Тема: История открытия стекла и его применение
Цель: Изучить историю изобретения, изготовления стекла и его значение.
План:
Обсидан. Гипотеза возникновения стекла.
Стекло Древнего Египта и Двуречья.
Александрия. Изобретение стеклодувной трубки.
Вклад венецианцев.
Стекло на Руси.
М. В. Ломоносов – основоположник научного подхода к производству стеклянных изделий.
Вклад Д.И. Менделеева.
Чернятинский стекольный завод.
Дятьковское хрустальное производство.
Видео. Дятьковский хрусталь.
Что входит в состав стекла?
Видео. Производство стекла.
Виды стекла.
Заключение. Значение стекла.
Обсидан. Гипотеза возникновения стекла.
Как известно, стекло, используемое нами в повседневной жизни, – материал искусственный. Но у него есть природный аналог – обсидиан. Он представляет собой застывшую вулканическую лаву или оплавленную скальную породу. Именно обсидиан использовался первобытными людьми для изготовления различных режущих инструментов, а также украшений.
Античный исследователь Плиний Старший приводит в своих трудах сведения о том, что искусственное стекло появилось благодаря путешественникам, которые готовили пищу на песчаном берегу и в качестве подставки под котёл использовали кусок натуральной соды. На следующий день на внешних стенках котла была обнаружена стеклянная корка. «Чудесный слиток, который был тверд как камень, горел огнем на солнце и был чист и прозрачен как вода. Это было стекло».
Гипотеза Плиния была опровергнута только в 20 веке. Ученые доказали, что выплавить стекло на открытом огне невозможно.
Стекло Древнего Египта и Двуречья.
Впрочем, уже несколько тысячелетий назад жители Древнего Египта и Двуречья (Месопотамии, «страны между двумя реками (Тигр и Ефрат)») научились плавить стекло в ямах. Температура в этих примитивных печах была достаточно высокой, чтобы из песка, щёлочи и извести образовался новый материал. Однако первое рукотворное стекло, скорее всего, действительно было создано случайно в процессе производства глиняной посуды. История стекла в истории человечества насчитывает более 4 тысяч лет. Египтяне, в отличие от жителей Двуречья, предпочитали непрозрачное стекло. Его окрашивали окислами (оксидами) металлов в синий, фиолетовый, желтый и другие цвета. Только чиновники и особы царской крови могли позволить себе стеклянные изделия.
Египтяне также практиковали изготовление мозаичного стекла. Эту технику спустя несколько веков переняли и отточили римляне.
Александрия. Изобретение стеклодувной трубки.
Кроме того, незадолго до начала нашей эры ремесленники из Александрии изобрели стеклодувную трубку. С её помощью из раскалённой массы выдували пузырь и придавали ему форму. Кроме свободного выдувания, в античности получило распространение выдувание в матрице.
Более того, римляне научились застеклять окна. Античное оконное стекло было довольно мутным и очень тонким.
Вклад венецианцев.
История стекла в истории человечества немыслима без вклада венецианцев. Они целенаправленно работали над улучшением свойств материала и добились его исключительной прозрачности. Венецианские умельцы изготавливали линзы для очков и зеркала.
Аналог муранского стекла был получен англичанином Джоном Равенкрофтом только в 17 веке.
Стекло на Руси.
На Русь этот дорогой материал попал из Византии. В Киево-Печерской лавре археологи раскопали мастерские стеклоделов, относящиеся к 11 веку. Но изделий сохранилось мало, секреты мастерства были утрачены.
Возрождение ремесла случилось только в 17 веке (в 1639 году), когда швед Ю. Койет выстроил неподалеку от столицы завод по производству оконных стёкол и аптекарской посуды.
Тридцатью годами позже был создан Измайловский завод, где изготавливались предметы роскоши, главным образом изысканные «потешные» кубки по образцу венецианских.
В 18 веке несколько стекольных заводов заработало в окрестностях Петербурга. Было заново изобретено цветное стекло.
М. В. Ломоносов – основоположник научного подхода к производству стеклянных изделий.
Основоположником научного подхода к производству стеклянных изделий в нашей стране был М. В. Ломоносов.
Но производство бисера и стекляруса связано только с одним предприятием – Усть – Рудицкой фабрикой, строительство которой началось в 1753 г. по инициативе М.В. Ломоносова.
