Существует версия что благодаря молнии люди научились изготавливать этот материал
Фульгурит. Мало кто знает, что молнии после удара в землю не исчезают бесследно, а превращаются в «камень».
Молнии является самыми мощными, кратковременными и не постоянными природными явлениями, хотя, их постоянство довольно таки относительно в виду того, что многие из них оставляют на теле нашей планеты следы в виде своих точных слепков из спекшегося песка. Эти слепки трубковидной формы получили название фульгуриты.
Фульгуриты или «окаменелые молнии» – полые трубки запекшегося песка, образовавшиеся в результате попадания молнии в песчаную почву или горную породу. Они на столько же прекрасны, на сколько и хрупки, а ощущение, возникающее в тот момент, когда Вы держите в своих руках «окаменелую молнию», словно древнегреческий бог-громовержец Зевс, просто не передать словами.
Обладатели этих редких природных артефактов уверяют, что окаменевшие молнии улучшают кровообращение, выводят из организма токсины, способствуют долголетию и улучшают потенцию.
Слово фульгурит является производным от «фульгур» (fulgur), что в переводе с латыни означает «молния» или «грозовой снаряд».
Молния — это гигантский искровой разряд, который может нести в себе до одного гигаджоуля энергии, которой хватит на питание всех электрических приборов в вашем доме в течении одной-двух недель (300 кВт/ч).
Но это только начало истории, основное действие которой разворачивается в тот момент, когда молния устремляется к земле.
Когда молния ударяет в землю, то проникает на глубину до 20 футов, активно воздействуя на песчаные породы. Под воздействием высоких температур (
50 000 градусов Цельсия) песок (диоксид кремния) превращается в полую стеклянную трубку, имеющую изогнутую форму, точно повторяющую очертания вошедшего в почву электрического разряда, — это и есть фульгурит.
Считается, что ежегодно небеса содрогаются от 16 миллионов гроз, причем, большинство этих гроз не ограничивается одним единственным искровым разрядом, поэтому точное количество молний просто невозможно подсчитать. Поэтому неудивительно, что люди по всему миру находят в песчаных почвах огромное количество фульгуритов, но, несмотря на это, они все же остаются очень редкими, т.к. извлечь их из земли — непосильная задача для непрофессионала.
Ископаемый фульгурит, обнаруженный вблизи деревни Корри Виллидж — длинная полая стеклянная трубка, которая, вероятно, образовалась в результате попадания молнии в гребень одной из песчаных дюн. При этом молния проникла на такую глубину, что ученым так и не удалось полностью откопать свою находку и определить ее длину.
Постойте, но откуда в Шотландии взялись песчаные дюны? Ответ на этот вопрос заключается в том, что четверть миллиарда лет назад Шотландия, а вместе с ней и все британские острова были частью Пангеи, огромного континента, большую часть которого покрывали пески.
Гигантский кошачий туалет, созданный самой природой
Чаще всего фульгуриты обнаруживают в песчаных дюнах после грозы, этому так же способствуют сильные ветра, отчищающие от песка окаменелую молнию, благодаря чему ее извлечение не представляет особых трудностей. Многие спелеологи сравнивают поиск фульгуритов в песчаных дюнах с копанием в кошачьем туалете, но только большего размера.
Из-за возросшей человеческой деятельности в прежде изолированных регионах, таких как пустыни Сахара и Гоби, фульгуриты находят все чаще и они уже не представляют большой ценности как для ученых-спелеологов, так и для коллекционеров, которые еще каких-то 10 лет назад готовы были платить за окаменелые молнии десятки и даже сотни тысяч долларов.
Личатерит (Lechatelierite), или «Молниевое стекло»
Глянцевая, стеклянная внутренняя облицовка многих фульгуритов состоит из натурального стекла, называемого личатеритом. В некоторых случаях внутренняя поверхность фульгуритовой трубки может быть полностью стеклянной.
Известно, что еще в доисторические времена наши предки создавали из личатерита некое подобие ювелирных украшений. В средние века украшения из личатерита считались признаком богатства и высокого положения в обществе, поэтому только самые уважаемые представители высших сословий могли позволить себе приобрести подобную безделушку, за изготовление которой, кстати, брались только самые лучшие ювелиры, в виду высокой цены и хрупкости этого редчайшего драгоценного материала.
