Стекло является одним из важнейших материалов, который известен человечеству с давних времен. Оно используется в основном при строительстве дома (различные витражи, обустройство окон и балконов и т. д.), а также в декоративных целях.
Благодаря тому что стекло хорошо плавится, оно прекрасно используется при изготовлении различной посуды. Именно поэтому данный материал считается ценным (в практических целях).
Глава 1. Из истории стеклоделия
Кому не известно стекло и изделия из этого хрупкого и красивого материала? В наше время без него практически невозможно обойтись. Сейчас даже трудно представить себе существование исторического периода, когда стекло не было известно человеку. Современные ученые с уверенностью доказывают, что превращать особым способом приготовленную смесь в вязкую массу сероватого оттенка, преобразующуюся после охлаждения в твердый материал, люди научились за несколько тысяч лет назад. Это подтверждено археологическими раскопками, во время которых на территории Египта, Древней Месопотамии и Финикии были найдены стеклянные изделия. В основном это были бусы, датируемые 2450 г. до н. э.
Оказывается, в древности стекло было похоже на глину. Предварительно расплавив, из него можно было достаточно легко лепить и формировать какие угодно изделия.
В древневавилонском тексте, древнейшем памятнике письменности, относящемся к XVII в. до н. э., приводятся рецепты приготовления стекломассы, а также глазури для декоративной обработки изделий. Но первые сосуды из стекла появились только в XVIII в. до н. э. Изготовлены они были в Древнем Египте.
Дальнейшее развитие стекольного производства в Египте связано с завоеванием фараоном Тутмосом III Финикии и Сирии. Тогда в Египет из Финикии доставляли так называемый плавленый камень (в то время его также называли «искусственный лазурит из Вавилона») – своеобразное стекло, изготовленное по финикийским рецептам. Из такого стеклообразного материала выдували в то время небольшие сосуды (рис. 124).
Рис. 124. Древнеегипетские изделия из стекла: а – амфора (1350 г. до н. э.); б – кубок Тутмоса III (1450 г. до н. э.).
К тому же о наличии стекольного ремесла в древние времена свидетельствует найденная в ходе раскопок, происходивших в конце XIX в. в Египте, частично разрушенная стекольная мастерская.
Здесь были обнаружены остатки стекловаренных сосудов разных размеров: большие, диаметром 25 см; цилиндрические, диаметром 17,5 см; небольшие тигли, диаметр которых составлял 5–7 см. Это говорит о том, что стекло в Древнем Египте варили в три приема. Во-первых, расплавляли шихту. Затем из образовавшейся массы удаляли остекленевшие частички, помещали их в другой сосуд и плавили дальше. На заключительной стадии вязкую массу доводили до стеклообразного состояния.
К VIII в. до н. э. центр стекольного производства переместился в Месопотамию. В наше время на этой территории были найдены книги, в которых, помимо текстов по медицине, химии, географии и геологии, обнаружили рецепты приготовления прозрачного, цветного и отделанного золотом стекла. Здесь же были приведены подробные описания стекловаренных печей и давались рекомендации по применению того или иного вида топлива к ним.
Ученые установили, что сосуды тогда изготавливали следующим способом. Из сваренной из шихты стекломассы вытягивали отдельные нити, которые затем наматывали на металлический прут. После этого нити раскатывали до тех пор, пока они не сливались в однородную массу. Затем ее остужали и в результате получали сосуд с чрезвычайно толстыми стенками.
Некоторые химики говорят о существовании другого способа изготовления стеклоизделий: на обмазанный формовочной смесью металлический прут наматывали заранее приготовленную стекломассу, а затем поверх нее накладывали нити другой стекломассы. Полученные небольшие по размерам сосуды чаще всего использовали для духов.
В древности стекло изготавливали из особой смеси песка, известняка и щелочных растворов. Причем использовали только чистый, беспримесный песок, так как присутствие глины, слюды, извести и оксида железа отрицательно сказывалось на качестве готового стекла.
Плиний в своем труде под названием «Естественная история» писал о том, что для изготовления стекла древние римляне брали песок из реки Белус. В том песке содержалось большое количество природной соды и известняка, включение которых являлось основным условием для создания стекломассы высокого качества.
Напомним, что в древности все стекловаренное производство основывалось на изготовлении стекла, состоящего, помимо прочих компонентов, и из природной соды, добываемой из содовых озер.
Но что же делали в том случае, если добывать соду не было возможности? Результаты археологических раскопок свидетельствуют о том, что в лесистых местностях Франции, Германии, Богемии стекло варили с добавлением древесной и растительной (папоротниковой, камышовой) золы, среди компонентов которой в больших количествах присутствовал и поташ – углекислый калий – основа для изготовления стекла особых сортов высокого качества.
