Kurš izgudroja krāsaino stiklu. Stikla vēsture. Rūpnieciskā stikla ražošana
✪ Parasts stāsts — stikls — pirmais stāsts
✪ Antīks stikls.
✪ Parasts stāsts — stikls — otrais stāsts
Subtitri
Stikla rašanās
Dabiski ražots stikls, īpaši vulkāniskais stikls (obsidiāns), griezējinstrumentu izgatavošanai izmantots kopš akmens laikmeta. Tā kā šāds stikls bija retums, tas kļuva par biežu tirdzniecības preci. Arheoloģiskie avoti liecina, ka mākslīgais stikls pirmo reizi tika ražots Sīrijas piekrastē, Mezopotāmijā vai senajā Ēģiptē. Lielākā daļa senāko stikla trauku ir atrasti Ēģiptē, pateicoties stiklam labvēlīgajiem klimatiskajiem apstākļiem, taču iespējams, ka daži no šiem priekšmetiem tika ievesti Ēģiptē. Vecākie stikla priekšmeti ir datēti ar trešo gadu tūkstoti pirms mūsu ēras. e. Tās ir stikla krelles, kas, iespējams, nejauši radušās metāla vai keramikas izgatavošanas procesā.
Vēlajā bronzas laikmetā Ēģiptē un Rietumāzijā (piemēram, Megiddo) stikla ražošanas tehnoloģija veica strauju lēcienu. Šī perioda arheoloģiskajos atradumos ir iekļauti krāsaini stikla lietņi un trauki, kas dažkārt ir inkrustēti ar pusdārgakmeņiem. Ēģiptes un Sīrijas stikla ražošanai tika izmantota soda, ko viegli iegūt no daudzu veidu koksnes oglēm, īpaši halofīlajiem augiem, kas aug jūras krastā. Agrākie trauki tika izgatavoti, vērpjot kaļamās stikla šķiedras ap smilšu un māla veidni, kas uzvilkta uz metāla stieņa. Pēc tam, atkārtoti sildot stiklu, viņi nodrošināja, ka tas ir sapludināts vienā traukā. Pēc tam virs sākotnējās formas varēja uzklāt krāsaina stikla svītras, tādējādi radot ornamentus. Pēc tam veidne tika iznīcināta, un stienis tika noņemts no iegūtā trauka.
Līdz 15. gadsimtam pirms mūsu ēras. e. stikls tika masveidā ražots Mazāzijā, Krētā un Ēģiptē. Tiek pieņemts, ka tehnoloģijas stikla ražošanai no dabīgiem materiāliem bija rūpīgi sargāts noslēpums, un šīs tehnoloģijas tika izmantotas tikai visspēcīgāko valstu valdnieku galmā. Citur stikla ražošana ietvēra saliekamā stikla apstrādi, bieži vien lietņu veidā. Tādi lietņi, piemēram, tika atrasti pie kuģa Ulu-Burun vraka pie mūsdienu Turcijas krastiem.
Stikls joprojām bija luksusa prece, un stikla ražošana, šķiet, izzuda līdz ar vēlā bronzas laikmeta civilizācijām. Devītajā gadsimtā pirms mūsu ēras. e. Sīrijā un Kiprā tika atdzīvināta stikla ražošana, tika atrastas tehnoloģijas bezkrāsaina stikla ražošanai. Pirmā zināmā stikla ražošanas "rokasgrāmata" datēta ar 650. gadu pirms mūsu ēras. e. ir planšetdatori, kas atrodas Asīrijas karaļa Ašurbanipala bibliotēkā. Ēģiptē stikla ražošana netika atsākta, kamēr grieķi to neieveda Ptolemaja valstībā. Hellēnisma periodā turpināja attīstīties stikla tehnoloģija, kas ļāva ražot liela izmēra stikla traukus, jo īpaši traukus. Jo īpaši tika izstrādāta tehnoloģija vairāku krāsu stikla sajaukšanai, lai iegūtu mozaīkas struktūru. Šajā periodā bezkrāsains stikls tika novērtēts augstāk nekā krāsains stikls, un attiecīgi tika uzlabotas tā ražošanas tehnoloģijas.
Eksperimentāli ir noskaidrots, ka stiklu metināt šādā veidā nav iespējams. Siltuma, ko dos pat ļoti liela uguns, nepietiks, lai izveidotu smilšu un sodas sakausējumu; bez tam ir arī citas tehnoloģiskas iezīmes, kas ir klajā pretrunā ar šo stikla ražošanas izcelsmes versiju.
Piezīmes
- Ekspedīcija senajā Anatolijā. Ceļojumu piezīmes un arheoloģiskās fotogrāfijas. Stikla vēsture: Seno stiklu darbs Bodrumas muzejā
- Kristīne Lilikvista (1993). “Granulācija un stikls: hronoloģiskās un stilistiskās izmeklēšanas atlasītajās vietnēs, apm. 2500.–1400. gadus p.m.ē. . Amerikas Austrumu pētniecības skolu biļetens. 290/291: 29-94.
Pirms parādīšanas ekrānā šis raksts tika pārveidots par optiskajiem signāliem un pārraidīts ar ātrumu ~201 000 km/s, izmantojot optiskās šķiedras kabeli. Kabeļa pamatā ir šķiedras, kas izgatavotas no plānākā stikla, kas ir 30 reizes caurspīdīgāks nekā tīrs ūdens. Tehnoloģiju padarīja pieejamu Corning Incorporated. 1970. gadā, izmantojot pasaules zinātnieku daudzu gadu pētījumu rezultātus, viņa patentēja kabeli, kas spēj pārraidīt lielu informācijas apjomu lielos attālumos.
Ja lasāt viedtālrunī, neaizmirstiet pateikties Stīvam Džobsam, kurš 2006. gadā jautāja Corning Inc. lai izstrādātu plānu, bet izturīgu iPhone ekrānu. Rezultāts - Gorilla Glass - tagad dominē mobilo ierīču tirgū. Piektās paaudzes viedtālruņu ar Gorilla Glass ekrāni neplaisā pēc nomešanas 80% gadījumu (testa ierīces nokrita no 1,6 metru augstuma - šajā līmenī cilvēki parasti tur tālruni - uz cietas virsmas).
