ПРОЧНО, КАК СТЕКЛО
-Пожалуйста, граненую!
- Не эту, а зеленую!
- Не лучше ли, товарищи,
из красного стекла?
В каком веке живем мы сейчас? В железном — почти все наши вещи либо сделаны из железа, либо созданы железными инструментами и машинами. Не следует, однако, думать, что железный век будет продолжаться без конца. У железа появились уже соперники: более легкие металлы, пластмассы, стекло. С каждым годом они становятся всё нужнее. И возможно, что когда-нибудь они окажутся для техники важнее, чем даже железо. Мы не знаем, как назовут этот новый век будущие ученые. Может быть, — «веком легких металлов». Может быть, — «веком пластмасс». А может быть, они назовут его — «век стекла, стеклянный век».
Какие же преимущества таит в себе стекло, почему оно так ценно для нас? Чем отличается оно от всех иных веществ? Стекло, как известно, делается из песка, извести и соды. Но само оно не похоже ни на известь, ни на соду, ни на песок.
Стекло прозрачно. Металл, камень, дерево, тысячи других веществ — все они непрозрачны для видимого света.
Стекло легко окрасить в любой цвет. И для этого совсем не нужно покрывать его краской. Надо просто в шихту добавить, например, щепотку кобальта, или селена, или окиси меди. Мы получим синее, красное, зеленое стекло.
Стекло почти не меняется от времени. Железо от времени ржавеет, дерево загнивает, камень превращается в пыль.
Стекло так твердо, так крепко, что его нельзя поцарапать ни иглой, ни ножом, ни пилой. Его можно разрезать только алмазом или резцом сверхтвердой стали. Благодаря своей твердости стекло навек удерживает любую форму, какую ему придадут.
Стекло не горит, не боится едких кислот, и в нем не могут появиться микробы.
Стекло плохо проводит тепло.
Стекло дает приятный музыкальный звук. Налейте в бокал воды и проведите по его краю пальцем - услышите красивую мелодию.
Стекло — необычайно вязко. Горячее стекло можно тянуть, крутить, придавать ему любые, самые причудливые формы — оно не рвется. Стекло можно прессовать и отливать в формы, как чугун; его можно раскатывать валиком, как тесто; лепить из него, как из глины; выдувать из него пузыри, как из мыльной пены; тянуть лентой или нитью, как мед; шлифовать и полировать его, как мрамор; сверлить и обтачивать его, как дерево или сталь. Именно потому, что стекло так вязко, из него можно делать бокалы любой, самой причудливой формы с тончайшим орнаментом, вензелем или гранями.
Как построено стекло? Изучением строения стекла занимались и великие русские ученые — М. В. Ломоносов и Д. И. Менделеев, многие ученые за границей. Однако до сих пор эта задача еще не решена. По внешнему виду стекло похоже на лед, только более прозрачно и твердо и не тает на воздухе. Так же, как лед был до замерзания жидкостью — водой, так и стекло во время варки было жидким расплавом. Но, затвердевая, вода образует кристаллы. Рассматривая зимой изморозь на окнах через лупу, можно увидеть, что лед состоит из кристаллов. А в стекле таких кристаллов нет. Стекло – это переохлажденная, очень густая жидкость. Стекло застыло, загустилось раньше, чем могли образоваться кристаллы. Однако стоит только немного изменить состав стекла, убавить одних веществ или добавить других, и стекло закристаллизуется точно так же, как вода или расплавы солей и металлов. Про такое стекло говорят, что оно «застыло». Но даже в обычных стеклах, которые совсем не склонны застывать, могут при благоприятных условиях образоваться кристаллы. Для этого надо стекло выдержать длительное время при температуре, при которой оно начинает размягчаться, но еще не становится совсем жидким. Еще очень много надо работать, чтобы проникнуть в тайны природы стекла. Сейчас мы много уже знаем о стекле; мы варим его теперь не наугад, не вслепую. Выше было сказано, что стекло варится из смеси извести, соды и песка. Но из этой смеси получается только самое простое, обыкновенное стекло, например оконное или бутылочное. В тех случаях, когда стекло должно обладать какими-либо специальными свойствами, к этой смеси прибавляют другие вещества. Химика-стеклодела можно сравнить с пианистом, только перед химиком-стеклоделом не клавиши, а больше сотни различных веществ. Это и свинец, который добавляет блеск; и тритан, который не убивает вкус вина. Соединяя их в той или иной пропорции, составляя всё новые и новые смеси, химик может