Первое стекло (непрозрачное, почти черное) родила сама природа, и образовалось оно из раскаленной лавы, вырвавшейся на поверхность земли миллионы лет назад. Такое вулканическое стекло назвали обсидианом. В каменном веке обсидиан использовался для обработки режущих инструментов. Позднее (55 веков назад) человек научился изготавливать стекло сам.
Родиной искусственного стекла ученые называют Месопотамию и Древний Египет. Обследуя мумию царицы Хатшепсут, археологи нашли ожерелье из крупных неровных зеленовато-черных блестящих стекляшек. Древнеегипетские стеклоделы не умели получать прозрачное стекло, ведь для этого нужна высокая температура в печи (1500°С), а для изготовления цветного стекла мастера примешивали железо, медь или марганец. Особенно распространенным было голубое и бирюзовое стекло, окрашенное медью, а зеленое стекло получали окрашиванием медью и железом. Синее стекло, окрашенное кобальтом, появилось в Египте в начале н. э. Исходным сырьем для изготовления стекла служили песок, известь и щелочь - органическая (зола растений) либо неорганическая (сода). Археологами в конце XIX в. недалеко от Фив были обнаружены руины древнеегипетской стекольной мастерской: остатки печей, фрагменты тиглей для плавки стекла, разрушенные стеклянные сосуды и стеклянные палочки разного цвета. В одной из пирамид древнего Египта (созданной в XIV в. до н. э.) исследователями также была обнаружена фреска, изображающая древних стеклоделов за работой. Так, ученым в общих чертах удалось восстановить технологию стеклоделия того времени.
Древнеегипетская стеклодувная печь
К XV в. до н. э. стекло массово производилось не только в Египте, но и в Передней Азии, и на Крите. К IX в. до н. э. были открыты технологии для производства бесцветного стекла. Первое известное «пособие» по стеклоделию датируется650 г. до н. э. и представляет собой таблички, хранившиеся в библиотеке ассирийского царя Ашшурбанипала. Технологии производства стекла из природных материалов представляли собой тщательно охраняемую тайну, они применялись лишь при дворе правителей наиболее могущественных государств.
В Индии, Корее, Японии найдены стеклянные изделия, возраст которых относится к2000 г. до н. э. В Китае в V-III вв. до н. э. стеклянные изделия появляются в большом количестве, в том числе бусы с «глазовидным» узором и специфическим химическим составом. Первые письменные свидетельства об изготовлении стекла пяти цветов в Поднебесной относятся к концу III в.
В эллинистический период произошло дальнейшее развитие технологии стеклоделия, что позволило производить стеклянные изделия большого размера (столовую посуду). Также была разработана технология смешения стекла нескольких цветов для получения мозаичных структур. В этот период бесцветное стекло начало цениться больше цветного, поэтому были усовершенствованы и технологии его изготовления.
Одним из величайших периодов в истории стекла стал период Римской империи, когда человек научился выдувать стекло и придавать стеклянным предметам желаемую форму и размер. Римляне варили стекло не на костре, а в стекловаренной печи, сложенной из камня. Поэтому им удавалось получать более высокие температуры, и стекло у них плавилось уже по-настоящему, превращаясь в ослепительно сияющую жидкость. Первые в Италии стекловарни были устроены при Цезаре в Риме, тогда же возникла и мозаика. Во времена императора Тита (конец I в. н. э.) применялись уже оконное литое стекло и стеклянные пластинки для облицовки стен. Листовое оконное стекло было большой роскошью и редкостью и применялось лишь для церквей вплоть до конца XII ст. Частные жилища у богатых римских патрициев были снабжены слюдяными окнами. В начале I в. н. э. один римский мастер сделал длинную и тонкую железную трубку с небольшим расширением на конце. На другой ее конец он насадил деревянный мундштук, чтобы защитить губы от ожога. Это простое изобретение оказалось поистине гениальным, ведь на протяжении почти двух тысяч лет все стеклянные изделия создавались при помощи этой трубки. Искусство стеклоделия в Древнем Риме находилось на высоком уровне, к выдающимся образцам мирового искусства относится Портландская ваза (хранится в Британском музее).
Портландская ваза (Древний Рим)
После падения Римской империи (конец V в.) центр стеклоделия перемещается в Византию, где освоили выплавку цветного непрозрачного стекла (смальты) для мозаики, сменившую каменную мозаику.686 г. н. э. считается годом создания первых витражей из стекла.
Раскопки свидетельствуют, что на Руси знали секреты производства стекла более тысячи лет назад, а широко эта отрасль стала развиваться в первой половине XI в. При раскопках в слоях XI-XIII вв. обнаружено множество мастерских по производству стеклянных бус и браслетов, которые были тогда очень модными украшениями. Таким образом, первоначально стекло и изделия из него появились не как предмет первой необходимости, а как предмет искусства, роскоши. Первое упоминание о стеклянных заводах в России относится к царствованию Алексея Михайловича. В1635 г. близ Можайска шведом Елисеем Коэтом был построен первый в России стекольный завод, а в1668 г. - Измайловский завод под Москвой. При Петре I на Воробьевых горах построили государственный стекольный завод. В1748 г. М.В. Ломоносов организовал при Петербургской академии лабораторию, в которой проводил опыты с окрашиванием стекла, варил смальту, разработав палитру цветной стеклянной мозаики. В1753 г. им была построена для производства цветного стекла Усть-Рудицкая фабрика под Петербургом. Д. И. Менделееву принадлежит заслуга первой научной трактовки строения стекла. К1913 г. в России работало уже 275 стекольных заводов. За годы Советской власти в СССР создана мощная стекольная промышленность, оснащенная совершенным оборудованием.
Покрыв стекло амальгамой, человек изобрел зеркало. Сперва металлические, а потом зеркала из стекла начали встречаться в домах князей и бояр в XVII в., но довольно редко из-за поверья, приписывавшего изобретение зеркал дьяволу. Первую зеркальную фабрику в России завел в1716 г. в Санкт-Петербурге князь Меньшиков.
Европу стекло завоевало только в средние века: оно использовалось как в быту, так и при строительстве храмов для изготовления цветных витражей. В жилых домах знати начали появляться окна с крестообразным переплетом, который символизировал крестное знамение и оберегал здание и его жителей от несчастий. К концу I тысячелетия существенно изменились методы производства стекла в Европе, особенно это коснулось состава сырья. Учитывая трудности с доставкой такого компонента смеси как сода, его заменили на поташ, получаемый при сжигании дерева.
Техника стеклоделия проникла в Чехию из соседних стран, но вскоре здесь научились варить стекло, которое по своей чистоте, прозрачности, блеску и твердости превосходило все ранее известные изделия из стекла. Это калиево-кальциевое силикатное стекло, полученное в Чехии в конце XVII в., известно как «богемский хрусталь». В отличие от легкоплавкого стекла, которое обрабатывалось в нагретом состоянии, чешское стекло тугоплавкое.
С XIII в. начала свой отсчет история венецианского стекла, основанная на упорном стремлении венецианцев добиться монополии в европейском стеклоделии. Мастера стали добавлять в расплав небольшое количество свинца, что сделало венецианское стекло еще более прозрачным. В конце XIII в. в Венеции насчитывалось уже более тысячи стекловаренных печей. Но частые пожары, вызываемые их круглосуточной работой, вынудили городские власти перенести производство на расположенный поблизости остров Мурано. В1454 г. в Венеции был издан закон о смертной казни за разглашение тайны получения венецианского стекла. Мастерам и их семьям грозили тюрьмой и смертью за попытки покинуть Венецию. Изделия из муранского стекла ценились в Европе невероятно высоко, считались предметами роскоши и были очень дорогими. Венецианские дожи подносили изделия из стекла в качестве драгоценных подарков важным персонам, посещавшим город.
В XI в. немецкие мастера, а в XIII в. – итальянские, освоили халявный метод производства листового стекла, которое использовали для остекления окон церквей и замков знатных вельмож. По этому методу стеклодув с помощью трубки в несколько приемов выдувал «халяву» (сосуд цилиндрической формы), затем разрезал этот цилиндр и распрямлял, придавая форму прямоугольного листа. Все операции выполнялись, пока стекло было в пластичном состоянии. Качество такого листа было невысоким, но практически полностью повторяло химический состав современных оконных стекол.
В XVII в. лидерство в развитии технологии производства стекла постепенно перешло к английским мастерам, благодаря изобретению Джорджем Равенкрофтом в1674 г. нового способа производства хрусталя: он заменил поташ оксидом свинца высокой концентрации и получил стекло с высокими светоотражающими свойствами, которое очень хорошо поддавалось глубокой резке и гравировке. В1615 г. в Англии предлагается способ использования угля в качестве топлива для стекловаренных печей. Это дает возможность получать при высоких температурах термостойкое стекло.
Но только в конце XIX в. стеклоделие из ремесленного стало перерастать в массовое промышленное производство. Одним из «отцов» современного стекольного производства можно назвать немецкого ученого Отто Шотта, который активно использовал научные методы для изучения влияния различных химических элементов на оптические и термальные свойства стекла. В области изучения оптических свойств стекла Шотт объединился с Эрнстом Эбби, профессором в Университете Йены и совладельцем фирмы Карла Цейса. Другой значительной фигурой, внесшей вклад в массовое производство стекла, был Фридрих Симменс: он изобрел новую печь, которая позволяла непрерывно производить намного большее количество стекломассы. В конце XIX в. американский инженер Майкл Оуэнс изобрел автоматическую машину для производства бутылки. К1920 г. в США уже работало примерно 200 машин Оуэнса, широкое распространение они получили и в Европе.
В1905 г. бельгиец Фурко совершил еще один переворот в стекольной индустрии: он изобрел метод вертикального вытягивания из печи стеклянного полотна постоянной ширины. В1914 г. его метод усовершенствовал другой бельгиец – Эмиль Бишеруа, который предложил вытягивать стеклянное полотно между двух роликов, что значительно упрощало процесс дальнейшей обработки стекла.
Флоат - метод был разработан в1959 г. исследователем А. Пилкингтоном. При этом процессе стекло поступает из печи плавления в горизонтальной плоскости в виде плоской ленты через ванну с расплавленным оловом на дальнейшее охлаждение и отжиг. Преимущества этого метода по сравнению со всеми предыдущими: стабильная толщина стекла, высокое качество поверхности стекла, не требующее дальнейшей полировки, отсутствие оптических дефектов в стекле, высокая производительность процесса. Наибольший размер получаемого стекла, как правило, составляет 6×3,21 м, а толщина листа может быть от 2 до25 мм. В настоящее время в мире производится около 16 500 млн т листового стекла в год. В последние годы созданы такие принципиально новые стеклокристаллические материалы, обладающие уникальными свойствами, как ситаллы и шлакоситаллы.
Впервые стекло как строительный материал предложили использовать конструктивисты в конце прошлого века. В наши дни стекло стало доступным и очень часто используется как для наружной отделки, так и в дизайне помещений. Несмотря на постоянно меняющиеся тенденции моды и появление новых стилей, стекло не сдает своих позиций, органично вписываясь как в классический интерьер, так и в комнату в стиле хай-тек.
Стекло с давних времен служит человеку. Сочетая такие свойства, как прозрачность, твердость, стойкость против разъедания минеральными кислотами и жаропрочность, а также способность изменять эти свойства, легко окрашиваться в разные цвета и формоваться разнообразными способами, стекло стало незаменимым материалом в архитектуре XXI века, в технике и в быту.
Обсидиан
Обзор подготовила Елена Михаленко
Ознакомиться с видами строительного стекла можно Здесь
365-tv.ru
История возникновения стекла и зеркала
До сих пор доподлинно неизвестно, каким именно способом было изобретено стекло. С изобретением этого материала связано множество легенд, но лишь одна из них кажется относительно правдоподобной.
По этой версии, стекло является случайно открытым материалом, ставшим побочным продуктом одного самых древних ремесел — изготовления глиняной посуды. Известно, что много веков назад обжиг глины для придания ей прочности выполнялся в песочных ямах. Для разведения огня в те времена обычно использовали тростник или сухую солому. Из-за влияния высоких температур песок вступал во взаимодействие с основными продуктами горения, результатом чего становилось формирование прозрачной, быстро застывающей массы. Еще одной распространенной версией возникновения стекла считается образование побочного продукта при выплавке меди.
Некоторые ученые придерживаются третьей версии. По их мнению, стекло образовалось в результате воздействия высокой температуры на песок и африканскую соду. Согласно этой легенде, финикийские купцы во время стоянок готовили пищу на очаге из африканской соды, установленном на прибрежном песке. Такая версия возникновения стекла принадлежит античному историку Плинию Старшему.
Основы древнего стекольного производства
Стекло имеет очень древнюю историю. Большинство ученых пришли к выводу, что этот материал удалось случайно создать еще шесть тысяч лет назад. Однако мнения специалистов относительно места его возникновения несколько отличаются. По разным данным, стекло возникло в Восточном Средиземноморье, Месопотамии или Финикии.
Первыми стеклодувами, бесспорно, стали египтяне: именно они создавали стеклянные изделия в специальных емкостях из глины. В те времена был также изобретен метод фриттования: раскаленные кусочки стекла окунали в холодную воду, растирали в пыль и вновь переплавляли. Такой метод изготовления стеклянных изделий применялся на протяжении множества столетий. Подтверждением этого факта служат инструменты фриттования, найденные в результате археологических раскопок. В то время производство стекла требовало двух печей: одна из них использовалась для первичной плавки, при помощи другой плавили фритты.
Как изготавливали стекло в древности
Древние печи, в которых изготавливали стекло, были построены из глинозема и камней. Единственным их недостатком был большой расход дров. Это и неудивительно, ведь внутри печи нужно было поддерживать стабильно высокую рабочую температуру — до 1200 градусов, а для проплавления и вовсе нужно было растопить печь до 1450 градусов.
В качестве сырья для изготовления стекла использовалась сода, зола различных растений и песок. Много веков назад мастера научились изготавливать не только белое, но и цветное стекло. В качестве красителей в те времена было принято использовать различные металлургические шлаки, например, соединения марганца, меди и кобальта. Древняя печь представляла собой низкий свод, под который устанавливались глиняные емкости для плавки стекла. Топливом для таких печей служили окружающие леса, поэтому, когда они полностью вырубались, приходилось перемещать топку в другое место. В древние времена плавка стекла была очень трудоемким и длительным процессом, следствием чего стали очень высокие цены на стеклянные изделия.
Самое красивое древнее стекло
Расцвет стеклодувного производства начался с Римской империи. Но после того как великое государство распалось, производство стекла развивалось очень медленно. В дальнейшем стеклодувное дело разделилось на два направления: западное и восточное.
Длительное время методы изготовления стеклянных изделий оставались прежними, совершенствовалась лишь техника. Первые изменения в методике создания стекла появились в конце первого тысячелетия. После проведения ряда экспериментов удалось частично сменить сырье, но сохранить высокое качество изделий из стекла. Европейские мастера заменили соду поташем, который добывался путем выщелачивания золы хвойных и буковых пород деревьев. После замены сырья у средиземноморских и европейских изделий появилось еще больше отличий.
Совершенствование стеклодувного дела
Первенство в изготовлении листового стекла принадлежит немецким стеклодувам. Еще в одиннадцатом веке у них возникла идея выдувать полый цилиндр, обрезать его дно, после чего раскатывать материал в тонкий лист, придавая ему прямоугольную форму. Итальянские мастера начали использовать такую методику лишь в тринадцатом веке. Безусловно, по качеству средневековое стекло не сравнится с современным, однако для производства стеклянных изделий по сей день применяют такие же вещества. В те времена стоимость стекла была очень высокой, поэтому его использовали для остекления окон дворцов, церквей и домов знати. Освоив усовершенствованную технологию производства стекла, европейские мастера впервые начинают изготавливать витражи, для создания которых кусочки цветного стекла скрепляются при помощи металлических сплавов. К концу периода Средневековья центром стеклодувного производства становится Венеция. Изготовление стекла здесь приобрело невероятную популярность, уже через несколько лет в Венеции работало более восьми тысяч стеклодувов. Однако очень скоро венецианское стекло вынуждено было уступить хрусталю, изготовлением которого изначально занимались только английские стеклодувы. Согласно историческим фактам, хрусталь изобрел Джордж Равенкрофт, который первым стал использовать более совершенные исходные материалы. Вместо поташа изобретатель применил оксид свинца, в результате чего получилось красивое стекло с безупречными светоотражающими свойствами. Более того, хрусталь легко поддавался детальной обработке и тонкой гравировке, благодаря чему такое стекло очень скоро оказалось вне конкуренции.
Изготовление стекла в промышленных масштабах
Промышленное изготовление стекла началось сравнительно недавно — лишь в девятнадцатом веке. Основоположником автоматического производства стеклянных изделий стал Отто Шотт, основным направлением деятельности которого стало изучение влияния различных веществ на физические характеристики стекла. Шотт провел множество исследований совместно с профессором Эрнстом Эбби. Еще одним ученым, внесшим большой вклад в автоматизацию производства стекла, стал Фридрих Симменс. Именно он создал уникальную печь, позволяющую в несколько раз увеличить объемы производства стекла. Спустя несколько лет Майкл Оуэнс изобрел оборудование для производства стеклянных бутылок. Такое новшество быстро завоевало популярность: к 1920 году в США работало уже более 200 машин данного типа. Одним из важнейших методов производства стекла стало вертикальное вытягивание из печи. Автором такого изобретения стал бельгийский ученый Фуко. Эмиль Бишеруа, его соотечественник, решил усовершенствовать эту технику, предложив пропускать стекло между валиками для получения равномерного полотна. Настоящую революцию в стекольном производстве произвела фирма «Пилкингтон», разработавшая флоат-метод: из печи плавления стекольная масса поступает в емкость с расплавленным оловом, после чего охлаждается и отправляется на отжиг. Главным достоинством такого метода является обеспечение одинаковой толщины по всему периметру стеклянного листа. Кроме того, стекло фирмы «Пилкингтон» не нуждалось в дальнейшей обработке, так как в нем отсутствовали различные дефекты, характерные для изделий, изготовленных любым другим методом.
