Значение СТЕКЛЯННОЕ ПРОИЗВОДСТВО в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона

СТЕКЛЯННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Заводское производство стекла в России начинается при царе Михаиле Феодоровиче (1635). Стеклоделие, упавшее было на первых порах по возникновении, начинает снова развиваться заботами Петра Великого в начале XVIII стол. С этого времени производство стекла постепенно увеличивается; так, в середине настоящего столетия насчитывалось до 250 заводов, а в 1897 г., по последним официальным сведениям, их числится 291, с общей годовой выработкой на 21583000 р. \[По роду изделий русские заводы могут быть разделены на 7 главных отделов: бутылочного, столовой посуды, посуды аптекарской и химической (для лабораторий и заводов), принадлежностей освещения (ламповые стекла и проч.), листового стекла, зеркального стекла; и заводы со смешанным родом изделий. Самым большим является производство бутылок всех родов, начиная с черной (зеленой) до бутылок чистого белого стекла. Кроме 110 заводов, работающих исключительно одну бутылку, имеется 25, вырабатывающих ее вместе с другими изделиями. Все бутылочное производство, в годовой его производительности, выражается около 273 миллионов штук, на сумму около 7 млн. руб. Бутылочное производство настолько окрепло, что удовлетворяет почти всю потребность страны, так что привоз заграничной бутылки выражается ничтожным числом для Кавказа и Крыма. Выработкой столовой посуды занято 58 заводов, из них 24 выделывают ее исключительно, остальные — побочно. Общая производительность посудных заводов выражается в 2 млн. руб. с небольшим. Выделывается посудное стекло, начиная от простого и дешевого до самых дорогих сортов тонкого гравированного и граненого хрусталя высокого достоинства. Аптекарская и химическая посуда поставляется 36 заводами на сумму около 1 млн. руб.; из числа этих заводов 14 имеют специальный характер. Аптекарская посуда почти не имеет заграничной конкуренции, но химическая частью привозится из-за границы. Производство ламповых стекол в последнее время стало специализироваться на 7 заводах, но выделкой лампового стекла занято еще 22 со смешанным характером; сумма всего производства не превышает полумиллиона руб. Вторым по стоимости годовой выработки (после бутылочного) является производство листового стекла с 82 заводами, из которых 12, кроме листового стекла, вырабатывают бутылки и посудное стекло. Стоимость белого высшего сорта стекла по весу за 1 кг — 26 коп., на поверхность — 1 кв. метр 1 р. 70 коп., а низшие сорта оконного стекла почти наполовину меньше. Привоз заграничного листового стекла ограничивается только стеклами большого размера и высшего качества по чистоте массы. Производство зеркального стекла при 5 специальных заводах, занятых полной обработкой, и 10 — только отделкой зеркального стекла простирается до суммы 1701000 руб., причем пополнялось в 1897 г. привозом с лишком на полмиллиона руб. Стоимость зеркального стекла, по абсолютным размерам, от 5 до 10 руб. за 1 кв. м. При годовой производительности всех родов стекла ок. 22 млн. руб. (1897 г.) привоз из-за границы (Германии, Австрии, Англии и Франции) доходит до 2 млн. р. с лишком при весьма незначительном отпуске из России в Германию и Азию (всего около полумиллиона руб.)\]. С. производство разбивается на две главные части: 1) приготовление С. массы и 2) разделка или формование полученной массы на изделия. В некоторых отраслях С. дела имеют целью получение только одной С. массы, как в производстве растворимого стекла (см.), смальты, глазури (см.), эмалей (см.). Эти производства или существуют самостоятельно, или соединяются с другими производствами, ими обслуживаемыми, как, напр., приготовление глазури соединяется с фарфоровым и фаянсовым производствами и т. п. (см.). Название "стекло" относят к весьма различным веществам, имеющим сходственные наружные признаки, из которых наиболее наглядные суть: однородность сложения, аморфность, прозрачность, особый С. блеск, хрупкость при известной твердости, непроницаемость для газов и жидкостей, прочность или постоянство в прикосновении с обычными жидкостями и пр.; некоторые из этих признаков, впрочем, могут и отсутствовать, как, напр., прозрачность и т. д.По составу общеупотребительное стекло, производимое заводским путем, является сложным кремнеземистым соединением, получаемым плавлением при высокой температуре разных видов кремнезема с окислами многих металлов. К числу исключений по составу нужно отнести стекло, приготовляемое в последнее время на заводе в Иене, где кремнезем заменен борным и фосфорным ангидридами с введением в состав глинозема, окиси цинка, щелочей и барита (Dingler's J.", 289, 255; H. Hovestadt, "Jenaer Glass.", 1900), и фосфорно-известковое стекло Сидо (Sidot; L. Coffignal, "Verres et ?maux", 242, 1900 и "Wagner's J.", 170, 1877 г.), на которое не действует плавиковая кислота; сюда же относится борное и фосфорное стекло, часто применяемое в лабораториях при анализе, и сурьмяное стекло, имеющее применение между прочими другими в стеклянном