Un tas vēl nav viss. Bez stikla pasaule nebūtu atpazīstama. Pateicoties viņam, cilvēcei kļuva pieejami brilles, spuldzes un logi. Bet, neskatoties uz stikla visuresamību, zinātnieku aprindās joprojām notiek diskusija par šī jēdziena definīciju. Daži stiklu uzskata par cietu, citi par šķidrumu. Daudzi jautājumi joprojām ir neatbildēti: piemēram, kāpēc viena veida stikls ir stiprāks par otru vai kāpēc noteiktiem stikla maisījumiem ir tieši šādas optiskās un strukturālās īpašības. Tam pievieno esošās stikla tipu datu bāzes, no kurām vienā ir vairāk nekā 350 000 šobrīd zināmo tipu, kas ļauj izveidot milzīgu skaitu dažādu maisījumu. Rezultāts ir patiesi interesanta pētniecības joma, kas regulāri ražo pārsteidzošus jaunus produktus. Stiklam ir bijusi milzīga ietekme uz cilvēci, un var droši teikt, ka stikls veido mūsu civilizācijas seju.
"Mēs esam izmantojuši stiklu tūkstošiem gadu, taču mēs joprojām nesaprotam, kas ir stikls," sacīja Matjē Boši, stikla eksperts un UCLA pētniecības grupas loceklis. Parasti stiklu iegūst, karsējot un pēc tam ātri atdzesējot vairāku vielu maisījumu. Piemēram, lai izveidotu plakano logu stiklu, tiek izmantotas smiltis (silīcija dioksīds), kaļķis un soda. Silīcijs nodrošina caurspīdīgumu, kalcijs nodrošina izturību, un soda samazina kušanas temperatūru. "Ātra dzesēšana neļauj stiklam kristalizēties," saka Stīvs Mārtins, stikla zinātnieks no Aiovas štata universitātes.
Tieši kristalizācijas novēršanas dēļ stikls tiek uzskatīts par amorfu vielu, nevis cietu vai šķidrumu. Stikla atomi cenšas atjaunot kristāla struktūru, taču tie nevar, jo sasalst savā vietā tā izgatavošanas procesā. Iespējams, esat dzirdējuši, ka stikli seno katedrāļu logos laika gaitā plūst uz leju, tāpēc pie pamatnes kļūst biezāki. Šis apgalvojums ir kļūdains: senās ražošanas tehnoloģijas vienkārši neļāva izgatavot pat stiklu. Bet tas joprojām ir kustībā, kaut arī ļoti lēni. Pērn žurnālā Journal of the American Ceramic Society publicētā pētījuma rezultāti parādīja, ka istabas temperatūrā senās katedrāles stiklam būtu nepieciešams aptuveni viens miljards gadu, lai pārvietotu vienu nanometru vielas.
Cilvēki ir izgatavojuši instrumentus no obsidiāna un cita veida vulkāniskā stikla kopš civilizācijas rītausmas, un pirmais mākslīgais stikls pirmo reizi tika izgatavots Mezopotāmijā pirms nedaudz vairāk nekā 4000 gadiem. Iespējams, tas tika iegūts kā blakusprodukts keramikas glazūras ražošanā. Drīz vien šo tehnoloģiju aizņēmās senie ēģiptieši. Kerola Vaita, Korninga stikla muzeja izpilddirektore, apgalvo, ka pirmie stikla priekšmeti bija krelles, piekariņi un zariņi, lai radītu mozaīkas stiklu. Bieži vien ar minerālu palīdzību tiem tika piešķirts cita materiāla izskats.
“Otrā tūkstošgades sākumā pirms mūsu ēras amatnieki sāka izgatavot mazus traukus, piemēram, vāzes. Arheologi ir atraduši ķīļraksta plāksnītes, kurās aprakstīts process, taču tās tika uzrakstītas slēptā valodā, kas paredzēta ražošanas noslēpumu slēpšanai,” piebilst Vaits.
Līdz Romas impērijas uzplaukumam stikla ražošana bija kļuvusi par nozīmīgu ekonomikas nozari. Rakstnieks Petronijs stāsta par amatnieku, kurš imperatora Tibērija priekšā parādījās ar it kā neiznīcināma stikla gabalu. "Vai kāds cits zina, kā izgatavot šādu stiklu?" – Tibērijs jautāja amatniekam. "Nē," amatnieks atbildēja, uzsverot savu nozīmi. Tibērijs bez brīdinājuma pavēlēja nabagam nocirst galvu. Lai gan Tibērija motīvi nav precīzi zināmi, var pieņemt, ka šāds izgudrojums varēja iznīcināt impērijas stikla rūpniecību.
Pirmā lielākā inovācija stikla ražošanā radās pirmajā gadsimtā pirms mūsu ēras, kad ap Jeruzalemi sāka pūst stiklu. Drīz vien romieši izdomāja, kā stiklu padarīt vairāk vai mazāk caurspīdīgu: šādi parādījās pirmie stikla logi. Notika būtiskas izmaiņas stikla uztverē, jo tas iepriekš tika novērtēts tikai dekoratīvo īpašību dēļ. Tā vietā, lai apbrīnotu stiklu, cilvēki sāka skatīties caur to. Turpmākajos gadsimtos romieši rūpnieciskā mērogā ražoja stiklu, un tas galu galā izplatījās visā Eirāzijā.
Tajā laikā zinātne kā tāda nepastāvēja, un stikls bija vēdināts ar noslēpumainības oreolu. Piemēram, mūsu ēras ceturtajā gadsimtā romieši radīja slaveno Lycurgus kausu, kas maina krāsu no zaļas uz sarkanu atkarībā no gaismas leņķa. Mūsdienu pētījumi ir parādījuši, ka kausa neticamā īpašība ir saistīta ar sudraba un zelta nanodaļiņu klātbūtni.