Производство стекла в России
Стекольное дело в России возникло намного раньше, чем во всех европейских странах. Изящные изделия из стекла здесь начали изготавливать еще в девятом веке. Особой популярностью производство стекла пользовалось при Петре I. В те времена изготавливали не только оконные стекла и посуду, но и зеркала. Стоимость заграничного стекла в те времена была очень высока, поэтому собственные потребности в стекле государство удовлетворяло за счет выпуска продукции крупнейших стекольных заводов: Черноголовского, Духанинского и Измайловского. За короткий период стекольные заводы смогли практически полностью удовлетворить потребности россиян в различных изделиях из стекла. Подтверждением этому служат сведения известного русского экономиста Ивана Тихоновича Посошкова. По его словам, объемы производства стекла в России были очень велики. Построив еще несколько аналогичных заводов, можно было снабжать стеклянными изделиями всю Европу. В те времена особой популярностью пользовались стеклянные изделия, изготовленные на Ямбургском заводе. Посудный цех предлагал огромный ассортимент, здесь можно было купить огуречные чаши, рюмки, пивные кружки разных видов, карманные фляги, водочные бутылки, чернильницы и лампады. Старинный завод на протяжении длительного срока снабжал российских потребителей множеством вещей, необходимых в быту. С течением времени стекольное дело развивалось все интенсивнее, сегодня производство любых изделий из стекла автоматизировано. На современном этапе суммарный объем производства листового стекла в мире составляет 20 миллиардов тонн в год. Наша продукция:
www.mir-vitraga.ru
Античное римское стекло
«Беден тот, чье жилище не украшено стеклом» Цицерон. Тысяча девятьсот лет назад жил в Риме знаменитый ученый Плиний Старший. Этот ученый славился своим трудолюбием. Даже в дороге, покачиваясь на носилках, он умудрялся писать острой палочкой на покрытых воском дощечках. А в бане, когда раб массировал его или вытирал полотенцем, он читал книгу. В отличие от современных ученых, Плиний не был специалистом: он занимался всеми науками, какие были в то время. Он был необычайно любознательным человеком и интересовался всем на свете. Погиб Плиний во время извержения Везувия. Наблюдая за тем, что происходит на берегу, он подплыл на корабле слишком близко к вулкану. Клубы тяжелого, ядовитого дыма задушили ученого. Главный труд Плиния - «Естественная история». Он писал ее много лет. Это настоящая энциклопедия всех знаний древнего мира. Она рассказывает о движении небесных светил, о странах и народах, о животных и растениях, о камнях и металлах, о приготовлении лекарств, о красках для живописи, о художниках и их картинах, о ремеслах и т. д. Говорится в ней, между прочим, и о том, как было открыто стекло. Однажды, - рассказывает Плиний, - финикийский торговый корабль, застигнутый сильной бурей, вынужден был бросить якорь в небольшой бухте. Усталые и озябшие моряки вышли на берег. Они стали искать, где бы развести костер, чтобы сварить себе похлебку и согреться. Берег был песчаный, и нигде не видно было камней, на которые можно было бы поставить котел. Тогда одному из моряков пришло в голову : нельзя ли вытащить из трюма корабля глыбы соды, которую везли на продажу, и на эти глыбы поставить котел?
Соду в те времена, как и сейчас, применяли при стирке белья. Кроме того, она нужна была суконщикам для смягчения шерсти, а египетским жрецам - для бальзамирования трупов. Так вот, на эти - то содовые глыбы и поставили финикийские моряки котел с водой. Костер получился на редкость удачный. Моряки сытно поели и легли спать. Утром, собираясь в путь, один из них разбросал тлеющие остатки костра. Вдруг он заметил в золе какие - то блестящие кусочки. Они не были похожи ни на дерево, ни на металл, ни на глину, ни на камень. Таких странных светлых кусочков не видел до тех пор ни один финикиянин. Это новое загадочное вещество - по утверждению Плиния - и было стеклом: сплавом берегового песка с содой. Верен ли этот рассказ?...Его столько раз перепечатывали в книгах по истории, к нему так все привыкли, что никому не приходило в голову усомниться в его достоверности.
Распространив к началу нашей эры свою власть на почти весь тогда известный мир, Римская империя стала сосредоточием всего самого ценного, прекрасного и дорогого, что только было на ее бескрайних владениях, протянувшихся от Гибралтара до современного Ирака до горизонтали и от Южной Шотландии до границ пустыни Сахара по вертикали. Среди чудес света отнюдь не последнее место занимало стекло, точнее – стеклянные изделия, украшавшие дома римского нобилитета и местной знати.
В начале первого века нашей эры неизвестный нам римский мастер сделал длинную и тонкую железную трубку с небольшим расширением на конце. На другой ее конец он насадил деревянный мундштук, чтобы защитить губы от ожога. Изобретение очень простое и вместе с тем гениальное: в продолжение почти двух тысяч лет все стеклянные вещи создавались этой трубкой.
Эта железная трубка оказалась прямо волшебной: пользуясь ею, можно было выделывать самые разнообразные стеклянные вещи, красивые и изящные, с очень тонкими стенками.
Работа со стеклодувной трубкой очень напоминает выдувание мыльных пузырей через соломинку. На конец трубки набирают комок жидкого стекла. Затем начинают дуть в трубку. Комок вспучивается и постепенно превращается в стеклянный пузырь. Можно раздуть пузырь так, что стенка его станет не толще пленки мыльного пузыря. И всё же он будет гораздо прочнее мыльного. Пока пузырь не остыл, ему можно придать любую форму. Достаточно малейшего прикосновения, чтобы стенка пузыря приплюснулась в этом месте. Такой она и останется, когда стекло остынет.
При помощи палочек и щипцов можно из пузыря сделать любую вещь: вазу, чашу, кувшин.
Римляне варили стекло не на костре, а в стекловаренной печи, сложенной из камня. Поэтому им удавалось получать более высокие температуры чем у египтян и стекло у них плавилось уже по-настоящему, превращаясь в ослепительно сияющую жидкость. В римских домах были стеклянные кувшины для воды, масла и вина, кубки и чаши, детские рожки и другие изделия.
Недорогую посуду римские стеклоделы приготовляли из зеленоватого непрозрачного стекла. Но на стол римских богачей ставилась иная посуда - из бесцветного и слегка просвечивающего стекла, для которого римские мастера подбирали особо частые белые пески.
Римские кувшины часто украшались узкими коричневыми и серыми полосками из накладного стекла. Казалось,- змея обвилась вокруг кувшина и крепко держит его. Нам такое украшение вряд ли понравилось бы; скорее всего, оно отбило бы охоту пить из этого сосуда. Но римляне иначе относились к змеям, чем мы:они считали их полезными созданиями. Стеклянные змеи, обвившиеся вокруг кувшина,- это как бы указывало:в кувшине хранится хороший, полезный для здоровья напиток.
Римские стеклодувы делали очень забавные кувшины и подобные изделия можно было сравнить со скульптурой. Но способ выделки здесь был совсем иной, чем у скульптора. Ведь из стекла нельзя высечь фигуру резцом, как ее высекают из мрамора: стекло слишком хрупко. Нельзя из тонкого стекла и лепить, как из глины: оно застынет прежде, чем мастер успеет придать ему такую сложную форму.
Все забавные кувшины выдувались стеклодувной трубкой. Но выдувались они особым способом: в металлическую форму. Такую форму приготовляли заранее. На внутренних стенках ее был вырезан нужный рисунок. Мастер, набрав на трубку стекло, засовывал ее конец в форму и начинал дуть. Стеклянный пузырь вспухал внутри металлической формы, плотно прижимался к ее стенкам. Все неровности металлической формы отпечатывались на горячем стекле.З астыв, стекло сохраняло навсегда эти очертания.
Форму раздвигали и вынимали готовый кувшин. Пользуясь одной такой формой, можно было изготовить множество совершенно одинаковых кувшинов. Пили римляне из стеклянных кубков и чаш. Были у них круглые чаши без ручек, были и чаши с двумя широко расставленными, точно крылья, ручками; их называли крылатыми. Они выдувались обычно с уже готовыми надписями, вроде такой:
«Пей, живи многие лета»,
или:
«Будь весел, живи долгие годы».
Римские стеклодувы умели делать крошечные стеклянные флакончики; называли их слезницами. Их носили на золотой цепочке за поясом знатные женщины. Во флакончиках хранились, конечно, не слезы, а духи. Такие маленькие флакончики, украшенные нитями из разноцветного стекла, не легко было изготовить.
Еще труднее было сделать стеклянную бочку. В ней хранилось вино, и была она такой величины, что в ней мог бы поместиться взрослый человек. Трудно даже представить, как удавалось римским рабочим выдувать такие чудовищные стеклянные пузыри весом в сто килограммов и больше. Выдуть бочку одному человеку,конечно, не под силу. Наверное, дули в трубки одновременно пять-шесть человек. Римляни делали также удивительно красивые сосуды из темносинего стекла украшенные узорами из молочно-белого стекла.