производстве (см. ниже о цветном стекле). Не входя в рассуждение о химическом строении стекла, необходимо заметить, что его рассматривают как сплав силикатов (Д. Менделеев, "Основы химии", изд. 1895 г.) или как твердый (Van't Hoff, "Ber. d. d. chem. Ges.", 2, 373, 1890), или застывший раствор (Ebell, "Wagner's J.", 562, 1874), или производя его из строения поликремневых кислот (F. Stohmann, "Muspratts Chemie", т. III, 1891 г., и К. Zulkowski, "Chem. Ind.", 1899), что представляет значительный интерес с научной стороны, но состава образующих стекло силикатов еще не устанавливает. Состав стекла представляет весьма большое разнообразие вследствие того, что однородные стеклообразные сплавы кремнезема со щелочами, щелочными землями, глиноземом и другими окислами металлов происходят во всевозможных количественных отношениях. Вследствие того, что такие сплавы, сохраняя общие свойства, обладают различною устойчивостью по отношению к разрушительному действию воздуха, влажности, кислот и др. веществ, с которыми стекло соприкасается при употреблении, является весьма важным вопрос об определении наиболее устойчивого состава, так как прочность стекла в совокупности с другими его свойствами представляет главнейшую задачу при его изготовлении. Прочность стекла зависит от состава и от температуры печей, в которых оно плавится, так как достаточно устойчивое стекло получается, за немногими исключениями, при более возвышенных температурах, чем менее устойчивое. Многочисленные исследования состава и свойств стекла (Dumas, 1830, Stass, 1867, Benrath, 1868, Weber, 1879, Schwarz, 1888, Mylius и Foerster, 1889 и 1892) приводят к следующему приблизительному соотношению составных частей для щелочно-известкового стекла: 6SiO₂·R₂O·RO, где R₂O = щелочам, кали (К₂O) и натру (Na₂O), а RO = извести (СаО) в пайных количествах; такой состав называется основным, или нормальным, и принят за таковой в Германии обществом "Verein zur Bef?rderung des Grewerbefleisses in Deutschland". Последующими работами (Weber, "Dingler's J.", 232, 1885, и Tscheuschner, "Handbuch d. Glasfabrication", 1885) установлено, что уклонение от основного состава в известных границах не влияет на достоинства стекла. Если выразить состав щелочно-известкового стекла формулой xR₂O+yRO+zSiO₂, то для основного стекла коэффициенты x = y = 1, а z = 3; (x+у) = 6; для других, заведомо прочных стекол, отношение х:у колеблется, по Бенрату, от 1:1 до 2:3; по Веберу, приняв у = 1, щелочь х для оконного стекла = от 0,6 до 1,0, для богемского хрусталя — от 1,5 до 2,0, для посудного и полого стекла от 0,8 до 1,5; подставляя эти величины в формуле 3(x+у), получается количество необходимого кремнезема (zSiO₂), но вычисленные таким образом величины разнятся, хотя не особенно значительно, от опытных данных, а именно, если х менее 1, то опытные числа кремнезема менее вычисленных, и наоборот; помножая х на x/y, величина z преобразовывается в 3\[(x²/y)+y\]. Подставив опытные данные в последнее выражение, получаем значения, мало отступающие от действительности и в достаточной степени удовлетворяющие практическим требованиям. Так, напр., для оконного стекла при x = 0,6 и у = 1, получается 4,1SiO₂, что в процентах выразится: SiO₂ = 72,5, Na₂O = 11,0, СаО = 16,5. Более сильное уклонение от основного состава стекла представляют стекла, заключающие в себе глинозем; к этому виду стекол относится зеленое бутылочное. В лучших по прочности сортах глиноземного стекла при отношении окислов 1 СаО, от 2 до 2,6 SiO₂ и от 0,1 до 0,5 Na₂O количество глинозема (Al₂О₃) изменяется от 0,1 до 0,31 (по анализам A. Frank'a, "Muspratt's Ch.", III, 1891), что соответствует 8—11% Al₂О₃, который в некоторых стеклах доходит до 14% (I. В. Dumas). Крайним членом глиноземного стекла будет стекло, не содержащее щелочей, в котором количество глинозема может доходить до 18% (Berthier, "Les essais par voie s?che", т. I, и Korchelt, "Jahresher, d. ehem. Technol.", 781, 1888). Такого рода стекло по сопротивлению действию воды и кислот не уступает натрово-известковому, но требует для плавления более высокой температуры, что при газовом отоплении печей не представляет особых затруднений. Очевидно, что основная формула к глиноземному стеклу неприменима, то же относится до свинцового стекла (хрусталь и флинтглас), которое по типу представляет щелочно-известковое стекло, в котором часть или вся известь заменена окисью свинца. В этом последнем случае вычисленное количество кремнезема в большей части случаев для прочных стекол будет менее, чем в действительности; это объясняется легкоплавкостью свинцовых составов, что дает возможность увеличивать для большей устойчивости количество кремнезема, и его доводят при отношении 1 PbO : 0,8 К₂О (или Na₂O) до 8 SiO₂, в других же случаях, где жертвуют частью прочности для более сильного лучепреломления (оптические стекла), там увеличивают содержание окиси свинца до отношения 1 PbO : 0,1 щелочей при 2 SiO₂ (флинтглас). В числе прочих составных частей стекла необходимо упомянуть о вводимых с известными специальными целями; к ним относятся: борный