Viduslaikos Eiropā un arābu valstīs tika glabāti progresīvie stikla ražošanas noslēpumi. Augsto viduslaiku laikmetā eiropieši sāka ražot vitrāžas. Pēc Kerola Vaita teiktā, majestātiskajiem stikla gleznojumiem bija milzīga nozīme analfabētisko iedzīvotāju katehisma izpētē. Nav brīnums, ka vitrāžas tiek sauktas arī par nabadzīgo bībelēm.
Lai gan logu rūtis ir datētas ar romiešu laikmetu, tās joprojām bija dārgas un grūti iegūstamas. Taču viss mainās līdz ar Kristāla pils celtniecību 1851. gada Pasaules izstādei. Crystal Palace bija izstāžu zāle ar stikla laukumu 93 000 kvadrātmetru. m - četras reizes vairāk nekā ANO galvenajā mītnē Ņujorkā, kas tika uzcelta gadsimtu vēlāk. "Crystal Palace parādīja cilvēkiem logu rūts cieņu un skaistumu, tas ietekmēja arhitektūru un patērētāju pieprasījumu," saka Alans Maklenans, uzņēmuma SageGlass direktors, kas specializējas tonētu logu un citu stikla izstrādājumu ražošanā. Kristāla pils nodega 1936. gadā, bet dažus gadus vēlāk logu stikls kļuva pieejamāks, pateicoties britu kompānijai Pilkington, kuras darbinieki izgudroja termiski pulēta stikla radīšanas tehniku, uzlejot kausēta stikla masu uz izkausētas alvas kārtas.
13. gadsimtā, ilgi pirms logu rūtis kļuva visuresošas, pirmos stiklus radīja nezināmi izgudrotāji. Izgudrojums palīdzēja cīņā pret analfabētismu un lika pamatus tālākai lēcu uzlabošanai, kas ļāva ieraudzīt lietas, kas iepriekš nebija zināmas. 14. gadsimta sākumā venēcieši aizguva Tuvo Austrumu un Mazāzijas amatnieku sasniegumus un uzlaboja caurspīdīgā stikla radīšanas procesu, ko sauca par "crystallo". Viens no paņēmieniem bija rūpīga kvarca oļu kausēšana kopā ar sāli mīlošu augu pelniem, kas nodrošināja pareizu silīcija dioksīda, mangāna un nātrija attiecību, par ko tajā laikā, protams, nebija aizdomas. Stikla izgatavošanas noteikumus bija ļoti svarīgi paturēt noslēpumā. Neskatoties uz augsto statusu, kāds bija visiem stikla ražotājiem, sods par Venēcijas Republikas robežas šķērsošanu viņiem bija nāvessods. Venēcieši bija līderi stikla tirgū nākamos 200 gadus.
Izmantojot pašu ražotu stiklu, venēcieši radīja arī pirmos spoguļus. Nav pietiekami daudz vārdu, lai aprakstītu visas izmaiņas, ko izraisīja viņu izskats. Agrākie spoguļi tika izgatavoti no pulēta metāla vai obsidiāna, tie bija ļoti dārgi un neatstaro gaismu tik efektīvi. Jaunie spoguļi padarīja iespējamus teleskopus un radīja revolūciju mākslā: ar to palīdzību itāļu tēlnieks Filipo Brunelleski 1425. gadā izstrādāja lineāro perspektīvu. Cilvēku apziņa ir mainījusies. Rakstnieks Ians Mortimers pat ierosināja, ka pirms stikla spoguļu parādīšanās cilvēki neuztvēra sevi kā atsevišķus unikālus indivīdus, individuālās identitātes jēdziens nepastāvēja.
Stiklam ir plašs pielietojumu klāsts. Ap 1590. gadu Hanss Jansens un viņa dēls Zaharijs izgudroja mikroskopu ar divām lēcām caurules galos, kas deva palielinājumu deviņas reizes. Nīderlandietis Entonijs Van Lēvenhuks spēris vēl vienu soli uz priekšu. Būdams salīdzinoši izglītots galantērijas tirgotāja māceklis, Entonijs bieži izmantoja palielināmo stiklu, lai skaitītu auduma pavedienus, un šajā procesā izstrādāja jaunus lēcu pulēšanas un slīpēšanas veidus, kas ļāva palielināt attēlu 270 reizes. 1670. gadā ar savu lēcu palīdzību Lēvenhuks nejauši atklāja mikroorganismu eksistenci: baktērijas un protistus.
Angļu zinātnieks Roberts Huks uzlaboja Lēvenhuka mikroskopu. Viņš ir autors slavenajam darbam Micrographia, kas ir pirmā grāmata par mikroskopisko pasauli ar detalizētiem iepriekš neredzētu attēlu gravējumiem, piemēram, sūkļa faktūrām vai blusu attēliem. "Dekorēts ar mirdzošām melnām bruņām, plāns un glīti uzbūvēts," par blusām rakstīja Huks. Caur mikroskopu aplūkojot korķa koka mizu, kuras struktūra atgādināja šūnām un klostera šūnām, Huks radīja terminu "būris". Šie sasniegumi šokēja zinātni un cita starpā noveda pie mikrobioloģijas un slimību dīgļu teorijas rašanās.
Stikla mēģeņu un pipešu parādīšanās laboratorijās visā pasaulē ļāva izmērīt un sajaukt dažādas vielas un pakļaut tās visdažādākajām ietekmēm. Stikla instrumenti veicināja ķīmijas un medicīnas attīstību, kā arī ļāva parādīties tvaika dzinējam un iekšdedzes dzinējam.