Историки не исключают, что именно благодаря молнии люди научились делать стекло: обнаружив связь между этими искровыми разрядами и появлением в местах их попадания фульгуритовых трубок со стеклянной внутренней поверхностью, наши любознательные предки вполне могли попытаться расплавить песок, чтобы посмотреть, что же из этого выйдет.
Фульгуриты, созданные человеком. Часть I
В начале мая 2006 года один из жителей города Колфакс (Миннесота) обнаружил на тротуаре странного вида образования, напоминающие по своему виду рыхловатые «шрамы».
В своем интервью местным СМИ мужчина сказал: “Я впервые видел нечто подобное: тротуар рассекали древовидные «шрамы», обладавшие очень странной структурой. Их общая протяженность составляла около 3 метров в длину. Каждый из «шрамов», всего их было 5, был не более 5 см в ширину и уходил в глубь асфальта на 2 сантиметра… При ближайшем рассмотрении, я обнаружил, что края этих «шрамов» покрыты тонким слоем черного стекла”.
Эти так называемые «шрамы» не что иное, как горизонтальные фульгуриты, которые нередко образуются под воздействием высокого напряжения и проходят в непосредственной близости от линий электропередач.
Фульгуриты, созданные человеком. Часть II
Образование фульгуритов под линиями высоковольтных передач носит совершено случайных характер, в то время как существует и второй способ, заключающийся в целенаправленном создании искусственных искровых зарядов направленного действия.
Именно этим занимается известный художник-авангардист Алан Макколум (Allan McCollum), который летом 1997 воссоздал несколько сотен искусственных молний. Результатом его работы стало появление на свет огромного количества ископаемых молний различных размеров, среди которых затесался и настоящий гигант, получивший название «Мать всех фульгуритов» (The Mother Of All Fulgurites) – стеклянная трубка, уходящая в землю на глубину 5.18 метров. Творение Макколума было названо самым длинным искусственно созданным фульгуритом и увековечено на страницах Книги Рекордов Гиннесса.
Макколум проводил свои эксперименты по созданию фульгуритов совместно со специалистами Международного Центра Изучения Молний (University of Florida’s International Center for Lightning Research) на полигоне военной базы Бландинг (Camp Blanding), находящейся вблизи города Старк (Флорида).
Идея Макколума заключалась в том, чтобы искусственно скорректировать полет молнии с точным указанием ей того места, куда она должна ударить. Для этого он взял тончайший медный токопроводящий провод, один конец которого помещался в песчаную почву, а другой прикреплялся к небольшой ракете, которая запускалась в грозовые облака (высота
600-900 метров). Когда ракета достигала облака, то весь электрический заряд, сконцентрированный в нем, передавался по проводу, устремляясь к земле подобно молнии.
Другие способы получения стекла
Кроме ударов молнии существует еще три способа получения стекла из песка, Их объединяет разрушительная мощность, сопровождающаяся выделением огромного количества тепловой энергии.
Первый способ. Метеориты
Рассмотрим на примере кратера Кебира, находящегося на границе Ливии и Египта, который образовался более 30 миллионов лет назад в результате падения метеорита. Обширную территорию кратера покрывает расплавленный песок, который при остывании приобрел желто-зеленый оттенок.
Так называемое «Стекло Ливийской Пустыни» (Libyan desert glass) ценилось Египтянами, которые создавали из него всевозможные драгоценные украшения, в частности, это стекло использовалось для инкрустации кирасы фараона Тутанхамона.
Второй способ. Ядерные взрывы
Результатом стала огромная территория, покрытая коркой зеленоватого стекла, являющегося желанным экспонатом в коллекции любого коллекционера даже не смотря на то, что оно до сих пор имеет небольшой радиоактивный фон.
Третий способ. Извержения вулканов
И в заключение, видеоролик эндоскопии фульгурита:
Дидактический материал «Как древние люди научились добывать огонь»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Как древние люди научились добывать огонь?