Как делали эти изумительные узоры? Может быть, их изготовляли отдельно, а потом прикрепляли к вазе? Нет, невозможно вырезать из пластинки стекла такие тонкие узоры с узорчатыми краями и прожилками и затем, не разбив их, перенести на вазу и приварить к ней.
Все делалось иначе. Сперва мастер набирал на трубку комок стекла из горшка с синим стеклом, придавал этому комку правильную форму, а потом окунал его в горшок с расплавленным белым стеклом, которое тонким слоем равномерной толщины обволакивало синее стекло и прочно к нему прилипало.
Это было трудным делом, нужно было подобрать стёкла так, чтобы они расширялись от жара совершенно одинаково, иначе верхний слой непременно потрескался бы. Мастеру это удавалось, и из такого двухслойного стекла он выдувал вазу красивой формы. Но главная трудность была впереди: надо было вырезать на стекле рисунок - узор. Если бы ваза была глиняная, то узор можно было бы легко вырезать острым ножом. Если бы ваза была из мрамора, рисунок можно было бы высечь резцом. Но ваза - стеклянная, а стекло, как всем известно, очень хрупко .
И вот надо было выскоблить часть верхнего белого слоя, выскоблить так, чтобы из-под него местами выглянул синий слой, образовался рисунок. Это была работа необычайной трудности. С бесконечным терпением неведомые нам художники вырезывали контуры рисунков алмазом, углублял разрезы и выцарапывая крошки стекла. Стекло снималось мельчайшими кусочками, почти пылинками. Малейшая неточность - чуть большее усилие, чем нужно, - и треснуло бы стекло и вся работа бы погибла.
Вазы с рельефными рисунками требовали изнурительного труда, искусства, осторожности. Недаром их называли даже в древнем Риме, где время текло медленно, «изделиями терпения». Знаменитый оратор древности Цицерон как-то сказал в одной из своих речей: «Беден тот, чье жилище не украшено стеклом». Это было сказано не для красного словца: на самом деле стекло в Риме было всё же предметом роскоши.
Уже египтяне умели варить цветное стекло. Но римские мастера превзошли египетских, они выделывали стеклянные безделушки, похожие на самые редкие драгоценные камни: изумруд, сапфир, опал, бирюзу, рубин. Кубки, точно выточенные из целых кусков оникса, бирюзы или иных неведомых природе минералов; вазы, как будто вырезанные из драгоценного дерева тропиков, розового, красного, черного; флаконы, похожие не только по форме, но и по своему цвету на лотос, финики, виноград, апельсины, шишки пиний, - всё это умели изготовлять стеклоделы, жившие две тысячи лет назад!
Все эти изделия, будут обнаружены археологами спустя восемнадцать столетий и попадут в музейные собрания… Простые предметы обихода, на которых посетители музеев лишь бросают походя рассеянный взгляд: а вот если бы мы смогли присутствовать при его создании, восхищаясь мастерством и тщательностью работы этих ремесленников, они предстали бы перед нами настоящими маленькими шедеврами. Попробуем представить себе, как создавались вещи, которые мы разглядываем через стекло, какой труд вложен в их изготовление и они сразу покажутся нам интереснее.
Новые предложения каждый день: отелей, апартаментов, вилл и не только...на любой бюджет!
www.ciao-bellaitalia.com
Шесть тысяч лет рукотворного стекла
Рукотворному стеклу по меньшей мере пять с половиной тысяч лет! А то и все шесть. Самым старым артефактом считается зеленоватая бусина диаметром около 9 мм, найденная египтологом Флиндерсом Питри около Фив (Египет).
Как ни старалась найти изображение этой бусины, мне это не удалось. В интернете фигурирует изображение бусины в виде жука-скарабея, именно она названа той самой, фиванской, но, думаю, что это не верно. Потому что в умных академических книгах, из которых я и почерпнула сведение о древней бусинке, не упоминается форма скарабея. А ведь, согласитесь, это слишком важный факт, чтобы такой специалист, как, например, Николай Николаевич Качалов, написавший огромный труд о стекле, мог это проигнорировать. Тем не менее, картинку привожу, все-таки это тоже однозначно древний образец.
Как же люди догадались делать стекло?
Самым расхожим мифом является рассказ Плиния Старшего, военачальника-ученого, жившего в I веке н.э. и печально погибшего во время извержения Везувия в Геркулануме. Плиний рассказывает о купцах-финикийцах, которые, пристав к безлюдному берегу ночью в непогоду, развели костер, а вместо хоть какого-то укрытия от ветра положили мешки с содой, которую, собственно, они и везли куда-то на продажу. И вот утром они обнаружили, что один из мешков порвался, сода высыпалась, и там, где горел костер из смеси песка и соды образовалось удивительное гладкое полупрозрачное вещество. История, конечно, вполне правдоподобная, за исключением одного факта – костер не мог бы дать такую температуру, чтобы расплавить песок. Для этого нужна специальная печь, позволяющая достичь температуры более тысячи градусов.
Самое древнее рукотворное стекло – глазурь.
На самом деле, скорее всего, все было проще и логичнее. Самым древним стекло является глазурь, которой покрывали кирпичи и предметы из керамики мастера Египта и Междуречья. Причем, в последнее время, пальму первенства ученые отдают все-таки Междуречью. Например, известны находки из Междуречья: глазурованные бусы и поливные изразцы, время происхождения которых – IV тысячелетие до н.э.Как же все-таки появилось рукотворное стекло? Вероятно, наши внимательные предки обратили внимание, что порой, при обжиге керамики, а обжигать керамику люди начали около 5000 лет до н.э., на поверхности горшков появляются гладкие цветные пятна. Обращая внимание на все детали, они поняли, что такие глазурованные поверхности дает какой-то определенный вид песка в сочетании с особенностями глины. Путем экспериментов они научились добиваться такого эффекта вполне осмысленно, а затем подобрали и вещества – минералы, которые позволяли придавать глазурям какой-то цвет. Проще всего, исходя из природы стекла вообще, было получать зеленые и синие цвета. Именно синие – самые древние бусины и глазурованные кирпичи.
Египетское стекло.
Фаянсовая глазурованная плиточка из погребального сооружения фараона Джосера
В Египте самая древняя пирамида – погребальное сооружение фараона Джоссера – уже украшена изнутри фаянсовыми плитками, покрытыми глазурью. Возраст пирамиды - начало III тысячелетия до н.э. А около другого царского захоронения, относящегося к середине III тысячелетия найдено большое количество разных объектов: глазурованные инкрустации, предназначенные для облицовки деревянных ваз, фаянсовые украшения посуды и керамические бусины, покрытые глазурью.
Вот так эти плиточки выглядят "в сборе"
Стекло Междуречья.
Множество подобных артефактов оставили нам и древние государства – Шумер и Акад.
Известна одна, поистине удивительная вещица из Ашнунака (Месопотамия), возраст которой более четырех с половиной тысяч лет. Это цилиндрическая печать из ПРОЗРАЧНОГО стекла. Из прозрачного! Здесь нужно сказать, что стекло долго оставалось мутным, непрозрачным. Потому что для получения прозрачного материала требуются очень высокие температуры, которых можно достигнуть только при помощи промышленных печей. Кроме этого, нужны точно выверенные по качеству и количеству «присадки» - вещества, добавляемые в стекло. То есть, прозрачное стекло появилось гораздо позднее. Скорее всего, прозрачная цилиндрическая печать из Ашнунака – игра удивительного везения и совпадения ряда случайных факторов, что не делает ее менее удивительным артефактом.
Это изображение другой цилиндрической печати, но привожу его для того, чтобы было представление, как вообще это выглядит
Бусины из стекла.
После глазурей появились бусины. Думаю, что они так же плод наблюдательности древних мастеров. В процессе изготовления глазурованной керамики должны были оставаться мелкие капли, которые всегда самопроизвольно скатываются в маленькие шарики. Иногда эти шарики могли быть и крупнее. Наверное, именно они и были первыми бусинами. А в последствие наши предки, опять же наблюдая и экспериментируя, научились уже повторять этот процесс осмысленно, получая и цветные бусины. Обрабатывать же резьбой стекло, более мягкого, например, чем сердолик, который в то время уже успешно покрывали узорами, для древних египтян и жителей Междуречья, не было проблематичным.
Бусины II тысячелетия до н.э., скорее всего, начала, потому что позднее делались гораздо более виртуозные изделия
Стеклянные бусины, за исключением той, самой первой из Фив, стабильно встречаются в археологических слоях со II тысячелетия до н.э. А со второй половины II тысячелетия появляются уже и стеклянные сосуды. Технология их изготовления отличалась от возникшего позднее способа выдувания, но об этом в следующий раз.
Стеклянная бутылочка из Ура, сделанная в 1525 - 1500 году до н.э. Хранится в Британском Музее
artbird.ru
Стекло - История изобретения
Задолго до наших дней изготовление стекла считалось трудоемким процессом, подобным созданию произведения искусства. По этой причине его цена была очень высока. В эпоху правления Тиберия один из мастеров создал небьющееся стекло, однако, по приказанию императора, он был казнен, поскольку это открытие могло стать причиной резкого снижения стоимости стекла.