Kamēr daži zinātnieki ķēpājās ar mikroskopiem un vārglāzēm, citi pievērsa skatienu debesīm. Nav precīzi zināms, kurš izgudroja teleskopu, lai gan pirmo reizi šī ierīce tika pieminēta Nīderlandē 1608. gadā. Teleskops kļuva slavens, pateicoties Galileo, kurš uzlaboja esošo dizainu un sāka pētīt debess ķermeņus. Novērojot Jupitera pavadoņus, viņš nonāca pie secinājuma, ka ģeocentriskajam pasaules modelim nav jēgas, kas izraisīja neapmierinātību ar katoļu baznīcu. 1616. gada inkvizīcijas komisija secināja, ka apgalvojums par heliocentrismu ir "absurds un absurds no filozofiskā viedokļa un turklāt formāli ķecerīgs, jo tā izteicieni daudzējādā ziņā ir pretrunā ar Svētajiem Rakstiem". Kā redzat, stikls var novest pie grēka.
Stikla ietekme uz mūsu dzīvi nemazinās. Raugoties nākotnē, pētnieki cer panākt tikpat nozīmīgu izrāvienu, izmantojot stiklu, lai neitralizētu kodolatkritumus, izveidotu drošas baterijas un izstrādātu biomedicīnas implantus. Inženieri izstrādā augsto tehnoloģiju skārienekrānus, hameleona stiklus, drošības stiklus.
Nākamreiz, kad redzat stikla priekšmetu, padomājiet par to, vai nav dīvaini, ka materiāls, kas dzimis no zemes un uguns, ko kā dīķi saista ledus sega, pastāvīgi atrodas atomu šķīstītavā, padara cilvēka dzīvi daudz vieglāku un veicina progresu . Skatieties uzmanīgi nevis caur stiklu, kā parasti, bet tieši uz to un atcerieties, cik daudz parādību paliktu cilvēka acij nepieejamas, ja pie rokas nebūtu materiāla, kas pats par sevi ir tikko pamanāms.
Joprojām nav precīzi zināms, kā stikls tika izgudrots. Ar šī materiāla izgudrošanu ir saistītas daudzas leģendas, taču tikai viena no tām šķiet samērā ticama.
Saskaņā ar šo versiju, tas ir nejauši atklāts materiāls, kas kļuvis par blakusproduktu vienai no senākajām amatniecībām - keramikas ražošanai. Ir zināms, ka pirms daudziem gadsimtiem māls tika apdedzināts, lai smilšu bedrēs piešķirtu tam spēku. Tajos laikos ugunskuram parasti izmantoja niedres vai sausus salmus. Augstas temperatūras ietekmē smiltis mijiedarbojās ar galvenajiem sadegšanas produktiem, kā rezultātā veidojās caurspīdīga, ātri cietējoša masa. Vēl viena izplatīta stikla izcelsmes versija ir blakusprodukta veidošanās vara kausēšanas laikā.
Daži zinātnieki pieturas pie trešās versijas. Pēc viņu domām, stikls veidojies smilšu un Āfrikas sodas augstas temperatūras iedarbības rezultātā. Saskaņā ar šo leģendu, feniķiešu tirgotāji gatavoja ēdienu uz pavarda, kas izgatavota no Āfrikas soda, kas novietota piekrastes smiltīs. Šī stikla izcelsmes versija pieder senajam vēsturniekam Plīnijam Vecākajam.
Senās stikla ražošanas pamati
Stiklam ir ļoti sena vēsture. Lielākā daļa zinātnieku ir nonākuši pie secinājuma, ka šis materiāls tika nejauši izveidots pirms sešiem tūkstošiem gadu. Tomēr ekspertu viedokļi par tā rašanās vietu ir nedaudz atšķirīgi. Saskaņā ar dažādiem avotiem, stikla izcelsme ir Vidusjūras austrumu daļā, Mezopotāmijā vai Feniķijā.
Pirmie stikla pūtēji, bez šaubām, bija ēģiptieši: tieši viņi radīja stikla izstrādājumus īpašos māla traukos. Tolaik tika izgudrota arī fritēšanas metode: karstus stikla gabalus iemērca aukstā ūdenī, samala līdz putekļiem un atkal izkausēja. Šī stikla izstrādājumu izgatavošanas metode ir izmantota daudzus gadsimtus. Šo faktu apstiprina arheoloģisko izrakumu rezultātā atrastie fritēšanas instrumenti. Tolaik stikla ražošanai bija nepieciešamas divas krāsnis: viena no tām tika izmantota pirmatnējai kausēšanai, ar otras kausēja frites.
Kā stikls tika izgatavots senos laikos
Senās stikla ražošanai izmantotās krāsnis tika būvētas no alumīnija oksīda un akmeņiem. Viņu vienīgais trūkums bija lielais malkas patēriņš. Tas nav pārsteidzoši, jo krāsns iekšpusē bija nepieciešams uzturēt nemainīgi augstu darba temperatūru - līdz 1200 grādiem, un iekļūšanai bija nepieciešams izkausēt krāsni līdz 1450 grādiem.
Stikla ražošanā kā izejvielas tika izmantota soda, dažādu augu pelni un smiltis. Pirms daudziem gadsimtiem amatnieki iemācījās izgatavot ne tikai baltu, bet arī. Tajos laikos par krāsvielām bija ierasts izmantot dažādus metalurģijas izdedžus, piemēram, mangāna, vara un kobalta savienojumus. Senā krāsns bija zema velve, zem kuras tika novietoti māla trauki stikla kausēšanai. Apkārtējie meži kalpoja par degvielu šādām krāsnīm, tāpēc, kad tās bija pilnībā izcirstas, kurtuve bija jāpārvieto uz citu vietu. Senatnē stikla kausēšana bija ļoti darbietilpīgs un laikietilpīgs process, kā rezultātā stikla izstrādājumiem bija ļoti augstas cenas.
Skaistākais senais stikls
Stikla pūšanas ražošanas ziedu laiki sākās ar Romas impēriju. Taču pēc lielās valsts sabrukuma stikla ražošana attīstījās ļoti lēni. Pēc tam stikla pūšanas bizness tika sadalīts divos virzienos: rietumu un austrumu.