сварить любое стекло. Количество возможных сочетаний бесконечно и из них испробованы далеко не все. Только сейчас ученые начинают постигать сложные химические и физические законы, управляющие этими сочетаниями, законы, от которых зависят качества и свойства стекла. За последние десятилетия появились новые отрасли стеклоделия, о которых не знали прежде, родилось новое, совсем особенное стекло. -Скажите, что случилось? -Разби…, разби… разбилась! -Скажите, что случилось? Что здесь произошло? - Да, говорят, разбилось какое-то стекло! Действительно, такой прекрасный, универсальный материал, как стекло, имеет в то же время очень неприятное качество — хрупкость. Стекло легко бьется. Даже не очень сильный удар заставляет его разлетаться вдребезги, с образованием острых, режущих осколков. Что, если бы стекло при всех своих положительных качествах обладало еще и прочностью? Насколько безопаснее для людей стало бы обращение с таким стеклом, насколько повысилась бы его ценность? Долго старались люди придумать стекло, которое не билось бы или уж если разбилось, то без ранящих осколков. И, наконец, первый шаг в этом направлении был сделан. Как это произошло? В 1903 году в маленьком кабинете французского химика Эдуарда Бенедиктуса шла очередная уборка. Метелка из перьев старательно сметала пыль с множества склянок и бутылочек, которыми были заполнены полки. Вдруг одна из склянок упала с самой верхней полки на пол и, к удивлению ученого, не разбилась. Это была самая обыкновенная колба с очень тонкими стенками. Правда, ее стенки оказались после падения покрытыми целой сетью трещин. И тем не менее она не рассыпалась на кусочки. Даже вода, налитая внутрь, не просачивалась наружу. После внимательного осмотра колбы Бенедиктус понял, в чем дело: осколки стекла держались на какой-то тонкой, прозрачной пленке. Оказывается, в склянке хранился когда-то раствор нитроцеллулозы, он давно испарился, но на стекле осталась гибкая, клейкая пленка; она, подобно тончайшей кожице, пристала к колбе и предохранила ее от разрушения. Это заставило Бенедиктуса призадуматься. Стекло, не дающее осколков? … и вот почти готовое решение вопроса. Стоит только между двумя листами обыкновенного стекла укрепить слой прозрачного целлулоида, и получится «пакет» безопасного, безосколочного стекла. Если даже стекло будет разбито на тысячу кусков, все они останутся на месте, приклеенные к слою целлулоида. Так был создан новый вид безопасного стекла, названный «триплексом». Разбить вдребезги триплекс невозможно. Но всё же целлулоидная прокладка не очень хороша, — она довольно быстро желтеет и стекло мутнеет. Вспомнили о закалке. Ведь сталь можно закалить, сделать ее таким способом особо твердой. Нельзя ли закалить и стекло? Взяли лист стекла, сильно его разогрели и быстро остудили. Что произошло? Наружные его слои сразу остыли и сильно сжались. Они, точно тугая резина, охватили внутренний слой стекла, который будет остывать гораздо медленнее. Стеклянный лист оказался как бы одетым в невидимую броню, придающую ему необычайную прочность. Его можно скрутить, и после этого он сам расправится. «Сталинит» — так называют у нас закаленное стекло — упруг, как стальная пружина. На лист сталинита с высоты в 1 метр бросили чугунный шар весом в килограмм. Шар отскочил от стекла, как от каменной плиты. «Хрупко, как стекло», — это вошло в поговорку. Но поговорка явно устарела. Теперь следует говорить: прочно, как стекло. Стеклоделы загорелись изготовить стаканы и графины из закаленного стекла. Такой стакан, если упадет на пол, только зазвенит и подпрыгнет, но не разобьется. Закалить стакан или графин гораздо труднее, чем простой лист стекла. И всё же некоторым это удалось. АВАНТАЖ-ПОСУДА представляет на российском рынке Тритановое стекло коллекции ДОННА ( Schott Zwiesel). Бокалы обладают исключительной стойкостью к посудомоечным машинам, не бьются при ударах или опрокидывании. Кроме того, стойко выдерживают температурные перепады посудомоечной машины, обладают повышенной гибкостью, прочностью и бриллиантовым блеском. Тритан в настоящее время является исключительным, запатентованным хрустальным материалом, в котором вместо оксида свинца используется оксид титана. В состав Тритана входят титан и цирконий, которые придают посуде твердость и сияющий блеск. На заводе Schott Zwiesel сделали уплотнения