История стекла: с момента открытия и до наших дней

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФГОУ ВПО Самарский государственный  технический университет

 

Физико-технологический факультет

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему: “История стекла:

с момента  открытия и до наших дней”

 

 

 

 

 

                                                                      

                                                                                    Выполнил: студент III-ФТ-2 

                                                                                               Архипов А. А.                   

                                                                  Проверил:

Шиганова Л. А.

                                                               

 

 

Самара 2011

Содержание

1). Введение 

2). Основная часть

             -  История стекла

           - История технологии стеклоделия

           -  Стекло в современности

3). Заключение 

4). Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Интерьеру жилья третьего тысячелетия свойственна легкость, свобода и естественность двух основных природных стихий, дающих жизнь человеку, - воздуха и воды. Возможно, именно поддавшись обаянию их прозрачности и чистоты, современный человек все больше стремится окружить себя множеством вещей, которые можно «видеть насквозь». Все чаще в современном интерьере, кроме обычных окон, дверей и посуды, обретают прозрачность мебель и сантехника, лестницы и даже стены, не говоря уже о предметах декора (вазах, статуэтках) и современной технике - часах, телефонах, компьютерах в просвечивающих корпусах.

 

И хотя благодаря научным разработкам  сегодня возникло большое разнообразие «искусственных» прозрачных материалов, не теряет своей актуальности и очень  изысканно выглядит даже в самых  новомодных проектах тот из них, что  известен был человеку с глубокой древности. Это, конечно, стекло.

 

Стекло — прозрачный материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств — универсальный в практике человека.                 Стекольная промышленность постоянно развивается, появляются современные технологии, и в продажу поступают всевозможные разновидности новейших изделий самых различных форм и толщины. Современные станки и полностью автоматизированные линии позволяют придавать стеклу разнообразные текстуры, окрашивать его в любые цвета, наносить на его поверхность рисунки и узоры. Некоторые виды стекла можно приобрести лишь у крупных поставщиков, в то время как мелкие производители удовлетворяют спрос на его распространенные разновидности, а также изготавливают стекло на заказ, нанося на него буквы, логотипы и т.д. В продаже можно найти также изготовленные вручную стеклянные плитки и стендовые панели различных цветов.

 

Стекло - необыкновенный материал. С  его помощью интерьер станет неповторимым, поразит игрой декоративных эффектов, построенных на сочетании прозрачных и непрозрачных материалов. Окна, двери, перегородки, полы, ограждения лестниц, балюстрады, кухонные «фартуки», мебель, зеркала и прилавки - всё это можно изготовить из стекла. Методом травления или шлифовки на стекло наносят всевозможные узоры, из него изготавливают декоративные ламинированные стеновые панели; в продаже вы найдете стекло с выпуклыми рисунками, глазурованное стекло разных цветов, зеркальное стекло и оригинальные стеклянные блоки. В интерьере часто используется стеклянная мозаика разной степени прозрачности и цветового насыщения, с разными текстурами и покрытиями. Если вы предпочитаете крупные цветовые пятна, вам подойдет окрашенное глазурованное стекло; листы этого материала окрашиваются до матовости или остаются прозрачными, что делает их ещё более эффектными. Обожженное стекло выглядит великолепно – обычно его закрепляют на закаленном стекле и подсвечивают сзади.

 

Небольшие компании сейчас выпускают  стекло, переработанное из дешевых  отходов (старых кинескопов или стекол машин), получая неожиданные результаты. Для стен и окон можно использовать штучное стекло, производящееся в специальных художественных мастерских,- так у вас в доме появится настоящее произведение искусства. Важно позаботиться о правильном освещении стеклянных элементов, выгодно подчеркнуть их достоинства. Травленая или обработанная песком поверхность пропускает приглушенный рассеянный свет, ламинированное стекло с цветным внутренним слоем «светится», матовое стекло на полу будет великолепно смотреться, если подсветить его снизу.

