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玻璃是如何制成的?

中國古代是否自己制造玻璃,人們眾說紛紜。過去在科技、考古、歷史領域有壹種流行的“玻璃外星人論”。後來隨著考古發掘的發展,出土了大量戰國時期的玻璃制品。科技人員利用現代檢測手段對這些產品進行了分析,為我們進壹步探索我國古代玻璃的起源和制作工藝提供了重要依據。

根據測試結果,中國古代玻璃為鉛鋇玻璃,與西方鈉鈣玻璃有明顯區別。從出土的玻璃器皿的形狀來看,它們充滿了中國特色。特別是戰國、西漢時期湖南省壹些古墓葬中出土的大量玻璃器皿,從材質上看,多屬於鉛鋇玻璃,而從形制上看,則主要是壹些具有中國民族特色的禮器、印章和器皿,並有具有中國民族裝飾特色的紋飾和圖案,令人信服地證明了這種玻璃最初是我們的祖先所創造和發展的。

我們知道,鉛基玻璃的基本熔劑是PbO。當PbO與應時壹起熔煉時,大約在900℃就能生產出玻璃。PbO可以通過焙燒鉛礦得到。中國的鉛礦主要是方鉛礦(PbS),常與重晶石共生。重晶石的主要成分是硫酸鋇。因此,對這種原礦進行氧化焙燒,得到的煆燒礦灰除PbO外,自然還含有BaO,以應時為原料熔煉得到鉛鋇玻璃。

那麽,這種鉛鋇玻璃是怎麽產生的呢?可想而知,這與古代煉鉛的做法密不可分。鉛在古人的生活中占有壹定的地位。用鉛制成的胡粉在古代是壹種化妝品,煉丹也被稱為鉛汞之術,可見鉛對煉丹師來說也是非常重要的。所以古人肯定很早就重視鉛的冶煉。春秋戰國時期,人們用陶瓷坩堝、陶罐或敞口陶爐將方鉛礦氧化焙燒制鉛。這樣,氧化鉛壹旦接觸到陶瓷坩堝、水壺內壁的粘土成分,只要達到900℃左右,坩堝、水壺內壁就會生成壹層鉛釉。有學者對此做過模擬實驗,結果完全證實了這壹點(趙匡華《中國傳統玻璃的起源及煉丹術在其中的貢獻初探》,《自然科學史研究》第2期,1991)。由於這種釉面光滑明亮,敲掉後看起來像玉,給了古人靈感,使他們有意識地嘗試用這種鉛礦煆灰與粘土或石英砂融為壹體。摸索的結果是,他們會發現用石英砂提煉出來的成品濕潤、光亮、幹凈,這就給了他們壹個正規的原玻璃配方。然而,由於燒制溫度低、大量氣泡和鋇,用這種方法獲得的玻璃透明度差。

傳統玻璃的進壹步發展是無鋇玻璃的出現。從古人的角度來看,既然鉛礦煆灰可以燒玻璃,他們自然會嘗試用提純的金屬鉛來燒,這樣就切斷了鋇的來源。用這種方法提煉出來的玻璃,不再含有許多附著在鉛礦上的雜質,所以更光滑,更像玉,熔化溫度也降低了。

傳統玻璃的起源與古人的煉鉛實踐有關,但其發展演變卻離不開煉金術士的活動。早在戰國時期,中國的方士中就流行“吃金喝玉”可以延年益壽的說法。所以煉丹術興起後,檢驗珠玉(也就是玻璃)就成了煉丹師的活動之壹。東漢王充在《論衡與性情》壹書中說:“道士已造五石,造五色玉。與真玉相比,光是不壹樣的。”又曰:“當以藥為珠,如真理之光輝,道長教之,知之意也。”壹直有人懷疑這裏的燒五塊石是不是指燒玻璃,因為不確定五塊石是不是指適合提煉玻璃的五種礦物。但毫無疑問,這些記述反映的是道士對珠子和玉石進行燒制和提煉的活動,而珠子和玉石是玻璃的直接來源,這是肯定的。

我國古代玻璃雖然起源很早(考古發掘中已出土西周玻璃器皿),但發展緩慢,長期保持了自身固有的特征,即表面光澤光滑,“與真玉相比,光有異”,但透明度差,質地“空、脆、不忠”(《漢書·西域傳》顏師古註)。這主要是因為化學成分和燒成溫度決定了中國古代玻璃自始至終屬於低溫鉛鋇玻璃。主觀上講,古玻璃出現後,成為煉丹的副產品,是道士從人工冶煉珍珠玉石的角度總結實踐出來的。它沒有走上自主發展的道路,更談不上發展出壹套成熟的玻璃制作技術。

由於生產目的和工藝的影響,傳統玻璃制品在古代社會生活中的應用範圍受到很大限制,主要限於禮器、裝飾品、冒充珍珠寶石的珠子和戒指。質地輕,易碎,不耐高溫,這使得它很少被用作食物器皿。透明度差,當然更別說做光學玻璃了。

由於傳統玻璃的這些局限性,西方玻璃傳入中國,引起了極大的驚奇,學者們視之為奇物,並加以記載。《漢書·西域傳》記載:“客國...出產珍珠,珊瑚,虎魄和碧的位移。“主賓國位於今阿富汗壹帶,排水量指玻璃。李誌超認為這個詞對應的是拉丁語vitrum,是音譯和意譯的結果。李誌超還指出,古籍中對維特魯姆的譯法很多,如《梵天書》中的“吠琉璃”,《酉陽雜記》中的“皮琉璃”,《萬物音義》中的“條頭梨”、“裏坡”,都是維特魯姆及其派生詞的音譯。譯名的多樣化恰恰說明了這種洋貨和中國原生玻璃在性質上是如此的不同,以至於中國的人都不知道它們是同壹種物質,所以給它們起了各種各樣的名字。

由於傳統玻璃制作技術的不成熟,我們應該謹慎對待古籍中的記載。比如東晉的王甲寫道,吳主孫良用“彩玻璃”做屏風,“很薄很亮,可以讓四個人坐在屏風裏面往外看。如果沒有分離,香味就不會傳到外面去。”《西京雜記》說漢武帝造聖物。"門是白色玻璃做的,明亮清晰."如果這些記載沒有誇大,那麽文中的“琉璃”壹定是國外進口的玻璃,否則不會有這麽好的透明效果。

西方玻璃的介紹經常反映在文獻中。《藝文集》卷中有八十四個“有色眼鏡”,很多地方都有描寫。史書中記載境外的“火珠”(玻璃鏡片)更是屢見不鮮。古書《梁思公紀》描述了壹個玻璃由海路傳入的具體例子:

“傅楠的大船來自西天竺,賣碧波麗鏡。它寬壹英尺五英寸,重四十磅。裏面和外面都很明亮。把五色物體放在上面,看清楚,但看質量。問價格,大概壹百萬美元。文帝命壹司算之,不足以傾庫。”

《梁思公集》的作者不詳,有的說是沈約,有的說是張碩。簡而言之,它反映了南北朝時期的事件。

不僅介紹了成品玻璃,還介紹了玻璃制造技術。《北史·大月氏傳》記載:

“吳泰,中國商人史靜,自雲能鑄石為五色琉璃。所以開采在山上,鑄造在首都,成就斐然,光彩美麗在西方。是壹座旅遊的宮殿,容納100多人,光和色都體現的淋漓盡致。觀者見之,驚駭不已,以為是神仙所為。從此中學的釉變得廉價,人也不再珍貴。”

也就是說,玻璃制造技術引進後,中國也能制造出令人驚嘆的玻璃,從此人們對玻璃感興趣也就不足為奇了。《北史》中的這壹記載也見於《魏書》,大約是北魏拓跋燾的時代,發生在公元5世紀中葉。此外,宋代重食的國家和清代前中期的西歐傳教士將玻璃制作技術傳入中國,對中國的玻璃制作產生了壹定的影響。由於外國技術的引進和工匠們的努力,毫無疑問,我國人民終於掌握和發展了壹套成熟的玻璃生產技術。

熱熔玻璃通過高溫熔化而成,立體感強,質感明亮美觀,裝飾效果好,深受人們的喜愛!現在各大城市流行,給玻璃行業註入了壹絲生機!

熱熔玻璃主要包括以下產品:熱熔藝術鏡、熱熔盆、疊花、果盆、煙灰缸、馬賽克、熔彎等各種藝術造型和圖案的產品。

要生產熱熔立體玻璃,需要有熱熔爐和40kW左右的電力。熱熔爐可以自己制作,也可以從相關設備廠家購買。自制竈具實用,成本低,但要有成熟的生產技術,否則得不償失。不同廠家生產的竈具,價格、質量、性能差別很大。希望大家貨比三家,仔細調查後再做決定。

用石英砂制作熱熔立體玻璃

用石英砂燒制各種熱熔玻璃圖案是最簡單、最節省成本的方法。制造方法如下:

首先根據花紋效果的要求確定砂的厚度和砂的數量。砂的厚度壹般為1.5cm厚。只要把沙子攤平,就可以在上面畫各種圖形。畫完圖案後,噴上脫模粉即可將玻璃放入爐中燒制。燒制時間和溫度取決於不同制造商的爐子。壹般用爐2.5小時左右,溫度控制在785℃左右。在高溫下,可以看到玻璃邊緣是圓的,玻璃花紋是凹的,這樣就可以成型了。如果玻璃需要平邊,應保持平邊的位置。玻璃必須擦幹凈,錫面必須朝下。