Из истории о жизни наших древних предков известно, что о существовании огня они узнали, наблюдая, как во время грозы от удара молнии загораются деревья. И, не смотря на то, что огонь в такие моменты казался им разрушительной силой, они понимали, что от него становится тепло, и его боятся дикие звери. Однако, людям потребовалось очень много времени, чтобы самостоятельно без природного вмешательства добывать огонь тогда, когда им это становилось необходимо.
Со временем древние люди заметили, что если с большим нажимом тереть друг о друга деревянные палочки, то вскоре они задымятся и загорятся.
А сильно ударяя друг о друга камни, появятся искры и, соответственно, можно будет разжечь огонь.
Сделав для себя такие открытия, древний человек при помощи огня мог согреться, приготовить еду и отпугнуть от себя хищников. Прошло еще некоторое время и люди стали добывать огонь, используя кремень, позже – фосфор.
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Воспитание детей дошкольного возраста
Курс повышения квалификации
Деятельность классного руководителя по реализации программы воспитания в образовательной организации
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДБ-1229883
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Школьники из России выиграли 8 медалей на Международном турнире по информатике
Время чтения: 3 минуты
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
Трехлетнюю олимпиаду среди школ запустят в России в 2022 году
Время чтения: 1 минута
В России планируют создавать пространства для подростков
Время чтения: 2 минуты
Путин поручил разработать концепцию развития допобразования детей до 2030 года
Время чтения: 2 минуты
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Когда древние люди научились шить одежду и какой она была?
Одним из главных достижений человечества, наравне с созданием орудий труда, является изобретение одежды. Благодаря ей наши далекие предки смогли покинуть теплую Африку и освоить более суровые территории Земли. Ученые регулярно находят кости древних людей и созданные ими инструменты. Но вот об одежде первобытных людей науке известно очень мало — шерсть, мех и другие материалы быстро разлагаются и не сохраняются до наших дней. Но ученые не отчаиваются и пытаются узнать подробности об одежде древних людей ориентируясь на косвенных доказательствах их существования. Недавно группа ученых во главе с Эмили Халлетт (Emily Hallett) нашла в одной из пещер Марокко инструменты, при помощи которых наши предки обрабатывали кожу и шерсть животных для изготовления одежды. На основе результатов других исследований можно предположить, как древняя одежда выглядела.
Ученые ни разу не находили одежду древних людей, потому что она уже давно разложилась
Как древние люди шили одежду?
Об интригующей находке ученых было рассказано в издании The Guardian. Орудия труда, при помощи которых древние люди обрабатывали материалы для создания одежды, были найдены в марокканской «пещере контрабандистов». Из 12 тысяч фрагментов костей около 60 оказались костяными инструментами для работы с кожей животных. В основном жители пещеры использовали кости диких кошек, песчанок и шакалов. Их нижние челюсти имеют форму лопатки, при помощи которых можно было чистить изнаночную сторону кожи от всего лишнего. Кости небольших животных были наиболее предпочтительными также потому, что не прокалывали кожу.
Нижние челюсти диких животных использовались для отделки материалов для изготовления одежды
Помимо костяных инструментов, в пещере было найдено много обычных костей животных. На многих из них есть следы снятия с них шкур, что является еще одним доказательством того, что древние люди умели делать одежду. Судя по возрасту останков, они освоили этот навык примерно 120 тысяч лет назад. Наши предки обзавелись новым умением весьма вовремя, потому что именно в это время климат на Земле стал очень холодным. Благодаря одежде люди могли не бояться морозов, охотиться и путешествовать как раньше. Само собой разумеется, первобытная одежда не могла обеспечить полноценное тепло. Выживанию людей также способствовало то, что они умели добывать огонь.
Внутри «пещеры контрабандистов»
В конечном итоге получается, что древние люди начали изготавливать одежду 120 тысяч лет назад. Для обработки кожи они использовали кости животных. Но как все это выглядело внешне?
Одежда древних людей
К сожалению, как именно выглядела одежда древних людей, ученые ответить не могут. Она была сделана из шкур животных и растительных материалов, так что попросту не могла сохраниться до наших дней. Однако, ученые могут сложить представление о внешнем виде древней одежды исходя из изображений на стенах пещер. Также можно взглянуть на внешний вид живущих даже сегодня диких племен, представители которых будто бы остались в каменном веке. Особенно это касается племен Африки, Австралии и Сибири.