 

Неважно, какое стекло вы предпочитаете - прозрачное, полупрозрачное или матовое,- в продаже вы найдет самые разнообразные  его виды и сможете подобрать  изделия для любого интерьера. С  помощью различных технологий обработки  можно создавать на поверхности стекла прекрасные узоры или окрашивать его в яркие цвета. Стекло способно привнести новое звучание даже в самые сдержанные интерьеры.

Основная  часть

История стекла

История стекла началась давно. Прежде всего, следует признать, что не человек изобрел стекло. Стекло родила сама природа. Первое стекло образовалось из раскаленной лавы, вырвавшейся на поверхность сотни миллионов лет назад. Правда, было оно не прозрачным, а вовсе даже мутным, почти черным. Это вулканическое стекло теперь называют обсидианом. Позднее человек стал изготавливать стекло сам. Первое упоминание о стекле, полученном руками человека, дошли до нас из описаний Плиния. В своих описаниях Плиний рассказал, будто однажды финикийские мореплаватели везли из Африки природную соду. Высадившись на берег, на ночлег,  они принялись готовить пищу. Вокруг был один песок. Камней под рукой у них не оказалось, и они поставили котел на куски соды. Под воздействием высоких температур песок и сода расплавились, образовав стекло. Мы не знаем, разумеется, достоверно, этим или иным путем появилось на Земле стеклоделие, но в рассказанной Плинием легенде нет ничего невероятного. Да это и не важно.

Итак, человек научился получать стекло - этот замечательный материал, сыгравший выдающуюся роль в развитии нашей культуры. Египтяне, к примеру, более 5000 лет назад уже изготавливали из стекла всевозможные украшения, бусы, цветным стеклом покрывали посуду, а более 3000 лет назад уже использовали для хранения духов бутылочки из стекла. Поначалу стекло получалось зеленоватым или мутно-синеватым. Такой цвет тогдашнего стекла связан с тем, что песок, применяемый при производстве стекла, имел примеси. Позднее, примерно в 1 веке до н.э. люди научились обесцвечивать стекло с помощью марганца. Сначала  стеклянные изделия выдували с помощью стеклодувных трубок, придавая им нужную форму, позднее научились изготавливать плоское и прозрачное стекло. Прозрачные плоские стекла были обнаружены при раскопках в Помпее. Позднее, уже в средние века, где-то во второй половине XIII века,  плоское и прозрачное стекло появилось в Европе. Полагают, что именно оно и было использовано в свое время венецианскими мастерами-шлифовальщиками для производства линз для очков.

 

С начала XIII века производство стекла в Венеции начало развиваться бешеными темпами. Тогда венецианцы завезли из Константинополя образцы восточного стекла. Они завладели секретом его производства. Но они не остановились на этом. Венецианские мастера стали добавлять в расплав небольшое количество свинца, что сделало венецианское стекло еще более прозрачным. Поначалу все мастерские располагались на территории Венеции. И мастера-стеклоделы практически находились в городе в состоянии крепостных. Они не имели права выезжать за пределы города. За попытку покинуть город им и их семьям грозила тюрьма или даже смерть. Позднее, все мастерские по производству стекла были перенесены на небольшой остров неподалеку от Венеции – остров Мурано. Изделия из муранского стекла ценились в Европе невероятно высоко. Тогда мастера-стеклодувы научились изготавливать стеклянную посуду - невероятно тонкую и красивую. К XVI века слава муранского стекла становится мировой. Особой популярностью тогда пользовались всевозможные чаши для питья.  Сейчас довольно много такой посуды хранится в европейских музеях.

Вазы, графины, бокалы поражают красотой и изысканностью, любое  из этих изделий является произведением  искусства. На Руси производство стекла стало развиваться в первой половине XI века.  При раскопках в слоях XI –XIII  вв обнаружено множество мастерских по производству стекла. В частности найдены мастерские по производству стеклянных бус, которые были тогда очень модным украшением. Вообще первоначально стекло и изделия из него появились не как предмет первой необходимости, а как нечто – для сердца, для души, как предмет роскоши, искусства.

