Архивная версия статьи, 2002 год (без графики и таблиц)

     Стекло с древнейших времен и до наших дней

   У исследователей нет единого мнения о том, где раньше возникло производство стекла и какой из древних народов первым с ним познакомился. Однако многие из них сходятся во мнении, что первенство в открытии стеклоделия все-таки принадлежит Египту. Например, английский исследователь Ф. Петри, производивший археологические раскопки в Египте в 1891-1892 гг., считает, что самые древние стеклянные изделия изготавливались в северных районах Месопотамии, а может быть, еще севернее, на Кавказе, где существовали центры производства стекла задолго до его изготовления в других странах. Б. Б. Лал, индийский ученый, занимавшийся изучением химического состава древнеиндийских стекол, тоже полагает, что колыбелью стеклоделия была Месопотамия. В пользу этого предположения свидетельствует тот факт, что именно Страна Нила со своими внутренними озерами в течение всего древнего периода была единственным поставщиком соды, необходимой для этого производства. Соду получали выпариванием воды в неглубоких бассейнах, подобных применяемым для добычи соли из морской воды. А вот английский археолог Л. Фоссинг, сделавший позднее обзор всех стеклянных сосудов, изготовленных до нашей эры и найденных во многих местах, включая Месопотамию, считает, что материал из Месопотамии весьма скудный, и что вряд ли можно на него опираться при решении этого спорного вопроса. Из истории древнего стеклоделия Древнейшими образцами стеклянных изделий, найденных при археологических раскопках, являются бусы. Самые древние из них, найденные во время раскопок близ Фив, находятся в Берлинском музее. Их возраст приблизительно 3500 г. до н. э. Другие бусы, относящиеся к эпохе первой династии египетских фараонов и находящиеся в Ашмолейском музее в Оксфорде, немного «моложе» и датируются 3300 г. до н. э. Эти находки позволяют утверждать, что по крайней мере за 3,5 тыс. лет до н. э. изготовление стекла существовало. Впрочем, тогда умели изготовлять лишь небольшие стеклянные предметы, поскольку примитивная техника еще долго не допускала фабрикации больших сосудов. Первая древнейшая стеклоделательная мастерская, относящаяся к 1370 г. до н. э., была найдена в Тель-эль-Амарне (Египет). Изучение образцов стекла из найденных битых стеклянных сосудов, фрагментов печей и тиглей для плавки стекла позволило составить представление о первых технологиях плавки стекла в то время. Плавка велась в два приема: сначала спекали смесь сырьевых материалов, а затем подготовленную фритту плавили до получения вязкого стеклообразного расплава. Для спекания и плавки использовали различные тигли: плоские и широкие с невысокими стенками в виде чаш служили для спекания шихты; окончательная плавка велась в узких тиглях с высокими стенками. Диаметр чаш составлял 25 см, высота - 7,5 см; диаметр тиглей - 18 см, высота - 13 см. Шихта составлялась из нильского песка, извести и соды. Песок предварительно прокаливали на поду печи и затем растирали перед составлением смеси. Щелочи вводились в состав стекла при помощи знаменитой природной соды, которая добывалась из высохших озер Вади Натрун - глубокой впадины, находящейся на северо-востоке Ливийской пустыни в Северной Африке, в 100 км к югу от Александрии. Эта сода не только применялась в египетском стеклоделии, но в течение многих веков экспортировалась за пределы Египта. Особенностями техники египетского стеклоделия следует считать производство так называемых накладных стекол, которые подвергались шлифовке после выработки. Двухцветные двухслойные стекла изготавливались в Александрии (II-I в. до н. э.). Процесс выдувания стекла в Древнем Египте был неизвестен. Настоящая эмаль также не встречалась в это время. Вместо расплавленной эмали вставлялись граненые куски стекла, как, например, в браслет королевы Аахотеп (около 1500 г. до н. э.), ныне находящийся в Берлинском музее. Интересным достижением египетской стекольной техники было открытие синего минерального красителя, известного в современной литературе как «египетская