Реферат: Стекло

                       Этапы развития стеклоделия.                       
Естественное стекло известно человеку с древнейших вре
мён. Наконечники стрел, ножи и т. п
., изготовленные первобытным человеком из природн
ого вулканического стекло (обсидиана), были найдены
в самых различных местах земного шара.
Возникновение стеклоделия связано, по-видимому, с
развитием гончарного производства. Получение стекла сперва было, вероятно,
случайным. Примером такой возможности является образование стекла в результате 
расплавления золы при пожаре зернохранилищ. Производство стекла в Древнем
Египте началось около 3000 лет до н. 
э. Из стекла делались различные украшения,
амулеты. Цилиндр из светло-голубого стекла прекрас
ного качества, найденный в 
Тель-Асмаре, близ  Багдада (современный Ирак), сделан в середине 3-го
тысячелетия до н. э.; плотность этого стекла 2,463,
показатель преломления 1,515, в нём нет 
неоднородностей и посторонних включений. Найденная при раскопках знаме
нитая ваза с начертанным на ней именем ассирийского царя 
Саргопа II (722Ч 705 до н. э.), находящаяся в
Британском музее (Лондон), сделана из
полупрозрачного зеленоватого С.
Во времена Птолемеев 
(4Ч1 вв. до II. э.) в Египте существовало относите
льно развитое стекольное производство. Египет оставался центром стеклоделия
вплоть до нашей эры; его стеклянные изделия вывозились во многие другие страны.
Стеклоделие было развито также в странах Ближнего Востока, в частности в Сирии
и Финикии, а также в Причерноморье. Кром
е рядовой продукции, здесь изготовлялись богатые 
уникальные изделия,
украшенные эмалью и золотом. С древних времё
н стекло было известно в Китае, где в 5Ч3 вв. до
н. э. стеклянные изделия появляются уже в довольно
большом количестве [в т. ч. бусы с лглазовидным 
узором и специфическим 
химическим составом С. (примесь бария
)]. Первые письменные свид
етельства об изготовле
нии стекла в Китае относятся к концу 3 в. В
источниках 5 в. говорится об умении китайцев изготовлять С. пяти цветов.
Примерно за 1200 лет до и. э. уже была известна техника прессования стекла в
открытых формах. Этим способом изготовлялись вазы, чаши, блюда, кубки, цветны
е мозаичные украшения. Особен
но распространённым было голубое и бирюзовое стекло, 
окрашенное медью. 
Зелёное стекло получали окрашиванием м
едью и железом. Синее стекло, окрашен
ное кобальтом, появилось в Египте в начале нашей
эры.
При некоторых достижен
иях древнего стеклоделия техника его была примитивна
и везде, в том числе в Древнем Еги
пте, на протяжении многих столетий переживала 
период застоя. Высоких температур получать не умели,
плавку стекла вели в небольших глиняных тигельках, стекло получалось 
не проваренным, часто непрозрачным и в очень малых количествах. Чтобы
прикрыть обычно неприглядный вид изделий,
изготовленных из такого несов
ершенного материала,
прибегали к красителям и шли по пути подражания природн
ым полудрагоценным камням. Формовка изделий из
густой, вязкой раскалённой стекломассы была
нелёгкой задачей; она выполнялась простейшими приёмами ручной лепки, для 
которой использовались плоские камни и
примитивные глиняные формы, а при изготовлении
изделий в виде небольших сосудов Ч деревянные палочки, обмазанные смесью песка
и глины, обволакивавшиеся стекломассой. Ассортимент
изделий ограничивался мелкими туалетными украшениями: бусами, серьгами,
браслетами, застёжками, амулетами, флакончиками для 
ароматических. веществ и т.п.
Переворот в технологии стеклоделия был вызван на рубеже нашей эры изобрете
нием метода выдувания полых стеклянных изделий.
Возможность широкого применения нового метода была обеспечена крупными успехами
в технике
стекловарения. Тогда стали уверенно получать
прозрачное стекло, выплавлять его сразу в
значительных количествах, 
научились изготовлять выдуванием красивые сосуды относительно большого
размера и самой разнообразной формы. Выдувательная 
трубка, это простейшее приспособление, оказалась инструментом, при помощи 
которого человек с художественным чутьём и даром
точной координации движений в результате длительных упражн
ений достигал высокого совершенства в работе.
Открытие способа выдувания стекла положило начало
второму большому периоду развития стеклоделия, продолжавшемуся до конца
19Чначала 20 вв. и характеризующемуся на всём своём протяжении единством 
технологических приёмов, не претерпевших за это вре
мя принципиальных изменен
ий. В соответствии с технологией и характер продукции оставался в этот период
более или менее постоянным, охватывая вс
евозможные разновидности полых изделий, главным 
образом всевозможные 
сосуды лнастольного масштаба, а также отдельные
декоративные изделия Ч 
кубки, вазы, бокалы, блюда, туалетные флаконы, осветительные приборы и т. п. 
Само собой разумеется, что эта однообразная по
типам и назначению продукция с точки зрения стиля, композиции и исполнения отра
жала характерные особенности развития искусства
и народного творчества в отдельных странах в различн
ые эпохи.
Первыми овладели методом выдувания стеклянных изделий мастера Древнего Рима, где
на протяжении нескольких веков искусство
стеклоделия находилось на большой высоте и где были созда
ны стеклянные изделия, относящиеся к выдающимся образцам мирового искусства
(например, находящаяся в Британском музее Портландская 
ваза). В римское время стекло было впервые использовано в качестве окон
ного материала. После падения Западной Римской империи (конец 5 в.) центр
стеклоделия перемещается в Византию, где, в
частности, быстро развивается особый вид художественного производства Ч
выплавка цветного непрозрачного стекла (смальты
) для смальтовой мозаики, сменившей в раннем средневековье античную каменную
мозаику.
На Руси стеклоделие было значительно разви
то в домонгольский период. В Киеве, в слоях
11Ч13 вв., раскопками вскрыты большие стекольные
мастерские, в частности
мастерские стеклянных браслетов, бывших тогда модным женским украше
нием во всех русских городах. Такая мастерская
была обнаружена и при раскопках в Костроме. С 11 в,
на Руси развилось производство смальты для монументальных мозаик, 
Монголо-татарское нашествие пр
ервало стекольное производство на Руси, которое 
возобновилось только в 17 в. В средние века 
мозаика из смальты создавалась в ряде це
нтров Грузии (например, знаменитая мозаика 12 в.
в Гелати). Высокого уровня развития достигло
стеклоделие в средние века в Египте, где его традиции не прерывались с древних
времён. Стекло изготовлялось и в других странах
Востока, например, в 12Ч14 вв. производством стеклянных изделий с росписью
эмалями славилась Сирия. В странах Западной Европы
в средние века 
развивает-1скусс
тво витража  Ч картин или орна
ментальных композиций из цветного стекла.
Фигурно вырезанные стекла скреплялись свинцовыми 
перемычками и вставлялись в оконные проёмы
зданий. Появляются первые опыты росписи витражей н
ами, закрепленными обжигом. Контуры 
заливались темно-коричневой краской (шварцлотом),
преобладавшей и в самой росписи. В 14 в. 
начнется применяться же
лтая краска, в состав 
которой входит серебро. Ею покрывали большие
участки стекла и это давало возмож
ность увеличить размеры отдельных частей 
витража и уменьшить число и дли
ну новых перемычек. Расцвет искусства 
средневековых витраже
й приходится на 13Ч14 вв. 
Ведущая роль Византии в развитии стеклоделия 
сохраняется до 13 в., когда главным центром 
производства стекла в Европе становится
Венеция. Художественное стеклоделие получает
здесь интенсивное 
развитие и достигает подъёма в 15Ч16 вв.. Венециа
нские мастера изготовляют разнообразнейшие по
форме и технике декоративные сосуды из топкого или
окрашенного стекла, 
туалетные зеркала, ставшие тогда удивительной
новостью, бисер, бусы и
другие художественные стеклянные изделия, поль
зовавшиеся широчайшей известностью. Изделия из
стекла расписывались эмалями, покрывались позолотой, 
украшались узором из трещинок (кракле), 
стеклянными нитями. Особой 
художественной тонкости достигло венецианское стекло к 16 веку 
вместе с тем в 16 в., после открытия Америки, 
(широко развивается промышленность, в частности 
стекольное производство, в Испании, Португалии, 
Нидерландах, затем во Франции, Англии и других
странах. Здесь строятся стекольные предприятия,
ведущую роль в которых составляют беглые в
енецианские мастера, соблазнившие огромными 
заработками. Развивается стеклоделие в Германии,
где традиции этого производства сохранились, 
по-видимому, со времён римского властвования. 
1612 во Флоренции была издана книга  А. 
Пери, которую можно считать первым 
научным трудом в области стеклоделия. В ней
даны сведения об использовании окисей свинца и
бора, а также окиси мышьяка как осветляющего
стекло реагента, составы цветных стекол и прочее. Книга эта сделалась надолго
руководством по технологии получения стекла.
В 1615 в Англии  предлагается способ использования угля в качестве топлива для
стекловаренных печей. Это даёт возмож
ность получать при высоких температурах тугоплавкое и термостойкое стекла. В
70-х годах. 17 века в Англии был предложен состав стекла с окисью свинца, что
повысило показатель светопреломле
ния. Это стекло, отличающееся блеском и
радужной игрой, получило распространение и в других странах. Со второй половины 
17 в. первенство по производству худож
ественного стекла в Европе переходит к Чехии, где начали изготовлять
толстостенные сосуды из стекла со значительным содержанием кальция. По своей
бесцветности и чистоте это стекло напоминало горн
ый хрусталь. Большая толщина стенок изделий
позволяла производить особенно глубокую огранку, и в таком виде это 
стекло, известное под названием богемского хрусталя, получило широчайшую
известность.
На Руси новый этап развития стеклоделия начинается
с 17 в., когда близ Можайска был постро
ен (1635) шведом 
Елисеем Коэтом первый в России стекольный
завод. В 1668 был построен Измайловский завод под Москвой, в 90-х гг. 17 в.Ч
завод у Тайпицких ворот в Москве; до 1717 Ч 
Ямбургские заводы. Важнейшую роль в дальнейш
ем развитии стеклоделия в России сыграл государственный стеколь
ный завод, заложенный П
етром I в первые годы 18 
века на Воробьевых горах под Москвой и к
середине 18 в. вместе с Ямбургскими заводами
переведённый в Петербург. Завод этот стал образцом для всех других стекольных
предприятий страны, подлинной школой для русских
мастеров стекольного дела и лабораторией освоения
новой техники. В его работе принимали в разное
время участие видные русские специалисты в области искусства, науки и техники,
в их числе М.В. Ломоносов, Т. 
де Томон, К. И. 
Росси, А. Н. Воронихин, В.П.Стасов, И. 
П.Кулибинидр. Русские рабочиеЧвыдающиеся мастера стекольного дела Ч
создавали на этом заводе замечательные произведения искусства, изумлявшие всю
Европу и хранящиеся сейчас во дворцах и музеях. Выдающуюся роль в развитии
научного стеклоделия в России сыграл М, В.
Ломоносов. .В 1748 он организовал при
Петербургской академии паук лабораторию, в которой проводил опыты с
окрашиванием стекла, лично варил смальту,
разработав палитру цветной стеклянной мозаики. В
1753 им была построена для производства цветного стекла 
Усть-Рудицкая фабрика (близ Петербурга). Из сваренной здесь смальты
Ломоносов сам и по его указаниям ученики выполнили ряд мозаичных произведений,
в числе которых грандиозная цветная мозаичная картина лПолтавская баталия
(1762Ч1764). В 1764 был основан А. И. Бахметьевым
в Никольской-Пестравке Пенз
енской губернии крупный потому времени завод для производства хрустальной
посуды и зеркального стекла (ныне завод лКрасный гигант
). Который дает возможность массового изготовления относительно крупных
изделий из стекла, что даёт начало новой отрасли
стеклоделия Ч производству архитектурно-художественного стекла как отделочного
материала в строительстве главным образом общественных зданий. К этой категории
стеклянных изделий можно отнести художественно исполненные облицовочные плитки,
карнизы, наличники, фризы, колонны, капители, вентиляционные решётки, балясины
для лестничных перил и ба
люстрад, витражи, смальту для мозаики, барельефы, скульптуру. По решению
правительства в 1939Ч40 на основе  Ленинградской
зеркальной фабрики был организован экспериментальный завод художественного 
стекла, который должен служить базой для
изыскания путей дальнейшего усовершенствования советского    художественного
стеклоделия.
В СССР развернулось
строительство крупных механизированных новых
стекольных заводов и реконструкция старых заводов. Накануне Великой
Отечественной войны стекольная промышленность 
выдвинулась по объёму производства на 1-е место в Европе (с 11-го, какое
занимала Россия в 1913).
                  Основы современной технологии стекла.                  
Технология получения стекла состоит из двух
производственных циклов. Цикл
технологии стекломассы включает операции: 
а) подготовки сырых материалов;
б) смешивания их в определённых 
соотношениях, в соответствии с заданным 
химическим составом стекла в однородную шихту;
в) варки шихты в стекловарен
ных печах для получения однородной жидкой
стекломассы.
     Цикл технологии получения стеклянных изделий складывается из операций:
а) доведения
стекломассы до температуры (и вязкости), 
требуемой условиями формования из неё разно
образных стеклянных изделий;
б) формования изделий;
в) постеленного охлаждения изделий до комнатной темп
ературы с целью ликвидации возникающих в процессе формо
вания напряжений;
     г) термической, 
механической или химической (в отдельности либо
во взаимном сочетании) обработки отформованных
изделий для придания им заданных свойств.