Ilgu laiku stikla izstrādājumu izgatavošanas metodes palika nemainīgas, tika uzlabota tikai tehnika. Pirmās izmaiņas stikla radīšanas tehnikā parādījās pirmā tūkstošgades beigās. Pēc virknes eksperimentu izdevās daļēji mainīt izejvielas, bet saglabāt stikla izstrādājumu augsto kvalitāti. Eiropas meistari sodu aizstāja ar potašu, ko ieguva, izskalojot skuju koku un dižskābarža koku pelnus. Pēc izejvielu nomaiņas Vidusjūras un Eiropas produktiem ir vēl vairāk atšķirību.
Stikla pūšanas uzlabojumi
Vadība lokšņu stikla ražošanā pieder vācu stikla pūtējiem. Vienpadsmitajā gadsimtā viņiem radās ideja izpūst dobu cilindru, nogriezt tā dibenu un pēc tam sarullēt materiālu plānā loksnē, piešķirot tam taisnstūra formu. Itāļu meistari šo tehniku sāka izmantot tikai trīspadsmitajā gadsimtā. Protams, viduslaiku stikla kvalitāti nevar salīdzināt ar mūsdienu stiklu, taču tās pašas vielas tiek izmantotas līdz pat mūsdienām stikla izstrādājumu ražošanā. Tajos laikos stikla izmaksas bija ļoti augstas, tāpēc to izmantoja piļu, baznīcu un muižnieku māju logu iestiklošanai. Apgūstot progresīvās stikla ražošanas tehnoloģijas, Eiropas meistari pirmo reizi sāk izgatavot vitrāžas, kuru izgatavošanai krāsainā stikla gabali tiek savienoti kopā ar metāla sakausējumiem. Viduslaiku beigās Venēcija kļuva par stikla pūšanas ražošanas centru. Stikla izgatavošana šeit ieguva neticamu popularitāti, dažu gadu laikā Venēcijā strādāja vairāk nekā astoņi tūkstoši stikla pūtēju. Taču pavisam drīz Venēcijas stikls bija spiests piekāpties kristālam, ko sākotnēji izgatavoja tikai angļu stikla pūtēji. Saskaņā ar vēsturiskiem faktiem kristālu izgudroja Džordžs Ravenkrofts, kurš pirmais izmantoja progresīvākas izejvielas. Potaša vietā izgudrotājs izmantoja svina oksīdu, kā rezultātā tika iegūts skaists stikls ar perfektām atstarojošām īpašībām. Turklāt kristāls bija viegli detalizējams un smalki iegravēts, pateicoties kam šāds stikls drīz vien izkļuva ārpus konkurences.Rūpnieciskā stikla ražošana
Stikla rūpnieciskā ražošana sākās salīdzinoši nesen - tikai deviņpadsmitajā gadsimtā. Stikla izstrādājumu automātiskās ražošanas pamatlicējs bija Otto Šots, kura pamatnodarbošanās bija dažādu vielu ietekmes uz stikla fizikālajām īpašībām izpēte. Šots ir veicis daudz pētījumu kopā ar prof. Ernstu Ebi. Vēl viens zinātnieks, kurš sniedza lielu ieguldījumu stikla ražošanas automatizācijā, bija Frīdrihs Simmens. Tieši viņš radīja unikālu krāsni, ļaujot vairākas reizes palielināt stikla ražošanas apjomu. Dažus gadus vēlāk Maikls Ouens izgudroja iekārtas stikla pudeļu ražošanai. Šis jauninājums ātri ieguva popularitāti: līdz 1920. gadam Amerikas Savienotajās Valstīs jau darbojās vairāk nekā 200 šāda veida mašīnu. Viena no svarīgākajām stikla ražošanas metodēm bija vertikāla vilkšana no krāsns. Šāda izgudrojuma autors bija beļģu zinātnieks Fuko. Viņa tautietis Emīls Bišerā nolēma uzlabot šo tehniku, ierosinot izlaist stiklu starp rullīšiem, lai iegūtu viendabīgu tīklu. Īstu revolūciju stikla ražošanā veica uzņēmums Pilkington, kas izstrādāja pludiņa metodi: no kausēšanas krāsns stikla masa nonāk traukā ar izkausētu alvu, pēc tam to atdzesē un nosūta atlaidināšanai. Šīs metodes galvenā priekšrocība ir nodrošināt vienādu biezumu visā stikla loksnes perimetrā. Turklāt Pilkington stiklam nebija nepieciešama tālāka apstrāde, jo tam trūka dažādu defektu, kas raksturīgi ar jebkuru citu metodi izgatavotiem izstrādājumiem.Stikla ražošana Krievijā
Stikla bizness Krievijā radās daudz agrāk nekā visās Eiropas valstīs. Smalki stikla trauki šeit ir izgatavoti kopš devītā gadsimta. Stikla ražošana bija īpaši populāra Pētera I laikā. Tajos laikos tapa ne tikai logu stikli un trauki, bet arīVēl ilgi pirms šodienas stikla izgatavošana tika uzskatīta par darbietilpīgu procesu, kas līdzīgs mākslas darba radīšanai. Šī iemesla dēļ tā cena bija ļoti augsta. Tiberija valdīšanas laikā viens no meistariem radīja drošības stiklu, tomēr pēc imperatora pavēles viņš tika sodīts, jo šis atklājums varēja izraisīt strauju stikla izmaksu samazināšanos.
Mūsdienās viss ir mainījies, un šajā jomā strādājošie zinātnieki cenšas padarīt stiklu pēc iespējas lētāku.
Arheoloģiskie atradumi liecina, ka pirmais stikls tika izgatavots Tuvajos Austrumos ap 3000. gadu pirms mūsu ēras. Sākumā stikla ražošana bija lēna un dārga. Senatnē stikls bija luksusa prece, un tikai retais to varēja atļauties.
Vecākie stikla priekšmeti ir krelles un kuloni, kas radīti pirmsdinastijas laikmetā Senajā Ēģiptē. Ēģiptieši zināja arī stikla mozaīkas. Daudzkrāsainas stikla plāksnes tika karsētas līdz saplūšanai un pēc tam izstieptas, lai iegūtu plānas un ļoti garas sloksnes, kurās bieži bija attēloti vienkārši hieroglifi. Šie darbi bija ievērojami ar savu apbrīnojamo izpildījuma pamatīgumu, taču tajā pašā laikā ēģiptieši nekad necentās panākt stikla caurspīdīgumu.