синь» (СuO•CaO•4SiO2). Одной из характерных особенностей этого соединения является его неустойчивость при высоких температурах: по достижении 1070 °С оно разлагается и синяя окраска исчезает. Это подтверждает, что египтяне в своих стеклодельных производствах использовали технологии невысоких температур. Все египетские стекла принадлежали к группе так называемых натриево-кальциевых кремнеземных стекол. Их особенностью является то, что щелочи в них представлены окисью натрия. Для составления шихты в этом случае берут песок и щелочное сырье в соотношении 1:3. Если говорить об их составе, то в среднем эти стекла характеризуются следующим содержанием главных компонентов: 63-64% кремнезема, 6-7% окиси кальция и 16-17% окиси натрия. Большой переворот в стеклоделии произошел в связи с изобретением выдувательной трубки около 250 г. до н. э. в Вавилоне, что позволило вырабатывать тонкостенные крупные изделия с достаточной степенью прозрачности стекла и применять этот материал для изготовления окон. Кроме того, изделия из стекла становились доступными для более широкого круга людей, переставая быть предметами роскоши и украшением дворцов и царских палат. В l тыс. н. э. стекло начинает играть большую роль в изготовлении сосудов разнообразного назначения. Благодаря мастерам из Александрии, начинается производство стекла в Римской империи. Сначала стеклянные изделия стоили дорого, их было немного, и они были малодоступны населению. Во II-III вв. Рим становится новым производственным центром стеклоделия. Во времена Нерона (54-68 гг. н. э.) применение стекла уже значительно распространилось, и простой стеклянный бокал можно было купить за медную монету. Рим прославился особыми стеклянными пластинами для окон размером 30х50 см. Они изготавливались отливкой на плоском основании и растягивались щипцами за края в разные стороны. Вследствие такой техники выработки середина стеклянных листов была более тонкой по сравнению с краями. Из Рима стеклоделие стало распространяться на Запад, прежде всего, в Галлию и Испанию, далее в Нормандию. Археологические раскопки свидетельствуют о том, что в III-IV вв. в Рейнской области и Галлии стеклянные изделия уже изготавливались в массовом количестве. После падения в конце V в. Римской империи крупнейшим центром стеклоделия стала Византия, где, в частности, быстро развился новый способ выплавки цветного непрозрачного стекла - «смальты». Как показывают найденные фрагменты стеклянных изделий, к периоду раннего Средневековья ассортимент вырабатываемых из стекла изделий значительно расширился: кубки, бокалы, чаши, кружки, вазы и горшки различных сортов и размеров, емкости для лекарств, лампы, светильники, канделябры, чернильницы. Алхимики получали для своих работ, кроме стеклянных трубок и сифонов, стеклянные колбы различных форм, дистилляционные и сублимационные сосуды. В 700 г. в Хульвене, близ Каира, был построен даже целый дворец из стекла. К этому времени развилась и техника живописной разрисовки, а также эмалирование стекла. Изготовление двухслойных стекол с промежуточной позолотой становится преимущественной продукцией стекольной промышленности Александрии, главного центра стеклоделия в Египте до начала эпохи Средневековья. Обобщенный анализ данных о химических составах стекол свидетельствует о том, что состав основной массы стекла в странах Западной Европы резко отличался от римских и египетских: в них вместо окиси натрия присутствовала окись калия. В процентном соотношении они содержали меньшее количество кремнезема и щелочей и больше окиси кальция. Возникновение стекольного производства на Руси Согласно археологическим раскопкам, есть все основания считать, что египетские стеклянные изделия проникали по торговым путям в Древнюю Русь и были известны нашим предкам. Есть мнение, что на первых порах существования стекольного производства на Руси в X-XI вв. использовались отчасти египетские, возможно, византийские, технологии производства стекла. При этом доставка соды для варки стекла производилась из Египта. Так продолжалось до тех пор, пока русские ремесленники не стали