М.В. Ломоносов провел около 2000 плавок стекла, получив при этом новые виды окрашенных стекол и восстановив многие утраченные рецепты. В своей мастерской Ломоносов с помощниками создал 40 мозаик (сохранилось 23 мозаики), из которых наиболее знамениты: "Нерукотворный Спас", «П.И.Шувалов» «Полтавская баталия» — последняя работа, выполненная под руководством Ломоносова «Анна Петровна», «Императрица Елизавета Петровна».
М.В. Ломоносов провел около 2000 плавок стекла, получив при этом новые виды окрашенных стекол и восстановив многие утраченные рецепты. В своей мастерской Ломоносов с помощниками создал 40 мозаик (сохранилось 23 мозаики), из которых наиболее знамениты: "Нерукотворный Спас", «П.И.Шувалов» «Полтавская баталия» — последняя работа, выполненная под руководством Ломоносова «Анна Петровна», «Императрица Елизавета Петровна».
Вклад Д.И. Менделеева.
Среди ученых, кроме Ломоносова, много сделал для стекловарения и известный всему миру химик Дмитрий Иванович Менделеев.
Будучи величайшим ученым-теоретиком и занимаясь практической химией, Менделеев горячо боролся не только за создание в России химических производств, но и за развитие новых отраслей промышленности. Не мог он обойти вниманием и стекольную промышленность, интерес к которой в нем был заложен с детства.
У его деда был небольшой стекольный завод в тридцати верстах от Тобольска. Когда ослеп отец Менделеева и семья стала нуждаться, дед отдал стекольный завод в пользование матери Дмитрия Ивановича. Устройство и оборудование стекольных заводов в то время было еще очень примитивным. Производительность стекловаренных печей была невелика. Работало на заводе не больше 40—50 человек. Завод был настолько прост и несложен, что его предпочитали переносить на другое место, когда вокруг него не оставалось больше леса. Например, в одном Гусевском районе найдено не менее пяти — десяти фундаментов старых мальцевских заводов, брошенных за недостатком топлива.
Завод приносил мало дохода. И Менделеев помнил с детства, как его мать иногда проводила в тревоге и без сна целые ночи в гуте и сама следила за варкой стекла в стекловаренной печи. Иногда мать брала и его с собой на завод. С большим любопытством заглядывал маленький Менделеев в раскаленную печь, где пузырилось и блестело расплавленное стекло.
Рабочие этого небольшого заводика любили свое дело. Менделеевым жилось туго, и денег не всегда хватало даже на оплату рабочих. Однажды была сложена новая печь, и рабочие полтора месяца работали даром, «получая только на хлеб». И, когда мать Менделеева предложила им на их усмотрение: загасить печь или продолжать работать, так как она не была уверена, найдет ли сбыт посуда, — все рабочие решили трудиться в долг, из любви к делу, потому что «и печь и горшки хороши».
Впечатления раннего детства, когда он с любопытством заглядывал в стекловаренную печь, сохранились у него надолго.
Занимаясь химией в Петербурге, Менделеев часто старался найти ответ на интересовавший его вопрос: что происходит в стекловаренном горшке при нагревании песка, мела и соды? Как соединяются эти вещества? Как образуется стекло?
Но только через несколько лет, защитив первую диссертацию, Менделеев мог снова заняться вопросом происхождения стекла и подвести итог своим юношеским интересам.
В своей второй диссертации ученый уже с точки зрения большой науки мог объяснить добытые опытом приемы стекольного производства. Он впервые в мире высказал мысль о том, что стекло не является однородным химическим соединением, как думали в то время многие ученые. Он доказал, что стекло — это сложный сплав окислов различных элементов, входящих в состав песка, мела и соды. Он сравнивал стекло с металлическими сплавами.
В металлических сплавах, так же как и в стекле, свойства изменяются в зависимости от соотношения составных частей. В этом состоит сходство между сплавами и стеклом.
Различие же заключается в том, что сплавы металлов состоят из чистых металлов, а стекло — из окислов металлов и других элементов.
Он также впервые высказал предположение, что основной частью стекла является кислородное соединение кремния — кремнезем, из которого, как известно, в основном состоит песок.
— Свойства стекла неизбежно будут меняться в зависимости от количества различных составных частей, вводимых в стекло, — говорил Менделеев. Этим он продолжил работы Ломоносова по стеклу.