Чтобы посмотреть на одежду наших предков, можно взглянуть на представителей современных диких племен
Ученые логично предполагают, что чем севернее жили древние люди, тем более закрытой была их одежда. Скорее всего, верхняя одежда наших предков надевалась через голову, чтобы покрывать как можно большую площадь тела. А вот у народов из теплых мест одежда могла быть с разрезом спереди. К тому же, помимо тяжелой кожи и шерсти мамонтов и других крупных животных они могли использовать замшу, кожу мелких зверей вроде оленей. С течением времени люди научились изготавливать ткани из растительных волокон, но когда именно это произошло, ученые не могут точно ответить. Обувь с прочной подошвой является относительно современным изобретением — до этого люди оборачивали ноги тканью или плели обувь из растений.
Одежда древних людей в представлении художника
Особого внимания достойны головные уборы древних людей. Они использовались не только для защиты от холода и ветра — помимо этого, шапки могли указывать на социальный статус человека. Вожди и прочие правители могли позволить себе головные уборы с множеством перьев и других украшений. Но важно отметить, что сейчас речь идет о совершенно разных временных периодах — свидетельств того, что в каменном веке существовали головные уборы, не так много. Они явно появились в более позднее время.
Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!
Под конец хочу отметить, что ученые постоянно изучают жизнь наших предков. Недавно они выяснили, как они научились разговаривать, что использовали для освещения пещер и когда научились рыбачить. Рекомендую к прочтению.
Кто изобрел стекло? История производства первого стекла
Происхождение стекла
Изготовление листового стекла началось около 2000 лет назад. Но до его появления уже существовали основные приемы работы с расплавленным стеклом и разнообразная техника изготовления несложных изделий из стекла в виде бус, сосудов и браслетов.
Возникновение древнего стеклоделия восходит примерно к III тыс. до н. э. К этому периоду древними мастерам создан новый материал – стекло. Создание стекла по масштабам открытия — колоссальное научно-техническое достижение, его появление в истории техники и культуры может быть сопоставлено с открытием металлов, керамики и металлических сплавов.
Как, где, когда и кто начал делать искусственное стекло? На этот вопрос существуют разные версии. Стекло – искусственный материал, который создан человеком, но известны и природные стекла — обсидианы, которые образуются в магматических расплавах при высоких температурах во время извержения вулканов и падение метеоритов. Обсидианы представляют собой полупрозрачные черные стекла, обладающие высокой твердостью, и коррозионной стойкость и использовались в древности в качестве режущего инструмента. Некоторые считают, что именно обсидианы толкнули человека на создание их искусственных аналогов, однако области распространения природных и искусственных стекол не совпадают.
Наиболее вероятно, что представления о стекле развивались в тесной связи с изготовление гончарных изделий и металлообработкой. Возможно, на ранних стадиях стеклоделия древние мастера увидели аналогии в свойствах стекла и металлов, которое и определили технологические приемы обработки стекла. Признав стекло аналогичным металлу (пластичность в горячем состоянии, твердость в холодном), древние создали возможность перенести в стеклоделие приемы обработки металлов. Таким путем были заимствованы тигли для варки стеклянной массы, формы для отливки изделий, технологические приемы горячей обработки (литье, сварка). Этот процесс происходил постепенно, особенно на первых этапах, настолько различны по своей природе стекло и металл.
Наиболее ранняя «теория» происхождения стекла – предложена римским ученым Плинием Старшим в «Естественной истории»:
«Однажды, в очень далекие времена, финикийские купцы везли по Средиземному морю груз добытой в Африке природной соды. На ночлег они высадились на песчаном берегу и стали готовить себе пищу. За неимением под рукой камней обложили костер большими кусками соды. Поутру, разгребая золу, купцы обнаружили чудесный слиток, который был тверд как камень, горел огнем на солнце и был чист и прозрачен как вода. Это было стекло».