ангидрид (В₂О₃), придающий легкоплавкость, окиси цинка (ZnO) и барита (ВаО), заменяющие в стекле известь (первая из них придает стеклу особый блеск и увеличивает сопротивление разрыву, а вторая плотность), окись олова (SnO₂), фосфорный ангидрид (Р₂О₅) и фтористые соединения в виде криолита и плавикового шпата для получения непрозрачного белого цвета (глухое стекло) и проч. К этому числу веществ относятся окрашивающие окислы металлов, из них главнейшие: окислы меди, железа, кобальта и др. (см. ниже о цветных стеклах). Поименованные составные части на прочность стекла в сторону ослабления ее влияния не имеют при условии устойчивости основного состава, некоторые же из них увеличивают это качество; к последним относятся окиси барита, цинка и олова. Стекло, как кремнеземистое соединение, по составу своему приближается ко многим природным горным породам, а потому таковые служат как материал для приготовления стекла; из них наиболее употребительны граниты, полевые шпаты, базальты и проч. Так, бутылочный завод Ф. Сименса около Дрездена переплавляет местные граниты и фонолиты, в Финляндии с тою же целью идет раппакиви (один из видов гранита), на Кавказе — андезиты; многие заводы употребляют местные легкоплавкие глины (песчанистые и известковые виды). Но так как такого рода первоначальный материал в редких случаях при прямой переплавке может дать надлежащего качества стекло, ибо сходство состава в большинстве является лишь приблизительным, с избытком или недостатком и даже полным отстуствием некоторых составных частей, нужных для стекла, что и приходится сообразно обстоятельствам исправлять состав добавлением необходимых веществ; как на исключение из этого почти общего правила можно указать на случай пользования лавой потухшего кратера Монтферье (Montferrier) во Франции, близ Але (Alais), на бутылочном заводе Дюкро, где лава без всяких прибавок переплавлялась на стекло (Dumas). Ввиду выгодности приготовления стекла из горных пород их употребление весьма распространено и имеет применение преимущественно для выделки зеленых бутылок. Для приготовления бесцветного стекла практика обращается к материалам, содержащим наименьшее количество окислов железа; в тех же случаях, где эти качества требуются в высшей степени, там находят выгодным избегать вредных подмесей путем искусственного приготовления потребных окислов и солей.Кремнезем для составления С. массы вводится в виде кремня (голыш), кварца и песка. Материалы эти в редких случаях подвергаются химическому очищению, какова, напр., обработка песка слабой соляной кислотой для удаления окиси железа; для бесцветного стекла стараются подыскать чистые природные месторождения, для менее же ценного стекла пренебрегают подмесью окислов железа, извести и др., но при составлении массы принимают их в расчет, чтобы не выходить из указанных норм прочности состава стекла. Кремень и кварц более чисты, но обходятся дороже, так как требуют предварительного измельчения в порошок, которое может быть с удобством произведено только после нагревания до красного каления и быстрого охлаждения, от чего частицы камня теряют связность и легко дробятся. Песок редко встречается в чистом состоянии и, заключая в себе подмесь глины, извести, слюды, окиси железа и проч., почти всегда для более или менее бесцветного стекла требует отмучивания водою с предварительным отсеиванием от камней; порошкообразное состояние песка представляет наиболее желательную форму материала для стекловарения, ибо не требует затрат на измельчение. Из чистых по природе сортов песка, вывозимых для стеклоделия на дальние расстояния, заслуживает упоминания голландский дюнный песок, содержащий не более 0,1% окиси железа, французский из окрестностей Фонтенбло и Шампаньи и превышающий все упомянутые, песок из Немура, представляющий почти чистый кремнезем. Голландский дюнный песок и французский из Немура обходятся в СПб. около 35 к. за пуд, между тем как молотый кремень, который по чистоте вполне заменяет сказанные сорта песка, обойдется дороже. Что касается до превосходных сортов финляндского молочного кварца, то вследствие трудности измельчения применение его весьма ограничено.Щелочи, кали и натр, вводятся в состав стекла по преимуществу в виде соды, глауберовой соли и поташа. Натровые соли вследствие дешевизны употребляются в стеклоделии предпочтительнее калиевых; выгода употребления натровых солей, кроме того, увеличивается меньшей величиной пая натрия. До начала производства искусственной соды и открытия способа употребления в стеклоделии глауберовой соли щелочи вводились в состав стекла в виде золы растений (аликантская сода, барилла, кильп, саликор \[В Древнем Египте стекло готовилось на природной соде, находимой по долине Нила: это благоприятное условие находится в связи с развитием стеклоделия в Египте в глубокой древности.