玻璃发展史

玻璃发展史管的另一端放在嘴中，根据模具的形状吹制成形状各异的器皿。

玻璃吹管的使用是玻璃制造工艺的第一个变革，其在玻璃工艺史上的重大作用相当于陶瓷工艺史上陶轮的出现。

这种极简单的原始工具传播到全世界，并一直沿用至今。

玻璃吹管的出现不仅能制造出圆形、薄壁器皿，而且可利用木制模具制造出其他形状的器皿，并可使制出的玻璃器皿标准化、成套化。

此外，还可利用玻璃吹管将玻璃吹制成长筒，然后将它剖开摊平而制成平板玻璃。

在20世纪初直接从池炉中拉制平板玻璃工艺出现之前，窗玻璃就一直用这种方法制造。

尽管窗玻璃尺寸有限，且质量不高，但它却使玻璃应用出现了新的领域，即从日用和观赏进入建筑领域。

原料和燃料的变化玻璃制造技术的第二个变革是工艺中所使用的原料和燃料摆脱了对森林的依赖。

罗马帝国时期，许多地方制造玻璃所用燃料为木材。

玻璃配料中所需的助熔剂(碱金属氧化物)都使用木灰。

木灰的主要成分是KZO，所以早期玻璃属于钾钙硅酸盐玻璃。

由于对燃料和原料的需求，许多玻璃厂都必须开设在远离城市的山林地带。

随着时间的推移，砍伐的树木越来越多，使得玻璃工厂离燃料和原料供应地也越来越远。

这种状况迫切需要玻璃制造业进行变革。

17世纪中叶，欧洲开始利用煤作嫩料熔制玻璃，并在玻璃配料中使用了工业纯碱(NaZCO3)。

早期的玻璃是钾钙硅酸盐玻璃，在玻璃中引入纯碱后就成为钠钙硅酸盐玻璃。

由于后者的透明性、耐腐蚀性、良好的操作性和不含贵重氧化物等优点，使其至今仍然是平板玻璃和瓶罐玻璃的基础成分。

古代玻璃由于含有较多的氧化铁及其他杂质，因而总是带有暗绿色。

约公元1世纪，埃及亚力山大港人为了制造无色玻璃，在玻璃中引入氧化锰作为补色剂。

无色玻璃的出现为随后的彩色玻璃开辟了道路。

罗马帝国以及中世纪的西方玻璃中心威尼斯，都制造出许多美丽的彩色玻璃器皿。

1676年，英国在玻璃配方中引入氧化铅而制得晶质玻璃。

晶质玻璃的高折射率和高亮度以及易于雕刻的特性，为艺术玻璃和光学玻璃系列奠定了基础。

约18世纪末、19世纪初，德国的J.V.弗琅禾费(Fraunhofer)和瑞士的P.L.吉南(Guinand)合作，开始试制光学玻璃。

到19世纪后期，德国的E…阿贝(Abbe)和0.肖特(Schott)对玻璃进行了系统的科学研究。

肖特扩大了玻璃的组成，并研究了成分对玻璃性质的影响，发现了玻璃很多可贵的性能，使人们重新认识了玻璃。

他们制造出了温度计玻璃、显微镜和望远镜光学玻璃，并在玻璃中引入一系列新的化学成分，如BZO3、BaO和ZrO等。

熔炉的改进与机械化成型古代熔融玻璃原料就采用增祸熔炉，并一直沿用至今。

增祸熔炉可以放一个或一个以上的柑涡。

但即使是大型柑竭熔炉，也存在容量小、不能连续生产以及不能机械化和自动化生产的缺点。

1867年，德国西门子兄弟发明了以煤为燃料的连续式池炉。

池炉的出现为玻璃机械化、自动化大量生产提供了可能。

18世纪末，美国的M.欧文斯(Owens)发明了自动吹瓶机，从而结束了发明玻璃吹管以来长达2000年的人工吹制玻璃器皿的历史。

比利时人E.弗克(Foureault)于1905年第一次成功地从池炉中直接拉制出平板玻璃，并于1914年正式投入生产，定名为弗克法。

中国现在称之为有槽垂直引上法。

机械化自动化拉制平板玻璃的成功为玻璃作为建筑材料创造了有利条件。

瓶罐玻璃(包括器皿玻璃)和平板玻璃的机械化和自动化生产，是玻璃工艺发展史上的一个里程碑。

它们成为20世纪工业领域中最大产业之一。

甚至有人说，建立生产用于盛放食品、饮料及家用玻璃的工厂，通常是发展中国家开始工业化的标志。

中国古代玻璃中国古代没有玻璃这一词。

古代书籍中用得较为普遍的一个名词是琉璃。

琉璃包括符合现代玻璃定义的真正玻璃以及一些半透明和不透明物质。

中国最早出现玻璃的时间，据史籍记载和大量考古发掘资料表明为战国时期。

玻璃成分属于PbO一BaO- 5102系，是中国所独有。

中国古代玻璃的制造方法，在东汉初期王充所著的《论衡》卷二“率性篇”中，曾记述有“谬琳琅环者，此则土地所生，真玉珠也。

然而道人消烁五石，作五色之玉，比之真玉，光不殊别”。

从这段记载中，人们推论出:①“谬琳琅环”是一种天然矿物玉石，有光泽。

②用几种天然石头作原料经过锻烧，制成具有不同颜色的人工玉，其光泽可与真玉相比。

③中国玻璃的出现从一开始就是为了仿制真玉石。

这就影响了中国早期玻璃的外貌。

这里虽然没有明确提出琉璃或玻璃这类名称，但从所用原料“五石”和所用的工艺“消烁”推测，其产物可能就是现在我们称为玻璃、古人称为琉璃的一种人工合成物，或更确切地说是带有缺陷的玻璃，可能其中有较多气泡或结晶。