Indijā, Korejā, Japānā ir atrasti stikla priekšmeti, kas datēti ar 2000. gadu pirms mūsu ēras. Izrakumi liecina, ka Krievijā viņi zināja stikla ražošanas noslēpumus pirms vairāk nekā tūkstoš gadiem.
Tiek uzskatīts, ka mākslīgais stikls tika atklāts nejauši kā citu amatniecības blakusprodukts. Tajos laikos māla izstrādājumu apdedzināšana notika parastās smiltīs izraktās bedrēs, un par degvielu kalpoja salmi vai niedres. Degšanas laikā radušies pelni - tas ir, sārms - augstā temperatūrā saskaroties ar smiltīm, radīja stiklveida masu.
Daži uzskata, ka stikls ir vara kausēšanas blakusprodukts. Un senās Romas vēsturnieks Plīnijs Vecākais (79. - 23. p.m.ē.) rakstīja, ka stiklu esam parādā feniķiešu jūras tirgotājiem, kuri, gatavojot ēst stāvvietās, piekrastes smiltīs kurināja ugunskurus un apturēja katlus ar kaļķa gabaliņiem, tādējādi radot apstākļus stikla veidošanai.
Patiešām, stikla ražošanas izejvielas bija smiltis, kaļķi un sārmi - organiskie (augu pelni) vai neorganiskie (soda). Kā krāsvielas tika izmantoti metalurģijas sārņi: vara, kobalta un mangāna savienojumi.
Mūsdienās galvenā stikla ražošanas izejviela ir kalcija dioksīds - SiO2, kas ir baltas kvarca smiltis. Tā galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar citām vielām ir tāda, ka kalcija dioksīds var pāriet no kausēta stāvokļa uz cietu stāvokli, apejot kristālu veidošanās procesu. Tas ļauj to izmantot dažādu veidu brilles veidošanai. Kvarcam ir pārāk augsta kušanas temperatūra, tāpēc katrā stikla veikalā tiek ražots stikls, kas satur 50-80% SiO2. Kušanas temperatūras pazemināšanai stikla masai pievieno dažādas palīgvielas: kaļķi, nātrija oksīdu, alumīnija oksīdu.
Pagājušajā gadsimtā pirms mūsu ēras e. stikla ražošana intensīvi attīstījās Romas impērijā. Skaidra politiskā un ekonomiskā organizācija, strauja būvniecība, plaši tirdzniecības sakari – tas viss radīja apstākļus stikla rūpniecības uzplaukumam Romas valdījumos Vidusjūrā un Rietumeiropā. Imperatora Augusta valdīšanas laikā stikla izstrādājumi tika eksportēti uz Franciju, Vāciju un Šveici. Tieši romieši pirmo reizi sāka izmantot stiklu arhitektūras vajadzībām – īpaši pēc caurspīdīgā stikla atklāšanas, stikla masā ievadot mangāna oksīdu, kas notika ap 100. gadu pirms mūsu ēras. BC e. Aleksandrijā. Aleksandrija tajā laikā bija arī stikla trauku ražošanas centrs. Pasaulslavenā Portlendas vāze (izgatavota no divslāņu necaurspīdīga stikla), iespējams, ir slavenākais Aleksandrijas amatnieku šedevrs.
Viduslaikos pēc Romas impērijas sabrukuma tehnoloģiju kustība un stikla pūšanas prasmes noslēpumi palēninājās, tāpēc austrumu un rietumu stikla trauki pamazām ieguva arvien lielākas individuālās atšķirības. Aleksandrija palika par stikla ražošanas centru austrumos, kur tika izgatavoti eleganti stikla izstrādājumi.
Līdz pirmā tūkstošgades beigām stikla ražošanas metodes Eiropā bija būtiski mainījušās. Pirmkārt, tas ietekmēja ražošanas izejvielu sastāvu. Ņemot vērā grūtības ar tādas maisījuma sastāvdaļas kā soda piegādi, tā tika aizstāta ar potašu, kas iegūts malkas dedzināšanas rezultātā. Tāpēc stikls, kas izgatavots uz ziemeļiem no Alpiem, sāka atšķirties no stikla, kas ražots Vidusjūras valstīs, piemēram, Itālijā.
11. gadsimtā lokšņu stikla ražošanu apguva vācu meistari, 13. gadsimtā itāļu meistari. Vispirms viņi izpūta dobu cilindru, pēc tam nogrieza tā dibenu, sagrieza un sarullēja taisnstūrveida loksnē. Šādas loksnes kvalitāte nebija augsta, bet praktiski pilnībā atkārtoja mūsdienu logu rūts ķīmisko sastāvu. Ar šiem stikliem tika iestikloti baznīcu un dižciltīgo muižnieku piļu logi. Tajā pašā periodā uzplauka arī vitrāžas, kurās tika izmantoti krāsaina stikla gabali.
Viduslaiku beigās Venēcija kļuva par Eiropas stikla ražošanas centru. Šajā vēsturiskajā periodā Venēcijas tirdzniecības flote uzarja visas Vidusjūras ūdeņus, kas veicināja jaunāko tehnoloģiju (īpaši no austrumiem) ātru pārnesi uz auglīgo Venēcijas zemi. Stikla izstrādājumu ražošana bija nozīmīgākais amats Venēcijā, par ko liecina stikla pūtēju skaits šajā pilsētā – vairāk nekā 8000 cilvēku. 1271. gadā tika izdots īpašs dekrēts, kas leģitimizēja dažus protekcionistiskus pasākumus stikla ražošanas interešu aizsardzībai, aizliedza ārvalstu stikla importu, ārvalstu amatnieku nodarbināšanu un stikla ražošanas izejvielu eksportu uz ārzemēm.