Рассказ этот мало достоверен, даже сам Плиний начинает его cловами «fama est…. » или «по слухам…», потому что образование стекла при температуре пламени костра на открытом пространстве произойти не может. Всего вероятнее предположение немецкого ученого Вагнера, который связывает появление стекла с получением металлов. В процессе плавления меди и железа образовывались шлаки, которые могли под действием тепла превращались в стекло. Сейчас трудно установить, как именно было изобретено стекло, но без сомнений это открытие было случайным.
Самые древние изделия имели только стекловидный слой на поверхности фаянса, и найдены в гробнице фараона Джосера (III династия Древнего царства в Египте, 2980—2900 г.г. до н.э). Образцы стекла в виде слитков, датируемые XXII-XXI вв. до н. э., обнаружены при раскопках в области Древнего Двуречья.
Кто изобрел стекло?
История этого материала так далека во времени, что изменялась не один раз в свете археологических открытий и всё ещё считается спорной. На первенство в стеклоделании претендуют Египет, Средиземноморье, Африка и Древняя Месопотамия.
Первое стекло
Образцы египетского стекла — это стеклянная глазурь на фаянсовых плитках пирамиды Джессера, время создания которой — XXVII век до н. э. Есть и ещё более ранние образчики — фаянсовые украшения возрастом около 5 000 лет.
Сначала стекло у египтян выходило мутного синеватого или зеленоватого оттенка — в зависимости от того, где добывали песок для его производства и какие примеси он содержал. Бесцветное стекло люди научились делать гораздо позднее, вероятно — в I веке уже нашей эры: для обесцвечивания стали использовать марганец.
В Месопотамии археологи нашли стеклянную цилиндрическую печать возрастом примерно 4 500 лет. Сосуды для благовоний — одна из частых находок учёных при раскопках территории Старовавилонского царства.
История появления стекла на Руси. Развитие ремесла
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. Поэтому сложно предположить, была ли русская история стекла. В истории человечества нередко случалось так, что многие вещи приходилось изобретать заново. 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. Здесь 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. Изделия расписывались золотом и серебром, украшались прозрачными и непрозрачными эмалями.
Древнейшие технологии
История стекла в истории человечества насчитывает более 4 тысяч лет. Изображения и артефакты, найденные в гробницах фараонов, дают представление о древнейших способах производства и вкусовых предпочтениях египтян. Так, стекло изначально использовали в качестве глазури для глиняной посуды. Также из него делали бусины, флакончики и подвески.
Египтяне, в отличие от жителей Двуречья, предпочитали непрозрачное стекло. Его окрашивали окислами металлов в синий, фиолетовый, желтый и другие цвета. Только чиновники и особы царской крови могли позволить себе стеклянные изделия. Мелкие предметы изготавливались следующим методом: на металлический прут помещался глиняный сердечник, на который наматывали горячее стекло.
Крупные делались так: форму помещали в стеклянную массу и поворачивали. Стекло тонким слоем оседало на стенках и затвердевало, а форма впоследствии извлекалась.
Стекло на Руси. Развитие ремесленного дела
К нам стекло попало из Византии. Осуществляя раскопки в Киево-Печерской лавре, археологами были найдены стекольные мастерские, относящиеся к XI веку. Изделий, конечно, сохранилось не много и большинство секретов мастерства оказались утраченными. А потому сложно предположить, какой именно была история стекла в России и была ли она вообще.
Всемирная история неоднократно подтверждает: некоторые вещи человечеству приходилось изобретать заново. Возрождение стекольного дела произошло в XVII веке, а именно в 1639, когда мастер из Швеции Ю. Койет отстроил неподалеку от Санкт-Петербурга завод, производивший стекла для окон и аптекарские склянки, через 30 лет открылся Измайловский завод. Там изготавливались только дорогие изделия, прообразом которых стали венецианские шедевры.
В XVIII веке в окрестностях Санкт-Петербурга функционировало уже несколько стекольных предприятий. Была разработана новая технология производства цветного стекла. Изделия отделывались серебром и золотом, а также украшались разного рода эмалями.
Первое оконное стекло
Первое оконное, по настоящему плоское стекло впервые появилось значительно позже, в Древнем Риме. Оно было обнаружено при раскопках Помпеи и датируется годом извержения вулкана Везувий, 79 г. н. э. Оконное стекло получали методом литья на плоскую каменную поверхность. Конечно, качество стекла при этом сильно отличалось от современного.