组成王充在论著中所述“道人消烁五石，作五色之玉”可能为中国最早提到的制造玻璃所用的原料。

宋代，赵汝适的《诸蕃志》中记有:制造玻璃的原料有铅、硝、石膏等。

明代嘉靖《青州府志》提到山东博山颜神镇制造玻璃所使用的原料以“马牙、紫石为主，法用黄丹、白铅、铜绿焦煎成……”进一步提到玻璃主要原料有马牙石、紫石和黄丹等。

但是对马牙石和紫石及它们的用量依然一无所知。

后在乾隆年间《清内务府养心殿造办处各作成做活计清档》中，才有玻璃配方的明确记载。

经换算后各自所占比例为:马牙石47.5%，盆硝28%，硼砂12.3%，淀粉5.1%，砒霜5.1%，紫石2%。

有人认为马牙石是方解石或长石，紫石是沸石。

从这个配方看，马牙石只能是硅酸盐矿物，否则就烧不成硅酸盐玻璃。

马牙石是长石的可能性较大。

因此在这种玻璃中，至少含有5102，KZO(NaZO)，BZO3，A12O3，CaO，还有作为澄清剂引入的淀粉和砒霜。

这种玻璃成分已具有现代玻璃的化学组成。

这与14世纪中国博山的琉璃料块的化学分析数据十分吻合。

从各地出土的各个时期古代玻璃的化学组成分析数据，可以大致看出随着时代的进步，中国玻璃的化学组成的变化。

中国最早的玻璃是战国时期的Pbo一Bao- 5102系的铅钡系硅酸盐玻璃。

到汉代又出现了K20 (NaZO)一A12O3一5102系的钾铝硅酸盐玻璃。

到晋代出现了NaZO(KZO)一CaO(MgO厂A12O3一5102四元系的钠钙铝硅酸盐玻璃。

到唐代又增加了PbO一5102一二元系的硅酸铅玻璃。

宋代又出现了PbO一CaO一KZO一AI20: 5102五元系铅钙钾铝硅酸盐玻璃。

这种玻璃的特点是PbO含量非常高，一般超过40%，高者可达50%以上。

到明、清时期，在KZO(NaZO厂CaO(MgO)- A1203一510:系玻璃中可能还会含有少量的BZO3。

中国古代玻璃化学组成是复杂多样的。

既有中国独有的化学组成，也有与西方玻璃相类似的组成。

中国玻璃化学组成的演变，既有自己的创造，也有西方的影响。

西方的古玻璃由于用木灰作原料，形成了K:0 (NaZO卜CaO(MgO厂A12O3一5102系统，在很长一段时间里是西方古玻璃的主要成分。

中国自西汉以来所发现的这一系统的玻璃制品可能就是在东西方经济文化交流中由西方引进的。

公元8一l()世纪，西方玻璃制品以伊斯兰玻璃为最精，它在罗马帝国和波斯萨珊玻璃制品所取得的成就基础上形成了自己的特色。

中国陕西扶风法门寺地宫出土的一批唐代玻璃器皿，其形式、纹饰和工艺，都具有浓厚的伊斯兰风格。

但至今尚无法获得这批完整器皿的化学成分数据，故不能肯定它们属于哪一个系统。

制造工艺玻璃的熔制是玻璃制造的主要工艺。

与西方相同，中国古代的玻璃也是在柑祸中或类似柑涡的耐火容器中熔制，所用熔炉不大。

因此，在中国尚未发现14世纪以前的玻璃作坊。

在江苏扬州西汉“妾莫书” 木停墓中，出土了近6明片大小不等、形状各异并制作精细的Pbo一BaO一510名系玻璃衣片，但也未发现这一时期制作这些玻璃衣片的作坊。