13. gadsimta beigās Venēcijā bija vairāk nekā tūkstotis stikla krāšņu. Tomēr biežie ugunsgrēki, ko izraisīja to diennakts darbība, lika pilsētas iestādēm pārcelt ražošanu uz tuvējo Murano salu.
Šis pasākums arī deva zināmas garantijas attiecībā uz Venēcijas stikla ražošanas noslēpuma saglabāšanu, jo amatniekiem nebija tiesību atstāt salas teritoriju.
15. gadsimta otrajā pusē Murano salas stikla ražotāji izstrādāja jaunu tehnoloģiju īpaši dzidra stikla izgatavošanai, izmantojot kvarca smiltis un potašu, kas iegūts no jūras aļģēm. Līdz 16. gadsimta beigām 3000 no 7000 salas iedzīvotājiem bija iesaistīti stikla rūpniecībā.
17. gadsimtā vadošā loma stikla ražošanas tehnoloģiju attīstībā pakāpeniski nonāca angļu meistaru rokās, jo īpaši pateicoties Džordža Reivenkrofta 1674. gadā izgudrotajai jaunai kristāla ražošanas metodei. Viņam izdevās iegūt labāku stikla kompozīciju nekā itāļu meistariem. Ravencroft aizstāja potašu ar augstu svina oksīda koncentrāciju un ražoja ļoti atstarojošu stiklu, kas ir ļoti piemērots dziļai griešanai un gravēšanai.
Arī Francija nestāvēja malā no stikla ražošanas attīstības. 1688. gadā Parīzē tika izveidots jauns spoguļstikla ražošanas process, kura optiskās īpašības līdz tam laikam bija atstājušas daudz vēlamo. Izkausētā stikla masu lēja uz speciāla galda un izrullēja līdzenam stāvoklim. Tad sākās daudzpakāpju virsmas pulēšanas process, vispirms ar rupjiem čuguna diskiem, tad ar dažādu frakciju abrazīvām smiltīm un visbeidzot ar filca diskiem. Rezultāts bija spoguļa virsma ar vēl nebijušām optiskām īpašībām. No šāda stikla tika iegūti kvalitatīvi spoguļi, kas no sāniem pārklāti ar sudraba slāni. Franči vilināja talantīgus venēciešu amatniekus ar labām profesionālajām prasmēm un zināšanām par meistarības noslēpumiem. Francijas varas iestādes piedāvāja venēciešu meistariem daudzus stimulus: piemēram, Francijas pilsonību pēc astoņu gadu darba un gandrīz pilnīgu atbrīvojumu no nodokļiem.
Bet tikai 19. gadsimta beigās stikla ražošana no amatniecības sāka attīstīties par masveida rūpniecisko ražošanu. Par vienu no mūsdienu stikla ražošanas "tēviem" var saukt vācu zinātnieku Otto Šotu (1851 - 1935), kurš aktīvi izmantoja zinātniskās metodes, lai pētītu dažādu ķīmisko elementu ietekmi uz stikla optiskajām un termiskajām īpašībām. Stikla optisko īpašību izpētes jomā Šots sadarbojās ar Ernstu Ebi (1840-1905), profesoru no Jēnas un uzņēmuma Carl Zeiss līdzīpašnieku. Vēl viena nozīmīga figūra, kas veicināja stikla masveida ražošanu, bija Frīdrihs Simmens. Viņš izgudroja jaunu krāsni, kas ļāva nepārtraukti ražot daudz vairāk stikla nekā iepriekš.
19. gadsimta beigās amerikāņu inženieris Maikls Ovenss (1859–1923) izgudroja automātisko pudeļu izgatavošanas iekārtu. Līdz 1920. gadam Amerikas Savienotajās Valstīs darbojās aptuveni 200 Owens mašīnu. Drīz šādas mašīnas kļuva plaši izplatītas Eiropā. 1905. gadā beļģis Furko veica vēl vienu revolūciju stikla rūpniecībā. Viņš izgudroja metodi, kā vertikāli no krāsns izvilkt nemainīga platuma stikla loksni. 1914. gadā viņa metodi uzlaboja cits beļģis Emīls Bišerojs, kurš ierosināja izstiept stikla loksni starp diviem rullīšiem, kas ievērojami vienkāršoja turpmākās stikla apstrādes procesu.
Amerikā līdzīgs stikla loksnes zīmēšanas process tika izstrādāts nedaudz vēlāk. Pēc tam tehnoloģija tika uzlabota ar amerikāņu firmas "Libbey-Owens" atbalstu un sāka izmantot komerciālai ražošanai 1917. gadā. Pludināšanas metodi 1959. gadā izstrādāja Pilkington. Šajā procesā stikls plūst no kausēšanas krāsns horizontālā plaknē plakanas lentes veidā caur kausētas alvas vannu tālākai dzesēšanai un atkvēlināšanai.
Šīs metodes priekšrocības salīdzinājumā ar visām iepriekšējām ir stabils stikla biezums, augsta stikla virsmas kvalitāte, kas neprasa turpmāku pulēšanu, stikla optisko defektu neesamība un augsta procesa produktivitāte. Iegūtā stikla lielākais izmērs parasti ir 6 x 3,21 m, un loksnes biezums var būt no 2 līdz 25 mm.
Šobrīd pasaulē gadā tiek saražoti aptuveni 16 500 miljoni tonnu lokšņu stikla. Kā šodien izskatās stikla izgatavošanas process? Pirms elegants spogulis, skaista vāze vai gaiša stikla mēbeles parādās no ķīmisko elementu komplekta, šīm vielām ir jāiziet virkne procedūru. Veidojot stiklu vai spoguli, pirmkārt, vielas ar zemu kušanas temperatūru tiek izkausētas milzīgās vannās, kurās var ietilpt līdz tūkstoš tonnām stikla. Tad tur pievieno kvarca smiltis, kas veiksmīgi kūst 1000 grādu temperatūrā. Bet šo procesu nevar uzskatīt par pabeigtu: iegūtā stikla masa ir jādegazē. Lai to izdarītu, tas tiek uzkarsēts īpašās reģenerācijas krāsnīs līdz 1400-1600 grādu temperatūrai. Virsmas sasniegšanas procesā gāzes veicina vienmērīgu stikla sajaukšanos.
