Когда изобрели стекло для окон

Как делают стекло?

Когда изобрели стекло для окон
Как делают стекло

Человек ежедневно сталкивается со стеклянными изделиями. Стекло почти волшебный предмет – с одной стороны прозрачное, с другой материальный объект. Вещество будет прозрачным, когда  фотоны (кванты света) проходят сквозь него, не поглощаясь. Но почему-то далеко не каждому приходит в голову мысль – как и из чего делают стекло? Как происходит процесс?

Интересные факты:

  • Чтобы стекло разложилось, понадобится миллион лет.
  • Стекло перерабатывается без потери качества.
  • Самое толстое стекло в мире – это 26 см экран сиднейского аквариума.

Кварцевый песок

Из чего делают стекло?

Для изготовления стекла мастера берут: кварцевый песок (основная составляющая); известь; сода;

Вначале кварцевый песок, соду и известь нагревают в специальной печи до температуры 1700 градусов выше нуля. Песчинки соединяются между собой, после гомогенизируются (превращается в однородную субстанцию), газ удаляется.

Масса «окунается» в расплавленное олово с температурой выше 1000 градусов, которая плавает на поверхности из-за более низкой плотности. Чем тоньше масса, попадающая в ванну с оловом, тем тоньше будет стекло на выходе.

Изготовление стекла

Завершающим штрихом является постепенное охлаждение. Субстанцию помещают в специальный конвейер, где охлаждают до температуры 250 градусов выше нуля. Почему стекло прозрачное можно прочитать тут.

Интересные факты:

  • Самое дорогим в мире считается Муранское стекло. Изделия из него стоят миллионы долларов. Венеция с древних времен славилась изготовлением качественного стекла. Достоверно известно, что в XIII веке правительство государства перенесло производство на крупный остров Мурано, и мастерам было категорически запрещено покидать его. Наказание – смертельный приговор. Кроме того, для туристов или других жителей Венеции также вход на остров был закрыт. Такие жесткие меры позволили сохранить тайну производства.
  • Одним из самых интересных психических заболеваний Средневековья является «стеклянная болезнь». Человек при таком расстройстве думал, что сделан из стекла, и боялся разбиться. Таким недугом страдал французский король Шарль VI. Монарх носил всегда несколько слоев одежды и запрещал к себе прикасаться.

Какие функции выполняют сода и известь в процессе производства?

Известь

Сода помогает уменьшить температуру плавления в 2 раза. Если ее не добавить, песок будет очень сложно расплавить, и соответственно – соединить отдельные песчинки между собой. Известь нужна, что масса стойко переносила воду. Если бы ее не было в составе, окно, например, растворилось бы сразу после первого дождя, а стакан лопнул после соприкосновения с водой.

Как делают елочные игрушки?

Интересные факты:

  1. Китай не производил стекло более 500 лет – с XIV по XIX века. Сейчас государство – один из лидеров производства, и контролирует треть мирового стеклянного рынка.
  2. 1994 год стал крайне активным в плане переработки стекла в США. Если выложить в одну линию все переработанные за тот год стеклянные изделия, получится своеобразная «дорога» на Луну.

Как получается цветное стекло?

Стекло производят не только бесцветное. Чтобы получить цветное изделие, в печь для плавления, помимо основных компонентов, добавляют химические соединения:

  1. Оксиды железа дают стеклу насыщенный красный оттенок.
  2. Оксиды никеля – коричневый, фиолетовый (в зависимости от количества).
  3. Чтобы получить ярко-желтый оттенок, добавьте к песку, соде и извести оксиды урана.
  4. Хром делает стекло зеленым.

Какими характеристиками и свойствами обладает стекло?

Пропорции компонентов для изготовления стеклянных товаров подбирают в зависимости от их назначения. Выделяют: бытовое стекло – то, из чего после делают посуду, очки, украшения; строительное – витрины, окна, витражи;

Техническое стекло – наиболее плотное. Используется в тяжелой промышленности. Основное свойство стекла – «умение» пропускать через себя солнечный свет. Но не полностью.

Так, стандартное оконное стекло пропускает лишь 85 % солнечного света. Стекло имеет малую теплопроводность, проще говоря – оно не слишком нагревается от других продуктов.

Это свойство широко используется для использования стекла в каминах (бытовой техники – плитах и духовках).

Интересный факт: Все слышали о бронированном (пуленепробиваемом) стекле. Процесс его производства выглядит так: несколько стеклянных пластов соединяют между собой, фиксируют полимерными пленками и отправляют в печь. Первое пуленепробиваемое стекло установили на окна Белого дома в 1941 году.

Читайте также  Как замерить окно ПВХ

Стекло – удивительный материал. Процесс его создания сложный и травмоопасный, но интересный и очень нужный.

Источник: https://www.voprosy-kak-i-pochemu.ru/kak-delayut-steklo/

История возникновения стекла и зеркала — Мир витража

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.

Читайте также  Утепление окон в деревянном доме своими руками

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:

Источник: http://www.mir-vitraga.ru/2017/12/10/istoriya-vozniknoveniya-stekla-i-zerkala/

История стекла в истории человечества. Изобретение и изготовление стекла

Как известно, стекло, используемое нами в повседневной жизни, – материал искусственный. Но у него есть природный аналог – обсидиан. Он представляет собой застывшую вулканическую лаву или оплавленную скальную породу. Именно обсидиан использовался первобытными людьми для изготовления различных режущих инструментов, а также украшений.

Рукотворное стекло, история происхождения которого будет рассмотрена ниже, поначалу мало отличалось от природного. Оно не могло похвастаться ни красотой, ни прозрачностью.