пользоваться своим местным щелочным сырьем - золой и поташом. Некоторые стекла, найденные в Киево-Печерской стеклоделательной мастерской, основанной во второй половине XI в., как в виде фрагментов готовых изделий, так и в виде слоев стекла, приставшего к стенкам стекловаренных тиглей, содержат в своем составе натрий и относятся к группе натриево-кальциевых кремнеземных стекол. В XI в. многие отечественные стекла уже становятся калиевыми. Связано это с тем, что источником щелочей для стекловарения оказывается зола1 местных древесных пород, а континентальные растения в отличие от приморских, как известно, содержат калий, а не натрий. Соответственно пришлось видоизменять технологию стеклоделия, поскольку изменился состав шихты. Во избежание ухудшения свойств стекла пришлось перейти на смесь из песка и золы в соотношении 1:2. Процесс варки стекла древнерусскими ремесленниками осуществлялся, как и ранее, в два последовательных приема: cначала спекали смесь сырьевых материалов, нагревая ее в печи и получая таким образом фритту - спекшуюся непрозрачную массу. Затем ее переносили в другую печь и здесь варили при высокой температуре, превращая в прозрачный вязкий расплав, пригодный для выработки стеклянных изделий. Такой способ раздельной (двухступенчатой) варки стекла надолго закрепился в стекольной промышленности. Находки изделий из стекла на обширных пространствах бывшего Древнерусского государства многочисленны и разнообразны. Среди них золотая смальта и разноцветная мозаика, которыми украшались известные соборы в Киеве, Чернигове, древнем Переяславле; бусы и браслеты всевозможных форм и окраски; фрагменты стеклянной посуды - бокалов, рюмок, флаконов и других предметов домашнего обихода, а также оконное стекло в виде осколков тонкостенных дисков. Древнейший памятник каменного зодчества и монументальной живописи на Руси - Десятинная церковь - была построена в 989-996 гг. Это было первое сооружение в Древней Руси, украшенное мозаикой из цветного стекла. Затем в период с 1037 по 1060 гг. по распоряжению князя Ярослава Владимировича был построен всем известный Софийский собор2 в Киеве. В украшении собора принимали участие как византийские, так и русские мастера. Об этом свидетельствует одновременное использование мозаичных стекол различного состава - от натриево-кальциевых кремнеземных, приготовленных на привозном сырье или доставленных из Византии, до вариантов свинцовых, характерных лишь для ремесленников Древней Руси. Действительно, как показали исследования, наибольшее число древнерусских образцов стеклянных изделий изготовлено из так называемых свинцовых стекол. Свинец, сурик (Pb304) были обычными компонентами шихт для варки древнерусских стекол. Расход свинца для этих целей был достаточно большой. Доставлялся он, вероятно, из-за границы. Образцы свинцово-кремнеземных мозаичных стекол найдены в Киево-Печерской стеклоделательной мастерской. Подтверждением изготовления таких стекол на месте служат находки в мастерской запасов металлического свинца и сурика, использовавшихся для варки стекла. Перед введением свинца в шихту его, по-видимому, предварительно окисляли прокаливанием в печи. При температуре 327 °С он плавится, а при дальнейшем нагреве энергично окисляется и в зависимости от степени нагрева образует окислы свинца PbO или Pb304. Незначительное окисление свинца, как известно, идет уже при комнатной температуре, но при нагревании ускоряется. Сурик образуется при температуре выше 488 °С путем нагревания окиси свинца (PbO), получающейся при более низких температурах. Перегрев сурика (выше температуры 500 °С) вызывает его разложение опять же с образованием окиси свинца (PbO). Анализы мозаичных свинцовых стекол позволили подсчитать состав шихты, применявшейся для их варки: на 1 весовую часть песка брали 2-4 весовых части металлического свинца, или на 1 объем песка - 1-2 объема окиси свинца. В данной технологии щелочи не применялись, их заменяла окись свинца. Свинцово-кремнеземное стекло успешно применялось для отливки плиток, которые позже раскалывались на кусочки при заготовке мозаичных кубиков. Из него вырабатывались также бусы, перстни и художественные посудные изделия. Но все же большая часть свинцово-кремнеземных стекол представлена разноцветной мозаикой, которая, в частности, использовалась художниками, как упоминалось выше, для украшения Софийского собора, храмов в Новгороде и Переяславле-Хмельницком. На основе свинцово-кремнеземных легкоплавких стекол изготавливались также эмали. Именно эмалевое производство расценивалось в Западной Европе как особое достижение древнерусского ремесла. Особой разновидностью свинцовых стекол было калиево-свинцовое стекло, из которого изготавливались различные изделия: чаши, кувшины, кружки, браслеты и бусы, а также оконные диски, применявшиеся при застеклении деревянных окончин в церковных храмах и княжеских палатах. Шихта этого вида стекла составлялась ремесленниками из поташа, окиси свинца (сурика) и песка. Анализы стекла показывают, что щелочи вводились именно поташом, а не золой. Зола предварительно обрабатывалась водой, выщелачивалась, нерастворимые соединения отделялись от раствора отстаиванием и (или) сливанием (декантацией); затем раствор выпаривался или высушивался, а сухой остаток использовался для варки стекла. Он представлял собой поташ, т. е. смесь калиевых и отчасти натриевых солей, среди которых большую часть занимали карбонаты, а примеси состояли из сульфатов и хлоридов. Применение поташа вместо необработанной, неочищенной золы, содержащей окрашивающие примеси, кроме других нерастворимых составных частей, позволяло вырабатывать слабо окрашенное (почти бесцветное) стекло и облегчало технологический процесс варки и очистки расплава от пузырей. «Зольное» стекло, напротив, невозможно было получить слабоокрашенным, оно неизбежно оказывалось зеленоватого или желтоватого оттенка. Болванки и листы металлического свинца разрубались и предварительно превращались путем обжига в окись, а последняя затем использовалась для составления шихты. Для составления шихты калиево-свинцового стекла ремесленники брали 1 часть поташа, 1 часть свинца (или окиси свинца) и 2 части песка. Состав основной массы этих стекол можно выразить следующими цифрами: 10,5-18,5% окиси калия, 23,5-33,9% окиси свинца, 50,6-62,2% кремнезема. Следует отметить, что калиево-свинцовый состав являлся локальной особенностью древнерусских стекол. Истории не известны попытки производства подобных стекол в других странах. Анализы образцов русского стекла, найденных на территории Древнерусского государства, показывают, что химический состав их в изделиях различен. Уровень же практических, производственных знаний, а также ремесленный опыт древнерусских стеклоделов уже к XI-XII вв. был таков, что позволял им применять стекла разных типов по химическому составу и физическим свойствам в зависимости от технологии выработки и способов формовки изделий. Это были многосвинцовые кремнеземные легкоплавкие стекла, называемые «смальтами», в которые вводились красители, придающие им разные цвета. Поэтому, в основном, они применялись в мозаиках. Калиево-свинцовые кремнеземные стекла, прозрачные или непросвечивающие, часто слабо окрашенные или почти бесцветные, использовались для производства украшений, посуды и оконного стекла. Калиево-кальциевые кремнеземные стекла (преимущественно «зольные») использовались для выработки посуды и оконного стекла. Кроме стеклянных изделий собственного производства, на Руси было широко распространено привозное стекло с Востока, из Египта и Византии. Монголо-татарское нашествие прервало развитие стекольного производства на Руси. Большинство производственных центров древнерусского стеклоделия было разрушено, а его технологии были во многом утеряны. Е. А. Зайцева, кандидат химических наук

 Важно:
  ДЛЯ ОБМЕНА КНОПКАМИ - возьмите наш код, поставьте его на Ваш сайт и добавьте Ваш ресурс ЗДЕСЬ

Код кнопки:


Главная | Рубрикатор | Размещение рекламы | Рекламные агентства | Обзор выставок
Строчная реклама | Рынок металлов | Статьи и анонсы | Адреса фирм из статей
Содержание справочника ЛКМ | Анкета для посетителей | Доска объявлений | Страница ссылок