Таким образом, приблизительно через сто лет после смерти Ломоносова в нашей стране исследованиями другого выдающегося ученого наука о стекле получила дальнейшее плодотворное развитие.
Чернятинский стекольный завод.
Русские стекольные заводы XVII - начала ХХ века.
Брянский уезд
В 1785 году русский промышленник Иван Акимович Мальцев основал Чернятинский стекольный завод, начав выпускать оконное стекло ручным способом. После Великой Отечественной войны завод лежал в руинах, но его восстановили уже в 1946 году. С тех пор сменилось на заводе много собственников и названий. Менялся и ассортимент продукции: промышленное стекла, фары для машин, декоративная стеклянная плитка, были даже изделия для космических аппаратов, бытовая посуда. Последний раз предприятие встало в 2015 году. Дятьковский инвестор Валентин Селезнев выкупил обанкротившееся предприятие для производства рассекателей фар для «Газелей» и других автомобилей. Также на заводе планируется выпуск стекла первого гидролизного класса для изготовления медицинских ампул (такое стекло не вступает в химическую реакцию с медикаментами, что увеличивает срок хранения препаратов инсулиновой и других групп).
Дятьковское хрустальное производство.
В конце 80-х годов ХVIII века дятьковские земли покупает дворянка Мария Васильевна Мальцова. В 1790 году М.В.Мальцова строит Дятьково хрустальную фабрику. Затем поблизости основывается еще несколько стекольных производств. С 1798 года эстафету семейного промышленного предпринимательства от матери принимает, вышедший в отставку в чине секунд-майора, Иван Акимович Мальцов. В 1849 году управление Мальцовской промышленной империей переходит к "Титану русской промышленности" - Сергею Ивановичу Мальцову (сыну И.А.Мальцова). В основе его производственной деятельности был лозунг: "Россия должна освободиться от иностранной зависимости. Все своё!". Впервые в истории отечественной промышленности на Дятьковской хрустальной фабрике были сооружены газогенераторные печи, освоена варка уранового стекла и стекла "медный рубин". Начав свое существование как небольшая мануфактура, на протяжении ХIХ столетия хрустальная фабрика становится одним из крупнейших стекольных предприятий России.
"На любой вкус" – таким был девиз производства, и поэтому наряду со сложными дорогими сервизами и наборами ручной работы, деталями архитектурного убранства для храмов и дворцов, изготовлялось много недорогой стеклянной посуды широкого и разнообразного ассортимента.
Во все времена волшебное искусство дятьковских мастеров-хрустальщиков удостаивалось наград и восторженных отзывов покупателей.
В XIX веке для царских резиденций дятьковские мастера неоднократно исполняли сервизы на 200 персон, которые предписывалось употреблять при фаянсовых и фарфоровых гербовых сервизах в Зимнем Дворце, в Царском Селе, на Елагином Острове и в Гатчине. И сегодня приемы самого высшего уровня в Кремле сервируются Дятьковским хрусталем.
Видео 1. Дятьковский хрусталь.
Музей хрусталя основан в Дятьково в 1835 году. Сейчас в нем представлены 13 тысяч хрустальных экспонатов. Музей в Дятьково является крупнейшим не только в России, уникальное собрание превосходит многие тематические и художественные музеи мира! Туристы могут познакомиться с процессом ручной выработки изделий из горячего стекла, методами нанесения на хрустальные изделия алмазной грани и гравировки. Люстры из Дятьковского хрусталя украшают Дворец правительства на Кубе в Гаване и Музей Ковра в Баку. В Москве полюбоваться монументальными произведениями Дятьковского завода можно в Третьяковской галерее. Из Дятьковского хрусталя производят, в основном, праздничные столовые приборы: графины, бокалы, стаканы, блюда и вазы, а также пепельницы, подсвечники, люстры и другие предметы интерьера.
В царские годы с заводом сотрудничали известные европейские художники. В период советской власти Датьковский хрусталь приобрел большую популярность за рубежом. Дятьковский хрустальный завод изготовлял памятные призы для спортсменов — победителей международных соревнований. В числе самых знаменитых — «Хрустальная боксерская перчатка» и «Хрустальный конек» на приз газеты «Московские новости» по фигурному катанию.
