Походження та застосуванняСкло (неорганічне скло) — тверда аморфна речовина, прозора, в тій чи іншій частині оптичного діапазону (в залежності від складу), отримана під час застигання розплаву, що має склотвірні компоненти. Склотвірний компонент — речовина (оксид, сульфід, селенід, телурид чи фторид елементу), яка в процесі застигання розплавленої маси утворює скло. Під склом розуміють сплави різних силікатів з надлишком діоксиду силіцію. Розплавлене скло не відразу твердне при охолодженні, а поступово збільшує свою в'язкість, аж поки не перетвориться в однорідну тверду речовину. Скло при твердінні не кристалізується, тому воно не має різко вираженої точки плавлення. На відміну від кристалічних матеріалів скло, при нагріванні у відповідному температурному інтервалі розм'якшується поступово, переходячи з твердого крихкого стану у тягучий високов'язкий і далі — у текучий стан — скломасу. У природі скло зустрічається у складі вулканічних порід, які швидко охололи з рідкої магми при взаємодії з холодним повітрям чи водою. Іноді скло зустрічається у складі метеоритів, розплавлених при проходженні атмосфери. Коли встановили ідентичність будови, складу і властивостей звичайного силікатного скла низці мінералів, останні стали кваліфікуватись як різновиди його природні аналоги, отримуючи назви у відповідності до умов формування: вулканічне скло (пемза, обсидіани, пехштейн та ін.), скло метеоритного походження — тектит (молдавіти, лівіти та ін.). Скло, що використовується у промислових масштабах — матеріал штучного походження, якому властиві такі основні характеристики, як прозорість, твердість, хімічна стійкість, термостійкість. Крім того, скло має властивості, які обумовлюються його прозорістю, електричними та термомеханічними параметрами. Завдяки цьому скло широко використовують майже у всіх галузях техніки, медицині, у наукових дослідженнях та у побуті. 2.2 Історична довідка
Скло.Державне античне зібрання. Мюнхен
За загально складеною історичною думкою технології виготовлення скла вперше почали використовувати близько 2500-3000 р.р. до н.е. у Межиріччі та Єгипті, оскільки глазуровані склом фаянсові прикраси, вік яких нараховує п'ять тисяч років, знаходили саме там. Археологія Межиріччя, особливо періоду Стародавніх Шумеру та Аккаду, схиляє дослідників до того, що менш старовинним зразком виробництва скла слід вважати пам'ятку, знайдену в Межиріччі в районі Ашнунаку — циліндричну печатку з прозорого скла, що датується періодом династій Аккадської держави, тобто вік її — близько чотирьох з половиною тисяч років. Намистина зеленуватого кольору діаметром близько 9 мм, що зберігається у Єгипетському музеї у Берліні, вважається одним з найдавніших зразків скла. Знайдена вона була єгиптологом Фліндерсом Пітрі біля Фів, за деякими допущеннями їй п'ять з половиною тисяч років. Вчений Н. Качалов стверджує, що на території Старовавілонського царства археологи постійно знаходять посудинки для пахощів місцевого походження, виконані у тій же техніці, що і єгипетські. Учений стверджує — є всі підстави вважати, «що в Єгипті й у країнах Передньої Азії джерела склоробства... відділяються від наших днів проміжком приблизно у шість тисяч років». Близько 1500 років до н.е. у Єгипті почали виготовляти перші предмети домашнього вжитку. Це в основному були чаші, кухонне начиння та пляшки. Центрами виробництва скляних виробів були столиці Єгипту, спочатку Фіви, а потім Александрія. З Єгипту склоробство проникло на територію сучасної Італії (I ст. до н.е.). Рим у I ст. н.е. стає значним центром виробництва скла. Тут засновано декілька скляних майстерень і залучено значну кількість єгипетських склоробів. Масштаби виробництва були настільки великі, що римських склоробів у 220 р. було обкладено податком, а їхні майстерні зведені на одну з головних вулиць Риму. З Риму склоробство поширюється в римські провінції (Британія, Галлія та ін), а також у III-IV ст. на північне узбережжя Чорного моря і у Київську Русь. Першим великим технологічним проривом у скляному виробництві можна вважати технологію видування скла, яке виникло у 100 році на території сучасних Палестини та Сирії. Ця технологія полягала у захопленні розплавленого скла на кінці трубки, у яку людина повинна була дути для надання форми скляному виробу. Основне призначення цих виробів стосувалось домашнього побутового використання (пляшки, вази). Наступним за значенням після Риму центром скляного виробництва у IX ст. стає Венеція, найсильніша морська держава Середземного моря. Падіння Східної Римської імперії (1204 р.) і переселення константинопольських склоробів до Венеції дало сильний поштовх виробництву венеціанського скла починаючи з XI століття і аж до XVI-XVII ст. Завдяки надзвичайній якості своєї продукції Венеція стає на той час європейською столицею з виготовлення художнього скла. Саме виробництво з 1291 р. було зосереджене на острові Мурано для зменшення ризику ворожого нападу та захисту виробничих секретів. Вже тоді скловари Венеції використовували склобій. До XIV століття виробництво скла з'явилось у Нормандії та Лотарингії. У цей час в Нормандії виникла технологія виготовлення плаского скла для вікон. Вона полягала у видуванні скляної кулі, яку за допомогою надрізу розгортали у диск. Наступне досягнення у розвитку технологій скла у Франції зроблено Кольбертом. Саме він заснував у 1665 році «Королівську мануфактуру скла». Перший завод було відкрито у містечку Сен-Гобен у департаменті Ена, що на півночі Франції. У XVIII ст. виробництво скла поступово перейшло від індивідуального до промислового масштабу. Уже тоді окремі фабрики виробляли понад мільйон пляшок на рік. У числі найважливіших винаходів того часу слід назвати регенеративну скловарну піч Сіменса (1870). На відміну від горшкових печей ванні печі здатні переробляти великі кількості скломаси. Це створило передумови механізації виробництва скла. Приблизно у 1880 році у Клода Бушера, склодува з міста Коньяк виникла ідея використовувати стиснуте повітря для надання склу кінцевої форми, що відразу привело до зростання продуктивності праці на 150%. Промислова революція суттєво вплинула на процес виготовлення скла:
Наступним етапом розвитку у виробництві листового скла був метод машинної витяжки скла, розроблений Эмілем Фурко у 1902 році. При цьому способі скло витягується зі скловарної печі через прокатні вальці у вигляді безперервної стрічки назовні, надходячи в шахту охолодження, у верхній частині якої воно ріжеться на окремі аркуші. Машинний спосіб виробництва скла був удосконалений надалі в першій половині двадцятого століття. З найсучасніших способів варто відзначити так званий метод Ліббея-Оуенса та Пітсбурзький метод. Останнім етапом у розвитку технологій виробництва листового скла було патентування у 1959 році англійською компанією «Пілкінгтон» (англ. Pilkington) флоат-методу. При цьому процесі, який можна прирівняти до відкриття, скло надходить із плавильної печі в горизонтальній площині у вигляді плоскої стрічки через ванну з розплавленим оловом на подальше охолодження й відпал.
|
Діатрета.Друга половина IV століття.
