Ένα τέτοιο πράγμα όπως το γυαλί μας περιβάλλει παντού: τα παράθυρα σε ένα σπίτι ή αυτοκίνητο, ενυδρεία, πιάτα, διακοσμητικά αντικείμενα, αποθήκες και ποτήρια στη βιομηχανία και την ιατρική, ακόμη και τα ρολόγια το έχουν. Ενδιαφέροντα γεγονότα:
- Χρειάζονται ένα εκατομμύριο χρόνια για να αποσυντεθεί το γυαλί.
- Όταν ανακυκλώνεται, το γυαλί διατηρεί όλες τις ιδιότητές του.
- Το πιο χοντρό φύλλο γυαλιού είναι η οθόνη των ενυδρείων στο Σίδνεϊ. Το πάχος του είναι 26 cm.
Οι σύγχρονες τεχνολογίες παραγωγής καθιστούν δυνατή την απόκτηση γυαλιού με μεγάλη ποικιλία χαρακτηριστικών και ποιοτήτων:
- Νοικοκυριό. Χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή: πιάτα, ποτήρια, διακοσμητικά αντικείμενα.
- Τεχνικός. Αυτό είναι ένα πολύ πυκνό γυαλί που χρησιμοποιείται στη βαριά βιομηχανία.
- Κατασκευή. Από αυτό κατασκευάζονται βιτρίνες, βιτρό και παράθυρα.
- Αλεξίσφαιρος. Χρησιμοποιείται για τη βελτίωση της ασφάλειας κτιρίων, αυτοκινήτων κ.λπ.
Σήμερα, κοιτάζοντας ένα μικροσκοπικό καντράν ρολογιού, μπορούμε να σκεφτούμε: ποιο γυαλί είναι καλύτερο: ζαφείρι ή ορυκτό. Μπορούμε να επιλέξουμε υλικό διαφόρων αποχρώσεων για το φινίρισμα των παραθύρων μας: μπλε, κόκκινο, πράσινο ή καθόλου χρώμα. Αγοράστε ένα ματ λευκό απλό βάζο ή ένα πολύχρωμο φωτεινό προϊόν ελεύθερης μορφής από επαγγελματίες φυσητήρες γυαλιού. Είναι ακόμη περίεργο για τέτοια δημοτικότητα που πολύ λίγοι άνθρωποι σκέφτονται πώς κατασκευάζεται το γυαλί; Τι χρειάζεται για αυτό;
Από τι είναι φτιαγμένο το γυαλί;
Όχι μόνο η ίδια η διαδικασία κατασκευής είναι περίεργη, αλλά και από τι κατασκευάζεται το γυαλί. Η βάση είναι συνήθως μόνο τρία συστατικά και καθένα από αυτά έχει το δικό του ρόλο στη διαδικασία δημιουργίας:
- Η χαλαζιακή άμμος είναι η βάση. Το σημείο τήξεώς του είναι 1700⁰С.
- Σόδα. Βοηθά στη μείωση του σημείου τήξης της άμμου στο μισό και απλοποιεί σημαντικά τη διαδικασία κατασκευής.
- Ασβεστος. Αυτό το εξάρτημα είναι απαραίτητο για στεγανοποίηση. Αν δεν υπήρχε, τότε δεν θα μπορούσαμε να βάλουμε λουλούδια σε ένα βάζο, δεν θα μπορούσαμε να πιούμε τσάι από ένα ποτήρι, αφού το νερό απλά θα διέλυε ένα τέτοιο κράμα.
Η κατασκευή γυαλιού είναι μια αρκετά καυτή, έντασης εργασίας και επικίνδυνη διαδικασία. Αρχικά, όλα τα συστατικά αναμειγνύονται και τήκονται σε ειδικό φούρνο. Αφού οι κόκκοι άμμου ενωθούν μεταξύ τους, μετατρέπονται σε ομοιογενή μάζα, στέλνεται σε λουτρό με λιωμένο κασσίτερο (η θερμοκρασία του είναι πάνω από 1000⁰C). Το μείγμα γυαλιού θα επιπλέει στην επιφάνεια λόγω της διαφοράς στην πυκνότητα των υλικών. Όσο λιγότερη μάζα υπάρχει στο δοχείο από κασσίτερο, τόσο πιο λεπτό θα είναι το δείγμα. Μετά από αυτό, τα τεμάχια εργασίας ψύχονται σε ειδικό μεταφορέα.
Περίεργη ιστορία:
- Ένα από τα παλαιότερα σωματίδια γυαλιού χρονολογείται από τον 21ο αιώνα. ΠΡΟ ΧΡΙΣΤΟΥ. Μπλε διαφανές υγρό γυαλί βρέθηκε στη νότια Μεσοποταμία. Η υαλουργία ασκούνταν επίσης στη Συρία, την Αίγυπτο και τη Φοινίκη.
- Για πολλούς αιώνες, το γυαλί από τη Βενετία θεωρούνταν το πιο ακριβό. Οι τεχνίτες παρήγαγαν ασυνήθιστα ευαίσθητα και όμορφα προϊόντα: πιάτα, κοσμήματα, καθρέφτες που κοστίζουν υπέροχα χρηματικά ποσά. Για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, η Βενετία ήταν μονοπώλιο του γυαλιού και τα μυστικά της δεξιοτεχνίας φυλάσσονταν με ζήλο. Τον 13ο αιώνα, η παραγωγή μεταφέρθηκε ακόμη και στο νησί Μουράνο και απαγορεύτηκε στους τεχνίτες να το εγκαταλείψουν υπό τον πόνο του θανάτου. Παρόλα αυτά, οι υαλουργοί ήταν μια ιδιαίτερη, πλούσια και προνομιούχα κάστα. Πράγμα ανήκουστο για εκείνη την εποχή: έχοντας παντρευτεί την κόρη ενός τέτοιου πλοιάρχου, ο τύπος μετακόμισε στην οικογένεια της συζύγου του!