\]). Введение щелочей в виде золы, как материала дешевого, для стекла низшего достоинства, существует до сих пор в России. Лучший сорт золы, именуемой першанкой, или першаной золой, получается от сожигания клена, ясеня, вяза и осины; более низкого качества зола получается от сожигания соломы и других растительных веществ; для бутылочного производства довольствуются подзолом, остатком от выщелачивания золы на поташ, получаемым с кожевенных, мыловаренных и др. заводов; для высших сортов стекла на некоторых заводах выщелачивают золу для получения поташа, и даже перекристаллизовывают готовый недостаточно чистый поташ. Употребление поташа почти всюду вытеснено содой, но в России и Богемии удерживается для приготовления так наз. богемского хрусталя, ибо калиевая щелочь дает более блестящее стекло, чем натровая. Германский поташ из стассфуртских солей частью потребляется в России на С. заводах взамен варшавского и казанского, по качеству своему уступающего стассфуртскому, особенно для лучших сортов хрусталя и чистого посудного стекла с содово-поташным основанием. Углекислые щелочи отличаются легкостью образования силикатов при плавлении с кремнеземом, а потому представляют лучший материал для стекла. Другая, более употребительная щелочная соль, именно серно-натровая, или глауберова, соль, имеет преимущество перед содой и поташом по своей дешевизне, а потому имеет обширное применение для более ходового товара, как листового (оконного), зеркального стекла, белых бутылок и полубелой (среднего качества) посуды. Употребление глауберовой соли введено впервые в России академиком Лаксманом (1764), который показал, что окись натрия глауберовой соли в присутствии угля образует с кремнеземом силикат. Количество угля, потребное для разложения соли, смотря по обстоятельствам плавки, может быть различно (Scheurer-Kestner), в практике оно колеблется от 7 до 10 ч. на 100 ч. глауберовой соли; уголь предпочитается древесный; часть его вводят в виде опилок, иногда употребляют кокс, что зависит от экономических соображений. Употребление глауберовой соли в стекловарении, как дешевейшей щелочи, имеет большое значение для России, обладающей самородной глауберовой солью во многих местах \[В Восточной Сибири, кроме многих горьких озер, соль эта попадается выветрившейся на поверхности почвы, чем издавна там пользуются (завод Шилкина около озера Цаган-Нор в Нерчинском округе в 1781 г., завод самого Лаксмана около Иркутска 1784 г.). Замечательны также месторождения в Астраханской губ. и на Кавказе около Баталпашинска.\]. Глауберова соль, получаемая как побочный продукт при производстве азотной, соляной и серной кислот под назв. "огарков" или "кислити", идет на приготовление низших сортов стекла; для зеркального стекла она специально приготовляется из поваренной соли и серной кислоты в свинцовых сосудах для избежания подмеси соединений железа, или обменным разложением кизерита (серно-магниевая соль) с поваренной солью на холоду. Так как реакция глауберовой соли с углем и кремнеземом идет туже, чем с углещелочными солями, то смешанный состав перед плавкой на многих заводах подвергают предварительному прокаливанию на слабом огне (фриттование), чтобы произвести начало остекловывания состава, от чего последующая плавка идет чище и скорее, это делается в тех случаях, когда можно воспользоваться теплом уходящих в трубу печных газов и когда употребляют огарки, содержащие избыток серной кислоты. Поваренная, или морская, соль, нередко вводимая в состав С. массы, не способна образовать с кремнеземом силикат, так как при условии, которое существует при плавке стекла (отсутствие паров воды), она не разлагается, а только плавится и испаряется, а потому полезное действие поваренной соли, как плавящейся ранее образования стекла, можно объяснить тем, что она в расплавленном состоянии заполняет промежутки порошкообразного состава и тем способствует передаче тепла; кроме того, покрывая поверхность плавящейся массы, препятствует частью улетучиванию щелочей из состава; в присутствии окиси железа поваренная соль при высокой температуре вступает с нею в реакцию с образованием летучего хлорного железа, а потому ей можно приписать частью роль обесцвечивающего вещества (в этом случае с образованием силиката). Количество поваренной соли в составе С. массы доходит до 6—7%. Употребление ее в стеклоделии ныне значительно уменьшилось. Из щелочноземельных окислов, входящих в состав стекла, первое место принадлежит извести, которая вводится в виде мела, известняков, а также в виде порошкообразной (что представляет удобство) гашеной извести. Природные известняки часто содержат магнезию, которая образует силикаты, придающие С. сплавам трудноплавкость и способствующие образованию кристаллических отложений; поэтому известняки, содержащие 5% или более магнезии, избегаются в употреблении. К весьма пригодным по чистоте известковым материалам относится белгородский мел и пудожская известь (дер. Пудость), которые содержат в отобранном виде весьма незначительный процент окиси железа и магнезии. Из прочих щелочных земель наиболее употребителен барит, заменяющий известь в так наз. баритовом стекле, которое по плотности и блеску превосходит обыкновенное щелочно-известковое стекло. Барит повышает температуру плавления стекла, но не имеет вредных свойств магнезии. В состав барит