Сегодня все изменилось, и ученые, работающие в этой сфере, стремятся сделать стекло как можно более дешевыми.
Археологические находки свидетельствуют о том, что первое стекло было сделано на Среднем Востоке примерно в 3000 г. до н.э. Вначале производство стекла было медленным и дорогостоящим. В древние времена стекло было предметом роскоши, и лишь немногие могли себе его позволить.
Древнейшими стеклянными предметами являются бусы и кулоны, созданные ещё в додинастическую эпоху в Древнем Египте. Египтяне знали также мозаику из стекла. Разноцветные стеклянные пластины разогревались до сплавления, а затем вытягивались для получения тонких и очень длинных полосок, нередко изображавших просто иероглифы. Эти произведения отличались удивительной тщательностью исполнения, но в то же время египтяне никогда не стремились добиться прозрачности стекла.
В Индии, Корее, Японии найдены стеклянные изделия, возраст которых относится к 2000 году до нашей эры. Раскопки свидетельствуют, что на Руси знали секреты производства стекла более тысячи лет назад.
Считается, что рукотворное стекло было открыто случайно, как побочный продукт других ремесел. В те времена обжиг глиняных изделий происходил в обычных ямах, вырытых в песке, а топ-ливом служила солома или тростник. Образующаяся при сгорании зола - то есть щелочь - при высокотемпературном контакте с песком давала стекловидную массу.
Некоторые считают стекло побочным продуктом выплавки меди. А древнеримский историк Плиний-старший (79 - 23 гг. до н.э.) писал, что стеклом мы обязаны финикийским морским купцам, которые, готовя пищу на стоянках, разводили на прибрежном песке костры и подпирали горшки кусками извести, создав тем самым условия для возникновения стекломассы.
Действительно, исходным сырьем для изготовления стекла служили песок, известь и щелочь - органическая (зола растений) либо неорганическая (сода). В качестве красителей использовались металлургические шлаки: соединения меди, кобальта и марганца.
Сегодня основным сырьем для изготовления стекла является диоксид кальция - SiO2, представляющий собой белый кварцевый песок. Его главное преимущество, по сравнению с другими веществами, заключается в том, что диоксид кальция может переходить из расплавленного состояния в твердое, минуя процесс кристаллообразования. Это дает возможность его использования для создания различных видов стекол. Кварц имеет чрезмерно высокую температуру плавления, поэтому каждая стекольная мастерская изготавливает стекло, содержащее 50-80% SiO2. Для понижения температуры плавления в стекломассу добавляют различные вспомогательные вещества: известь, оксид натрия, глинозем.
В последнем веке до н. э. стеклоделие интенсивно развивалось в Римской империи. Четкая политическая и экономическая организация, бурное строительство, разветвленные торговые связи - все это создавало условия для процветания стекольной промышленности во владениях Рима в Средиземноморье и в Западной Европе. Во времена императора Августа изделия из стекла вывозились во Францию, Германию и Швейцарию. Именно римляне первыми начали использовать стекло в архитектурных целях - особенно после открытия прозрачного стекла путем введения в стекломассу оксида марганца, случившегося около 100 гг. до н. э. в Александрии. Александрия в то время была и центром производства изделий из стекла. Всемирно известна Портлендская ваза (из двухслойного непрозрачного стекла) - возможно самый известный шедевр александрийских мастеров.
В средние века, после развала Римской империи, перемещение технологий и секретов мастерства стеклодувов сильно замедлилось, поэтому восточная и западная стеклянная посуда постепенно приобретали все больше и больше индивидуальных отличий. Александрия так и оставалась центром производства стекла на Востоке, где делалась изящная стеклянная посуда.
К концу первого тысячелетия, существенно изменились методы производства стекла в Европе. В первую очередь это коснулось состава сырья для производства. Учитывая трудности с доставкой такого компонента смеси как сода, его заменили на поташ, полученный в следствии сжигания дерева. Поэтому стекло, сделанное к северу от Альпийских гор, стало отличаться от изделий, произведенных в средиземноморских странах, например в Италии.
В XI веке немецкие мастера, а в XIII веке – итальянские освоили производство листового стекла. Они сперва выдували полый цилиндр, затем обрезали его дно, разрезали его и раскатывали в прямоугольный лист. Качество такого листа было невысоким, но практичес-ки полностью повторяло химический состав современных оконных стекол. Этими стеклами стеклили окна церквей и замков знатных вельмож. На этот же период приходится и расцвет изготовления витражных окон, в которых использовались кусочки цветного стекла.
В конце Средневековья центром европейского стекловарения становится Венеция. В тот исторический период венецианский торговый флот бороздил воды всего Средиземно-морья, что способствовало быстрому перенесению новейших технологий (особенно, с Востока) на благодатную венецианскую землю. Производство стеклянных изделий было важнейшим ремеслом в Венеции, о чем свидетельствует количество стеклодувов в этом городе - более 8000 человек. В 1271 году вышел специальный указ, которым узаконивались некоторые протекционистские меры по защите интересов стекловарения, запрещался импорт иностранного стекла, прием на работу иностранных мастеров и вывоз за границу сырья для изготовления стекла.
В конце XIII века в Венеции насчитывалось уже более тысячи стекловаренных печей. Однако, частые пожары, вызываемые их круглосуточной работой, вынудили городские власти перенести производство на расположенный поблизости остров Мурано.
Эта мера также давала некоторые гарантии в вопросе сохранения тайны производства венецианского стекла, так как мастера не имели права покидать территорию острова.Во второй половине XV века стекольные мастера острова Мурано разработали новую технологию получения особо прозрачного стекла, в которой использовались кварцевый песок и поташ, сделанный из морских водорослей. К концу 16-го столетия 3000 жителей из 7000-го населения острова были вовлечены в стекольное производство.
В XVII веке лидерство в развитии технологии производства стекла постепенно перешло к английским мастерам, в частности, благодаря изобретению Джорджем Равенкрофтом в 1674 г. нового способа производства хрусталя. Он сумел получить более качественный состав стекломассы, чем итальянские мастера. Равенкрофт заменил поташ оксидом свинца высокой концентрации и получил стекло с высокими светоотражающими свойствами, которое очень хорошо поддавалось глубокой резке и гравировке.
Франция тоже не стояла в стороне от процесса развития стекольного производства. В 1688 году в Париже наладили новый процесс производства зеркального стекла, оптические качества которого до того времени оставляли желать лучшего. Расплавленная стекломасса выливалась на специальный стол и раскатывалась до плоского состояния. Затем начинался многоступенчатый процесс полировки поверхности, сперва грубыми чугунными дисками, затем – абразивным песком разных фракций, а в конце – фетровыми дисками. В результате получалась зеркальная поверхность с невиданными оптическими свойствами. Из такого стекла, покрытого с обратной стороны слоем серебра, получали высококачественные зеркала. Французы переманивали к себе способных венецианских мастеров, обладающих хорошими профессиональными навыками и знающих секреты мастерства. Французские власти предлагали венецианским мастерам множество стимулов: например, французское гражданство после восьми лет работы и почти полное освобождение от налогов.
Но только в конце XIX века стеклоделие из ремесленного стало перерастать в массовое промышленное производство. Одним из «отцов» сов-ременного стекольного производства можно назвать немецкого ученого Отто Шотта (1851 – 1935 гг.), который активно использовал научные методы для изучения влияния различных химических элементов на оптические и термальные свойства стекла. В области изучения оптических свойств стекла Шотт объединился с Эрнстом Эбби (1840 – 1905 гг.), профессором из Йены и совладельцем фирмы Карла Цейса. Другой значительной фигурой, внесшей вклад в массовое производство стекла, был Фридрих Симменс. Он изобрел новую печь, которая позволяла непрерывно производить намного большее количество стекломассы, чем ранее.
В конце XIX века американский инженер Майкл Оуэнс (1859 –1923 гг.) изобрел автоматическую машину для производства бутылки. К 1920 году в Соединенных Штатах уже работало примерно 200 машин Оуэнса. Вскоре и в Европе подобные машины получили широкое распространение. В 1905 году бельгиец Фурко совершил еще один переворот в стекольной индустрии. Он изобрел метод вертикального вытягивания из печи стеклянного полотна постоянной ширины. В 1914 году его метод усовершенствовал другой бельгиец – Эмиль Бишеруа, который предложил вытягивать стеклянное полотно между двух роликов, что значительно упрощало процесс дальнейшей обработки стекла.
В Америке подобный процесс вытягивания стеклянного полотна был разработан несколько позже. Затем технология была усовершенствована при поддержке американской фирмы «Либбей-Оуэнс» и начала использоваться для коммерческого производства в 1917 году. Флоат-метод был разработан в 1959 году фирмой «Пилкингтон». При этом процессе стекло поступает из печи плавления в горизонтальной плоскости в виде плоской ленты через ванну с расплавленным оловом на дальнейшее охлаждение и отжиг.
