碳酸钠&玻璃尴尬进化史:农村不起眼的草木灰,在古代是如何变成玻璃的?

如果说古代中国生产的陶瓷称得上精美绝伦,那么西方国家制造的玻璃也可谓无与伦比。我国早期的瓷器大概出现在3000多年前的商代中期,而陶器则能追溯到距今两万年前的新石器时代,根据相关考古资料显示,最早的玻璃可能出现在幼发拉底河和底格里斯河流域。
碳酸钠&玻璃尴尬进化史:农村不起眼的草木灰,在古代是如何变成玻璃的?
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【 碳酸钠&玻璃尴尬进化史:农村不起眼的草木灰,在古代是如何变成玻璃的?】大约在公元前3700年,新月沃地的居民在烧制陶器时,无意制得一些玻璃碎块。由于首次发现,这些玻璃被当做珍宝用在规格最高的宗教活动上。后来到了公元前16世纪,埃及人已经学会利用沙子、盐碱湖中的碳酸钠,以及石灰岩等材料制得品质更高的玻璃了。
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在那随后的两千年里,玻璃开始作为奢侈品风靡地中海区域,但是那时的技术还没有办法生产出颜色透明的玻璃。直到公元后,罗马人将原先材料中的沙子用精纯的石英替换,这个情况才得到了解决。
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但是直到此刻,玻璃高昂的制造成本仍然使得它无法被大量生产,而发生转机的时间就在中世纪,起到决定性作用的东西就是草木灰,也就是植物焚烧后产生的灰烬。
当时德国的北部利用草木灰,取代了原先盐碱湖的碳酸钠。具体操作就是将草木灰放在冷水里面充分浸泡,然后用白布进行过滤,最后煮沸即得与碳酸钠起到相同作用的碳酸钾,这一改进使得制玻璃的成本大大下降。
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同时他们别出心裁地研制了吹制法,也就是在烧制时把玻璃尽可能吹薄吹大,然后摊平剪开就得到了小块的玻璃。在这种办法被发明之后,玻璃才从与钻石比肩的位置走进了寻常百姓家,成为了人人可用的生活用品。
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相较于古埃及人,我国古代的玻璃制造却显得十分落后。直到公元前1000年前,我国才第一次制得玻璃。不仅时间落后,在质量上我们也不如人家,我们造出来的玻璃属于低温铅钡玻璃,低劣的烧制材料以及较低的煅烧温度,使得出来的成品完全无法承受高温,充其量只能当做观赏品,不具备实用性。
有朋友不禁问道,为什么高难度的陶瓷我们都制得了,简单的玻璃却不行了?
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其实从技术上来说的确不难,但难就难在原材料碳酸钠上。烧制玻璃离不开大量的碳酸钠,但是在古代碳酸钠是无法人工制得的,中国文明是随着黄河长江流域发展起来的,这样的地理环境不易产生碱,没有原材料又何来产生品一说呢。
相反中东国家地处沙漠,沙漠里的咸水湖泊很容易就产出天然碱,所以玻璃肯定要从那里起源了。
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新时期以来,我们对玻璃的加工工艺进行了多次改进,生产出多种特性的玻璃,钢化玻璃就是其中一种。虽然名字里有一个钢字,但是它却和钢无关,我们通过一些手段,在普通玻璃表面上覆盖一层压应力层,加工过的玻璃在硬度和强度方面会有质的提升,因此也能承受更大的冲击和载荷。
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但是钢化玻璃也并非无懈可击,当外力或温度作用,在应力层上缺陷处持续聚集时,压应力就会转变为拉应力,拉应力超过最大值时,整块玻璃就会分崩离析,科技的发展日新月异,相信未来的玻璃会更让人眼前一亮。