- Ένας από τους παγκόσμιους ηγέτες στην παραγωγή σήμερα είναι η Κίνα· ελέγχει το ένα τρίτο της παγκόσμιας αγοράς. Και την περίοδο από τον 14ο έως τον 19ο αιώνα, η χώρα δεν παρήγαγε καθόλου γυαλί.
Όσο υπήρχε το γυαλί, υπήρχαν ποικιλίες του, που διέφεραν στο χρώμα. Από τι είναι φτιαγμένο το μπλε, πράσινο ή κόκκινο γυαλί; Τι σας επιτρέπει να αλλάξετε τη σκιά ενός υλικού για να δημιουργήσετε ένα όμορφο βιτρό παράθυρο, βάζο ή γλυπτό; Όλα έχουν να κάνουν με την προσθήκη διαφόρων χημικών ενώσεων, τις περισσότερες φορές οξειδίων:
- Το κόκκινο χρώμα προέρχεται από την προσθήκη οξειδίου του σιδήρου.
- Μοβ και καφέ αποχρώσεις (όλα εξαρτώνται από την ποσότητα) – νίκελ.
- Το έντονο κίτρινο χρώμα είναι το ουράνιο.
- Αποχρώσεις του πράσινου – χρώμιο και χαλκό.
- Πλούσιο μπλε – κοβάλτιο.
Παρεμπιπτόντως, ένα άλλο οξείδιο - αυτή τη φορά το οξείδιο του αλουμινίου χρησιμοποιείται για την παραγωγή γυαλιού ζαφείρι για ρολόγια. Είναι πολύ σκληρό, μόνο με ένα διαμάντι μπορείς να του αφήσεις μια γρατσουνιά!
Το γυαλί είναι ένα ενδιαφέρον και εκπληκτικό υλικό που χρειάζεται σε πολλές πτυχές της ζωής.
Ως συνήθως, σας προσκαλούμε να παρακολουθήσετε ένα συναρπαστικό βίντεο για το πώς φτιάχνεται το γυαλί
Από τι είναι φτιαγμένο το γυαλί; Μια απλή ερώτηση που ενδιαφέρει πολλούς περίεργους ανθρώπους. Σας προσκαλούμε να εξοικειωθείτε με τη σύνθεση του υλικού και τις κύριες ιδιότητές του.
Γυαλί: από τι είναι φτιαγμένο;
Η υαλουργία είναι μια αρχαία τεχνολογία. Αρχικά, η παραγωγή γυαλιού ήταν μια πολύπλοκη και απαιτητική διαδικασία. Η σύγχρονη επιστήμη το έχει απλοποιήσει, μειώνοντας σημαντικά τον χρόνο παραγωγής των προϊόντων και μειώνοντας το κόστος τους. Από τι είναι φτιαγμένο το γυαλί και πώς συμβαίνει;
Τα ακόλουθα συστατικά χρησιμοποιούνται για την παραγωγή:
- Χαλαζιακή άμμος. Τα 3/4 του γυαλιού αποτελούνται από οξείδιο του πυριτίου. Η ποιότητα της άμμου καθορίζει την ποιότητα του τελικού υλικού. Επομένως, είναι σημαντικό να είναι καθαρό, χωρίς ακαθαρσίες. Η άμμος λιώνει υπό την επίδραση ρεκόρ υψηλών θερμοκρασιών, με αποτέλεσμα να αλλάζει τη δομή της, μετατρέποντας σε υγρή μάζα.
- Σόδα. Λειτουργεί ως καταλύτης τήξης, επιτρέποντας τη μείωση της θερμοκρασίας επεξεργασίας της χαλαζιακής άμμου.
- Ασβεστος. Χαρίζει στο γυαλί αντοχή, λάμψη και σκληρότητα.
Εκτός από αυτά τα συστατικά, συενίτης νεφελίνης, θαλαμίτης και θειικό νάτριο προστίθενται στη μάζα παραγωγής γυαλιού.
Πώς φτιάχνεται το γυαλί; Τα υλικά ανακατεύονται μέχρι να ομογενοποιηθούν, λιώνουν σε ειδικό φούρνο σε θερμοκρασία 1500–1700 βαθμών Κελσίου. Η προκύπτουσα μάζα κατανέμεται σε ομοιόμορφο στρώμα σε δοχεία με λιωμένο κασσίτερο. Καθώς το υλικό κρυώνει, σκληραίνει και μετατρέπεται σε ένα πυκνό φύλλο. Το φύλλο που προκύπτει φορτώνεται σε ειδικό μεταφορέα για να ελεγχθεί η ομοιομορφία του πάχους και η κοπή σε τυπικά κομμάτια.
Οξείδια αργύρου, σιδήρου, χαλκού και άλλων μετάλλων χρησιμοποιούνται για το χρωματισμό του υλικού. Το μπλε χρώμα προέρχεται από το οξείδιο του κοβαλτίου, το λιλά από το νικέλιο, το πράσινο από το κάλιο-ψευδάργυρο. Τα ιόντα βαφής μετάλλων που προστίθενται στο λιωμένο μείγμα κατανέμονται ομοιόμορφα και δίνουν στο υλικό την επιθυμητή απόχρωση. Η ένταση του χρώματος ελέγχεται από την ποσότητα της βαφής που προστίθεται, καθώς και από το πάχος του τελικού γυαλιού.