有些砂型需要用高溫紙等材料來完成。利用高溫泥、耐火板、石膏、高溫棉、耐火磚等耐火材料,可以制作各種形狀的模型和模具。

燒焦的玻璃需要冷卻後才能清洗,否則容易爆裂。玻璃沒有冷卻的時候,不能把幾塊放在壹起,否則容易爆裂。

砂型制作示例

水波紋:如圖2、圖4、圖5(水波紋、向日葵、卷曲、波浪,請購買《玻璃藝術》雜誌欣賞實物圖片)。

在爐內鋪上60目左右的純石英砂(1.5cm厚),然後按照圖上的紋理開始畫。註意用筆,用筆要輕,不能太突然,用筆要均勻,水波要自然流暢,不能有三角形之類的尖角。然後用鉛筆畫畫。

向日葵,卷曲的圖案和波浪與水波紋相似,但要註意圖案用筆的粗細,卷曲的大小也要有變化。波浪上的壹點光,用幾個手指就能輕輕壓出沙子。

亂扔垃圾的行為(見圖6)

用耐火磚敲成2cm左右大小的碎磚,再擺成如圖所示的亂石格局。彎曲的圖案用高溫棉包裹,按比例排版。註意周圍平邊的位置。將高溫紙按要求用雙面膠貼在玻璃邊緣,然後放入爐中燒制。

制作冰峰和重疊圖案(見圖1、圖3和圖7)

重疊的圖案和冰峰基本壹樣,只是冰峰的頂部像山峰。

疊花燒制方法:疊花玻璃的波高壹般在2.6cm左右(以5mm玻璃為例,厚玻璃適當加大)。下部與平條相同,高部與高部的距離取決於整個重疊圖案的大小。尺寸越大,波浪越長。壹般平邊約為1.3cm,玻璃兩側各放壹條或兩條平條,中間每隔壹波(或兩波)放壹條(或兩條)。放玻璃前,要把爐底找平,蓋上壹層高溫紙或普通紙。註意盡量把玻璃擠緊,防止燒牢,用模條在四周或兩側擋住,防止燃燒後條子掉下來變大。

燒冰峰和重疊花紋對玻璃和溫度有嚴格的控制,需要更好的玻璃。溫度控制取決於不同的爐子。如果玻璃質量不達標或者溫度控制不好,燒出來的產品可能會爆裂。所以要不斷積累經驗,才能燒出更好的產品。

燃燒重疊線和冰峰不能強制冷卻,需要冷卻到室溫後才能出爐,防止開裂。

生產熱熔盆(見圖8)

連體盆的模具可采用高溫硬質板材(矽酸鋁纖維板或其他材料)。根據玻璃尺寸要求,在模具上挖好所需的盆形孔(如橢圓形、圓形、方形、心形等形狀,約40cm),用砂紙打磨孔周邊即可。用不銹鋼焊接壹個支架來支撐模具。支架要求平整,高度20cm左右,大小與模具相近。壹般的鍋,燒限是16cm深。不要把不同形狀的模具壹起燒,以免掌握不了盆的深淺。如果幾個鍋同時在壹個爐內燒,爐體溫度要相對均勻,否則燒出來的鍋深淺不壹。燃燒盆的溫度低於熱熔玻璃的溫度。面盆燒好後要打孔修邊,有的還要上漆包裝。在觀察孔中可以觀察到盆是否成型。壹般水盆剛冷卻後會下沈1~3cm,視模具口徑大小而定。熱熔爐不能燒全透明連體光盆。

果盆、餐盆、煙灰缸的模具制作方法是壹樣的,只是深度和形狀不同。以圓形水果盤為例。先在矽酸鋁板或其他材料中間挖壹個圓孔,厚度為1~5cm,打磨光滑,然後在四周刻出需要的圖案,或用高溫紙剪出各種圖案,然後放在挖好孔的模具上,用大頭針固定,再把玻璃放在上面,放入爐中燒制。也可以在玻璃上放壹些彩色玻璃進行燒制,或者用發泡粉制作壹些有氣泡效果的產品。

生產熱熔鏡(見圖9)

各種熱熔鏡的制造方法基本相同,只是模具的形狀和大小有所變化。例如,對於橢圓鏡(壹般玻璃尺寸約為950mm×65mm,玻璃厚8mm),用厚約100mm,長1000mm,寬約700mm(也可使用其他材料)的板或紙,在中間截出壹個長790mm,寬490mm的橢圓,然後在橢圓周圍放置各種形狀和圖案的模塊。鏡底燒好後,按要求把鏡片放上去,背面貼個掛片。

熔彎是在熱熔的基礎上制作熱彎產品。有兩種方法:壹種是熱熔時用高溫材料制作熱彎模具,然後在上面雕刻各種圖案,再把玻璃直接放在上面燒制。這種方法適用於曲率較淺的產品,曲率較大和曲率較深的產品應在熱彎前進行熱熔。

馬賽克產品是把不同大小的玻璃邊緣燒起來,然後噴上各種顏色,按要求排列好,貼在網上。目前馬賽克壹般都是自動化生產線生產,可以提高生產效率。

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