Позднее стекло стали использовать для нужд иных. Покрыв стекло амальгамой, человек изобрел зеркало. Стекла стали использовать в строительстве. Здесь впервые стекло стало использоваться при строительстве храмов. Человек стал украшать храмы разноцветными витражами. Используя способность стекла определенной формы преобразовывать световые лучи, изготовив из стекла линзы, его стали использовать в науке. Биология, астрономия, медицина, ни одна из этих наук не двинулась бы вперед ни на йоту, не будь на свете стекла.

История технологии стеклоделия.

Долгое время первенство в открытии стеклоделия признавалось за Египтом, чему несомненным свидетельством считались глазурованные стеклом фаянсовые плитки внутренних облицовок пирамиды Джессера (середина III тысячелетия до н. э.); к ещё более раннему периоду (первой династии фараонов) относятся находки фаянсовых украшений, то есть стекло существовало в Египте уже 5 тысяч лет назад. Археология Двуречья, в особенности - Древних Шумера и Аккада, склоняет исследователей к тому, что немногим менее древними образцом стеклоделия следует считать памятник, найденный в Месопотамии в районе Ашнунака - цилиндрическую печать из прозрачного стекла, датируемую периодом династии Аккада, то есть возраст её - около четырёх с половиной тысяч лет. Бусина зеленоватого цвета диаметром около 9 мм, хранящаяся в Берлинском музее, считается одним из древнейших образцов стеклоделия. Найдена она была египтологом Флиндерсом Питри около Фив, по некоторым представлениям ей пять с половиной тысяч лет. Н. Н. Качалов отмечает, что на территории Старовавилонского царства археологи регулярно находят сосудики для благовоний местного происхождения, выполненные в той же технике, что и египетские. Учёный утверждает - есть все основания считать, «что в Египте и в странах Передней Азии истоки стеклоделия... отделяются от наших дней промежутком приблизительно в шесть тысяч лет».  
Существует также несколько легенд, с той или иной степенью правдоподобия толкующих возможные предпосылки того, как сложилась технология. Н. Н. Качалов воспроизводит одну из них, поведанную античным естествоиспытателем и историком Плинием Старшим (I век). Эта мифологическая версия гласит, что однажды финикийские купцы на песчаном берегу, за неимением камней, сложили очаг из перевозимой ими африканской соды — утром на месте кострища они обнаружили стеклянный слиток.  
Изучающие историю происхождения этого материала когда-нибудь придут к единому мнению и относительно места — Египет, Финикия или Месопотамия, Африка или Восточное Средиземноморье и т. д., — и относительно времени — «около 6 тысяч лет назад», но характерную для феноменологии естествознания черту — «синхронность открытий», можно наблюдать по некоторым признакам и в данном случае, причём не имеет большого значения разница даже в сотни лет, в особенности, когда в реконструируемом способе варки стекла прослеживаются существенные различия. 
Актуальность легенд, повествующих о зарождении стеклоделия, сводится не столько к историческим и этногеографическим аспектам, которые с точки зрения теории познания лишь косвенно важны, — сколько к происхождению технологии как таковой, словно отделившейся от «случайных» процессов гончарных ремёсел, и ставшей отправной точкой для создания материала с новыми свойствами — первым шагом к управлению ими, а в дальнейшем — к постижению строения. Существует несколько версий, одна из которых именно на этом примере делает попытку решить вопрос: что есть стекло? — Н. Н. Качалов предлагает: отмерять этот срок от появления поливной керамики или вообще каких-либо глазурованных силикатных изделий. Всякая глазурь, закреплённая на глиняном или вообще силикатном черепке, по составу представляет собой стекло, и наиболее правдоподобная версия открытия стекла как самостоятельного материала связывается с наблюдением человека над процессами керамической технологии. Однако глазурь на древнем фаянсе играет второстепенную роль в изделии и является материалом непрозрачным, т. е. она лишена главного отличительного признака стекла, а потому может называться им лишь условно. 