Από τι είναι κατασκευασμένο το γυαλί τηλεφώνου;
Το αργιλοπυριτικό χρησιμοποιείται για την παραγωγή προστατευτικού γυαλιού για smartphone. Παράγεται με επεξεργασία διοξειδίου του πυριτίου σε υψηλή θερμοκρασία με την προσθήκη ειδικών χημικών ουσιών. Το υλικό περιέχει ιόντα οξυγόνου, αλουμινίου, πυριτίου και νατρίου, απαραίτητα για το δεύτερο στάδιο παραγωγής.
Το αργιλοπυριτικό γυαλί στη συνέχεια υποβάλλεται σε επεξεργασία με ιόντα καλίου. Το πρώτο υλικό τοποθετείται σε ένα ζεστό λουτρό άλατος (400 βαθμοί Κελσίου), όπου μια χημική αντίδραση σπάει τους ιοντικούς δεσμούς. Τα ιόντα καλίου αντικαθιστούν τα ιόντα νατρίου στο αργιλοπυριτικό και συμπιέζονται υπό υψηλή πίεση.
Ως αποτέλεσμα, το γυαλί δέχεται ένα εξαιρετικά ανθεκτικό προστατευτικό στρώμα που δεν έχει το συνηθισμένο ορυκτό γυαλί. Εξ ου και τα υψηλά επίπεδα αξιοπιστίας, αντοχής, αντοχής στη φθορά και ανθεκτικότητας. Το προστατευτικό γυαλί στο τηλέφωνο μπορεί να αντέξει μεγάλα φορτία διατηρώντας παράλληλα την ακεραιότητα της μήτρας.
Από τι είναι κατασκευασμένο το γυαλί ρολογιού;
Στην κατασκευή γυαλιού ρολογιού χρησιμοποιούν διαφορετικά υλικά, διαφέροντας και στα δύο λειτουργικά χαρακτηριστικά, και σύμφωνα με τη μέθοδο φροντίδας. Εδώ είναι οι κύριες ποικιλίες:
- Πλαστική ύλη. Ναι, ναι, τα γυαλιά ρολογιών είναι κατασκευασμένα από ελαφρύ και διαφανές πλαστικό - πυριτικό γυαλί. Τέτοιο γυαλί είναι δύσκολο να σπάσει, αλλά εύκολο να γρατσουνιστεί. Η επιφάνεια χάνει γρήγορα την ελκυστική της εμφάνιση.
- Ορυκτές πρώτες ύλες. Η χαλαζιακή άμμος τήκεται σε ειδικό κλίβανο, προστίθενται ορισμένα οξείδια και ψύχονται για να ληφθεί μια στερεή σύσταση. Το υλικό έχει καλές οπτικές ιδιότητες και αντοχή στην έκθεση επιθετικά περιβάλλοντα, εύκολο στο γυάλισμα. Αλλά όταν εκτίθεται στο άμεσο ηλιακό φως παράγει πολλή λάμψη. Σπάει εύκολα. Ορισμένοι κατασκευαστές επικαλύπτουν τα ορυκτά γυαλιά ρολογιών με ένα σκληρό προστατευτικό στρώμα, αυξάνοντας την αντοχή σε μηχανικές βλάβες.
- Ζαφείρι. Το συνθετικό ζαφείρι παράγεται με επεξεργασία κρυσταλλωμένου οξειδίου του αλουμινίου σε υψηλή θερμοκρασία. Χαρακτηρίζεται από αυξημένη αντοχή, αντοχή στη φθορά και ανθεκτικότητα. Αντέχει σε ακραίες συνθήκες λειτουργίας, δεν γρατσουνίζεται ακόμη και όταν εκτίθεται απευθείας σε αιχμηρά αντικείμενα. Στη σχετική κλίμακα Moss, το γυαλί έχει σκληρότητα 9, δεύτερο μόνο μετά το διαμάντι με σκληρότητα 10. Το κόστος του γυαλιού ζαφείρι είναι πολύ υψηλότερο, αλλά δικαιολογείται από τα υψηλά χαρακτηριστικά χρήστη του υλικού.
Οι κατασκευαστές προσφέρουν επίσης συνδυασμένα γυαλιά ρολογιών. Η ορυκτή βάση καλύπτεται με ένα πυκνό στρώμα επίστρωσης ζαφείρι, το οποίο βελτιώνεται χαρακτηριστικά αντοχήςυλικό.
Το γυαλί είναι ένα πρακτικό και κοινό υλικό. Αλλά ακόμα και τώρα, η πολύπλοκη και τεχνολογική διαδικασία παραγωγής του μοιάζει λίγο μαγική.
Αν αναρωτιέστε από πού προέρχεται το γυαλί, πηγαίνετε στην παραλία. Σχεδόν όλο το γυαλί είναι κατασκευασμένο από άμμο, η οποία είναι στην πραγματικότητα αλεσμένος χαλαζίας.