山东博山曾发现一座元末明初占玻璃作坊遗址，出土了一些柑祸残片和玻璃料块，增祸的化学组成中含有30%左右的A1203，其耐火度可达1600℃以上。

增祸大小约为口径30厘米，高40厘米。

并发现有排列成行的十余座炉坑。

由此可见，当时的玻璃制造已具备一定规模。

从战国时期出现的琉璃璧、管、珠等造形看，它们都是模压或浇铸成型的。

西汉出现的少量小型玻璃器皿，如玻璃盘和耳杯等，也都是浇铸成型。

如徐州市郊西汉“楚王”墓(公元前175一前128)出土的16件玻璃杯，其组成属PbO一BaO一5102系，并含有35%左右的NaZO，及0.2%CuO，故玻璃呈淡绿色。

其成型方法可能是先将玻璃浇入外模中，然后再用一内模将玻璃压成直圆桶状杯高约8厘米，外径约8厘米，壁厚约0.5厘米。

这可能是中国最早的自制玻璃器皿。

到了魏晋南北朝时期，出现了无模自由吹制的小型玻璃瓶。

隋唐时代出土的一些小型杯、瓶等器皿的底外部带有明显的由吹管粘附制品留下的印记，而目.经过火烧圆口加工。

这就说明，这时玻璃的吹制技术已有了提高，l耳以借用吹管进行玻璃的热加工。

自宋至明洁，中国的玻璃制造在继承传统技术和受外来技术影响的双重推动「，形成了一些相对集中的玻璃产地，如山东博山颜神镇，广州、北京和苏州等地，其产品质量大大提高，品种也大量增加。

但其制品还是局限作器皿和装饰用。

清代，宫廷内都设有玻璃厂，为宫廷和皇戚贵族烧造玻璃器皿和鼻烟壶等。

1904年，清廷官员曾在博山设立玻璃公司，在德国技师指导下手工生产过平板玻璃这可能是中国最早生产的平板玻璃。

特点中国是世界上能较早制造玻璃的国家之一西汉制造出的玻璃衣片和玻璃杯，其工艺已十分精细，数量也相当可观。

但从整个工艺过程看，在相当长的一段历史时期内发展是十分缓慢的。

这与它一出现就试图以仿制玉石为目的有着很大的关系。

玻璃的最大特点就是它的透明性.而中国早期的玻璃都是半透明或不透明的，因为只有半透明或不透明才一能唯妙唯肖地仿制玉石，并以假乱真。

要使玻璃呈半透明或不透明，只有使玻璃中含有一定量的小气泡和小晶体。

西汉玻璃衣片中就含有一刀一BasiO3晶体。

元末明初，山东博山玻璃料块中含有CaFZ晶体。

这些晶体的出现与玻璃的组成及熔制工艺有关，这就是中国早期玻璃中都含有BaO，后来的玻璃配方中以紫石(沸石)为原料的原因。

由于要仿制玉石和它的制品，如玻璃衣片代用玉衣片、玻璃璧仿制玉璧等.一直采用的模压和浇铸成型工艺足以适应这种需要，因此束缚了工艺的改进与发展。

后来采用吹管吹制透明的玻璃器皿.则是在引进西方技术以后的魏、晋、南北朝或隋、唐时期。

中国现代玻璃中国玻璃制造形成大工业生产是在20世纪中期中华人民共和国成立以后。

上海是一个玻璃工业比较集中的地方，玻璃产品门类齐全.包括瓶罐玻璃、器皿玻璃、板玻璃、光学玻璃、石英玻璃、玻璃纤维以及高新技术用的特种玻璃，如石英玻璃光纤、激光玻璃和微晶玻璃等。

上海开始建立玻璃生产工业始于20世纪初。

最初日本人在上海开设了规模很小的玻璃厂，技术也从日本传入，主要产品是吹制的煤油灯罩。