Немногим ранее мысль о «стеклообразном родстве» всех силикатных материалов высказывает И. Ф. Пономарёв, причём учёный подчёркивает важность понимания не столько генезиса стекла, сколько роль исследования его строения для изучения свойств других силикатных материалов; одновременно он указывает, что эти соображения имеют место ещё у М. В. Ломоносова: Теория строения стекла имеет значение не только для понимания свойств изделий из чистого стекла, но и для всех силикатных изделий, которые в процессе производства находились при температуре выше 800°. Можно считать, что все силикатные материалы, рассматриваемые силикатной технологией, содержат стекло. Замечательны слова М. В. Ломоносова, написанные в «Письме о пользе стекла» (1752 г.): «Имеет от стекла часть крепости фарфор». Не только фарфор, но и фаянс, керамические изделия, огнеупоры, цемент — все они содержат, то или иное количество стекла. Поэтому значение изучения стекла чрезвычайно расширяется и выводы, делаемые в исследованиях, посвящённых строению стекла, важны для понимания свойств самых различных технических силикатных продуктов.  
В изучении технологии египетского стекловарения определённых успехов добился английский исследователь А. Лукас. Его сведения дают следующее представление о развитии стекольного производства Египта «архаического» периода, который заканчивается IV тысячелетием до н. э. 
Так называемый «египетский фаянс» (бусы, амулеты, подвески, небольшие пластинки для инкрустаций) представляет собой изделия, покрытые зеленовато-голубой глазурью. Отнесение их к тому, с чем ассоциируется в настоящее время «фаянс» нельзя считать правильным, поскольку отсутствует главный признак этой категории изделий — глиняный черепок. Известен египетский фаянс с «черепком» трёх родов: стеатит, мягкая кварцевая мука и цельный природный кварц. Существует мнение, что наиболее ранние образцы изготовлены из стеатита. Минерал этот по составу представляет собой силикат магния, он присутствует в природе в больших количествах. Изделия, вырезанные из куска стеатита, для получения глазури покрывались порошкообразной смесью из сырых материалов, входящих в её состав, и обжигались. Глазурь эта, по химическому составу представляющая собой силикат натрия с небольшой примесью кальция — не что иное как легкоплавкое стекло, окрашенное в голубые и зеленовато-голубые тона медью, иногда с изрядной примесью железа.  
Египетские стеклоделы плавили стекло на открытых очагах в глиняных мисках. Спёкшиеся куски бросали раскалёнными в воду, где они растрескивались, и эти обломки, так называемые фритты, растирались в пыль жерновами и снова плавились. 
Фриттование использовалось ещё долго после средневековья, поэтому на старых гравюрах и при археологических раскопках мы всегда находим две печи — одну для предварительной плавки и другую для плавки фритт. Необходимая температура проплавления составляет 1450 °C, а рабочая температура — 1100—1200 °С. Средневековая плавильная печь («гуть» — по-чешски) представляла собой низкий, топящийся дровами свод, где в глиняных горшках плавилось стекло. Выложенная только из камней и глинозёма, долго она не выдерживала, но надолго не хватало и запаса дров. Поэтому, когда лес вокруг гуты вырубали, её переводили на новое место, где леса было ещё в достатке. 
Ещё одной печью, обычно соединяемой с плавильной, была отжигательная печь — для закалки, где готовое изделие нагревалось почти до точки размягчения стекла, а затем — быстро охлаждалось, чтобы тем самым компенсировать напряжения в стекле (предотвратить кристаллизацию). В виде такой конструкции стеклоплавильная печь продержалась до конца XVII века, однако недостача дров вынуждала некоторые гуты, особенно в Англии, уже в XVII веке переходить на уголь; а так как улетучивающаяся из угля двуокись серы окрашивала стекло в жёлтый цвет, англичане начали плавить стекло в замкнутых, так называемых крытых горшках. Этим плавильный процесс затруднялся и замедлялся, так что приходилось подготавливать шихту не такой твёрдой, и, тем не менее, однако уже в конце XVIII века преобладающей делается топка углем.