вводится в виде минерала витерита (углебариевая соль) и тяжелого шпата (серно-бариевая соль); последний труднее образует силикат, как более постоянное соединение, а потому предпочитается первый. В состав стекла, лишенного частью или вполне щелочных земель с заменою их окисью свинца и окисью цинка, первая вводится в виде глёта (PbO), сурика (Pb₃O₄), свинцовых белил и серно-свинцовой соли; из них предпочтительнее употребляется глёт и для высших сортов свинцового хрусталя — сурик, который для стеклоделия готовится специально без подмеси тяжелого шпата и окиси железа. Окись цинка в большинстве случаев употребляется в виде цинковых белил (ZnO), хотя может быть введена и в виде цинковой обманки (сернистый цинк), которая в присутствии глауберовой соли при плавлении окисляется ею с образованием газообразного SO₂ и окиси цинка. Калиевая и натровая (чилийская) селитры, весьма легко образующие силикаты, для введения щелочи в состав стекла употребляются, по относительной дороговизне их, в небольших количествах при исключительных случаях приготовления С. массы для дорогих изделий, как то: эмалей, страссов, некоторых смальт для мозаики, так как соли эти могут быть получены в весьма чистом состоянии и при плавке действуют окислительно, сжигая органические примеси и вместе с тем препятствуя раскислению и изменению от этого цвета некоторых окрашивающих окислов металлов, как то: окиси меди и марганца. Кроме указанных случаев, селитрами заменяют часть щелочи, вводимой в виде углекислых солей (около 2% или 3%) в массу для чистого посудного стекла, свинцового хрусталя и оптических стекол с той же целью снабжения состава во время его плавки окисляющими веществами. В видах улучшения качеств С. массы, для более совершенного провара и увеличения легкоплавкости в состав вводится борный ангидрид (В₂О₃) в виде борной кислоты и буры. Борный ангидрид, увеличивая легкоплавкость, не уменьшает прочности полученного стекла, а в больших количествах сообщает стеклу особый жирный блеск, чем отличаются старые венецианские изделия и легкоплавкие эмали и поливы.Все описанные выше материалы служат для приготовления прозрачного бесцветного стекла, кроме зеленого бутылочного стекла, которое готовят ради дешевизны из железосодержащих горных пород, легкоплавкой глины и др. дешевых местных материалов, причем если материалы эти по недостаточному содержанию окислов железа дают не надлежащей силы и оттенка зеленый цвет, принятый по традиции в торговле, то в состав массы прибавляют окислы железа в виде железных руд (в России по преимуществу болотной железной руды или глины с большим содержанием железа, смотря по местным условиям). Количество железа, переведенное на окись, в бутылочном стекле колеблется от 1,5% до 3% и доходит в стекле густого, мало прозрачного цвета до 7%. Густота цвета, впрочем, зависит не только от количества, но и от степени окисления железа, а именно, чем более его находится в виде закиси (FeO), тем цвет темнее (Bontemps и M?nes, "Compt. rend.", 1867 г.), тогда как окись (Fe₂O₃) окрашивает значительно слабее, в желтый и красноватый оттенки. На основании этого для получения более чистой по цвету массы стараются удерживать железо в виде окиси, для чего прибавляют к массе селитры и, кроме того, мышьяковистый ангидрид (белый мышьяк) и мышьяковисто-натровую соль. Окислительные вещества, способствуя очищению стекла, не вполне его осветляют, а в некоторых случаях их и вовсе нельзя употребить, как, напр., при введении в состав глауберовой соли с углем. Более полное обесцвечивание массы производят перикисью марганца (см.) в виде минерала пиролюзита, который окрашивает стекло в фиолетовый цвет, переходя при плавлении в окись марганца. Употребление пиролюзита известно в стеклоделии с давнего времени, и объяснение обесцвечивающей способности его дано еще в прошлом столетии де Монтами; оно сводится к тому, что получаемое фиолетовое окрашивание служит дополнением к зеленоватому цвету от закиси железа, отчего в результате и получается обесцвечивание. Окрашивающая способность окиси марганца хотя довольно значительна, но ослабляется вследствие легкого перехода окиси в закись, которая дает в стекле слабое желтоватое окрашивание, а потому количество окиси марганца, необходимое для обесцвечивания, при плавке бывает непостоянно. Вследствие такого неудобства предложены были и другие препараты (напр. окись никеля), тем не менее обесцвечивание пиролюзитом (с подсиниванием окисью кобальта при содовом стекле, которое от окиси марганца получается более красно-фиолетовым, чем поташевое стекло) остается пока преобладающим.