Η άμμος περιέχει μικρή ποσότητα σιδήρου. Είναι ο σίδηρος που δίνει στο γυαλί από συνηθισμένη άμμο το πρασινωπό του χρώμα. Ο υαλοβάμβακας χρησιμοποιεί σελήνιο για την παραγωγή απολύτως άχρωμου διαφανούς γυαλιού. Αυτό το ορυκτό δίνει στο γυαλί μια ελαφρά κοκκινωπή απόχρωση, η οποία αντισταθμίζεται από ένα πρασινωπό χρώμα, με αποτέλεσμα το γυαλί να φαίνεται άχρωμο. (Για την παραγωγή γυαλιού άλλων χρωμάτων, οι φυσητήρες γυαλιού προσθέτουν άλλες ουσίες: κοβάλτιο για βαθύ μπλε, μαγγάνιο για βιολετί, χρώμιο ή σίδηρο για πράσινο.)
Για να φτιάξετε γυαλί, η άμμος πρέπει να λιώσει. Πιθανότατα έχετε περπατήσει σε καυτή άμμο μια ηλιόλουστη μέρα, οπότε υποθέτετε ότι για να γίνει αυτό πρέπει να θερμανθεί σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Ένα παγάκι λιώνει σε θερμοκρασία περίπου 0 C. Η άμμος αρχίζει να λιώνει σε θερμοκρασία τουλάχιστον 1710 C, η οποία είναι σχεδόν επτά φορές υψηλότερη από τη μέγιστη θερμοκρασία του συνηθισμένου φούρνου μας. Η θέρμανση οποιασδήποτε ουσίας σε τέτοια θερμοκρασία απαιτεί πολλή ενέργεια, άρα και χρήματα. Για το λόγο αυτό, όταν παράγουν γυαλί για τις καθημερινές ανάγκες, οι υαλουργοί προσθέτουν μια ουσία στην άμμο που βοηθά την άμμο να λιώσει σε χαμηλότερες θερμοκρασίες - περίπου 815 C. Αυτή η ουσία είναι συνήθως ανθρακικό νάτριο.
Ωστόσο, εάν χρησιμοποιείτε μόνο ένα μείγμα άμμου και ανθρακικού νατρίου κατά την τήξη, μπορείτε να αποκτήσετε έναν εκπληκτικό τύπο γυαλιού - ποτηριού που διαλύεται στο νερό (ειλικρινά, όχι το πιο η καλύτερη επιλογήγια γυαλιά).
Για να αποτρέψετε τη διάλυση του ποτηριού, πρέπει να προσθέσετε μια τρίτη ουσία. Οι υαλουργοί προσθέτουν θρυμματισμένο ασβεστόλιθο στην άμμο και τη σόδα (μάλλον έχετε δει αυτή την όμορφη λευκή πέτρα).
Το γυαλί που χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή παραθύρων, καθρεφτών, ποτηριών, μπουκαλιών και λαμπτήρων ονομάζεται πυριτικό γυαλί σόδα-ασβέστη. Αυτό το γυαλί είναι πολύ ανθεκτικό και όταν λιώσει είναι εύκολο να διαμορφωθεί στο επιθυμητό σχήμα. Εκτός από την άμμο, το ανθρακικό νάτριο και τον ασβεστόλιθο, αυτό το μείγμα (οι ειδικοί το αποκαλούν "μίγμα") περιλαμβάνει λίγο οξείδιο του μαγνησίου, οξείδιο του αλουμινίου, βορικό οξύ, καθώς και ουσίες που εμποδίζουν το σχηματισμό φυσαλίδων αέρα σε αυτό το μείγμα.
Όλα αυτά τα συστατικά συνδυάζονται και το μείγμα τοποθετείται σε έναν τεράστιο φούρνο (ο μεγαλύτερος από αυτούς τους φούρνους χωράει σχεδόν 1.110.000 κιλά υγρού γυαλιού).
Η υψηλή θερμοκρασία του φούρνου ζεσταίνει το μείγμα μέχρι να αρχίσει να λιώνει και από στερεό να γίνει παχύρρευστο υγρό. Υγρό γυαλίΣυνεχίζουν να το ζεσταίνουν σε υψηλές θερμοκρασίες μέχρι να εξαφανιστούν όλες οι φυσαλίδες και οι φλέβες από αυτό, αφού το πράγμα που φτιάχνεται από αυτό πρέπει να είναι απολύτως διαφανές. Όταν η γυάλινη μάζα γίνει ομοιογενής και καθαρή, μειώστε τη φωτιά και περιμένετε μέχρι το ποτήρι να γίνει μια παχύρρευστη παχύρρευστη μάζα - σαν καυτή ίριδα. Στη συνέχεια, το ποτήρι χύνεται από τον κλίβανο σε μια μηχανή χύτευσης όπου χύνεται σε καλούπια και διαμορφώνεται.
Ωστόσο, κατά την παραγωγή κοίλων αντικειμένων, όπως μπουκάλια, το γυαλί πρέπει να φυσηθεί όπως μπαλόνι. Παλαιότερα, το φύσημα γυαλιού μπορούσε να δει κανείς κατά τη διάρκεια εκθέσεων και καρναβαλιών, αλλά τώρα αυτή η διαδικασία εμφανίζεται συχνά στην τηλεόραση. Έχετε δει πιθανώς φυσητήρες γυαλιού να φυσούν καυτό γυαλί στην άκρη ενός σωλήνα για να δημιουργήσουν εκπληκτικά σχήματα. Αλλά το γυαλί μπορεί επίσης να φυσηθεί χρησιμοποιώντας μηχανές. Η βασική αρχή του φυσήματος γυαλιού είναι να φυσήξετε σε μια σταγόνα γυαλιού μέχρι να σχηματιστεί μια φυσαλίδα αέρα στη μέση, η οποία γίνεται μια κοιλότητα στο τελειωμένο κομμάτι.