в «проблемных зонах» бокала, т. е. в месте соединения ножки и чаши. Специальная технология позволила придать гибкость ножке бокала и теперь при падении бокал остается целым. По отзывам рестораторов, использование этих бокалов сократило расход посуды в 3 раза! Вот уже пятьдесят веков, как люди делают стеклянные вещи. Сколько их было сделано за это время! А до нас дошло очень немного старинных кубков, кувшинов, чаш. Стекло не гниет, как дерево. Не ржавеет, как железо. Не рассыпается от времени в пыль, как камень. Так куда же девалось старинное стекло, что стало с ним? Оно погибло. Стекло могло бы быть необычайно долголетним, почти вечным, если бы у него не было двух недостатков. Первый недостаток — хрупкость. Второй недостаток — «огнебоязнь». О стекле Ломоносов сказал: огонь его родитель. Это верно. Но к этому можно добавить: огонь может быть и убийцей стекла. Стоит, например, стакан поднести близко к огню или поставить его на раскаленную плиту, и он сразу треснет, разрушится. Почему стекло не выносит резкой смены температур? Потому, что оно, как и все другие вещества, расширяется от нагревания. Но происходит это не сразу. Жар плиты прогреет сначала донышко стакана, а его стенки еще не успеют нагреться. Донышко, расширившись, нажмет на стенки, и они не выдержат этого напора и треснут. Со стаканами, блюдцами, графинами приходится обращаться очень осторожно, оберегать их от резкой смены жары и холода. А нельзя ли всё же сделать такое стекло, которое не боялось бы огня? Для этого нужно, чтобы стекло очень мало расширялось от нагревания. Тогда оно и не будет трескаться. Как всегда, стеклоделы начали с того, что стали искать виновника — на этот раз виновника расширения. Оказалось, что виновна в этом сода: именно из-за нее стекло при нагревании сильно расширяется. Борная же кислота дает в сто раз меньшее расширение, чем сода. Как только это стало известно, составить новый рецепт стекла — с большой примесью борной кислоты и с очень малой примесью соды — оказалось нетрудным. Такое стекло назвали «пирекс». На вид это стекло трудно отличить от обыкновенного. А расширяется оно в восемь раз меньше, чем обыкновенное стекло. И этого оказалось достаточно, чтобы сделать его прямо-таки волшебным стеклом. Стекло из кварца пропускает ультрафиолетовые лучи и необычайно прочно, но оно имеет один серьезный недостаток: изделия из кварца очень трудно изготовлять. Высокая температура плавления (даже при 2000° Цельсия кварцевые стекла еще очень густые) не позволяет получать кварцевое стекло обычными способами. Если бы кварц плавили в обычных стекловаренных печах и горшках, то и горшок и сама печь начали бы размягчаться и расплавляться раньше, чем кварц. Поэтому для плавления кварца применяются совсем особые, электрические печи. В этих печах через середину проходит стержень из графита. Когда через графитовый стержень пропускают электрический ток, он накаляется до 2000° Цельсия. Кварцевый песок, который насыпают в печь, плавится только около графитового стержня, а около стенок остается совсем твердым и служит как бы горшком для стекла. После того, как кварц расплавился, графитовый стержень вынимают и из кварцевого стекла выдувают нужные изделия, обрабатывая их на специальных горелках. Всё же из такого кварца изделия получаются мутные, а иногда и совсем непрозрачные, похожие больше на фарфор, чем на стекло. Там, где не нужна прозрачность, а только стойкость и прочность, пользуются изделиями из непрозрачного кварца. Но преимущества прозрачного кварцевого стекла настолько очевидны, что, конечно, нельзя было отказаться от мысли научиться получать изделия из кварца такими же совершенными, как и из обычных сортов стекол. Прозрачные изделия из плавленого кварца научились делать, но это еще труднее, и потому стоят они дорого. Кварцевое стекло давно и прочно завоевало позиции на ресторанном рынке Европы. Оно широко используется в тех ресторанах, владельцы которых ценят не только стиль, но и умеют считать деньги. Производители данной марки сотрудничают с известными винодельческими компаниями и на основе их рекомендаций выпускают бокалы для разных сортов вина, бренди, виски, шампанского. Особое внимание уделяется посуде для крепких напитков, кувшинам и графинам. Время точит металл, но щадит стекло. Особенно если это стекло - результат долгого и кропотливого труда.