Получение непрозрачного (глухого) стекла основывается на введении в состав его таких веществ, которые, будучи сами по себе непрозрачными, при условиях плавки в нем нерастворимы или, если растворимы при высокой температуре, то выделяются в виде отложений при охлаждении или при более или менее продолжительном нагревании уже охлажденного сплава. Окислы олова и сурьмы, серно-известковая соль (гипс) и нек. др. относятся к первым; мышьяковистый ангидрид, фосфорные и фтористые соединения и закись меди — ко вторым; последние во время плавки образуют со стеклом однородную прозрачную массу, а при охлаждении и затвердевании образуют непрозрачные выделения и тем быстрее, чем в большем количестве были введены в сплав, при малых же количествах требуют разогревания по отвердении массы, а потому в последнем случае такие составы могут быть удержаны прозрачными; так, напр., при больших количествах закиси меди получается глухое красное стекло, а при малых — прозрачное, которое продолжительным нагреванием может быть обращено в глухое. При продолжительном разогревании до начала размягчения всякое стекло мутнеет и делается непрозрачным, на чем основано получение Реомюрова фарфора, состав стекла при этом не изменяется, а происходит изменение в строении массы, в настоящее время в точности не определенное; особенную наклонность к этому обнаруживают составы, заключающие много глинозема, извести и магнезии. Окись олова (SnO₂) вводится по преимуществу в виде оловянной золы или порошка, который представляет смесь окисей олова и свинца, добываемую посредством плавления обоих металлов при доступе воздуха; это один из наиболее употребительных материалов для получения белого глухого стекла (молочное, алебастровое стекло), затем следуют мышьяковистый ангидрид и фосфорно-известковая соль, получаемая обжиганием костей; также употребляют фосфориты. Фтористые соединения вводятся в виде криолита и плавикового шпата; в первом случае при расчете составных частей массы должно быть принято в соображение количество образующегося натра, а во втором — извести. Для получения молочного стекла посредством глинозема вводят каолин или полевой шпат; полевой шпат употребляется предпочтительнее ввиду того, что вместе с ним вводится и щелочь; лучшие сорта полевошпатового молочного стекла получаются на свинцовом основании (французский опал).Получение цветного стекла основывается на способности многих тел, входя в состав С. сплава, сообщать ему свойственную им окраску. Сера и уголь окрашивают стекло в желтый цвет. Уголь может быть заменен древесными опилками, винным камнем, крахмалом и проч. Сера вводится в виде серного цвета, не требующего измельчения. Как сера, так и уголь находятся в сплаве в состоянии мелкого раздробления. Количество серы и угля колеблется от 1% до 15%. Свинцовые составы стекла от прибавления серы и угля получаются темного грязно-серого цвета, часто с полосами, вследствие восстановления свинца и образования сернистого свинца; окрашивание это исчезает при прибавлении окисляющих веществ, напр., азотно-аммиачной соли. Серебро для окрашивания в желтый-золотистый и густой красно-оранжевый цвет вводится в виде хлористого серебра по преимуществу. Окрашивающая способность серебра очень велика; 0,1% дает достаточно сильный желтый цвет; свинцовые составы окрашиваются в более чистый цвет, чем щелочно-известковые; при количествах около 0,5% и более получается часто муть и полосы, особенно в последних составах, что зависит от слишком быстрого остуживания сплава; при малых количествах по сплавлении стекло получается бесцветным и может быть удержано таким до отвердевания; окрашивание может быть вызвано последующим нагреванием. Серебром возможно окрасить уже готовое стекло, покрывая его слоем мастики, приготовленной из хлористого серебра с углем и окисью железа в смеси с терпентином или высыхающими маслами, и продолжительно нагревая, не переходя при этом предела его размягчения; в этом случае окрашивание получается поверхностное, подобное тому, которое наблюдается на склянках, выставленных на свет с растворами солей серебра. Серебро в С. сплаве находится, вероятно, в металлическом состоянии; это находит подтверждение в том, что порошкообразное стекло, смешанное с 0,5% хлористого серебра, при накаливании в присутствии водорода окрашивается в желто-оранжевый цвет. Сурьмяные соединения для получения желтого цвета вводятся в стекло обыкновенно в виде окиси сурьмы и сурьмяного стекла (получаемого плавлением обожженного сурьмяного блеска в глиняном тигле). Окрашивающая способность значительно слабее серебра, а именно, для достаточного окрашивания требуется до 7%. Окись сурьмы в соединении с окисью свинца окрашивает стекло в глухой яркий желтый цвет. Окись урана (UO₃) по большей части употребляется в виде урановой соли натрия (Na₂U₂O₇). В щелочно-известковых составах окись урана дает желтый цвет с зеленой флуоресценцией, особенно яркий при поташевом стекле; со свинцовыми составами, не содержащими извести, получается желтый цвет без флуоресценции; 2—3% урановой соли дают достаточное окрашивание. Окись железа вместе с перекисью марганца (пиролюзит) окрашивает в желто-бурый цвет, подобный дымчатому топазу, при условии, если окись марганца находится в отношении около 1:0,7 к окиси железа при отсутствии раскисляющих веществ и дыма в печных газах. Окись меди и окись хрома для получения зеленого цвета вводятся в виде окисей или солей. Зеленый цвет окиси меди имеет синеватый оттенок, тогда как окись хрома в обыкновенных щелочно-известковых и свинцовых составах впадает в желтый цвет; в присутствии барита