В древних печах была найдена также особая зола, видимо, остававшаяся после обжига с применением дров, тростника или соломы различных глиняных сосудов. Ученые предполагают, что такая зола является предшественницей декоративной глазури, применявшейся для отделки поверхностей глиняных, а затем и стеклянных изделий.
При варении стекломассы от выбора вида золы зависело и качество получаемого стекла. Так, более светлыми были стекла, изготовленные с применением в качестве одной из составляющих золы орешника, клена или осины.
А примесь березовой золы повышала уровень температуры плавления стекольной массы (из нее затем получали тугоплавкое стекло).
В различных странах для изготовления стекла применялась самая разная зола. Во Франции стекло делали, подмешивая в шихту папоротниковую золу. Кстати, стекло высокого качества, которое шло в основном на изготовление стаканов и бокалов на высокой ножке, носило название «verre de fougere», что в переводе означает «стекло из папоротника». Отсюда и произошло, видимо, в русском языке название особого вида бокалов из стекла и хрусталя – «фужеры».
В других странах Западной Европы для придания стеклу особых качеств в шихту подмешивали золу бука. А вот в Древней Руси для этих же целей использовали золу ржаной соломы. Помимо этого, русичи первыми добавили в шихту оксид свинца, что значительно улучшило качество стекла. Причем кремнеземные (из особого сорта песка) стекла с добавлением большого количества свинца шли на изготовление декоративной мозаики, из калиево-свинцовых сортов делали различные украшения для головных уборов, а также бусы и браслеты. Калиево-кальциевые смеси использовали для изготовления стеклянной посуды (тарелки, стаканы, бокалы, различные сосуды) и оконных стекол.
Из трактата монаха-пресвитера Панталеонского монастыря Теофила («Трактат о различных ремеслах») мы узнаем, что в то время (X–XII вв.) изделиями из стекла особенно славилась Киевская Русь. Теофил дает здесь подробные описания устройства стекловаренных печей и тиглей, дает рецепты приготовления исходной массы – шихты, а также способы варки и окраски полученного изделия. Он говорит о том, что уже в этот период на Руси поверхность изделий покрывали специальной эмалью, а также украшали стенки сосудов золотой и серебряной краской: это отличало русские изделия от поделок из стекла, изготовленных мастерами других стран.
Издавна битое стекло использовали в качестве дополнительного компонента при изготовлении стекломассы для снижения уровня температуры ее плавления. А в древние времена государства даже заключали особые договоры, в которых главы стран определяли условия вывоза стеклянного боя. Известен, например, договор 1227 г., в котором шла речь о вывозе стеклянной битой посуды из Сирии в Венецию. Этот договор – живое свидетельство того, что в XIII в. центр стеклоделия постепенно сместился с Востока на Запад, в Венецию, где уже в то время для получения шихты, а затем и легкоплавкого материала использовали битое стекло.
Кстати, именно в Венеции на острове Мурано в XV в. впервые было изготовлено стекло особого качества. Рецепт стекломассы изобрели известный мастер стекольных дел Анджело Беровьеро и его сын Марино. Это стекло отличалось тем, что по своему внешнему виду ни в чем не уступало природному горному хрусталю. Именно поэтому оно было названо «кристалло». Однако этим качеством (чистотой, абсолютной прозрачностью) стекло обладало только в тонкостенных изделиях (рис. 125).
Рис. 125. Венецианское стекло: а – тарелка; б – кувшин, XVI в.
Спустя всего лишь два века, в 1683 г., появляется замечательное по своим свойствам и декоративным качествам калиево-кальциевое стекло, которое оставалось прозрачным даже в толстостенных сосудах. Рецепт его изготовления составил Михаил Мюллер. Это стекло известно и сейчас под названием «богемское».
Тяжелая граненая посуда, изготовленная из этого сорта стекла, очень быстро вытеснила с мирового рынка легкие венецианские изделия. Вскоре все мастера-стеклоделы стали подражать богемской манере изготовления стеклянных изделий.
В 1635 г. английский плавильщик Роберт Манзель впервые использовал для получения стекломассы каменный уголь, заменив им древесный. При этом тигли, в которых варили стекло, стали закрывать для того, чтобы предотвратить заполнение комнаты сажей и гарью. Это, в свою очередь, привело к возникновению необходимости повысить температуру варки стекла, а также подыскать химические вещества, которые ускорили бы процесс плавления исходной массы. Таким веществом оказался оксид свинца, используемый еще в Древней Руси.
После добавления в шихту свинца стекло получалось более прозрачным и блестящим даже по сравнению с богемским. Но особую популярность английское стекло приобрело благодаря свойству шлифованных граней особым образом преломлять световые лучи. Помимо этого, английский хрусталь обладал особенным, приятным для слуха, мелодичным звоном после легкого постукивания по поверхности.