Αφού δοθεί στο ποτήρι το απαιτούμενο σχήμα, το περιμένει ένας νέος κίνδυνος - μπορεί να σπάσει όταν κρυώσει σε θερμοκρασία δωματίου. Για να αποφευχθεί αυτό, οι τεχνίτες προσπαθούν να ελέγξουν τη διαδικασία ψύξης υποβάλλοντας το σκληρυντικό γυαλί σε θερμική επεξεργασία. Το τελευταίο στάδιο της επεξεργασίας είναι η αφαίρεση της περίσσειας σταγονιδίων γυαλιού από τις λαβές των κυπέλλων ή των πλακών γυαλίσματος με τη χρήση ειδικών χημικών που τα κάνουν τέλεια λεία.
Οι επιστήμονες εξακολουθούν να συζητούν εάν το γυαλί πρέπει να θεωρείται στερεό ή πολύ παχύρρευστο (σαν σιρόπι) υγρό. Επειδή το τζάμι στα παράθυρα των παλιότερων σπιτιών είναι πιο χοντρό στο κάτω μέρος και πιο λεπτό στο πάνω μέρος, κάποιοι ισχυρίζονται ότι το τζάμι στάζει με τον καιρό. Ωστόσο, μπορεί να υποστηριχθεί ότι προηγουμένως το τζάμι του παραθύρου δεν ήταν τελείως ίσιο και οι άνθρωποι απλώς τα έβαζαν στα πλαίσια με το παχύτερο άκρο προς τα κάτω. Ακόμη και τα γυάλινα σκεύη από την εποχή της Αρχαίας Ρώμης δεν δείχνουν σημάδια «ρευστότητας». Έτσι, το παράδειγμα του παλιού υαλοπίνακα δεν θα βοηθήσει στην επίλυση του ερωτήματος εάν το γυαλί είναι πραγματικά ένα πολύ παχύρρευστο υγρό.
Η ιστορία, ως συνήθως, δεν μπήκε στον κόπο να διατηρήσει τα ονόματα και τα πρόσωπα εκείνων των άξιων ανθρώπων που έδωσαν γυαλί στον κόσμο. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει τίποτα περίεργο σε αυτό: σύμφωνα με τον Ρωμαίο ιστορικό Πλίνιο τον Πρεσβύτερο, οι ανακαλύψεις ήταν Φοίνικες ναυτικοί. Επιπλέον, η ανακάλυψη, όπως και οι περισσότερες του είδους της, έγινε τυχαία.
Αν αγνοήσουμε το υψηλό ύφος και τα αρχαία λατινικά στα οποία γράφτηκε η «Φυσική Ιστορία» του Πλίνιου, η ιστορία αποδεικνύεται ως εξής. Μια μέρα, ένα φοινικικό εμπορικό πλοίο, πιασμένο σε ισχυρή καταιγίδα, αναγκάστηκε να ρίξει άγκυρα σε έναν μικρό κόλπο. Κουρασμένοι και παγωμένοι ναυτικοί βγήκαν στη στεριά. Άρχισαν να ψάχνουν ένα μέρος για να βάλουν φωτιά για να μαγειρέψουν λίγο στιφάδο και να ζεσταθούν. Η ακτή ήταν αμμώδης και πουθενά δεν υπήρχαν πέτρες για να τοποθετηθεί το λέβητα. Τότε συνέβη σε έναν από τους ναύτες να βγάλει από το αμπάρι του πλοίου τεμάχια σόδας, τα οποία μεταφέρονταν προς πώληση, και να βάλει ένα λέβητα σε αυτά τα τεμάχια.
Έτσι, πάνω σε αυτά τα μπλοκ αναψυκτικών οι Φοίνικες ναύτες τοποθέτησαν ένα καζάνι με νερό. Η φωτιά αποδείχθηκε εξαιρετικά επιτυχημένη. Οι ναύτες έφαγαν χορταστικά και πήγαν για ύπνο. Το πρωί, ετοιμάζοντας να ξεκινήσουμε, ένας από αυτούς σκόρπισε τα υπολείμματα της φωτιάς που σίγουν. Ξαφνικά παρατήρησε μερικά γυαλιστερά κομμάτια στη στάχτη. Δεν έμοιαζαν με ξύλο, ούτε μέταλλο, ούτε πηλό, ούτε πέτρα. Μέχρι τότε, κανένας Φοίνικας δεν είχε δει τόσο παράξενα ελαφριά κομμάτια. Αυτή η νέα μυστηριώδης ουσία -σύμφωνα με τον Πλίνιο- ήταν το γυαλί: ένα κράμα παράκτιας άμμου με σόδα.
Αυτή η ιστορία πιθανότατα θα τη θυμούνται όλοι όσοι διαβάζουν ένα βιβλίο ιστορίας στο σχολείο. Για κάποιο λόγο, αυτή η έκδοση αγαπήθηκε από πολλούς μέχρι σήμερα. Πόσο αληθοφανές είναι όμως; Αλίμονο, οι σύγχρονοι υαλουργοί έχουν αποδείξει αρκετά πειστικά ότι ο αρχαίος ιστορικός έκανε λάθος. Ή είπε κάτι λάθος. Αλλά το γεγονός παραμένει: είναι αδύνατο να συγκολλήσετε γυαλί από σόδα και άμμο στη φλόγα μιας φωτιάς.