 
Интересны сведения, имеющие отношение и к истории стекла и тому факту, что стекло, в общем смысле, за время своего существования, в отличие от многих других материалов, не претерпело практически никаких изменений (самые ранние образцы того, что стали называть стеклом ничем не отличаются от известного всем — бутылочного; исключением, конечно, являются виды стёкол с заданными свойствами), однако в данном случае речь идёт о веществе и материале минерального происхождения, нашедшем применение в современной практике.

  Стекло в современности

В современном  мире для обеспечения различных функций были разработаны различные виды стекол. Некоторые необходимые свойства задаются стеклу еще на стадии его изготовления. Соответственно, прежде чем приступить к изготовлению стекла, нужно хорошо представлять, в каких условиях его будут эксплуатировать.  
         - Флоат-стекло 
Наиболее распространенный вид стекла, получаемый флоат-методом, при котором стекло при выходе из печи плавления выливается на поверхность расплавленного олова и затем поступает через зону охлаждения на дальнейшую обработку. Флоат-стекло характеризуется исключительной ровностью и отсутствием оптических дефектов.  
            - Армированное стекло  
Стекло с металлической сеткой, безопасное и пожаростойкое. При пожаре образует эффективную преграду на пути дыма и горячих газов. При пожаре может треснуть, но арматура все равно удержит стекло на месте, сдерживая распространение огня.  
            - Ламинированное стекло, или триплекс  
Это стекло, состоящее из нескольких слоев стекол, ламинированных вместе специальной пленкой, отличающейся высокой прочностью, или специальной ламинирующей жидкостью. При разрушении стекла оно остается на пленке. За это качество триплекс называют «стеклом безопасности». Основная задача триплекса — препятствовать насильственному вторжению. Кроме того, триплекс снижает опасность от разлетающихся осколков или падающего стекла (стекло разбивается, но остается в раме). Ламинированные стекла способствуют защите помещения от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей (предохраняют от выгорания мебель, обои и др.). Многослойное стекло также способно эффективно снижать воздействие нежелательных шумов.  
            - Солнцезащитные стекла  
Стекло, способное снижать пропускание световой и/или солнечной тепловой энергии. Такими стеклами являются, например, окрашенные во всей массе стекла с цветом: промежуточный между бронзовым и коричневым, серый и зеленый. А также некоторые стекла с покрытиями.  
             - Узорчатое стекло  
Листовое стекло, одна поверхность которого имеет декоративную обработку. Узорчатое стекло бывает разных цветов, рисунков, различной толщины, может иметь различную светопропускаемость.  
              - Селективное стекло  
Стекла, которые имеют покрытие, обладающее низкой излучательной способностью (низкоэмиссионные). Теплоизолирующая способность селективного стекла намного лучше, чем обычного. Солнечное коротковолновое тепловое излучение проникает через стекло хорошо, а стремящееся выйти наружу длинноволновое излучение эффектно отражается от поверхности обратно. Селективное покрытие можно наносить одновременно с процессом изготовления стекла либо методом плазменного напыления в вакууме.  
             - Закаленное стекло  
Стекло, у которого путем химической или термической обработки повышается по сравнению с обычным стеклом прочность к ударам и перепадам температуры. При разрушении закаленное стекло распадается на маленькие безопасные осколки.  
             -«Мягкое» самоочищающееся стекло  
В 2002 году английская фирма Pilkington представила первое в мире самоочищающееся стекло. Pilkington Activ произведено методом магнетронного напыления, его основной частью является тонкое прозрачное покрытие оксида титана. Под воздействием ультрафиолетового излучения этот материал провоцирует химическую реакцию, разлагающую органические соединения на поверхности стекла. Во время дождя вся грязь смывается. Таким образом, этот вид стекол не нуждается в очистке специальными средствами.