Преимуществами этого метода по сравнению со всеми предыдущими являются стабильная толщина стекла, высокое качество поверхности стекла, не требующее дальнейшей полировки, отсутствие оптических дефектов в стекле, высокая производительность процесса. Наибольший размер получаемого стекла, как правило, составляет 6 на 3.21 м., а толщина листа может быть от 2 до 25 мм.
В настоящее время в мире производится около 16 500 миллионов тонн листового стекла в год. Как же выглядит процесс изготовления стекла сегодня? Прежде чем из набора химических элементов появится изящное зеркало, красивая ваза или легкая стеклянная мебель, эти вещества должны пройти ряд процедур. Создавая стекло или зеркало, первым делом в огромных ваннах, которые вмещают до тысячи тонн стекла, расплавляют вещества, имеющие низкую температуру плавления. Затем туда добавляют кварцевый песок, который успешно расплавляется при температуре 1000 градусов. Но на этом процесс нельзя считать законченным: необходимо произвести дегазацию полученной стекломассы. Для этого ее нагревают в специальных регенерационных печах до температуры 1400-1600 градусов. В процессе выхода на поверхность газы способствуют равномерному перемешиванию стекла.
Печь для производства стекла работает в непрерывном режиме. С одной стороны, туда подаются ингредиенты, в результате смешения которых будет создано стекло. Постепенно они превращаются в расплавленную стекломассу и впоследствии поступают на специальный конвейер, на котором стекло охлаждается и разрезается на листы нужного размера. Для того, чтобы создать не обычное стекло, а зеркало, мастера в процессе движения застывшего стекла по конвейеру покрывают его сначала тончайшим слоем серебра, затем - слоем меди и, наконец, лаком. За одну минуту такой обработки удается создать зеркало длиной 2,5 метра, а за месяц на такой печи производят зеркало площадью 40 000 кв. м.
Поделиться в соцсетях
websiteaboutbusiness.com
Первое древнее египетское стекло
Пожалуй, самый древнейший образец искусственно изготовленного стекла археологи обнаружили недалеко от древней столицы Египта Фив. И скорее всего именно Египет был родиной стеклоделия. Возраст находки ~ 5,5 тыс. лет.Существует на данный момент достаточно много разных предположений, как мог человек открыть способ изготовления стекла. Однако, большинство ученых полагает, что это открытие непосредственным образом было связано с гончарным производством, известным народам уже многие тысячелетия. Как нам всем известно, кувшины и горшки делают из глины, и потом, чтобы придать им твердость, их обжигают на огне. Однако хорошо отгладить стенки горшков и кувшинов у древних гончаров не получалось, и изделия всегда получались шершавыми и тусклыми; к тому же глиняная посуда, изготовленная таким способом, вследствие значительной пористости материала может «протекать». Но мастера-гончары, скорее всего, не раз замечали, что там, где к сосуду прилипали песок и сода, — вещества, с которыми мастера часто имели дело, — на поверхности сосуда появлялась блестящая прочная корка. И тогда гончары принялись за опыты. И, наконец, было установлено, что если сначала обработать гончарное изделие смесью из песка, соды и извести, то после обжига эта смесь превращалась в плотную блестящую корку — глазурь. Эту глазурь уже смело можно называть стеклом, поскольку по своему химическому составу она от настоящего стекла ничем не отличается.
А следующий шаг — попытка изготовить что-то из одной лишь глазури.
И здесь тоже, как это почти всегда бывает, случай сыграл не последнюю роль. Возможно, гончар не слишком ровно покрыл свой горшок смесью песка и соды, вместо тончайшей блестящей корочки в каком-то месте получился сгусток, комочек глазури.
Вот так и родилась новая область человеческого искусства — стеклоделие, потому что этот комочек глазури был самым первым изделием из стекла. Конечно, первым стеклянным изделиям было далеко до современных прозрачных. Ведь для того чтобы получилось прозрачное стекло, температура обжига должна быть около 1500°. Разумеется, этого египетские стеклоделы никак не могли добиться.
www.steklonom.ru
История изобретения стекла
Согласно древней легенде, первооткрывателями стекла были финикийские или греческие торговцы. Сделав во время одного из своих многочисленных плаваний остановку на острове, они развели костер на берегу. Песок от высокого жара расплавился и превратился в стекловидную массу.
Изобретение стекла относится к очень глубокой древности. Различные предания о том, какой народ, где и когда впервые изготовил стекло, малодостоверны, так что кто и когда изобрел стекло, неизвестно.
Появление стекла связывают с развитием гончарства. При обжиге на изделие из глины могла попасть смесь соды и песка, в результате чего на поверхности изделия образовалась стекловидная пленка – глазурь.
В Фивах (Египет) найдено изображение стеклодувов‑выдувальщиков, производство, напоминающее наше кустарное производство стекла. Надпись на этих изображениях ученые относят примерно к 1600 г. до н. э. Предметы, найденные при раскопках древних египетских городов, указывают, что в Египте находился центр стеклоделия, где изготовлялись урны, вазы, статуи, колонны и кувшины.
Стекло, которое получали в древности, существенно отличалось от современного. Оно представляло собой плохо сплавленную смесь песка, поваренной соли и окиси свинца – фритту. Ни материал, ни техника античности не позволяли изготавливать из стекла крупные предметы.
Стекольное производство в Египте давало декоративный и поделочный материал, поэтому изготовители стремились получать не прозрачное, а окрашенное стекло. В качестве исходных материалов использовали природную соду и местный песок, содержавший некоторое количество карбоната кальция. Низкое содержание кремнезема и кальция, а также высокое содержание натрия облегчало плавку стекла, поскольку снижало температуру плавления, но уменьшало прочность, увеличивало растворимость и снижало атмосферостойкость материала.
При производстве стекла различные компоненты смешивались в глиняных тиглях и сильно нагревались в специальной печи, сложенной из огнеупорного кирпича, до получения однородной светлой массы. Готовность стекла опытный мастер определял на глаз. По окончании плавки стекло разливали в формы или отливали небольшими порциями. Часто стеклянной массе давали остыть в тигле, который затем обламывали. Полученное таким образом стекло переплавляли и по мере надобности пускали в производство.
Первое стекло применялось для изготовления бисерных украшений. Бусы изготовлялись вручную, поштучно. Тонкую стеклянную нить обвивали вокруг медной проволоки, обламывая нить после каждой готовой бусины. Позднее для изготовления бисера вытягивали стеклянную трубку нужного диаметра и затем разрезали ее на бусины.
Вазы формовали на шишке из глины, обернутой тканью и насаженной на медный прут как рукоятку. Для более равномерного распределения стеклянной массы ее несколько раз быстро поворачивали. С этой же целью вазу прокатывали по каменной плите. После этого прут и шишку вытаскивали из изделия, давая ему остыть.
Окраска стекла зависела от введенных добавок. Аметистовый цвет стеклу придавала добавка соединений марганца. Черный цвет получали добавкой меди, марганца или большого количества соединений железа. Значительная часть синих стекол окрашена медью, хотя образец синего стекла из гробницы Тутанхамона содержал кобальт. Зеленое египетское стекло окрашено медью, желтое – свинцом и сурьмой. Образцы красного стекла обусловлены содержанием окиси меди. В гробнице Тутанхамона обнаружено молочное (глушенное) стекло, содержащее олово, и изделия из прозрачного стекла.
Из Египта и Финикии стеклоделие перешло в другие страны, где оно достигло такого развития, что хрустальная посуда стала даже вытеснять употреблявшуюся до того времени золотую.
Переворот в производстве стекла совершило изобретение процесса выдувания стекла. Позже, используя метод выдувания, научились делать из готового стекла длинные стеклянные цилиндры, которые «раскрывали» и выпрямляли, получая плоское стекло. Этот способ применяли для производства оконного стекла вплоть до 1900‑х годов, а для изготовления стекла, используемого для художественных работ, и позже.
Древние стеклянные изделия были обычно окрашены и являлись предметами роскоши, доступной далеко не всем, особенно дорого ценились изделия из бесцветного стекла.
В античности стекло не нашло существенного применения, даже зеркала тогда изготавливались преимущественно из металла. Но в последующие эпохи оно применялось все чаще и чаще. В Средние века получило широкое распространение использование цветной стеклянной мозаики для украшения окон в храмах.
Позднее Средневековье и начало Нового времени ознаменовались широким распространением стеклодувного производства. Большое развитие стеклоделие имело в Венеции. Будучи сильнейшей морской державой Средиземного моря, Венеция вела обширную торговлю со странами Востока и Запада. Видную статью этой торговли составляло стекло, отличавшееся необыкновенным разнообразием и большой художественной ценностью. Венецианцы изобрели мозаичное стекло, зеркала. Получая большие выгоды от торговли, Венеция всемерно заботилась о развитии у себя стекольной промышленности. Запрещался вывоз стекловаренного сырья, заключались договоры с другими странами на покупку у них битого стекла.
Стеклоделам предоставлялись многочисленные льготы. Одновременно с этим венецианцы ревниво охраняли секреты производства стекла, разглашение профессиональной тайны каралось смертью.