Это стекло было окрашенным в зеленоватые тона и матовым (бесцветное стекло в то время изготавливать еще не умели), содержало большое количество пузырей, что говорило о низкой температуре варки, и было довольно толстым (около 8-10 мм). Но, тем не менее, это был первый случай применения стекла в архитектуре, что дало значительный толчок к дальнейшему развитию стекловарения и распространению стекла по всей Европе.
Производство оконного стекла методом вытягивания из расплава
Уильям Кларк из Питтсбурга первый предложил способ производства листового стекла вытягиванием со свободной поверхности расплав. В 1857 г. он представил английский патент, согласно которому, формование плоского листа осуществляется медленным вертикальным вытягиванием затравки с поверхности расплава. В течение последующих 50 лет старались решить основную проблему – сужение ленты стекла при вытягивании, но все попытки были неудачными.
В 1871 году бельгийский изобретатель Ф.Вэллин (F.Vallin) получил французский патент (№ 91787) на производство оконного стекла механическим вытягиванием стекла. Для непрерывной подачи расплава он предложил систему горшков, которые связаны между собой трубкой, так что стекломасса из одного горшка поступала в другой. В последний большой овальный горшок, который был заключен в трубу, опускалась металлическая пластина (затравка).
Формование плоского листа происходило при движении этой пластины вверх. В трубе также располагались по бокам стекла воздушные трубки с отверстиями для охлаждения стекла. Лист стекла поддерживался роликами, покрытыми асбестовой тканью. Вытягивание стекла может происходить в двух направлениях: вертикальном и горизонтальном. В последнем случае предусматривался специальный металлический валок. Вэллин был гениальным изобретателем и предложил практически все основные элементы механического вытягивания, которые в 20 столетии будут применяться во всех способах вытягивания стекла.
В то время, когда ванные печи были неизвестны, он представил систему стекловаренных горшков, в которых осветленная стекломасса поступала снизу по трубкам из одного горшка в другой, до основного, из которого происходило вытягивание стекла. Эта система непрерывной подачи расплава стала основой появления ванных стекловаренных печей. В 1890 году Вэллин основал в Гифорсе компанию по производству оконного стекла механическим вытягиванием.
В 1905 году бельгийский инженер Эмиль Фурко (Emile Fourcault) предложил свой способ вертикального вытягивания стекла. При этом старейшем способе (ВВС) используется шамотная лодочка, из щели которой под действием гидростатического давления вытекает постоянный поток стекла. Скорость вытягивание можно регулировать глубиной погружения лодочки. Лента стекла из лодочки поступала в шахтную камеру, где с двух сторон находятся водо-охлаждаемые трубки, и далее по роликам поступала в печь отжига.
Для предотвращения сужения ленты по краям ленты были установлены бортоформующие ролики и охлаждаемые трубки. Толщина ленты стекла определялась скоростью вытягивания и температурой в зоне вытяжки («луковицы»). Первые машины Фурко для вытягивания листового стекла были установлены в Бельгии и Чехии в 1913 году. Производительность 11 машин, установленных на одной ванной печи, составляла 250 тонн стекла в день.
Процесс вытягивания стекла позволил производить дешевое оконное стекло с огненно-полированными поверхностями Основной дефект тянутого стекла появляется при формовании (вытягивании) и связан с нарушением плоскостности стекла. Такие нарушения приводят к оптическому эффекту линзы и искажению изображения. Тянутое (машинной выработки) оконное стекло широко применялось в строительстве для остекления окон и теплиц.
Переход на новые способы производства оконного стекла – флоат-процесс
Заслуга создания революционного способа производства полированного стекла (флоат процесс) принадлежит Сэру Аластару Пилкингтону
Лайонел Александр Бетин (Аластар) Пилкингтон родился в 1920 году, после окончания школы в Шерборне поступил в Тринити Колледж в Кембридже, где получил свою первую научную степень в области механики. Во время войны он покинул университет и поступил на службу в Королевскую артиллерию. Участвовал в военных действиях в Греции и на Крите. После освобождения из плена в конце войны, он вернулся в Кембридж для продолжения учебы и решил продолжить карьеру как гражданский инженер.