История изобретения стекла: легенды и домыслы

Античный исследователь Плиний Старший приводит в своих трудах сведения о том, что искусственное стекло появилось благодаря путешественникам, которые готовили пищу на песчаном берегу и в качестве подставки под котёл использовали кусок натуральной соды. На следующий день на внешних стенках котла была обнаружена стеклянная корка. Гипотеза Плиния была опровергнута только в 20 веке.

Ученые доказали, что выплавить стекло на открытом огне невозможно. Впрочем, уже несколько тысячелетий назад жители Древнего Египта и Двуречья научились плавить стекло в ямах. Температура в этих примитивных печах была достаточно высокой, чтобы из песка, щёлочи и извести образовался новый материал.

Читайте также  Террасные окна для дачи деревянные эконом класса

Однако первое рукотворное стекло, скорее всего, действительно было создано случайно в процессе производства глиняной посуды.

История стекла в истории человечества насчитывает более 4 тысяч лет. Изображения и артефакты, найденные в гробницах фараонов, дают представление о древнейших способах производства и вкусовых предпочтениях египтян. Так, стекло изначально использовали в качестве глазури для глиняной посуды. Также из него делали бусины, флакончики и подвески.

Египтяне, в отличие от жителей Двуречья, предпочитали непрозрачное стекло. Его окрашивали окислами металлов в синий, фиолетовый, желтый и другие цвета. Только чиновники и особы царской крови могли позволить себе стеклянные изделия.

Мелкие предметы изготавливались следующим методом: на металлический прут помещался глиняный сердечник, на который наматывали горячее стекло.

Крупные делались так: форму помещали в стеклянную массу и поворачивали. Стекло тонким слоем оседало на стенках и затвердевало, а форма впоследствии извлекалась.

Эволюция производства. Античность

История возникновения стекла (рукотворного, разумеется) отражена во многих музейных собраниях. Рассматривая коллекции египетских древностей, можно сделать вывод, что старейшие изделия не отличались сложностью. Детали выплавлялись отдельно и прилеплялись к основному объему.

Египтяне также практиковали изготовление мозаичного (наборного) стекла, которое использовалось для украшения мебели. Эту технику спустя несколько веков переняли и отточили римляне. Кроме того, незадолго до начала нашей эры ремесленники из Александрии изобрели стеклодувную трубку.

С её помощью из раскалённой массы выдували пузырь и постепенно придавали ему форму различными специальными инструментами. Кроме свободного выдувания, в античности получило распространение выдувание в матрице. Иногда мастера использовали целый комплекс форм, из которых потом собирали готовое изделие. Метод позволял изготавливать сложные стеклянные конструкции.

Более того, римляне научились застеклять окна. Античное оконное стекло было довольно мутным и очень тонким и отливалось (предположительно) в плоских формах.

Средние века и Возрождение. Достижения венецианцев

Римляне способствовали распространению стеклоделия в Европе. Правда, местные (в частности, Кёльнские) изделия уступали по качеству восточным, но зато немецкие мастера изобрели листовое стекло. По составу оно мало чем отличалось от современного. Мастера из Венеции пошли еще дальше.

История стекла в истории человечества немыслима без вклада венецианцев. Они целенаправленно работали над улучшением свойств материала и добились его исключительной прозрачности. Политика протекционизма в отношении местного производства принесла плоды: здешний хрусталь высоко ценился в Европе.

Кроме посуды и листового стекла, венецианские умельцы изготавливали линзы для очков и зеркала. Почти половина населения города была занята в стекловарении.

Цеха даже были перенесены на остров Мурано во избежание городских пожаров и утечки информации. Конечно, у венецианцев были и конкуренты, в первую очередь, генуэзские ремесленники.

Но аналог муранского стекла был получен англичанином Джоном Равенкрофтом только в 17 веке.

История появления стекла на Руси. Развитие ремесла

На Русь этот дорогой материал попал из Византии. В Киево-Печерской лавре археологи раскопали мастерские стеклоделов, относящиеся к 11 веку. Но изделий сохранилось мало, секреты мастерства были утрачены. Поэтому сложно предположить, была ли русская история стекла.

В истории человечества нередко случалось так, что многие вещи приходилось изобретать заново. Возрождение ремесла случилось только в 17 веке (в 1639 году), когда швед Ю. Койет выстроил неподалеку от столицы завод по производству оконных стёкол и аптекарской посуды. Тридцатью годами позже был создан Измайловский завод.

Здесь изготавливались предметы роскоши, главным образом изысканные «потешные» кубки по образцу венецианских.

В 18 веке несколько стекольных заводов заработало в окрестностях Петербурга. Было заново изобретено цветное стекло. Изделия расписывались золотом и серебром, украшались прозрачными и непрозрачными эмалями.

Современное стеклоделие

В 18-19 веках история стекла в истории человечества обуславливалась промышленной революцией. По всей Европе происходило совершенствование производственного процесса. Появлялись новые печи, изменялись технологии вытягивания и обработки массы.

Строились заводы, продукция которых была ориентирована на обывателя, а не на царствующих особ. Иными словами, стекло стало доступным. К началу 20 века в средней полосе России работало множество небольших предприятий, выпускавших посуду и листовое стекло.

Правда, они не могли удовлетворить растущих потребностей: объем импорта оставался высок.

В 1959 году английские технологи изобрели новый способ растяжки и выравнивания стекла в ванне с расплавленным оловом. Он получил название «флоат-метод». Эта технология, несколько модернизированная, используется и в современном производстве.

Источник: http://fb.ru/article/162454/istoriya-stekla-v-istorii-chelovechestva-izobretenie-i-izgotovlenie-stekla

Понравилась статья? Поделить с друзьями: