doma » Postopki dovoljenj » Izum prozornega stekla Phoenicia je kratek. Zgodovina izuma stekla

Izum prozornega stekla Phoenicia je kratek. Zgodovina izuma stekla

všeč mi je

Članek opisuje zgodovino nastanka stekla in razvoj steklarstva v svetu od časa starega Egipta do danes. Posebna pozornost je namenjena metodam proizvodnje stekla, ki so se uporabljale v različnih obdobjih.

Izvor stekla

Proizvodnja pločevine se je začela pred približno 2000 leti. Toda pred pojavom so že obstajale osnovne tehnike dela s staljenim steklom in različne tehnike izdelave preprostih steklenih izdelkov v obliki kroglic, posod in zapestnic.

Pojav starodavnega steklarstva sega v približno 3. tisočletje pr. e. V tem obdobju so starodavni mojstri ustvarili nov material - steklo. Ustvarjanje stekla v obsegu odkritja je ogromen znanstveni in tehnični dosežek, njegov pojav v zgodovini tehnologije in kulture lahko primerjamo z odkritjem kovin, keramike in kovinskih zlitin.

Kako, kje, kdaj in kdo je začel izdelovati umetno steklo? Obstajajo različne različice tega vprašanja. Steklo je umeten material, ki ga je ustvaril človek, poznana pa so tudi naravna stekla – obsidiani, ki nastanejo v magmatskih talinah pri visokih temperaturah med vulkanskimi izbruhi in padci meteoritov. Obsidiani so prosojna črna stekla z visoko trdoto in odpornostjo proti koroziji in so jih v starih časih uporabljali kot rezalno orodje. Nekateri verjamejo, da so bili obsidiani tisti, ki so ljudi spodbudili k ustvarjanju svojih umetnih kolegov, vendar področja distribucije naravnih in umetnih stekel ne sovpadajo. Najverjetneje se je koncept stekla razvil v tesni povezavi s lončarstvom in obdelavo kovin. Morda so stari mojstri v zgodnjih fazah steklarstva videli analogije v lastnostih stekla in kovin, ki so določale tehnološke metode obdelave stekla. S tem, ko so stari ljudje prepoznali steklo kot analogno kovini (plastičnost v vročem, trdota v hladnem stanju), so starodavni ustvarili priložnost za prenos tehnik obdelave kovin v izdelavo stekla. Na ta način so bili izposojeni lončki za taljenje steklene mase, kalupi za ulivanje izdelkov, tehnološke metode vroče obdelave (litje, varjenje). Ta proces je potekal postopoma, zlasti v prvih fazah, steklo in kovina sta si tako različna.

Najstarejša "teorija" izvora stekla - predlagal rimski znanstvenik Plinij Starejši v "Naravni zgodovini":

»Nekoč, v zelo daljnih časih, so feničanski trgovci prenašali po Sredozemlju tovor naravne sode, pridobljene v Afriki. Za noč so pristali na peščeni obali in si začeli pripravljati hrano. Ker pri roki ni bilo kamnov, so ogenj obdali z velikimi kosi sode. Zjutraj so trgovci z lopatami odkrili čudovit ingot, ki je bil trd kot kamen, na soncu gorel z ognjem in je bil bister in prozoren kot voda. Bilo je steklo."

Ta zgodba ni zelo zanesljiva, tudi sam Plinij jo začne z besedami "fama est ... .." ali "po govoricah ...", ker nastajanje stekla pri temperaturi ognja na odprtem prostoru ne more pojavijo. Najverjetneje domneva nemškega znanstvenika Wagnerja, ki videz stekla povezuje s proizvodnjo kovin. Pri taljenju bakra in železa so nastajale žlindre, ki se lahko pod vplivom toplote spremenijo v steklo. Zdaj je težko natančno ugotoviti, kako je bilo steklo izumljeno, vendar ni dvoma, da je bilo to odkritje naključno.

Najstarejši predmeti so imeli le stekleno plast na površini fajanse in so bili najdeni v grobnici faraona Džoserja (III. dinastija starega kraljestva v Egiptu, 2980-2900 pr.n.št.). Vzorci stekla v obliki ingotov iz XXII-XXI stoletja. pr e., odkrita med izkopavanji na območju starodavne Mezopotamije.

Izdelava stekla v starem Egiptu in Mezopotamiji

Najstarejše arheološko znane steklarske delavnice segajo v sredino 2. tisočletja pr. e. Treba je opozoriti, da je bil najprej pridobljen sam material (steklo), nato pa se uresniči njegova novost in razkrijejo njegove lastnosti. Tehnike za obdelavo novega materiala so izbrane glede na njegove lastnosti: raztezanje, upogibanje, navijanje. Šele s časom so bile izbrane in prilagojene druge metode: vlivanje, stiskanje, utekanje.

Zgodovina izdelave stekla se začne z izdelavo kroglic. Nov material je našel svojo uporabo v neproizvodni sferi, izdelki iz njega pa so bili izenačeni z vrednostmi plemenitih kamnov in poldragih kamnov. Najstarejši stekleni izdelki so steklene perle kraljice Hatšepsut, ki je vladala Egiptu v letih 1525-1503. pr e. in stekleni kelih s hieroglifskim napisom z imenom faraona Tutmozesa III., ki sega v čas novega kraljestva.

Do sredine II tisočletja pr. e. steklarstvo se je v svojih glavnih značilnostih skoraj sočasno oblikovalo v različnih središčih najstarejših civilizacij v Egiptu in Mezopotamiji. Edini vir, na podlagi katerega je mogoče soditi o tvorbi in začetnih fazah zgodovina stekla in njegov izvor sta končnih izdelkov: kroglice, vložki, posode. Po mnenju znanstvenikov so kroglice za Egipčane služile kot amuleti.

Od sredine VIII stoletja. pr e. nabor najdb se širi, kroglam in posodi pa se dodajajo prstani, zapestnice, obredni in toaletni pripomočki, ki so jih začeli najti ne le v Sredozemlju, temveč tudi na Kavkazu in v zahodni Evropi. Dekorativnost in kompleksnost najdenih izdelkov se znatno povečata. Tehnika izdelave izdelkov postaja vse bolj zapletena, mojstri so ob oblikovanju, navijanju in litju obvladali še druge metode dela s staljenim steklom: rezanje, graviranje, brušenje, poliranje in stiskanje v kalupe različnih oblik in materialov. Tehnike obdelave steklene mase je spremljalo zapletanje orodja in delavniške opreme.

Izum postopka pihanja stekla

Steklarstvo je do začetka rimskega obdobja nabralo zelo veliko proizvodnih izkušenj in znanja, da je naredilo pravo revolucijo na področju tehnologije steklovine.

Za prvo »revolucijo« v steklarstvu štejemo izum metode pihanja stekla. Postopek pihanja izdelkov iz staljenega stekla se je začel z najpomembnejši izum- cev za pihanje stekla sirskih obrtnikov med letom 27 pr.n.št 14. pr.n.št e. Z odprtjem postopka pihanja stekla je Sirija za več sto let postala največje steklarsko središče. Izum pihanja je pripeljal do rojstva nove kakovosti in je bil osnova ne le starodavnih, ampak tudi sodobne metode proizvodnja steklenih izdelkov in nato okenskega stekla

Pihanje - prej pomožna operacija, v rimskih časih se je začelo uporabljati kot samostojna tehnika. Po zbiranju staljenega stekla na cev za pihanje stekla je mojster izvirno surovko vpihnil v lesen kalup in prejel različne steklene votle izdelke v obliki vrčev, kozarcev in skodelic steklenic. Ob preprosti namizni posodi so rokodelci izdelovali tudi okrasne unikate, okrašene z nitmi in prekrivko iz barvnega stekla.

Prvo okensko steklo

Prvo resnično ravno okensko steklo se je prvič pojavilo veliko pozneje, v starem Rimu. Odkrili so ga med izkopavanji Pompejev in izvira iz leta izbruha Vezuva, 79 AD. e. Okensko steklo je bilo pridobljeno z vlivanjem na ravno kamnito površino. Seveda se je kakovost stekla zelo razlikovala od sodobne. To steklo je bilo pobarvano v zelenkastih tonih in mat (takrat še niso znali izdelati brezbarvnega stekla), vsebovalo je veliko število mehurčkov, kar je kazalo na nizko temperaturo taljenja, in je bilo precej debelo (približno 8-10 mm). Toda kljub temu je bila to prva uporaba stekla v arhitekturi, ki je dala pomemben zagon nadaljnji razvoj izdelava stekla in distribucija stekla po Evropi.

Kronski postopek

2. revolucija v steklarstvu se je zgodila približno na začetku 2. stoletja, ko so sirski mojstri izumili popolnoma novo tehnologijo za proizvodnjo ravnega stekla - krono (krono) ali kot so jo v Rusiji imenovali lunarna metoda. Ta ideja je morda nastala pri izpihovanju velikih ravnih pladnjev. Steklo je bilo izdelano s pihanjem velikih mehurčkov, ki so jih v naslednji fazi ločili od cevi za pihanje stekla in jih pritrdili na drugo cev, pontia. Po intenzivnem vrtenju na pontiji se je prvotni obdelovanec pod delovanjem centrifugalnih sil stanjšal in spremenil v ploščat okrogel disk (glej sliko). Premer tega diska je lahko dosegel 1,5 m. Po ohlajanju so iz njega izrezali kvadratne in pravokotne kose stekla. Osrednji del diska je imel odebelitev - sled iz pontije, ki so jo imenovali "bikovo oko". Ta del diska praviloma ni bil uporabljen in je šel v pretaljevanje, vendar so v nekaterih srednjeveških zgradbah ti krogi še vedno ohranjeni (glej sliko).

Ta tehnologija je omogočila pridobitev stekla dokaj dobre kakovosti za tiste čase, praktično brez popačenja. Ni presenetljivo, da je ta tehnologija trajala do sredine 19. stoletja. Torej, vsem dobro znan in eden najstarejših proizvajalcev stekla na svetu - angleško podjetje Pilkington je popolnoma prenehal uporabljati kronski postopek šele leta 1872.

Vendar se je pojavila tudi težava - omejitev velikosti. S kronskim postopkom ni bilo mogoče pridobiti velikega stekla. Zato že vrsto let v različne države V Evropi so se poskušali izboljšati to tehnologijo, kar je privedlo do nastanka novega načina proizvodnje stekla - metode pihanja valjev.

Proizvodnja cilindričnega okenskega stekla

Na splošno je bila ta metoda zelo podobna postopku krone, hkrati pa je steklopihalec v več korakih vzel steklo iz lonca in s stalnim vrtenjem napihnil surovko (pelet) v obliko valja. Za oblikovanje valjaste oblike je mojster zibal obdelovanec v posebni pravokotni jami. Ko se obdelovanec strdi, se zoženi konci ločijo s posebnim ogrevanim kavljem. Nato znotraj ohlajenega cilindra naredimo vzdolžni rez in ga poravnamo v ravne plošče v posebnih "navadnih pečeh", kjer se valji postopoma segrejejo, dokler se na ravnih podlagah gline ne zmehčajo in zgladijo v list z leseno zagozdo, pritrjeno na železna palica. Do konca 19. stoletja so se za pihanje jeklenk začele uporabljati zračne črpalke in kmalu se je pojavila metoda mehanskega raztezanja cilindrov (glej sliko).

Uporaba učinkovitejšega načina izdelave steklenih plošč je omogočila povečanje velikosti ravnega stekla in zmanjšanje količine odpadnega stekla. Tako so zračni stroji ameriškega inženirja Johna H. Lubbersa, nameščeni leta 1910 v eni od britanskih tovarn Pilkington (Pilkington), omogočili pridobivanje steklenih valjev do 13 m dolžine in do 1 m premera.

Izdelava okenskega stekla z talilnim vlečenjem

William Clarke iz Pittsburgha je bil prvi, ki je predlagal metodo za proizvodnjo ravnega stekla z vlečenjem taline s proste površine. Leta 1857 je predložil angleški patent, po katerem se tvorba ravne plošče izvaja s počasnim navpičnim vlečenjem semena s površine taline. V naslednjih 50 letih so poskušali rešiti glavno težavo - zoženje steklenega traku ob vlečenju, vendar so bili vsi poskusi neuspešni.

Leta 1871 je belgijski izumitelj F.Vallin prejel francoski patent (št. 91787) za proizvodnjo okenskega stekla z mehanskim vlečenjem stekla. Za neprekinjeno dovajanje taline je predlagal sistem loncev, ki so med seboj povezani s cevjo, tako da staljeno steklo teče iz enega lonca v drugega. V zadnji velik ovalni lonec, ki je bil zaprt v cevi, je bila spuščena kovinska plošča (seme). Oblikovanje ravne plošče je potekalo s premikom te plošče navzgor. Cev je imela tudi zračne cevi z luknjami za hlajenje stekla na straneh stekla. Stekleno ploščo so podpirali valji, prekriti z azbestno krpo. Raztezanje stekla se lahko izvede v dveh smereh: navpično in vodoravno. V slednjem primeru je bil zagotovljen poseben kovinski zvitek. Wellin je bil iznajdljiv izumitelj in je predlagal skoraj vse osnovne elemente mehanskega raztezanja, ki se bodo v 20. stoletju uporabljali pri vseh metodah raztezanja stekla. V času, ko kopalne peči niso bile poznane, je predstavil sistem talilnih loncev, v katerih se je bistreno staljeno steklo dovajalo od spodaj po cevi iz enega lonca v drugega, v glavni, iz katerega se je steklo črpalo. Ta sistem neprekinjenega dovajanja taline je bil osnova za nastanek peči za steklo za kopel. Leta 1890 je Wellin v Gyforsu ustanovil podjetje za mehansko vleko.

Leta 1905 je belgijski inženir Emile Fourcault predlagal lastno metodo navpičnega raztezanja stekla. Pri tej najstarejši metodi (VVS) se uporablja šamotni čoln, iz katerega reže pod delovanjem hidrostatičnega tlaka izteka stalen tok stekla. Hitrost vleke je mogoče prilagoditi glede na globino potopitve čolna. Stekleni trak iz čolna je vstopil v rudarsko komoro, kjer so na obeh straneh nameščene vodno hlajene cevi, nato pa je skozi valje vstopil v žarilno peč. Da bi preprečili zoženje traku, so bili na robovih traku nameščeni valji za oblikovanje kroglic in ohlajene cevi. Debelina steklenega traku je bila določena s hitrostjo vlečenja in temperaturo v risalni coni ("čebula"). Prvi stroji Furco za raztezanje ravnega stekla so bili nameščeni v Belgiji in na Češkem leta 1913. Produktivnost 11 strojev, nameščenih na eni kopeli peči, je bila 250 ton stekla na dan.

Postopek raztezanja stekla je omogočil izdelavo poceni okenskega stekla z ognjeno poliranimi površinami.Glavna napaka raztegnjenega stekla se pojavi med oblikovanjem (raztezanjem) in je povezana s kršitvijo ravnosti stekla. Takšne kršitve vodijo do optičnega učinka leče in popačenja slike. Vlečeno (strojno) okensko steklo je bilo široko uporabljeno v gradbeništvu za zasteklitev oken in rastlinjakov.

Izdelava okenskega stekla z litjem in mletjem

Kot je bilo omenjeno zgoraj, sta imela tako postopek krone kot metoda pihanja cilindrov, pa tudi metoda VVS številne pomanjkljivosti, povezane bodisi s prisotnostjo optičnih napak in popačenj bodisi z nezmožnostjo pridobivanja velikih steklenih plošč. Zato so kot alternativo od začetka 19. stoletja v Evropi uporabljali tudi drug način proizvodnje, in sicer metodo vlivanja in naknadnega žarjenja litega valjanega stekla. V njej so lonec staljenega stekla nalili neposredno na prelivno mizo in povaljali z valjčki. Za žarjenje je bila uporabljena posebna peč z več vrstami polic, kar je omogočilo povečanje nosilnosti. Valjano steklo je bilo mogoče izdelati poljubne zahtevane velikosti in debeline 3-6,5 mm. Ta metoda je bila uporabljena za izdelavo barvnega in brezbarvnega vzorčastega stekla, pa tudi velike liste nebrušeno okensko steklo. Vzorčasto barvno steklo je bilo še posebej priljubljeno za zasteklitev oken v cerkvah in katedralah.

Kasneje, ko se je v končni fazi pojavila potreba po bolj kakovostnem steklu, so začeli uporabljati abrazivno obdelavo steklenih površin. Takrat je bil to naporen, dolgotrajen in večstopenjski postopek, ki je vključeval premikanje lonca s talino stekla, vlivanje in valjanje v pločevino, žarjenje, brušenje in poliranje. Čas obdelave stekla je bil približno 17 ur.

V začetku 20. stoletja je rast avtomobilske industrije spodbudila razvoj učinkovitejših, visoko zmogljivih metod proizvodnje poliranega stekla. Eden od pionirjev te metode je bil Pilkington, ki je leta 1923 skupaj s Ford Motors razvil in sprožil neprekinjen proces za proizvodnjo valjanega stekla. Stekleno talino smo stopili v kopeli peči in jo v neprekinjenem toku skozi vodno hlajene zvitke spustili skozi odtočno napravo in jo stisnili na vnaprej določeno debelino. Glavna težava je bila pridobiti kakovostno talino v kopeli peči. Leta 1925 je bila ta metoda dopolnjena z enostranskim brusilnim in polirnim strojem. Naslednji korak k avtomatizaciji proizvodnje je bil razvoj strojev za dvostransko brušenje in poliranje stekla. Po veliko eksperimentiranja in težkega montažnega dela je bila leta 1935 v tovarni Pilkington v Doncasterju v Združenem kraljestvu uvedena prva proizvodna linija poliranega stekla. Neprekinjen stekleni trak z dolžino 300 m se je premikal s hitrostjo 66 m / h in je bil hkrati na obeh straneh obdelan z ogromnimi ploščatimi brusilnimi ploščami. Uvedba te tehnologije je bila najpomembnejši razvoj v dolgi zgodovini proizvodnje poliranega stekla.

Dražje polirano steklo je imelo dobro optično kakovost in se je uspešno uporabljalo za zasteklitev zgradb, izložb, transport in izdelavo ogledal. Toda za proces proizvodnje poliranega stekla so vedno značilne visoka poraba energije, visoki obratovalni in kapitalski stroški. Stekleni odpadki med brušenjem in poliranjem so dosegli 20%. Na primer, proizvodna linija podjetja za obojestransko neprekinjeno brušenje in poliranje Pilkington (Pilkington) v Cowley Hillu (Združeno kraljestvo) leta 1944, vključno s stekleno pečjo, lehrjem, brusilnimi in polirnimi stroji, se je raztezala na več kot 430 m. Sodobniki so opazili z ponos ali obžalovanje, da je bila proizvodna linija 21 metrov daljša od takrat največje oceanske ladje Queen Mary.

Do sredine 20. stoletja se je pojavila potreba po novih, enostavnejših in cenejših metodah za proizvodnjo visokokakovostnega stekla.

Prehod na nove metode proizvodnje okenskega stekla - float proces

Sir Alastair Pilkington je zaslužen za ustvarjanje revolucionarne metode proizvodnje poliranega stekla (float proces).

Lionel Alexander Betin (Alastair) Pilkington se je rodil leta 1920, po končani srednji šoli v Sherbornu se je vpisal na Trinity College v Cambridgeu, kjer je prejel prvo diplomo iz mehanike. Med vojno je zapustil univerzo in se pridružil kraljevi artileriji. Sodeloval je v sovražnosti v Grčiji in na Kreti. Po izpustitvi iz ujetništva ob koncu vojne se je vrnil v Cambridge, da bi nadaljeval študij in se odločil za kariero gradbenega inženirja. Marca 1947 je bil imenovan za tehničnega pomočnika v tovarni ravnega stekla Pilkington, dve leti pozneje pa je prevzel mesto vodje proizvodnje v tovarni Doncaster. Leta 1952 se je Alastair vrnil v St. Helens in pod njegovim vodstvom se je začelo eksperimentalno delo na razvoju float procesa. Kot rezultat prvih poskusov je predlagal uporabo staljene kovine za oblikovanje in transport steklenega traku. Leta 1953 je prva pilotna tovarna izdelala vzorec float stekla širok 300 mm. Leta 1955 je nova pilotna tovarna izdelala 760 mm široko float steklo in Pilkingtonova plošča se je drzno in tvegano odločila za izgradnjo float-line širine 2540 mm. Podjetje je upalo na uspeh, a hkrati razumelo, da bi v primeru neuspeha finančne izgube znašale milijone funtov. Po drugi strani pa je uspešen zagon linije zagotovil pomemben in revolucionaren preskok v tehnologiji ravnega stekla skozi dolgo zgodovino proizvodnje stekla.

Proizvodna linija plovcev je bila zagnana na Coley Hillu (Združeno kraljestvo) 6. maja 1957. Mnogi v tistem času niso verjeli nov proces, in rečeno je bilo, da ta linija ne bo proizvedla niti 1 m² stekla. Le 14 mesecev pozneje je bilo izdelano prvo kakovostno float steklo z debelino 6,5 mm, 20. januarja 1959 pa je Pilkington uradno izdal sporočilo za javnost, v katerem je predstavil float postopek z naslednjimi besedami:

"Plovajoči postopek je najbolj temeljni, revolucionaren in pomemben napredek v proizvodnji stekla v 20. stoletju."

V skladu s float metodo, ki jo je razvil Pilkington, se steklena talina iz studijskega bazena pri temperaturi 1100 °C dovaja iz steklene peči na površino staljenega kositra kot neprekinjen trak. Trak je dovolj ohranjen visoka temperatura za odstranitev vseh napak in nepravilnosti na stekleni površini. Ker je površina staljene kovine popolnoma ravna površina, dobi steklo "ognjeno polirano" sijočo površino, ki ne zahteva nadaljnjega brušenja in poliranja. Med poskusi je bilo ugotovljeno, da se staljena steklena masa ne širi neskončno po površini staljenega kositra. Ko sta sili gravitacije in površinske napetosti uravnoteženi, doseže trak ravnotežno debelino približno nekaj manj kot 7 mm. Za pridobitev steklenega traku različnih debelin so bile razvite metode, ki temeljijo na prilagajanju viskoznosti stekla v območju oblikovanja in velikosti natezne sile. Če je potrebno pridobiti stekleni trak debeline več kot 7 mm, ga stisnemo z nemoočnimi stranskimi zadrževalniki.

Na začetku dela se je pojavila težava pri izbiri staljene kovine, ki mora biti v tekočem stanju v temperaturnem območju od 600 do 1050 ° C, imeti nizek parni tlak, gostota pa mora biti višja od stekla. Študije so pokazale, da vsem tem zahtevam izpolnjuje kositer, ki skoraj ne sodeluje s steklom in je lahko dostopen in poceni izdelek. Toda kositer pri visokih temperaturah oksidira kisik s tvorbo oksidnih spojin. Zato je za izključitev oksidacije površine kositrne taline potrebno ustvariti inertno dušikovo atmosfero z majhnim dodatkom vodika v plavajoči kopeli. Po oblikovanju se stekleni trak ohladi na 620 °C in prepelje v žarilno peč.

Po preverjanju teh zgodb so arheologi ugotovili, da pesek reke Bel vsebuje 14,5-18 odstotkov apna (kalcijev karbonat), 3,6-5,3 odstotka glinice (aluminijev oksid) in približno 1,5 odstotka magnezijevega karbonata. Iz mešanice tega peska s sodo dobimo trpežno steklo.

Tako so Feničani vzeli navaden pesek, ki je bil bogat v njihovi deželi, in ga zmešali z natrijevim bikarbonatom - sodo bikarbono. Kopali so ga v egiptovskih jezerih sode ali pridobivali iz pepela, ki je ostal po zgorevanju alg in stepske trave. Tej mešanici so dodali zemeljsko alkalijsko komponento - apnenec, marmor ali kredo, nato pa vse to segreli na približno 700 - 800 stopinj. Tako je nastala mehurčasta, viskozna, hitro strjena masa, iz katere so bile narejene steklene kroglice ali na primer izpihane elegantne, prozorne posode.

Feničani se niso zadovoljili zgolj s posnemanjem Egipčanov. Sčasoma so se, ko so pokazali neverjetno iznajdljivost in vztrajnost, naučili narediti prozorno stekleno maso. Koliko časa in dela jih je to stalo, lahko le ugibamo.

Prebivalci Sidona so bili prvi v Feniciji, ki so se lotili izdelave stekla. To se je zgodilo razmeroma pozno – v 8. stoletju pr. Do takrat so egiptovski dobavitelji prevladovali na trgih že skoraj tisoč let.

Vendar Plinij starejši izum stekla pripisuje Feničanom - posadki ene ladje. Domnevno je prišel iz Egipta s polno sode. Na območju Akko so se mornarji privezali na obalo za kosilo. Vendar v bližini ni bilo mogoče najti niti enega kamna, na katerega bi lahko postavili kotel. Nato je nekdo z ladje vzel več kosov sode. Ko so se "stopili iz ognja, mešali s peskom na obali", so "tekli prozorni tokovi nove tekočine - to je bil izvor stekla." Mnogi menijo, da je ta zgodba fikcija. Vendar po mnenju številnih raziskovalcev v njem ni nič neverjetnega – razen če je lokacija napačno navedena. Lahko bi se zgodilo v bližini gore Karmel, natančen čas izuma stekla pa ni znan.

Sprva so Feničani izdelovali okrašene posode, okraske in drobnarije iz stekla. Sčasoma so se razširili proizvodni proces in začeli pridobivati steklo različnih stopenj - od temnega in motnega do brezbarvnega in prozornega. Prozornemu steklu so znali dati katero koli barvo; od tega ni postalo motno.

Po svoji sestavi je bilo to steklo blizu sodobnemu, vendar se je razlikovalo v razmerju komponent. Potem je vseboval več alkalij in železovega oksida, manj silicijevega dioksida in apna. To je znižalo tališče, vendar poslabšalo kakovost. Sestavljen feničansko steklo je bil približno naslednji: 60 - 70 odstotkov silicijevega dioksida, 14 - 20 odstotkov sode, 5 - 10 odstotkov apna in različnih kovinskih oksidov. Nekatera kozarca, predvsem neprozorna rdeča, vsebujejo veliko svinca.

Povpraševanje je rodilo ponudbo. Steklarne so nastale v največjih mestih Fenicije – Tiru in Sidonu. Sčasoma so cene stekla padle in steklo je iz luksuznega predmeta postalo starinsko blago. Če je svetopisemski Job enačil steklo z zlatom, češ da za modrost ni mogoče plačati ne z zlatom ne s steklom (Job 28, 17), potem je sčasoma steklena posoda zamenjala tako kovino kot keramiko. Feničani so s steklenimi posodami in steklenicami, perlami in ploščicami preplavili celotno Sredozemlje.

Ta obrt doživlja svoj največji razcvet že v rimski dobi, ko so verjetno v Sidonu odkrili način pihanja stekla. Zgodilo se je v 1. stoletju pr. Mojstra Bieruta in Sarepta sta slovela tudi po svoji sposobnosti pihanja stekla. V Rimu in Galiji se je ta obrt tudi razširila, saj so se tja preselili številni strokovnjaki iz Sidona.

Ohranjenih je več posod iz pihanega stekla, ki nosijo žig mojstra Enniona iz Sidona, ki je deloval v Italiji v začetku ali sredi 1. stoletja našega štetja. Dolgo časa so ta plovila veljala za najzgodnejše primere. Vendar je bilo leta 1970 med izkopavanji v Jeruzalemu odkrito skladišče s posodami iz litega in pihanega stekla. Izdelani so bili v letih 50-40 pr. Očitno se je pihalo steklo v Feniciji pojavilo malo prej.

Po besedah Plinija Starejšega so bila v Sidonu izumljena celo ogledala. Večinoma so bile okrogle, izbočene (izdelane so bile tudi iz pihanega stekla), s tanko kovinsko oblogo iz kositra ali svinca. Vstavljeni so bili v kovinski okvir. Podobna ogledala so izdelovali vse do 16. stoletja, ko so Benečani izumili amalgam kositra in živega srebra.

To je bila znamenita beneška manufaktura, ki je nadaljevala tradicije sidonskih mojstrov. V srednjem veku so njegovi uspehi privedli do zmanjšanja povpraševanja po libanonskem steklu. Pa vendar celo v dobi križarske vojne steklo, proizvedeno v Tiru ali Sidonu, je bilo zelo povpraševanje.

Kot veste, je steklo, ki ga uporabljamo v vsakdanjem življenju, umeten material. Ima pa naravni analog - obsidian. Je strjena vulkanska lava ali zlita kamnina. Prav obsidian so primitivni ljudje uporabljali za izdelavo različnih rezalnih orodij, pa tudi nakita.

Ročno izdelano steklo, katerega zgodovina nastanka bo obravnavana v nadaljevanju, se je sprva malo razlikovalo od naravnega. Ni se mogel pohvaliti ne z lepoto ne s preglednostjo.

Starodavni raziskovalec Plinij Starejši v svojih spisih navaja podatke, da se je umetno steklo pojavilo po zaslugi popotnikov, ki so kuhali hrano na peščeni obali in uporabili kos naravne sode kot stojalo za kotel. Naslednji dan se je na zunanjih stenah kotla odkrila steklena skorja. Plinijevo hipotezo so ovrgli šele v 20. stoletju. Znanstveniki so dokazali, da je nemogoče stopiti steklo na odprtem ognju. Vendar so se že pred nekaj tisočletji prebivalci starega Egipta in Mezopotamije naučili taliti steklo v jamah. Temperatura v teh primitivnih pečeh je bila dovolj visoka, da je tvoril nov material iz peska, alkalij in apna. Vendar pa je prvo umetno steklo najverjetneje nastalo po naključju med postopkom izdelave lončenine.

Steklo je trdna, amorfna struktura. Očala so naravna in umetna, izdela jih človek. Od antičnih časov so se ljudje naučili uporabljati naravno steklo kot orodje za delo. Med naravnimi stekli, ki so jih ljudje uporabljali v prazgodovini, se razlikujejo tektiti in obsidiani. Tako tiste kot druge najdemo na najdiščih ljudi iz kamene dobe.

Starodavni človek je uporabljal naravno steklo za izdelavo različnih kotlov, strgal, konic puščic in sulic, nožev in drugih orodij. Tektiti so bili pri starih ljudeh naklonjeni tudi kot amulete.

Zelo dolgo nazaj se je človek naučil izdelovati steklo. Ob zori človeške kulture so v jamskih pečeh, ki so jih uporabljali za kurjenje glinenih loncev in segrevali s slamo, trstjem ali lesom, prva glazura na stenah teh loncev nastala s taljenjem pepela pri ne zelo visoki temperaturi. Pepel, ki teče s sten loncev in se meša s peskom na dnu teh jam, je dal prvo stekleno talino. Tako lahko jamsko peč štejemo za zibelko steklarstva. In moram reči, da je pepel, ki je vseboval do 40% alkalij, ostal do sredine 19. stoletja. pomembna sestavina naboja v mnogih steklarnah, namen alkalije je znižanje tališča stekel. Skupaj s pepelom so jih kot vir alkalij uporabljali v 1. stoletju. AD iz njega pridobljena pepelika in soda, kar pomeni dve glavni vrsti izvlečka iz pepela različnih rastlin. Naravna soda je bila uporabljena v Egiptu.

Poleg pepela je kremenov pesek druga glavna sestavina stekla. V starih časih, v zgodnjih fazah izdelave stekla, je bil znan sirski pesek iz reke Belus. Ta pesek je bil praktično brez železovih oksidov.

Poleg teh glavnih komponent, ki tvorijo steklo, uporabite različni dodatki- barvila, dušilci in posebne namene, ki dajejo steklu določene lastnosti.

Številni raziskovalci verjamejo, da se je steklarstvo najprej pojavilo v Mezopotamiji pred približno 5000 leti. V Siriji so našli drobce stekla iz leta 2500 pred našim štetjem. Zagotovo je znano, da je v 16-14 st. pr e. steklarstvo v Egiptu je bilo zelo razvito. Izkopavanja, ki jih je opravil Flivders Petri v Ted al-Amarni (blizu Teb) v letih 189I-1892, so odkrila ostanke steklarske delavnice iz časa enega od faraonov iz 18. dinastije. Najdeni so bili ostanki peči, odlomki lončkov za taljenje stekla, razbito steklo in drugi predmeti.

Na začetku naše dobe se središče steklarstva prenese v Rim. V času Nerona (54-68 AD) je bila uporaba stekla v Rimu tako razširjena, da je bilo mogoče za bakren kovanec kupiti preprost steklen kelih. V Rimu se pojavi okensko steklo. Ni bilo videti kot pri nas. Izdelana s pihanjem, sestavljena je iz majhnih diskov, vstavljenih v vezi lesenih ali kamnitih rešetk. V literaturi tistih časov je ohranjen opis postopka taljenja stekla. Plinij Starejši je zapisal, da je bil najboljši beli pesek obrušen in pomešan s 3 volumni sode. Mešanico so stopili, nato jo prenesli v drugo peč, kjer je nastala masa, imenovana Plinijev »ammoniter«. Amoniter smo ponovno stopili v čisto belo steklo. Sprva so rimski obrtniki uporabljali sodo, uvoženo iz Trakije, nato pa so jo pridobili iz pepela alg.

Ko je prestolnico leta 330 preselil iz Rima v Bizanc, v Konstantinopel, je vanj prenesel številne obrtnike, vključno s steklarji.

Takšna veja proizvodnje stekla, kot so mozaiki, je v Bizancu dosegla pomemben razvoj. Potreba po mozaikih je bila ogromna v povezavi z gradnjo velikega števila templjev, predvsem pa Svete Sofije Carigradske, kjer je bil mozaik zelo razširjen kot okras.

Leta 1204. križarji, med njimi so bili tudi Benečani, so zavzeli Carigrad in skoraj tretjina ozemlja Bizanca je pripadla Benetkam. Ko so se na vzhodu dokopali do mojstrov in njihovih skrivnosti, začnejo Benečani aktivno obvladovati steklarski posel. Konec XIII stoletja. na otoku Murano, dva km. iz Benetk, steklarna že obstaja.

V 14.-13. stoletju je umetniška vrednost beneškega stekla splošno priznana. Razcvet je doživel v 16. stoletju .. To je najtanjše, najčistejše in zelo elegantno steklo. Oblike izdelkov so izjemno raznolike. Prevladujejo kozarci, kozarci, posoda na nogah. Poleg brezbarvnega stekla je bilo uporabljeno tudi barvno steklo,

pozlačeno. Izum filigrana - prozorno steklo z mrežastimi pretkami mlečno belih niti, je še povečal že tako svetovno slavo beneškega stekla v 16. stoletju Dejstvo, da je francoski kralj Henrik III., ko je obiskal Benetke, vsem prvim mojstrom Murano podelil francosko plemstvo.

Šele v 17. stoletju. Beneško steklarstvo je začelo propadati. V tem času na Češkem leta 1609. Kashpar Lehman je izumil recept za masivno trdo steklo, ki se imenuje kristal zaradi njegove podobnosti s kamnitim kristalom. Steklu so začeli dodajati kalcij, ki mu daje čistost in preglednost, trdoto, višji lomni količnik in s tem igro svetlobe. Češki kristal, ali kot ga imenujejo tudi češki, je v tistem času dovolil uporabo globokega graviranja - rezbarjenja stekla. Od takrat se je začelo novo obdobje v zgodovini umetniškega steklarstva.

Nekoliko kasneje so v Angliji steklu dodali svinec. Svinčeni kristal ima neverjeten sijaj in lom svetlobe z odlično igro svetlobe - disperzijo. Poleg tega ima svinčeni kristal čudovit učinek zvonjenja. V 18. stoletju. proizvodnja kristala izvira iz Francije - znamenitega podjetja Baccarat, ki deluje še danes.

Ročno izdelano steklo, katerega zgodovina nastanka bo obravnavana v nadaljevanju, se je sprva malo razlikovalo od naravnega. Ni se mogel pohvaliti ne z lepoto ne s preglednostjo.

Zgodovina izuma stekla: legende in špekulacije

Preden se je pojavil na vašem zaslonu, je bil ta članek pretvorjen v optične signale in prenesen s hitrostjo ~ 201.000 km/s preko optičnega kabla. Kabel temelji na vlaknih iz najfinejšega stekla, ki je 30-krat bolj prozorno od čiste vode. Tehnologija je na voljo pri Corning Incorporated. Leta 1970 je z uporabo rezultatov dolgoletnih raziskav znanstvenikov po vsem svetu patentirala kabel, ki je sposoben prenašati velike količine informacij na velike razdalje.

Če berete na pametnem telefonu, se ne pozabite zahvaliti Stevu Jobsu, ki je leta 2006 vprašal Corning Inc. za oblikovanje tankega, a vzdržljivega zaslona za iPhone. Rezultat - Gorilla Glass - zdaj prevladuje na trgu mobilne naprave... Zasloni pametnih telefonov s peto generacijo Gorilla Glass ne počijo po padcu 80 % časa (testne naprave so padle z višine 1,6 metra – na tej ravni ljudje običajno držijo telefon – na trdo podlago).

In to še ni vse. Brez stekla bi bil svet neprepoznaven. Zahvaljujoč njemu so človeštvu postala dostopna očala, žarnice in okna. Toda kljub vseprisotnosti stekla v znanstveni skupnosti še vedno poteka razprava o definiciji tega pojma. Nekateri menijo, da je steklo trdna snov, drugi pa tekočina. Veliko vprašanj je še vedno neodgovorjenih: na primer, zakaj je ena vrsta stekla močnejša od druge ali zakaj imajo nekatere steklene mešanice prav takšne optične in strukturne lastnosti. K temu dodajte še obstoječe baze vrst stekla, v eni od njih je trenutno znanih več kot 350.000 vrst, kar omogoča ustvarjanje velika količina različne mešanice. Rezultat je resnično zanimivo področje raziskav, ki redno proizvaja zanimive nove izdelke. Steklo je imelo velik vpliv na človeštvo in varno je reči, da steklo oblikuje obraz naše civilizacije.

»Steklo uporabljamo že tisoče let, a še vedno ne razumemo, kaj je,« pravi Mathieu Boschi, strokovnjak za steklo in član raziskovalne skupine. Univerza v Kaliforniji V Los Angelesu. Običajno je steklo izdelano s segrevanjem in nato hitrim ohlajanjem mešanice več snovi. Za izdelavo ravnega okenskega stekla se na primer uporablja pesek (silicijev dioksid), apno in soda. Silicij zagotavlja jasnost, kalcij zagotavlja moč, soda pa zmanjša tališče. " Hitro hlajenje preprečuje kristalizacijo stekla, «pravi Steve Martin, znanstvenik za steklo na državni univerzi Iowa.

Zaradi preprečevanja kristalizacije se steklo šteje za amorfno snov - in ne za trdno ali tekočo. Stekleni atomi si prizadevajo obnoviti kristalno strukturo, vendar ne morejo, saj med proizvodnim postopkom zamrznejo. Morda ste že slišali, da steklo na oknih starodavnih katedral sčasoma kaplja navzdol in zato na dnu postane debelejše. Ta izjava je napačna: starodavne proizvodne tehnologije preprosto niso omogočale izdelave niti stekla. Vendar je še vedno v gibanju, čeprav zelo počasi. Študija, objavljena lani v Journal of the American Ceramic Society, je pokazala, da bi pri sobni temperaturi steklo starodavne katedrale potrebovalo približno milijardo let, da bi se en nanometer snovi premaknil.

Ljudje so začeli izdelovati orodja iz obsidiana in drugih vrst vulkanskega stekla že ob zori civilizacije, prvo umetno steklo pa je bilo prvič izdelano v Mezopotamiji pred nekaj več kot 4000 leti. Verjetno je bil pridobljen kot stranski proizvod pri izdelavi keramične glazure. To tehnologijo so kmalu sprejeli stari Egipčani. izvršni direktor Muzeja stekla Corning Carol White trdi, da so bili prvi stekleni predmeti kroglice, talismani in vejice za ustvarjanje mozaičnega stekla. Pogosto so jim s pomočjo mineralov dali videz drugega materiala.

»Do začetka drugega tisočletja pred našim štetjem so začeli izdelovati obrtniki majhna plovila po vrsti vaz. Arheologi so našli klinopisne tablice, ki opisujejo postopek, vendar so bile napisane v skrivnem jeziku, namenjenem skrivanju skrivnosti proizvodnje, «doda White.

V času nastanka rimskega cesarstva je steklarstvo postalo pomembna gospodarska veja. Pisatelj Petronij pripoveduje zgodbo o obrtniku, ki se je pojavil pred cesarjem Tiberijem s kosom domnevno neuničljivega stekla. "Ali še kdo zna izdelati takšno steklo?" Tiberij je vprašal obrtnika. "Ne," je odgovoril obrtnik in poudaril svoj pomen. Tiberij je brez opozorila ukazal ubogemu možu obglaviti. Čeprav Tiberijevi motivi niso zagotovo znani, je mogoče domnevati, da bi tak izum lahko uničil steklarsko industrijo imperija.

Prva večja inovacija se je v steklarstvu zgodila v prvem stoletju pred našim štetjem, ko so steklo začeli pihati po Jeruzalemu. Kmalu so Rimljani ugotovili, kako narediti steklo bolj ali manj prozorno: tako so se pojavila prva steklena okna. Pri dojemanju stekla je prišlo do bistvenega premika, saj je bilo prej cenjeno le zaradi njegovih dekorativnih lastnosti. Namesto da bi občudovali steklo, so ljudje začeli gledati skozi njega. V naslednjih stoletjih so Rimljani proizvajali steklo v industrijskem obsegu in se sčasoma razširilo po vsej Evraziji.

Takrat znanost kot taka še ni obstajala in kozarec je bil prekrit z avro skrivnosti. Na primer, v četrtem stoletju našega štetja so Rimljani ustvarili znamenito Lycurgusovo skodelico, ki spreminja barvo iz zelene v rdečo, odvisno od vpadnega kota svetlobe. Sodobne raziskave so pokazale, da je neverjetna lastnost pehara posledica prisotnosti nanodelcev srebra in zlata.

V srednjem veku so se v Evropi in arabskih državah hranile napredne skrivnosti izdelave stekla. V dobi visokega srednjega veka so Evropejci začeli izdelovati vitraže. Po Carol Whiteu so veličastne slike na steklu igrale veliko vlogo pri preučevanju katekizma s strani nepismenega prebivalstva. Ni zaman, da se vitraži imenujejo tudi Sveto pismo za revne.

Čeprav steklene plošče izvirajo iz rimske dobe, so bile še vedno drage in jih je bilo težko dobiti. A vse se spremeni z gradnjo Kristalne palače za svetovno razstavo 1851. Kristalna palača je bila razstavna dvorana z zasteklitvijo 93.000 kvadratnih metrov. m - štirikrat več kot sedež ZN v New Yorku, postavljen stoletje pozneje. "Kristalna palača je ljudem pokazala dostojanstvo in lepoto steklenih plošč ter vplivala na arhitekturo in povpraševanje potrošnikov," je povedal Alan McLenaghan, direktor podjetja SageGlass, ki je specializirano za zatemnjena okna in druge steklene izdelke. Kristalna palača je pogorela leta 1936, po nekaj letih pa so okenska stekla postala bolj dostopna po zaslugi britanskega podjetja Pilkington, katerega zaposleni so izumili tehniko ustvarjanja toplotno poliranega stekla z vlivanjem staljenega stekla na plast staljenega kositra.

V 13. stoletju, veliko preden so okenska stekla postala vseprisotna, so neznani izumitelji ustvarili prva stekla. Izum je pomagal v boju proti nepismenosti in postavil temelje za nadaljnje izboljšanje leč, ki so omogočile videti stvari, ki so bile prej neznane. V začetku 14. stoletja so si Benečani izposodili delo mojstrov z Bližnjega vzhoda in Male Azije ter izboljšali postopek izdelave prozornega stekla, imenovanega "kristal". Ena od tehnik je vključevala skrbno taljenje kremenčevih kamenčkov skupaj s pepelom solnoljubnih rastlin, kar je zagotavljalo pravilno razmerje silicijevega dioksida, mangana in natrija, o čemer se takrat seveda ni slutilo. Ključnega pomena je bilo ohraniti skrivnost izdelave stekla. Kljub visokemu statusu, ki so ga imeli vsi proizvajalci stekla, je bila kazen za prehod meje Beneške republike smrtna kazen. Benečani so bili naslednjih 200 let vodilni na trgu stekla.

Uporaba stekla lastna proizvodnja, Benečani so ustvarili tudi prva ogledala. Ni dovolj besed, da bi opisali vse spremembe, ki jih je povzročil njihov videz. Prej so bila ogledala izdelana iz polirane kovine ali obsidiana, bila so zelo draga in niso tako učinkovito odbijala svetlobe. Nova ogledala so omogočila pojav teleskopov in revolucionirala umetnost: z njihovo pomočjo je italijanski kipar Filippo Brunelleschi leta 1425 razvil linearno perspektivo. Spremenila se je samozavest ljudi. Pisatelj Ian Mortimer je celo predlagal, da se pred pojavom steklenih ogledal ljudje niso dojemali kot ločene edinstvene osebnosti, koncept individualne identitete ni obstajal.

Steklo ima širok spekter uporabe. Okrog leta 1590 sta Hans Jansen in njegov sin Zacharius izumila mikroskop z dvema lečama na koncih cevi, ki je dala devetkratno povečavo. Nizozemec Anthony Van Leeuwenhoek je naredil še en korak naprej. Kot razmeroma izobražen vajenec trgovca s suho robo je Anthony pogosto uporabljal povečevalno steklo za štetje niti na tkanini in pri tem razvil nove načine poliranja in brušenja leč, kar mu je omogočilo 270-kratno povečavo slike. Leta 1670 je Leeuwenhoek s pomočjo svojih leč po naključju odkril obstoj mikroorganizmov: bakterij in protistov.

Angleški znanstvenik Robert Hooke je izboljšal Levengukov mikroskop. Je avtor znamenite Micrographia, prve knjige o mikroskopskem svetu s podrobnimi gravurami prej nevidnih podob, kot so teksture gobic ali podobe bolh. "Okrašen s sijočim črnim oklepom, vitke in čedne postave," - je zapisal Hooke o bolhah. Ko je skozi mikroskop pogledal v lubje plute, katerega struktura je spominjala na satje in samostanske celice, je Hooke skoval izraz "kletka". Ta napredek je pretresel znanost in med drugim pripeljal do nastanka mikrobiologije in teorije o mikrobnem izvoru bolezni.

Pojav steklenih epruvet in pipet v laboratorijih po vsem svetu je omogočil merjenje in mešanje različnih snovi ter njihovo izpostavljanje vsem vrstam vplivov. Stekleni instrumenti so prispevali k razvoju kemije in medicine, omogočili pa so tudi pojav parnega stroja in motorja z notranjim zgorevanjem.

Medtem ko so se nekateri znanstveniki poigravali z mikroskopi in čašami, so drugi svoj pogled usmerili v nebo. Zagotovo ni znano, kdo je izumil teleskop, čeprav so bile prve omembe te naprave najdene na Nizozemskem leta 1608. Teleskop je postal znan po zaslugi Galilea, ki je izboljšal obstoječo zasnovo in začel preučevati nebesna telesa. Med opazovanjem Jupitrovih lun je prišel do zaključka, da geocentrični model sveta ni smiseln, kar je povzročilo nezadovoljstvo Katoliške cerkve. Inkvizicijska komisija iz leta 1616 je zaključila, da je izjava o heliocentrizmu "s filozofskega vidika absurdna in absurdna, poleg tega pa tudi formalno heretična, saj so njeni izrazi v marsičem v nasprotju s Svetim pismom." Kot lahko vidite, lahko steklo vodi v greh.

Vpliv stekla na naše življenje se ne zmanjšuje. Če gledamo v prihodnost, raziskovalci upajo, da bodo naredili enako pomemben preboj z uporabo stekla za razstrupljanje jedrskih odpadkov, ustvarjanje varnih baterij in oblikovanje biomedicinskih vsadkov. Inženirji razvijajo visokotehnološke zaslone na dotik, kameleonska očala, varnostno steklo.

Ko boste naslednjič naleteli na steklen predmet, pomislite, ali je čudno, da material, ki je rojen iz zemlje in ognja, vezan kot ribnik s pokrovom ledu, nenehno v atomskem čistilišču, tako olajša človeško življenje in spodbuja napredek. Poglejte si od blizu, ne kot običajno skozi steklo, ampak neposredno vanj, in se spomnite, koliko pojavov bi ostalo nedostopnih človeškemu očesu, če ne bi imeli pri roki materiala, ki je sam po sebi komaj opazen.