и глинозема оттенок окиси хрома переходит в синеватый. Окись кобальта весьма сильно окрашивает в синий цвет; 0,01 часть уже дает достаточно сильное окрашивание. Окись кобальта вводится в виде цафры (сафлор), обожженной кобальтовой руды и шмальты; последняя представляет стекло с большим содержанием глинозема и с 2—16% окиси кобальта, а потому удобнее вводить кобальт в виде окиси, цена которой в настоящее время значительно понизилась. Фиолетовое окрашивание достигается окисью марганца, вводимой в виде пиролюзита в количестве 7—8% в отсутствие органических и других раскисляющих веществ. Красное окрашивание получается посредством закиси меди, которая или специально готовится для красного прозрачного стекла, или заменяется медной окалиной; так как окалина содержит много окиси меди, то при употреблении ее прибавляются (во время плавки или в сырой состав) раскисляющие вещества: уголь, винный камень и т. п., а лучше всего сернистое железо, как вещество, сильно действующее в небольших количествах. Стекло, окрашенное закисью меди, называется медным рубином. Количество закиси меди для прозрачного красного стекла от 1 до 1,5%; при большем количестве закись меди склонна давать мутный оттенок; при 8% и более получается глухое красное стекло, в котором закись меди может быть выделена в виде красных кристаллов, ясно различаемых при большом увеличении; такое глухое стекло яркого красно-пурпурового цвета называется пурпурином (гематинон древних). Так как закись меди при варке переходит частью в окись, то для удержания от окисления во время плавки прибавляют раскисляющих веществ. Для получения красного золотого рубина употребляют раствор золота в царской водке вместо прежде бывшего в ходу кассиева пурпура (см. Золото), приготовление которого значительно хлопотливее и дороже, но имеющего то преимущество, что по сплавлении со С. составом получается прямо красное окрашивание требуемого оттенка. Вследствие этого кассиев пурпур остался в употреблении для дорогих эмалей (см.) и красок через огонь (по стеклу, фарфору и пр.). Кислый раствор золота для рубина смешивают предварительно с песком, кварцем или молотым кремнем, предназначенным в состав, и когда получат слегка влажный рассыпчатый порошок, смешивают его с остальным составом, наблюдая, чтобы углещелочные соли попали в последнюю очередь. По окрашивающей способности золото превосходит все прочие вещества; 0,04% его надо считать за наибольшее количество, с которым можно получить при толщине в 1 стм почти не пропускающее свет стекло; большее количество золота почти бесполезно и при неосторожной плавке садится на дно в виде корольков. Приготовленный сплав с золотом в охлажденном состоянии прозрачен и почти бесцветен. Чтобы получить надлежащую окраску, подвергают стекло разогреванию в отражательной печи на медленном краснокалильном огне, причем стекло начинает окрашиваться сначала в синеватый, потом в фиолетовый оттенок и затем получает розовый и красно-пурпуровый цвет, которые могут быть удержаны охлаждением; при неудаче рубин получает грязный желтый и мутный цвет.Для заготовки материалов к варке стекла они должны быть приведены в возможно мелкое состояние. Для измельчения кварца и др. твердых горных пород употребляют бегуны, шаровые мельницы и дезинтеграторы; при очень твердых материалах предварительно их раздавливают сектораторами. Измельчение в упомянутых приборах ведется вместе с отсеиванием на ситах. После просеивания и отвешивания материалы смешиваются между собою в возможно однородную массу. Смешивание, как это принято на многих заводах, производится вручную в ящиках посредством лопаты (перелопачивание) с подмогою железной грабли; при большом количестве заготовляемого состава, если перелопачивание ведено недостаточно долго и тщательно, получается неоднородная смесь. Ввиду этого для смешивания материалов употребляются вращающиеся барабаны (в России весьма редко) с металлическими или каменными шарами (последние лучше, ибо не грязнят массы окислами железа) или устраиваются глубокие ящики с валом внутри, снабженным длинными спицами, и с отверстием в дне, которое закрывается дверцей. Состав засыпается в ящик и вращением вала со спицами перемешивается, после чего ящик опоражнивают посредством нижнего отверстия.По составу стекло можно разделить на следующие классы. I. Щелочно-известковое стекло. К нему относятся: содовое, поташевое и содово-поташевое стекло, которые по чистоте и бесцветности делят на полубелое и белое. Сюда же относятся: богемский хрусталь, французский и английский кронглас, исключительно составляемый на поташевом основании при самом тщательном выборе материалов; зеркальное (содово-известковое) стекло, приготовляемое на глауберовой соли. Стекло этого класса может быть глухое и прозрачное, окрашенное и бесцветное. II. Щелочно-свинцовое стекло. Сюда относятся свинцовый, или английский, хрусталь, флинтглас, или оптическое свинцовое стекло (поименованные виды исключают в составе своем известь, а если и содержат ее, то в незначительном количестве, но иногда заключают борный ангидрид, окись цинка), свинцовый посудный