Во все времена волшебное искусство дятьковских мастеров-хрустальщиков удостаивалось наград и восторженных отзывов покупателей. В XIX веке для царских резиденций дятьковские мастера неоднократно исполняли сервизы на 200 персон, которые предписывалось употреблять при фаянсовых и фарфоровых гербовых сервизах в Зимнем Дворце, в Царском Селе, на Елагином Острове и в Гатчине. И сегодня приемы самого высшего уровня в Кремле сервируются Дятьковским хрусталем. В Москве полюбоваться монументальными произведениями Дятьковского завода можно в Третьяковской галерее. Из Дятьковского хрусталя производят, в основном, праздничные столовые приборы: графины, бокалы, стаканы, блюда и вазы, а также пепельницы, подсвечники, люстры и другие предметы интерьера. В царские годы с заводом сотрудничали известные европейские художники. В период советской власти Датьковский хрусталь приобрел большую популярность за рубежом. Дятьковский хрустальный завод изготовлял памятные призы для спортсменов — победителей международных соревнований. В числе самых знаменитых — «Хрустальная боксерская перчатка» и «Хрустальный конек» на приз газеты «Московские новости» по фигурному катанию.
Что входит в состав стекла?
Что входит в состав стекла: Обычное оконное стекло — это силикат состава Na2O•СаО•6SiO2. Иногда в стекле возникают области кристаллизации, что приводит к потере прочности. Получают стекло сплавлением кварцевого песка SiO2, известняка СаСО3 и соды Na2CO3.
Видео. Производство стекла.
Процесс осуществляют в печах при температуре 1100—1600 °С, после чего образовавшуюся стекломассу постепенно охлаждают. Обычное стекло размягчается при температуре 500—600 °С.
Виды стекла.
Оптическое стекло — применяют для изготовления линз, призм, кювет и др. Химико-лабораторное стекло— стекло, обладающее высокой химической и термической устойчивостью. Свинцовое стекло (или «хрусталь»), получается заменой окиси кальция окисью свинца. Оно довольно мягкое и плавкое, но весьма тяжёлое, отличается сильным блеском и высоким коэффициентом светопреломления, разлагая световые лучи на все цвета радуги и вызывая игру света. Бросиликатное стекло. Включение оксида бора вместо щелочных составляющих шихты придаёт этому стеклу свойства тугоплавкости, стойкости к резким температурным скачкам и агрессивным средам. Изменение состава и ряд технологических особенностей, в свою очередь, сказывается на себестоимости — оно дороже обычного силикатного. Получение пористых стёкол значительных размеров и толщины возможно только из стекла некоторых определённых составов. Пористые стёкла по объёму, соответствующему исходному — сравнительно небольшие, образуются из щелочно-боросиликатных стёкол, входящих в стёкла более сложного состава, и из двухкомпонентных боросиликатных стёкол, содержащих от 60 % SiO2. Стекловолокно и стеклоткань. Из обычного стекла можно получить тонкие весьма гибкие нити, пригодные для изготовления ткани. В современной технике стекловолокно из специальных марок стекла наиболее широко используется в волоконной оптике, для изготовления композиционных (фиберглас), электроизолирующих (стеклолента, стеклотекстолит) и теплоизолирующих (стекловата) материалов.
Заключение.
Стекло является неотъемлемым атрибутом для современной комфортабельной жизни. Изобретение стекла является одним из самых великих достижений человечества. Представьте себе дома без окон и зеркал… Оконное стекло - уже дает нам необходимый комфорт и прекрасный дизайн. Наполнение комнат домов, офисов и квартир светом избавляет жилище от мрака. Узорчатые стекла уже давно применяются для остекления дверей и шкафов: розовые, желтые, бронзовые, сиреневые и другие виды стекол прекрасно украшают любой интерьер дома или офиса. В современном мире научились делать и "небьющееся" закаленное стекло или триплекс, которое используется в холодильных камерах и применяется для изготовления бытовых приборов и техники (блендеров, кружек, столовых приборов). Сейчас из стекла можно сделать все - от часов, сувенирных изделий и красивых столовых приборов до целых домов. Стеклянные дома - новейшая технология архитектуры. Стекло без сомнения прочно вошло в нашу жизнь как настоящее достижение человечества. Будем надеяться на новые достижения стеклянной промышленности: может скоро она выйдет на новый уровень развития.
150
165 560 