Πιο ρεαλιστική φαίνεται να είναι η υπόθεση ότι, κατά τύχη, ένα μείγμα άμμου και σόδας έπεσε πάνω στο πήλινο δοχείο πριν το ψήσιμο. Και ο αγγειοπλάστης, που έβγαλε το τελικό προϊόν από τον φούρνο, παρατήρησε μια λεπτή γυαλιστερή μεμβράνη που κάλυπτε τις πλευρές του δοχείου.
Γενικά, για το ποιος ήταν τυχερός με το άνοιγμα του ποτηριού, μπορεί κανείς μόνο να μαντέψει και να πιστέψει είτε την ιστορία για τους Φοίνικες ναυτικούς, που ήταν γενικά υπέροχοι τύποι, είτε να υποστηρίξει την εκδοχή για τον τυχερό και προσεκτικό αγγειοπλάστη. Όσοι μελετούν την ιστορία της προέλευσης αυτού του υλικού κάποια στιγμή θα καταλήξουν σε συναίνεση τόσο για τον τόπο - Αίγυπτο, Φοινίκη ή Μεσοποταμία, Αφρική ή Ανατολική Μεσόγειο κ.λπ. - όσο και για την εποχή - «περίπου 6 χιλιάδες χρόνια πριν». αλλά η χαρακτηριστική «συγχρονικότητα των ανακαλύψεων» μπορεί να παρατηρηθεί, και η διαφορά ακόμη και εκατοντάδων ετών δεν έχει μεγάλη σημασία, ειδικά όταν μπορούν να εντοπιστούν σημαντικές διαφορές στην ανακατασκευασμένη μέθοδο τήξης γυαλιού.
Τεχνολογία κατασκευής γυαλιού
Ποιος πιστεύετε ότι είναι μπροστά από τους υπόλοιπους στον τομέα της αρχαίας υαλουργίας; Αυτό είναι σωστό - οι αρχαίοι Αιγύπτιοι. Μέχρι περίπου τις 4 χιλιάδες π.Χ. αρχαίοι Αιγύπτιοιμαγείρευαν τη λεγόμενη «αιγυπτιακή φαγεντιανή» από στεατίτη, αλεύρι μαλακού χαλαζία ή στερεό φυσικό χαλαζία.
Υπάρχει η άποψη ότι τα πρώτα δείγματα κατασκευάζονταν από στεατίτη. Αυτό το ορυκτό είναι ένα πυριτικό μαγνήσιο στη σύνθεση· υπάρχει στη φύση σε μεγάλες ποσότητες. Τα προϊόντα που κόβονταν από ένα κομμάτι σαπωνόλιθου επικαλύφθηκαν με ένα κονιοποιημένο μείγμα πρώτων υλών που περιλαμβανόταν στη σύνθεσή του για να αποκτήσουν ένα γλάσο και ψήθηκαν. Αυτό το γλάσο χημική σύνθεσηπου είναι πυριτικό νάτριο με μια μικρή πρόσμειξη ασβεστίου - τίποτα περισσότερο από εύτηκτο γυαλί, βαμμένο σε μπλε και πρασινωπό-μπλε τόνους με χαλκό, μερικές φορές με αρκετή ποσότητα σιδήρου.
Αιγύπτιοι υαλουργοί έλιωναν γυαλί σε ανοιχτές φωτιές σε πήλινα κύπελλα. Τα συντηγμένα κομμάτια ρίχτηκαν ζεστά στο νερό, όπου ράγισαν. Τα θραύσματα που προέκυψαν, τα λεγόμενα φριτς, αλέθονταν σε σκόνη με μυλόπετρες και έλιωσαν ξανά.
Το Fritting χρησιμοποιήθηκε ως η κύρια τεχνολογία κατασκευής γυαλιού ακόμα και μετά το τέλος του Μεσαίωνα, γι' αυτό σε παλιές γκραβούρες και αρχαιολογικές ανασκαφές βρίσκουμε πάντα δύο φούρνους - έναν για την προτήξη και τον άλλο για την τήξη των φριτών.
Η απαιτούμενη θερμοκρασία διείσδυσης είναι 1450 °C και η θερμοκρασία λειτουργίας είναι 1100-1200 °C. Ο μεσαιωνικός φούρνος τήξης («καλύβα» στα Τσέχικα) ήταν ένας χαμηλός θόλος με καύση ξύλου όπου το γυαλί έλιωνε σε πήλινα δοχεία. Στρωμένο μόνο από πέτρες και αλουμίνα, δεν άντεξε για πολύ, αλλά η προμήθεια καυσόξυλων δεν ήταν αρκετή για πολύ. Επομένως, όταν το δάσος γύρω από τη γούτα κόπηκε, μεταφέρθηκε σε ένα νέο μέρος όπου υπήρχε ακόμα άφθονο δάσος.
Ένας άλλος κλίβανος, συνήθως συνδεδεμένος με τον κλίβανο τήξης, ήταν ο κλίβανος ανόπτησης - για σκλήρυνση, όπου το τελικό προϊόν θερμαινόταν σχεδόν στο σημείο μαλακώματος του γυαλιού και στη συνέχεια ψύχθηκε γρήγορα, αντισταθμίζοντας έτσι τις τάσεις στο γυαλί (αποτρέποντας την κρυστάλλωση ).
Με αυτή τη μορφή, ο φούρνος τήξης γυαλιού διήρκεσε μέχρι τα τέλη του 17ου αιώνα, αλλά η έλλειψη καυσόξυλων ανάγκασε ορισμένα έντερα, ειδικά στην Αγγλία, να στραφούν στον άνθρακα ήδη από τον 17ο αιώνα. Με την αλλαγή του καυσίμου, προέκυψαν περαιτέρω ενοχλήσεις: το διοξείδιο του θείου που διαφεύγει από το κάρβουνο χρωμάτισε το γυαλί κίτρινο. Για να αποφευχθεί αυτό, οι Βρετανοί άρχισαν να λιώνουν το γυαλί στα λεγόμενα καλυμμένα δοχεία.