Остановимся на основных видах стекла, выпускавшихся венецианскими стеклодувами, организовавшими производство на острове Мурано близ Венеции.
Цветное стекло. Для его изготовления использовались окиси цветных металлов. Окись железа окрашивает стеклянную массу в зеленый цвет, окись меди дает зеленый или красный тон, при помощи кобальта получается синее стекло, примесь золота дает рубиновое стекло и т. д. Первые сосуды из цветного стекла появились во второй половине XV в. И почти все они были расписаны эмалевыми красками. Любимым цветом в XVI в. был синий – azurro. Фиолетовое стекло – pavonazzo – также пользовалось большим успехом.
Эмалированное и позолоченное стекло из Мурано представляет самый большой интерес. Начало росписи стекла эмалью связывается с именем знаменитого мастера и выдающегося химика Анджело Беровьеро. Изначально эмалью расписывались сосуды из цветного прозрачного стекла, позже росписью стали покрывать и стекло молочного цвета. Венецианские сосуды раннего периода отличаются необыкновенно богатой росписью: изображались триумфальные шествия, свадебные процессии, сцены мифологического содержания, эротические сюжеты. Часто стекло украшали золотыми чешуевидными узорами и рельефными точками, исполненными разноцветной эмалью.
Прозрачное бесцветное стекло было изобретено во второй половине XV в. Это знаменитое венецианское cristallo. В названии подчеркнута бесцветность и прозрачность стекла по сравнению с ранее изготовлявшимся стеклом зеленоватого оттенка или цветным стеклом.
Филигранное стекло. Это бесцветное прозрачное стекло, украшенное стеклянными нитями, введенными в массу. Эти нити, обычно спирально скрученные, представляют бесконечно разнообразные сплетения. Чаще всего нити бывают белого (молочного) цвета. Судя по сохранившимся образцам, время изобретения филигранного стекла совпадает с утверждением ренессансных форм в венецианском стеклоделии.
Своеобразная разновидность филигранной техники – сетчатое стекло. Его получают из двух слоев прозрачного стекла с филигранным рисунком, наложенных друг на друга в обратном направлении. Образуется рисунок в виде сетки, причем в каждую клеточку помещается, как правило, воздушная капля.
Молочное стекло – непрозрачное белое стекло молочного оттенка (latticinio или lattimo ). Его получают путем добавления в стеклянную массу окиси олова. Сосуды XVI в., выполненные из окрашенного молочного стекла и расписанные эмалевыми красками и золотом, были, по‑видимому, первыми в Европе попытками подражать фарфору. Сегодня этот поддельный фарфор представляет собой величайшую редкость и ценится чрезвычайно дорого.
Агатовым стеклом принято называть стекло, состоящее из различно расположенных и различно окрашенных слоев, составляющих узоры, подобные агату. Агатовое стекло представляет большое разнообразие окраски и узора. Как известно, в минералогии агат составляет одну группу с халцедоном и яшмой. Поэтому в старых итальянских трактатах можно встретить также наименования яшмового и халцедонового стекла.
Авантуриновое стекло – особый род стекла, изобретенный муранскими мастерами в начале XVII в. На отшлифованной поверхности – бесчисленное множество блестящих точек, производящих особенный световой эффект. Эти мерцающие точки на желтовато‑коричневом стекле получаются путем прибавления к стеклянной массе меди, которая при остывании стекла кристаллизуется. Изобретение авантуринового стекла приписывается династии Миотти, долгие годы хранившей тайну его изготовления.
Мозаичное стекло. Способ изготовления этого стекла замечателен. Берутся разноцветные стеклянные нити и спаиваются в узкий цилиндрический прут, поперечный разрез которого имеет вид звездочки, розетки или какой‑либо симметричной фигуры. Затем этот стеклянный прут разрезается на множество дисков, которые вводятся в стеклянную массу. Изделия, выделанные из мозаичного стекла, представляют собой пестрое поле, сотканное из звездочек, розеток и т. п.
Некоторые муранские изделия украшены узором, называемым кракелаж. Узор получался так: выдуваемый предмет, внутри которого поддерживалась высокая температура, опускался в холодную воду. Вследствие этого внешний слой стекла покрывается бесчисленными трещинами, которые, однако, не проникают в толщу стекла. Трещины остаются на поверхности стекла, украшая его своеобразным узором.
Процесс изготовления ваз в технике «пулегозо» основана на эффекте образования пузырьков воздуха внутри стекла, которые образуются при погружении раскаленного стекла в воду и немедленного возвращения его в печь для придания плотности веществу. Вазы выдуваются и обрабатываются вручную.
Гравированное стекло было известно уже в начале XVI в. Сначала венецианцы гравировали стекло алмазом механическим способом. Позднее был изобретен химический способ гравирования.
Бусы. Производство бус было известной и едва ли не самой доходной отраслью венецианской стеклянной промышленности. Бусы были известны под названием conterie. В широком смысле под термином conterie подразумевают не только бусы, но и бисер, стеклянные пуговицы, искусственный жемчуг, поддельные стразы и прочие мелкие предметы из стекла. Само название объясняется тем, что этот штучный товар очень легко и удобно считать (contare – по‑итальянски – считать).
Первым научным трудом по стеклоделию считается вышедшая в 1612 г. во Флоренции книга монаха Антонио Нери, в которой были даны указания об использовании окислов свинца, бора и мышьяка для осветления стекла, приведены составы цветных стекол. Во второй половине XVII в. немецкий алхимик Кункель опубликовал сочинение «Экспериментальное искусство стеклоделия». Он же нашел способ получения золотого рубина.
В 1615 г. в Англии для нагрева стеклоплавильных печей начали применять уголь. Таким образом повысилась температура в печи.
В начале XVII в. во Франции был предложен способ отливки зеркальных стекол на медных плитах с последующей прокаткой. Примерно в то же время был открыт метод травления стекла смесью плавикового шпата и серной кислоты, освоено производство оконного и оптического стекла.
На Руси стекло встречалось в виде бус еще в XIII в., но своих заводов тогда не было. Первый русский завод был выстроен лишь в 1634 г. шведом Елисеем Коетой. Завод выделывал столовую и аптекарскую посуду, первыми мастерами там были немцы, оказавшие большое влияние на развитие русской стекольной промышленности.
В 1668 году была начата постройка казенного завода в селе Измайлово под Москвой, который частично работал уже и на экспорт. Так, в Персию вывозили посуду «измайловского дела» – до 2000 кувшинов, графинов и мухоловок ежегодно.
Значительно быстрее шло строительство стекольных заводов в XVIII в. Особенно много в этом отношении сделал Петр I, который покровительствовал развитию стеклоделия, уничтожил пошлины на стеклянные изделия, выписывал немецких мастеров, посылал русских учиться за границу. По возвращении из заграничной поездки он построил казенный завод близ Москвы, на Воробьевых горах, который предполагали сделать образцовым стекольным заводом и одновременно школой для подготовки стекольных мастеров.
В 1720 г. был издан Указ «Об учреждении зеркальных заводов в Киеве». В царствование Елизаветы Петровны (1741–1761 гг.) около Москвы существовало уже шесть стекольных заводов.
В 1752 году было дано «позволение профессору М. В. Ломоносову завести фабрику для отделывания разноцветных стекол, бисера, стекляруса и других галантерейных вещей с привилегией на 30 лет». Среди вырабатывавшейся на заводе продукции было стекло для мозаичных работ («мусия»), из которого М. В. Ломоносов создал ряд картин, в том числе знаменитую «Полтавскую битву». После смерти Ломоносова завод перешел к его вдове и в 1798 г. закрылся.
В 1760 г. московский купец Мальцов получил дозволение устроить стеклянный завод для выработки хрустальной и стеклянной посуды, также зеркального, каретного и оконного стекла. Этот завод стал родоначальником известных впоследствии Мальцовских заводов.
Вплоть до середины XIX в. стекло варили в тиглях. В 30‑х годах XIX в. в России появились первые ванные печи для промышленного производства стекла.
В 1856 г. Фридрих Сименс изобрел регенеративную стекловаренную печь. В ней отработанные газы подогревают камеры предварительного нагрева, облицованные огнеупорными материалами. Как только эти камеры достаточно раскалятся, в них подают горючие газы и необходимый для их сгорания воздух. Возникающие при горении газы равномерно перемешивают расплавленное стекло, иначе перемешать тысячу тонн вязкого расплава было бы далеко не просто. Температура в регенеративной печи достигает 1600 °C. Позже такой же принцип был применен для плавки стали.
Современная стекловаренная печь – это печь непрерывного действия. С одной стороны в нее подаются исходные вещества, которые благодаря легкому наклону пода движутся, постепенно превращаясь в расплавленное стекло, к противоположной стороне (расстояние между стенками печи около 50 м). Там точно отмеренная порция готового стекла поступает на охлаждаемые валки. На всю длину стометрового участка охлаждения тянется стеклянная лента шириной в несколько метров. В конце этого участка машины режут ее на листы нужного формата и размера для зеркал или оконного стекла.
