名侦探柯南从柯南中看玻璃制造业的发展历程
大家好,柯南科普系列又回来了,这次我们把焦点放在"玻璃"身上。
有人以为玻璃和塑料一样是近现代才发明制造的一种新材料,实则不然,玻璃是人类最早发明的人造材料之一。
迄今发现的玻璃器皿最早可以追溯到公元前3600年前的两河流域,猜测当时的人们应该在烧制陶器时偶然制造了少量的玻璃。
柯南TV342集《豪斯登堡中的新娘》中提到的玻璃属于钙钠玻璃,那么我们就从钙钠玻璃聊起。钙钠玻璃
玻璃的主要化学成分是二氧化硅(SiO2 ),这个和沙子的化学成分是一样的。
玻璃最开始的取材就是普通的沙子,由于纯度不高,烧制温度也不够高,所以那个时期的玻璃是彩色不透明的。
公元前50年左右,罗马人对玻璃的制作方法进行了重大革新。
革新主要体现在了两个方面:
(1)罗马人发现使用碳酸钠(Na2CO3),可以使熔化纯石英的温度低很多,正是这种方法,帮助罗马人开始使用更加精纯的石英砂(SiO2 )制造透明的玻璃,
(2)发明了一种新的玻璃制作技术——"吹制法"。
所谓"吹制法",就是将加热的玻璃放置于吹管的前端,通过向吹管里一边吹气,一边转动,从而吹制成各种造型。
正是这种方法的诞生,帮助罗马人大量地生产了透明玻璃,罗马人也是最擅长在建筑中使用玻璃窗的民族。助溶剂的原理
常温下的二氧化硅以共价键形成稳定的四面体结构。
硅和氧之前的共价键相当稳定,加入强碱性金属氧化物(纳,钾,钙等金属氧化物)才可以削弱它们之间的联系。
这就是上文提到助溶剂的作用,正式应用了这些金属,融化玻璃的温度才能降低。
把二氧化硅加热至液态后,硅原子和氧原子之间的共价键断裂,冷却的过程中,流体越来越粘,原子越来越难以移动,原子回不到原来的位置,仍以液体的空间关系相互连接起来,形成了具有液态结构的二氧化硅固体——玻璃。铅钡玻璃
要说起中国玻璃的发展轨迹,我们先从一张图开始。
水晶杯
这可不是普普通通的一个玻璃杯哦,这可是我国永久禁止出境的64件国宝级文物之一——水晶杯。
从这个角度上讲,我国并不是没有出土过钙钠玻璃,只是钙钠玻璃在中国并没有流行起来。
小编我猜想因为中国人因为喜欢吃热食,饮热饮,过去的玻璃耐热性能不佳,高于80℃就可能会炸裂,中国人民在生活中还是更愿意选择耐热性能极佳的陶瓷制品。
中国古代玻璃不同于西方玻璃钙钠玻璃,中国的玻璃体系自成一派,化学成分有所不同,以氧化铅和氧化钡做助熔剂的铅钡玻璃。
虽然说铅钡玻璃烧成温度较低,颜色绚丽多彩等优点,但易碎、不耐高温、透明度差,不适应骤冷骤热,所以只适合加工成各种装饰品、礼品和随葬品等。
比如说广州西汉初年南越王墓出土的蓝色板块玻璃就是铅钡玻璃。
总体来说,由于古代中国更喜好瓷器,对于玻璃并不是特别重视,从铅钡玻璃到高铅玻璃,再到清对舶来品钙钠玻璃的优化,总体来说古代中国玻璃的发展是比较缓慢的。
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