Ενδιαφέρουσες πληροφορίες είναι ότι το γυαλί, σε γενικές γραμμές, δεν έχει υποστεί ουσιαστικά καμία αλλαγή κατά τη διάρκεια της ύπαρξής του (τα παλαιότερα παραδείγματα αυτού που ονομάστηκε γυαλί δεν διαφέρουν από το γνωστό γυαλί μπουκαλιών), αλλά στην προκειμένη περίπτωση μιλάμε για μια ουσία και υλικό ορυκτής προέλευσης, που έχει βρει εφαρμογή στη σύγχρονη πρακτική.
Σύνθεση γυαλιού
Το καθαρό πυρίτιο (SiO2) έχει σημείο τήξης περίπου 2000 μοίρες και χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή γυαλιού για ειδικές συσκευές. Συνήθως, δύο ακόμη ουσίες προστίθενται στο μείγμα για να απλοποιηθεί η διαδικασία παραγωγής. Πρώτον, είναι ανθρακικό νάτριο (Na2CO3), ή ανθρακικό κάλιο, το οποίο μειώνει το σημείο τήξης του μείγματος στους 1000 βαθμούς. Ωστόσο, αυτά τα συστατικά συμβάλλουν στη διάλυση του γυαλιού στο νερό, κάτι που είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητο. Ως εκ τούτου, ένα άλλο συστατικό προστίθεται στο μείγμα - ασβέστης (οξείδιο του ασβεστίου, CaO) για να γίνει η σύνθεση αδιάλυτη. Αυτό το ποτήρι περιέχει περίπου 70% διοξείδιο του πυριτίου και ονομάζεται γυαλί σοδαλάιμ. Το μερίδιο αυτού του γυαλιού στον συνολικό όγκο παραγωγής είναι περίπου 90%.
Ακριβώς όπως ο ασβέστης και το ανθρακικό νάτριο, άλλα συστατικά προστίθενται στο κανονικό γυαλί για να αλλάξουν τις φυσικές του ιδιότητες. Η προσθήκη μολύβδου στο γυαλί αυξάνει τον δείκτη διάθλασης του φωτός, αυξάνοντας αισθητά τη λάμψη και η προσθήκη βορίου στο μείγμα αλλάζει τις θερμικές και ηλεκτρικές ιδιότητες του γυαλιού. Το οξείδιο του θορίου έδωσε στο γυαλί τον υψηλό δείκτη διάθλασης και τη χαμηλή διασπορά που απαιτούνται για την παραγωγή φακών υψηλής ποιότητας, αλλά λόγω της ραδιενέργειας του, αντικαταστάθηκε από οξείδιο του λανθανίου στα σύγχρονα προϊόντα. Τα πρόσθετα σιδήρου στο γυαλί χρησιμοποιούνται για την απορρόφηση της υπέρυθρης ακτινοβολίας (θερμότητα).
Τα μέταλλα και τα οξείδια τους προστίθενται στο γυαλί για να αλλάξουν το χρώμα του. Για παράδειγμα, το μαγγάνιο προστίθεται σε μικρές ποσότητες για να δώσει στο γυαλί μια πράσινη απόχρωση ή σε υψηλότερες συγκεντρώσεις για να του δώσει ένα χρώμα αμέθυστου. Όπως το μαγγάνιο, το σελήνιο χρησιμοποιείται σε μικρές δόσεις για να αποχρωματίσει το γυαλί ή σε μεγάλες συγκεντρώσεις για να δώσει ένα κοκκινωπό χρώμα. Μικρές συγκεντρώσεις κοβαλτίου δίνουν στο γυαλί μια μπλε απόχρωση. Το οξείδιο του χαλκού δίνει ένα τιρκουάζ φως. Νικέλιο, ανάλογα με τη συγκέντρωση.
Εκτός από το συνηθισμένο γυαλί, υπάρχουν αρκετές ποικιλίες που έχουν ιστορική, πολιτιστική και καλλιτεχνική αξία. Για παράδειγμα, γυαλί Τσέχικο και Μουράνο. Αλλά γι 'αυτούς - στα ακόλουθα υλικά. Ακολουθήστε τις ειδήσεις.
Οι άνθρωποι έρχονται σε επαφή με προϊόντα γυαλιού καθημερινά. Το γυαλί είναι ένα σχεδόν μαγικό αντικείμενο - διάφανο από τη μια πλευρά και υλικό αντικείμενο από την άλλη. Μια ουσία θα είναι διαφανής όταν τα φωτόνια (κβάντα φωτός) διέρχονται από αυτήν χωρίς να απορροφηθούν. Αλλά για κάποιο λόγο, δεν έχουν όλοι την ιδέα - πώς και από τι κατασκευάζεται το γυαλί; Πώς λειτουργεί η διαδικασία;
Ενδιαφέροντα γεγονότα:
- Θα χρειαστούν ένα εκατομμύριο χρόνια για να αποσυντεθεί το γυαλί.
- Το γυαλί ανακυκλώνεται χωρίς απώλεια ποιότητας.
- Το πιο χοντρό γυαλί στον κόσμο είναι η οθόνη 26 εκατοστών του Ενυδρείου του Σίδνεϊ.