Stikla ražošanas krāsns darbojas nepārtraukti. No vienas puses, tur tiek padotas sastāvdaļas, kuru sajaukšanas rezultātā tiks izveidots stikls. Pamazām tie pārvēršas izkausētā stikla masā un pēc tam nonāk speciālā konveijerā, uz kura stiklu atdzesē un sagriež vēlamā izmēra loksnēs. Lai radītu nevis parastu stiklu, bet spoguli, amatnieki, pārvietojot sasalušo stiklu pa konveijeru, to vispirms pārklāj ar plānu sudraba kārtu, pēc tam ar vara kārtu un visbeidzot ar laku. Vienas šādas apstrādes minūtē ir iespējams izveidot 2,5 metrus garu spoguli, un mēneša laikā šāda krāsns ražo spoguli 40 000 kvadrātmetru platībā. m.
Iedomājieties, ka atgriežaties no skolas un jūsu dzīvokļa logos nav brilles. Mājā pazuduši un stikla trauki. Gribas paskatīties uz savu pārsteigto seju spogulī, bet arī viņa nav dzīvoklī. Jā, un jūs nebūtu atklājuši daudzas citas noderīgas lietas, ja stikls nebūtu izgudrots vienā reizē. Šajā stāstā es jums pastāstīšu, kā sākās stikla vēsture.
Bet kā ir ar stikla izgudrotāja vārdu? Bet nekādā gadījumā. Fakts ir tāds, ka to radīja pati daba. Jau sen, daudziem miljoniem gadu pirms pirmā cilvēka parādīšanās, stikls jau pastāvēja. Un tas veidojās no vispirms sarkani karstas, bet pēc tam atdzesētas lavas, kas no vulkāniem izkļuva virspusē.
Šo dabisko stiklu tagad sauc par obsidiānu. Bet viņi nevarēja iestiklot, piemēram, logus, ne tikai tāpēc, ka toreiz nebija logu, bet arī tāpēc, ka dabiskais stikls ir netīri pelēks, caur kuru pilnīgi nekas nav redzams.
Tātad, kā radās patēriņam piemērots stikls? Varbūt cilvēki ir iemācījušies to mazgāt? Ak, dabīgais stikls ir netīrs nevis no ārpuses, bet no iekšpuses, tāpēc pat vismodernākie mazgāšanas līdzekļi šeit nelīdzēs.
Ir vairākas leģendas par to, kā cilvēki pirmo reizi izgatavoja stiklu tuvu mūsdienu stiklam. Tie visi ir ļoti līdzīgi un
stāsta, ka ceļotāji, kam pie rokas nebija akmeņu pavardam, tā vietā izmantojuši dabīgās sodas gabaliņus. Turklāt tas notika tuksnesī vai rezervuāra krastā, kur obligāti bija smiltis. Un uguns ietekmē soda un smiltis izkusa, veidojot stiklu. Cilvēki ticēja šīm leģendām ilgu laiku. Taču pavisam nesen izrādījās, ka tas viss nav patiesība, jo šādam sakausējumam uguns no uguns ir par maz.
Cilvēki sāka izgatavot stiklu ar savām rokām pirms vairāk nekā 5000 gadiem Ēģiptē. Tiesa, arī toreiz tā nebija caurspīdīga, taču, tā kā smiltīs sanāca sveši piemaisījumi, tai bija zaļa vai zila nokrāsa. Pamazām Austrumi iemācījās no tā atbrīvoties. Spriežot pēc izrakumiem, pirmie stikla priekšmeti bija krelles. Nedaudz vēlāk traukus sāka pārklāt stikls. Un, lai uzzinātu, kā to izgatavot pats no stikla, pagāja vēl 2000 gadu.
Lai noskaidrotu stikla ražošanas noslēpumu, Venēcijas valdība 13. gadsimta sākumā nosūtīja īpašus cilvēkus uz austrumiem. Ar kukuļošanu un draudiem venēcieši ieguva šo noslēpumu.
Viņi izveidoja savu produkciju un varēja padarīt stiklu vēl caurspīdīgāku, uzminējuši nedaudz pievienot svins.
Sākumā stikls tika izgatavots Venēcija. Vietējās varas iestādes ļoti baidījās, ka kāds uzzinās ražošanas noslēpumu, tāpēc teritoriju, kurā atradās šīs darbnīcas, vienmēr norobežoja karavīri. Neviens no strādniekiem neuzdrošinājās pamest pilsētu. Par jebkuru mēģinājumu to izdarīt ne tikai pats stiklinieks, bet arī visa viņa ģimene tika notiesāta uz nāvi.
Beigās tika nolemts pārcelties semināri Murano salā. Bija grūtāk no turienes aizbēgt, un bija grūtāk tur nokļūt.
1271. gadā Venēcijas slīpmašīnas iemācījās izgatavot lēcas no stikla, kas sākotnēji nebija ļoti pieprasītas. Bet iekšā 1281. gads uzminēja tos ievietot īpaši izstrādātos rāmjos.
Tā parādījās pirmās brilles. Sākumā tie maksāja tik daudz, ka bija brīnišķīga dāvana pat karaļiem un imperatoriem.
Piecpadsmitā gadsimta beigās, kad Venēcijā iemācījušies gatavot traukus no stikla, Murano produkti kļuva tik populāri visā pasaulē, ka to piegādei bija jābūvē papildu kuģi.
Bet stikla uzlabošana turpinājās vēlāk. Ir pienācis laiks, un cilvēki nāca klajā ar ideju to pārklāt ar īpašu kompozīciju - amalgamu, tāpēc parādījās spoguļi.
Mūsu valstī Stikla ražošana sākās pirms tūkstoš gadiem, mazās darbnīcās. Un 1634. gadā netālu no Maskavas tika uzcelta pirmā stikla rūpnīca.