Следующим значительным этапом в развитии производства листового стекла был метод машинной вытяжки стекла, который разработал Эмиль Фурко в 1902 году. При этом способе стекло вытягивается из стекловаренной печи наружу через прокатные вальцы в виде непрерывной ленты и поступает в шахту охлаждения, в верхней части которой режется на отдельные листы. Машинный способ производства стекла был усовершенствован в дальнейшем в первой половине XX в. Из самых современных способов следует выделить так называемый метод Либбея‑Оуэнса и Питтсбургский метод.
Самым последним этапом в производстве стекла был запатентованный в 1959 году разработанный английским изобретателем Пилкингтоном флоат‑метод. При этом процессе, который можно приравнять к открытиям, стекло поступает из печи плавления в горизонтальной плоскости в виде плоской ленты через ванну с расплавленным оловом на дальнейшее охлаждение и отжиг. Огромным преимуществом флоат‑метода, по сравнению со всеми предыдущими методами, является, кроме всего прочего, более высокая производительность, стабильная толщина и бездефектность стекла, а также качество поверхности.
Среди твердых веществ неорганического происхождения (камень, металл) стекло занимает особое место. Отдельные свойства стекла сближают его с жидкостью. В нем не найти кристаллов. Не существует в нем и резкого перехода при какой‑то определенной температуре от жидкого состояния к твердому (или обратно). Расплавленное стекло (стекломасса) в большом интервале температур остается твердым. Если принять вязкость воды за 1, то вязкость расплавленного стекла при 1400 °C составляет 13 500. Если охладить стекло до 1000 °C, оно станет тягучим и в 2 млн раз более вязким, чем вода. (Например, нагруженная стеклянная трубка или лист со временем прогибаются.) При еще более низкой температуре стекло превращается в жидкость с бесконечно высокой вязкостью.
Главная составляющая стекол – диоксид кремния SiO2, или кремнезем. В наиболее чистом виде он представлен в природе белым кварцевым песком. Диоксид кремния кристаллизуется при переходе от расплава к твердому состоянию сравнительно постепенно. Кварцевый расплав можно охладить ниже его температуры затвердения, и он при этом не станет твердым. Существуют другие жидкости и растворы, которые также можно переохладить. Но только кварц поддается переохлаждению настолько, что теряет способность к образованию кристаллов. Диоксид кремния остается тогда «свободным от кристаллов», то есть «жидкообразным».
Перерабатывать чистый кварц было бы слишком дорого, прежде всего из‑за его сравнительно высокой температуры плавления. Поэтому технические стекла содержат лишь от 50 до 80 % диоксида кремния. Для понижения точки плавления в состав таких стекол вводятся добавки оксида натрия, глинозема и извести. Получения определенных свойств достигают добавками еще некоторых химических веществ.
Знаменитое свинцовое стекло, которое тщательно шлифуется при изготовлении чаш или ваз, обязано своим блеском присутствию в нем около 18 % свинца.
Стекло для зеркал содержит преимущественно дешевые компоненты, снижающие температуру плавления. В больших ваннах (как их называют стекловары), вмещающих более 1000 т стекла, сначала расплавляют легкоплавкие вещества. Расплавленная сода и другие химические вещества растворяют кварц (как вода поваренную соль). Таким простым средством удается перевести диоксид кремния в жидкое состояние уже при температуре около 1000 °C (хотя в чистом виде он начинает плавиться при гораздо более высоких температурах). К большой досаде стекловаров, из стекломассы выделяются газы. При 1000 °C расплав еще слишком вязок для свободного выхода газовых пузырьков. Для дегазации его следует довести до температуры 1400–1600 °C.
Открытие особой природы стекла пришло лишь в XX в., когда ученые во всем мире стали проводить крупномасштабные исследования атомарной и молекулярной структуры разных веществ посредством рентгеновских лучей.
Сейчас выпускают большое количество видов стекла. По назначению различают: строительное стекло (оконное, узорчатое, стеклянные блоки), тарное стекло, техническое стекло (кварцевое, светотехническое, стекловолокно), сортовое стекло и др.
Изделия из стекла могут люминесцировать под воздействием различных видов излучения, пропускать или поглощать ультрафиолетовое излучение.
По этой версии, стекло является случайно открытым материалом, ставшим побочным продуктом одного самых древних ремесел — изготовления глиняной посуды. Известно, что много веков назад обжиг глины для придания ей прочности выполнялся в песочных ямах. Для разведения огня в те времена обычно использовали тростник или сухую солому. Из-за влияния высоких температур песок вступал во взаимодействие с основными продуктами горения, результатом чего становилось формирование прозрачной, быстро застывающей массы. Еще одной распространенной версией возникновения стекла считается образование побочного продукта при выплавке меди.
Стекло имеет очень древнюю историю. Большинство ученых пришли к выводу, что этот материал удалось случайно создать еще шесть тысяч лет назад. Однако мнения специалистов относительно места его возникновения несколько отличаются. По разным данным, стекло возникло в Восточном Средиземноморье, Месопотамии или Финикии.
Древние печи, в которых изготавливали стекло, были построены из глинозема и камней. Единственным их недостатком был большой расход дров. Это и неудивительно, ведь внутри печи нужно было поддерживать стабильно высокую рабочую температуру — до 1200 градусов, а для проплавления и вовсе нужно было растопить печь до 1450 градусов.
Длительное время методы изготовления стеклянных изделий оставались прежними, совершенствовалась лишь техника. Первые изменения в методике создания стекла появились в конце первого тысячелетия. После проведения ряда экспериментов удалось частично сменить сырье, но сохранить высокое качество изделий из стекла. Европейские мастера заменили соду поташем, который добывался путем выщелачивания золы хвойных и буковых пород деревьев. После замены сырья у средиземноморских и европейских изделий появилось еще больше отличий.
Тысяча девятьсот лет назад жил в Риме знаменитый ученый Плиний Старший. Этот ученый славился своим трудолюбием. Даже в дороге, покачиваясь на носилках, он умудрялся писать острой палочкой на покрытых воском дощечках. А в бане, когда раб массировал его или вытирал полотенцем, он читал книгу. В отличие от современных ученых, Плиний не был специалистом: он занимался всеми науками, какие были в то время. Он был необычайно любознательным человеком и интересовался всем на свете. Погиб Плиний во время извержения Везувия. Наблюдая за тем, что происходит на берегу, он подплыл на корабле слишком близко к вулкану. Клубы тяжелого, ядовитого дыма задушили ученого. Главный труд Плиния - «Естественная история». Он писал ее много лет. Это настоящая энциклопедия всех знаний древнего мира. Она рассказывает о движении небесных светил, о странах и народах, о животных и растениях, о камнях и металлах, о приготовлении лекарств, о красках для живописи, о художниках и их картинах, о ремеслах и т. д. Говорится в ней, между прочим, и о том, как было открыто стекло. Однажды, - рассказывает Плиний, - финикийский торговый корабль, застигнутый сильной бурей, вынужден был бросить якорь в небольшой бухте. Усталые и озябшие моряки вышли на берег. Они стали искать, где бы развести костер, чтобы сварить себе похлебку и согреться. Берег был песчаный, и нигде не видно было камней, на которые можно было бы поставить котел. Тогда одному из моряков пришло в голову : нельзя ли вытащить из трюма корабля глыбы соды, которую везли на продажу, и на эти глыбы поставить котел?
Распространив к началу нашей эры свою власть на почти весь тогда известный мир, Римская империя стала сосредоточием всего самого ценного, прекрасного и дорогого, что только было на ее бескрайних владениях, протянувшихся от Гибралтара до современного Ирака до горизонтали и от Южной Шотландии до границ пустыни Сахара по вертикали. Среди чудес света отнюдь не последнее место занимало стекло, точнее – стеклянные изделия, украшавшие дома римского нобилитета и местной знати. 
Фаянсовая глазурованная плиточка из погребального сооружения фараона Джосера
Вот так эти плиточки выглядят "в сборе" 
Стеклянная бутылочка из Ура, сделанная в 1525 - 1500 году до н.э. Хранится в Британском Музее
Сегодня основным сырьем для изготовления стекла является диоксид кальция - SiO2, представляющий собой белый кварцевый песок. Его главное преимущество, по сравнению с другими веществами, заключается в том, что диоксид кальция может переходить из расплавленного состояния в твердое, минуя процесс кристаллообразования. Это дает возможность его использования для создания различных видов стекол. Кварц имеет чрезмерно высокую температуру плавления, поэтому каждая стекольная мастерская изготавливает стекло, содержащее 50-80% SiO2. Для понижения температуры плавления в стекломассу добавляют различные вспомогательные вещества: известь, оксид натрия, глинозем.
В XI веке немецкие мастера, а в XIII веке – итальянские освоили производство листового стекла. Они сперва выдували полый цилиндр, затем обрезали его дно, разрезали его и раскатывали в прямоугольный лист. Качество такого листа было невысоким, но практичес-ки полностью повторяло химический состав современных оконных стекол. Этими стеклами стеклили окна церквей и замков знатных вельмож. На этот же период приходится и расцвет изготовления витражных окон, в которых использовались кусочки цветного стекла.