Από τι είναι φτιαγμένο το γυαλί;
Για την κατασκευή γυαλιού, οι τεχνίτες παίρνουν: χαλαζιακή άμμο (το κύριο συστατικό). άσβεστος; σόδα;
Αρχικά, η χαλαζιακή άμμος, η σόδα και ο ασβέστης θερμαίνονται σε ειδικό φούρνο σε θερμοκρασία 1700 βαθμών πάνω από το μηδέν. Οι κόκκοι της άμμου συνδέονται μεταξύ τους, μετά ομογενοποιούνται (μετατρέπονται σε ομοιογενή ουσία) και το αέριο απομακρύνεται. Η μάζα «βυθίζεται» σε λιωμένο κασσίτερο σε θερμοκρασίες άνω των 1000 βαθμών, το οποίο επιπλέει στην επιφάνεια λόγω της χαμηλότερης πυκνότητάς του. Όσο μικρότερη είναι η μάζα που μπαίνει στο λουτρό κασσίτερου, τόσο πιο λεπτό θα είναι το ποτήρι που βγαίνει.
Ενδιαφέροντα γεγονότα:
- Το γυαλί Murano θεωρείται το πιο ακριβό στον κόσμο. Τα προϊόντα που παράγονται από αυτό κοστίζουν εκατομμύρια δολάρια. Από την αρχαιότητα, η Βενετία ήταν διάσημη για την παραγωγή γυαλιού υψηλής ποιότητας. Είναι αξιόπιστα γνωστό ότι τον 13ο αιώνα η πολιτειακή κυβέρνηση μετέφερε την παραγωγή στο μεγάλο νησί Murano και οι τεχνίτες απαγορεύονταν αυστηρά να το εγκαταλείψουν. Η ποινή είναι θανατική ποινή. Επιπλέον, η είσοδος στο νησί ήταν επίσης κλειστή για τουρίστες ή άλλους κατοίκους της Βενετίας. Τέτοια αυστηρά μέτρα κατέστησαν δυνατή τη διατήρηση του μυστικού της παραγωγής.
- Μια από τις πιο ενδιαφέρουσες ψυχικές ασθένειες του Μεσαίωνα είναι η «ασθένεια του γυαλιού». Ένα άτομο με τέτοια διαταραχή νόμιζε ότι ήταν από γυαλί και φοβόταν μην σπάσει. Ο Γάλλος βασιλιάς Κάρολος ΣΤ' έπασχε από αυτή την ασθένεια. Ο μονάρχης φορούσε πάντα πολλές στρώσεις ρούχων και απαγόρευε σε κανέναν να αγγίζει τον εαυτό του.
Ποιες λειτουργίες επιτελούν η σόδα και ο ασβέστης στη διαδικασία παραγωγής;
Η μαγειρική σόδα βοηθά στη μείωση του σημείου τήξης κατά 2 φορές. Εάν δεν το προσθέσετε, θα είναι πολύ δύσκολο να λιώσετε την άμμο και, κατά συνέπεια, να συνδέσετε μεμονωμένους κόκκους άμμου μεταξύ τους. Χρειάζεται ασβέστης για να αντέχει η μάζα στο νερό. Αν δεν είχε συμπεριληφθεί, το παράθυρο, για παράδειγμα, θα είχε διαλυθεί αμέσως μετά την πρώτη βροχή και το τζάμι θα είχε σκάσει μετά την επαφή με το νερό.
Σχετικά υλικά:
Τι είναι το βενετσιάνικο γυαλί και γιατί οι καλλιτέχνες αγόραζαν αυγά;
Ενδιαφέροντα γεγονότα:
- Η Κίνα δεν παρήγαγε γυαλί για περισσότερα από 500 χρόνια, από τον 14ο έως τον 19ο αιώνα. Τώρα το κράτος είναι ένας από τους ηγέτες στην παραγωγή και ελέγχει το ένα τρίτο της παγκόσμιας αγοράς γυαλιού.
- Το 1994 ήταν μια πολύ ενεργή χρονιά για την ανακύκλωση γυαλιού στις Ηνωμένες Πολιτείες. Εάν βάλετε όλα τα προϊόντα γυαλιού που ανακυκλώθηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της χρονιάς σε μια γραμμή, θα έχετε ένα είδος «δρόμου» προς τη Σελήνη.
Πώς φτιάχνεται το χρωματιστό γυαλί;
Δεν παράγεται μόνο άχρωμο γυαλί. Για να ληφθεί ένα έγχρωμο προϊόν, εκτός από τα κύρια συστατικά, προστίθενται χημικές ενώσεις στον κλίβανο τήξης:
- Τα οξείδια του σιδήρου δίνουν στο γυαλί μια πλούσια κόκκινη απόχρωση.
- Οξείδια νικελίου - καφέ, μωβ (ανάλογα με την ποσότητα).
- Για να αποκτήσετε μια λαμπερή κίτρινη απόχρωση, προσθέστε οξείδια ουρανίου στην άμμο, τη σόδα και τον ασβέστη.
- Το χρώμιο κάνει το γυαλί πράσινο.
Ποια χαρακτηριστικά και ιδιότητες έχει το γυαλί;
Οι αναλογίες των εξαρτημάτων για την κατασκευή γυάλινων προϊόντων επιλέγονται ανάλογα με τον σκοπό τους. Διακρίνονται: οικιακό γυαλί - αυτό που χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την κατασκευή πιάτων, ποτηριών, κοσμημάτων. κατασκευές – βιτρίνες, βιτρίνες, βιτρό.