Сырые материалы, применяемые для 
стекловарения, делятся на главные и вспомогате
льные. Послед-ре служат для улучш
ения качества стекла и получения стекла с особыми свойствами. Главны
е сырые материалы содержат кремнезём, бор
ный и фосфорный гидриды, 
амфотерную окись алюминия, оксиды елочных и щёлочноземельных металлов, окись 
свинца, цинка и др. Кремнезём, являющийся главной частью 
стекла, вводится в виде молотого кварца.
Пригодность песка для стекловарения определяется
содержанием в нём примесей и 
гранулометрическим (зерновым) составом. 
Вредными примесями являются прежде всего 
соединение железа и хрома, придающие 
желтовато-зелёный зеленый цвета. Размер зёрен
песка для стекловарения 
должен находиться в пределах примерно 0,2Ч0,5 мм. Окись алюминия, 
применяемая в производстве большинства промышленных
стекол., вводится с глиной, каолином, гидратом окиси алюминия или в виде
чистого глинозёма. Окись натрия вводится с одной 
кальцинированной содой либо (частично) с селитрой.
Окись калия вводится в виде солей Ч кислой  или азотнокислой (селитра);
применяется главным образом в производство посуды,
цветных, оптических и 
некоторых технических стекол. Окись лития используется при выработке опаловых и
некоторых специальных стекол и даётся в виде
содержащих литий минералов. Окись кальция вводится преимущественно в вид
е мела или известняка; окись магния Ч в виде доломита, магнез
ита или жжёной магне
зии. Окись бария применяется в виде угл
екислого, азотнокислого и (роже) серно
кислого бария; используется при производстве оптических стекол и хрусталя. В
тех же производствах находит применение окись
свинца, которая вводится в вид
е сурика или глёта. Окись цинка даётся как
таковая или в виде цинковых б
елил; применяется в
производство оптических, химико-лабораторных и
некоторых других стекол. В стекловарении используются также материалы,
содержащие одновременно соответств
енные горные породы, доменный шлак, ст
еклянный бой и др.
К вспомогательным  сырым  материалам относятся
осветлители, обесцвечиватели, красит
ели, глушители, а также восстановители
(углеродистые веще
ства). В качество осветлителей, с
пособствующих удалению из стекла пузыр
ей, применяют в н
ебольших количествах сульфаты натрия и аммония,
хлористый натрий, трёхокись и пятиокись мышьяка в
сочетании с селитрой, плавиковый шпат. 
Некоторые из этих веществ одновременно являются 
обесцвечивателями. Химическое действие 
обесцвечивателей сводится к окислению в стекло соединений железа. При
применении физического методов обесцвечивания в
шихту вводятся в незначительных количествах ве
щества, окрашивающие стекломассу в дополнительный к
зелёному цвет (селен, соединения кобальта, марганца
и др.). В качестве красителей применяют соединения
кобальта, никеля, железа, хрома, марганца, селена, меди, урана, кадмия, серу,
хлорное золото и др.
Рассеивающие свет, т. е. 
белые, мало прозрачные стекла называются глухими или
заглушенными. В зависимости от степени 
глушения различают молочные (наиболее заглуше
нные), опаловые и опалесцирующие С. В качестве
глушителей применяются различные фтористые
соединения, фосфаты, соединения сурьмы, олова и др.
Подготовка сырых материалов заключается в сушке,
измельчении в дробилках, бегунах или д
езинтеграторах, просеивании и смешивании в.
определённых весовых отношениях. Однородная смесь
сырых материалов составляет шихту. Однородность шихты, от 
которой в значительной мере зависит качество стекломассы, определяется 
гранулометрическим, составом сырых материалов, сте
пенью их увлажнения, постоянством их химического состава, способом и
продолжительностью перемешивания шихты и др. На
стекольных заводах чаще всего применяют тарельчатые
либо конусные барабанные смесители. На крупных заводах шихту хранят в бунк
ерах. Наибольшая однородность шихты достигается
при её брикетировании, которое исключает рассло
ение шихты при хранении и особенно передвижении,
а также устраняет загрязнение пылью регенератора и
уменьшает износ в печах огнеупоров. Расчёт шихты
ведётся обычно на 100 весовых частей С., с учётом
частичного улетучивания некоторых составных частей
Ч борной кислоты, щелочей, фтора и др.
     Стекловарение ведётся
при температурах порядка 1400