хрусталь, в котором часть свинца заменяется известью, и, наконец, окрашенное свинцовое стекло, к которому относятся: страссы, смальты (эмали) для мозаики, эмали по металлам, стеклу, фарфору и глине и бисер. Стекло I и II кл. по отношению главных составных частей удовлетворяет основной формуле и ее изменениям и может быть увеличением количества кремнезема и щелочных земель относительно щелочей доведено до наибольшей прочности. III. Глиноземное стекло, к которому относится бесцветное полевошпатовое стекло и зеленое бутылочное с окислами железа. Необходимо заметить, что все почти сорта стекла содержат незначительное количество глинозема, поступающего в него из стенок горшков и печи. Такое разделение стекла по составу не может быть, однако, вполне резко разграничено. Так, напр., полухрусталь, заключающий относительно небольшое количество окиси свинца, придающего ему средние качества между хрусталем и белым стеклом, относится к промежуточным членам.По форме своей стекло может быть разделено на полое и листовое, или плоское, к которому, кроме оконного и зеркального, относятся толстые плитки для полов и потолков (dalle). К полому стеклу относится обширный отдел посуды, а потому оно нередко называется посудным стеклом. По способу разделки отличают: литое, прессованное (и то, и другое обрабатывается под более или менее сильным давлением, кроме некоторых исключений, где отлитую массу оставляют отвердевать в формах), дутое или выдутое посредством трубки силою легких или сжатым воздухом. Не входя в подробное перечисление различных видов стекла, приводим несколько рецептов в том виде, как таковые составляются в заводской практике.Состав бутылочного зеленого стекла из гнейса при содержании в нем в процентах: SiO₂ — 64; Al₂O₃ — 14; Fe₂O₃ — 6,4; СаО+MgO — 5; К₂O+Na₂О — 7,6. На 100 в. ч. такого гнейса: песку — 60 ч. (около 90% SiO₂, остальное Al₂О₃ и Fe₂O₃), известняка — 70 ч. (около 9% SiO₂, Al₂О₃ и Fe₂O₃, остальное углеизвестковая соль), — что приблизительно соответствует: 2 SiO₂, 0,2 Al₂O₃, 0,7 СаО и 1,7 щелочей при 5% Fe₂O₃. Такая же масса одного русского завода на местном суглинке, содержащем в % около: SiO₂ — 70, Al₂O₃ — 14,5, щелочей — 4,5, CaO+MgO — 3, Fe₂O₃ — 3; на 100 в. ч. суглинка, 13 ч. красного песку, 27 ч. извести (56% СаО), 20 ч. глауберовой соли низкого качества (в виде огарков). Оконное стекло на материалах среднего качества, зеленоватого оттенка, на глауберовой соли: песка — 100 ч., глауберовой соли — 32, известняка — 45, угля — 2 ч. То же с полевым шпатом: на 100 ч. песку, полевого шпата — 28, глауберовой соли — 15, мела — 32, угля древесного — 2,5. Для лучших сортов, так наз. белого оконного стекла, во многих случаях щелочь вводится в виде углекислых солей и берется песок, содержащий мало окислов железа; для таких сортов масса приблизительно следующая: песка белого — 100 ч., соды (80% Na₂O₃) — 33, мела — 35, мышьяка (As₂O₃) — 0,2, перекиси марганца — около 0,25. К свежим составам для облегчения плавки всегда прибавляется уже готовое стекло в виде боев и обрезков того же или подходящего состава. Зеркальное стекло, напр., французское (Henrivaux, 1897 г.): на 100 ч. песку, глауберовой соли 35—40, известняка 25—35, угля 1,5—2, перекиси марганца до 0,5, белого мышьяку 0,5—1 и боев от 1/2, до 1/3 всего свежего состава. Богемский хрусталь на калиевом основании: на 100 в. ч. французского или голландского песка, кристаллизованного поташа (80% K₂CO₃ — 50, селитры калиевой — 12, гашеной извести — 18, цинковых белил — 2, буры — 4, белого мышьяка — 2, перекиси марганца около 0,05. Такого состава стекло идет по преимуществу на посудное стекло, достаточной толщины для гранения. Подобного же состава и кронглас, но имеет изменения, что можно видеть на тяжелом баритовом кронгласе по след. рецепту: песка белого — 100 в. ч., очищенного поташа — 30, соды — 32, витерита — 44, перекиси марганца — 0,2, или, с применением стронциана, на то же количество песка: поташа — 22, мрамору — 30, углестронциановой соли — 33, перекиси марганца — 0,2 ч. Прочное свинцовое стекло, или свинцовый хрусталь, получается при след. отношениях сырых материалов: на 100 в. ч. чистого песка, сурика — 48—56—63—73 ч. и в тяжелых сортах английского производства до 80 ч., поташа (около 90% K₂СО₃) соответственно 24—17—15—26 и для тяжелого вида до 40 ч., что уже делает хрусталь менее устойчивым; при этом для очищения при плавке часть поташа замещается калиевой селитрой в количестве около 3%, прибавляется мышьяку около 0,25%, марганца около 0,2% и в расчете на большую прочность нередко вводится до 3% извести и до 2% окиси цинка. В оптических свинцовых стеклах (флинтглас) количество окиси свинца возвышается, как, напр., в флинтгласе Бонтана на 100 в. ч. песка, сурика 100, при 23 поташа и 6,5 ч. буры, а во флинтгласе Шанса до 128 ч. сурика при 25 поташа. Глухое белое, или молочное, стекло из щелочно-известковых на костяной золе, называемое костяным стеклом, составляется примерно след. образом: на 100 в. ч. песка, поташа — 44, костяной

Брокгауз и Ефрон. Брокгауз и Евфрон, энциклопедический словарь. 2012