, зрительно не уменьшая его.
Стильная стеклянная мебель и предметы интерьера украшают дома, игрой света на них, привлекают положительную энергию по фен-шуй.
Качество, уровень дизайна и обслуживания в стекольной индустрии постоянно растут.
Современные стеклянные заводы сегодня способны выпускать миллионы стеклянных бутылок в день разного цвета, но зеленые, коричневые и прозрачные остаются самыми популярными.
Кстати, семьдесят процентов потребителей считают, что стеклянная упаковка предполагает качество.
С возрастанием важности защиты окружающей среды, увеличивается значение стекла, как идеального материала для дальнейшей утилизации. Требуется гораздо меньше энергозатрат, чтобы растопить переработанное стекло, чем расплавить первичное сырье. Переработка также уменьшает потребность в сырье, тем самым экономя ценные ресурсы.