В марте 1947 году он был назначен техническим помощником на фабрике листового стекла Пилкингтон, а через два года выполняет обязанности производственного менеджера на фабрике в Донкастере. В 1952 году Аластар возвращается в Сент-Хеленс, и под его руководством начинаются экспериментальные работы над разработкой флоат процесса. В результате первых экспериментов, он предложил для формования и транспортировки ленты стекла использовать расплав металла.
В 1953 году на первой опытной установке был изготовлен образец флоат-стекла (float-glass) шириной 300 мм.
В 1955 году на новой экспериментальной установке было получено флоат-стекло шириной 760 мм, и правление Пилкингтон принимает смелое и рискованное решение о строительстве производственной флоат линии (float-line) шириной 2540 мм. Компания надеялась на успех, но в тоже время понимала, что в случае неудачи финансовые потери будут составлять миллионы фунтов. С другой стороны, успешный запуск линии гарантировал значительный и революционный скачок в технологии листового стекла за всю длительную историю производства стекла.
Производственная линия, работающая по флоат-методу, была введена в Коулей Хилле (Великобритания) 6 мая 1957 года. Многие в то время не верили в новый процесс, и говорили, что эта линия не произведет даже 1 m² стекла. Только через 14 месяцев было получено первое качественное флоат-стекло (float-glass) толщиной 6,5 мм, и 20 января 1959 года компания Пилкингтон официально опубликовала пресс-релиз, в котором представила флоат-процесс следующими словами:
«Флоат-процесс является наиболее фундаментальным, революционным и важным достижением в производстве стекла в 20 столетии»
В соответствии с разработанной компанией Пилкингтон (Pilkington) флоат-способом стекломасса из студочного бассейна при температуре 1100°С непрерывной лентой поступает из стекловаренной печи на поверхность расплавленного олова. Лента выдерживается при достаточно высокой температуре для удаления всех дефектов и неровностей на поверхности стекла. Так как поверхность расплавленного металла является идеально ровной поверхностью, то стекло приобретает “огненно-полированную” блестящую поверхность, которая не нуждается в дальнейшей шлифовке и полировке.
При проведении экспериментов установлено, что расплавленная стекломасса не растекается бесконечно на поверхности расплавленного олова. Когда силы тяжести и поверхностного натяжения уравновешиваются, лента приобретает равновесную толщину около чуть меньше 7 мм. Для получения ленты стекла различной толщины были созданы методы, основанные на регулировании вязкости стекла в зоне формования и величины растягивающего усилия. Если необходимо получить толщину ленты стекла больше 7 мм, то ее сжимают несмачивающими бортовыми ограничителями.
В начале работе возникла проблема выбора расплавленного металла, который должен находиться в жидком состоянии в пределах температурного интервала от 600 до 1050°С, иметь низкие значения давления паров, а величина плотности должна быть выше, чем стекла. Исследования показали, что всем этим требованиям соответствует олово, которое почти не взаимодействует со стеклом, и является вполне доступным и дешевым продуктом. Но олово при высоких температурах окисляется кислородом с образованием оксидных соединений. Поэтому, чтобы исключить окисление поверхности расплава олова, во флоат-ванне необходимо создавать инертную атмосферу азота с малой добавкой водорода. После формования лента стекла охлаждается до 620°С и транспортируется в печь отжига.
Стекольное дело сегодня
Промышленная революция XVIII-XIX веков стала важным этапом и в истории стекла. Разрабатывались печи нового типа, изменялись технологии. Появилось множество новых заводов, продукция которых создавалась уже для широких масс, а не для титулованных особ. Стекло стало доступным для всех. В начале прошлого века в России работала масса предприятий, производивших как посуду, так и листовое стекло. Но оставался немалым и объем импорта.
В середине века британскими специалистами был разработан способ растяжки, а также выравнивания стекла – для этого использовалась ванна с расплавленным оловом. Данный вариант получил название «флоат-метод». В настоящий момент, пройдя модернизацию, эта технология продолжает массово использоваться.