Химия вокруг нас - Юрий Кукушкин

После алмазного гранения изделие подвергают шлифовке. Однако иногда канавки алмазной грани оставляют матовыми. Вкусы покупателей различны и стеклоделы должны учитывать это.

Благодаря алмазному гранению изделия приобретают особый блеск и дают игру света, особенно при искусственном освещении. Глубокой шлифовке можно подвергать изделия достаточной толщины. Поскольку хрустальное стекло характеризуется большой вязкостью и быстро охлаждается, выдуваемые из него изделия чаще всего имеют толстые стенки. Такие изделия хорошо поддаются алмазному гранению.

Алмазное гранение и поверхностная шлифовка особенно эффективны на изделиях из многослойного цветного стекла. Срезы обнажают нижележащие слои и в результате получается узор различной окраски.

Керамика

Керамические изделия широко представлены в быту и строительстве. Слово керамика настолько прочно вошло в русский язык, что мы удивляемся, когда узнаем, что оно иностранного происхождения. На самом же деле слово керамика берет свое начало из Греции. Греческое слово keramos означает — глиняная посуда. Керамические изделия издревле получали обжигом глин или их смесей с определенными минеральными добавками. Раскопки показывают, что керамические изделия производятся человеком с эпохи неолита (8...3 тыс. лет до н.э.). Поскольку глины весьма распространены в природе, гончарное ремесло широко и часто независимо развивалось в различных частях света, относительно легко перенималось и распространялось.

Глины — несцементированные осадочные породы с преобладанием определенных минералов, которые по химическому составу являются гидроалюмосиликатами. Геологи различают около шестидесяти различных видов глин. В настоящее время считают, что для глинистых минералов характерно наличие слоев, включающих атомы кремния, окруженные четырьмя атомами кислорода [SiO4], и атомы алюминия, окруженные шестью атомами кислорода [AlO6]. Основными свойствами глин являются пластичность и огнеупорность. Порошок глины, замешанный с водой, образует вязкое тесто, способное формоваться и сохранять приданную ему форму. Обожженное в огне тесто приобретает каменистую твердость и крепость. На этих двух свойствах глины зиждется керамическая промышленность — одна из самых древних на Земле и в прошлом одна из самых важных по своему значению для прогресса человека.

Еще в древние времена было установлено, что хорошая связанность и вязкость глины, идущей на изготовление керамических изделий, достигается ее промораживанием. Для этого глину помещают в бурты высотой 0,7...0,8 м, поливают водой и закрывают землей. Например, для производства высококачественной черепицы промораживание в буртах проводят до семи лет.

Первыми керамическими изделиями были строительные материалы: кирпич, плитки, черепица и другие, поскольку они имеют простую форму и более доступны в изготовления. Хозяйственная посуда и емкости: тарелки и блюда, горшки, кувшины, амфоры и др. — требовали более высокого искусства при формовании и обжиге. В третьем тысячелетии до н.э. был изобретен гончарный круг. Это был важнейший шаг в гончарном производстве, так как он позволил резко повысить производительность труда ремесленника и изготавливать посуду с гораздо более тонкими стенками. Вслед за изобретением гончарного круга для изготовления посуды Типа тарелок стали применять шаблоны, что было следующим шагом в налаживании массового производства керамических изделий.

Керамика по сравнению с металлами, стеклом, деревом в наименьшей степени подвержена атмосферным воздействиям и потому образцы древнейших керамических изделий дошли до наших дней в сравнительно хорошем состоянии и в большом количестве. Они дают важную информацию историкам и искусствоведам об уровне культуры народов и об уровне развития техники различных эпох.

Уже во втором тысячелетии до н.э. две крупные греческие цивилизации: островная (Крит) и континентальная (Микены) — имели очень высокий технический и художественный уровень керамического производства. Образцы микенского керамического искусства периода с X по VIII в. до н.э. содержали в себе зародыши будущего классического греческого искусства. По виду декора, которым украшались вазы и другие керамические изделия, этот период искусствоведы называют геометрическим, а по месту самых крупных при раскопках находок — периодом дипилонского стиля. Его характерной чертой было лентообразное ритмическое расположение геометрических мотивов, в том числе и заимствованных из природы. В VII в. до н.э. керамика заняла важное место в совокупности памятников, которые, вместе взятые, мы воспринимаем как древнегреческое искусство. Этот период характеризуется образцами керамических изделий, сочетающих в себе высокий технический уровень и тонкий художественный вкус, выражающийся в целесообразности форм изделий и способах их декорировки. В это время уже произошло разделение труда и использовалась специализация в осуществлении последовательных производственных операций.

К вопросам художественной ценности керамических изделий мы еще вернемся. В настоящее время керамические материалы делят на грубые и тонкие. Первые характеризуются высокой пористостью и высоким водопоглощением (не ниже 5...10%). К ним относятся строительный кирпич, терракота, стенная майолика, плитки для пола, черепица. Тонкую керамику, в свою очередь, делят на пористую и плотную. К тонкой пористой керамике относят фаянс, полуфарфор, белую и цветную майолику, а к тонкой плотной керамике — фарфор.

Терракота — разновидность грубой керамики. Она известна с эпохи неолита, т.е. более 5 тыс. лет до н.э. Слово терракота итальянское. Его дословный перевод означает обожженная земля. Терракота выпускается промышленностью в виде неглазурованных однотонных керамических изделий с пористым черепком красного, коричневого или кремового цветов. Цветовой оттенок терракоты в значительной степени зависит от условий обжига. Ее водопоглощение от 8 до 10%. Глины для производства терракоты распространены довольно широко. В современном строительстве терракота используется в виде архитектурно-декоративных изделий и применяется для художественной отделки интерьеров, оформления садов и парков в виде вставок, розеток, барельефов, плиток для стен и садовых дорожек, камней для оград и штакета для клумб.

При обжиге глины в атмосфере углеводородов, образующихся, например, при сжигании смолистых корней хвойных деревьев, можно получить керамические изделия серебристо-черных тонов. Этот цвет обусловлен графитом, образующимся при каталитическом разложении углеводородов на поверхности раскаленной глины. Данным приемом исстари пользовались украинские кустари-гончары, изготавливая свою известную черную неглазурованную керамическую посуду.

Дренажные трубы применяют при мелиоративных работах в сельском хозяйстве, при осушении торфяных болот, а также при осушении местности под зданиями и сооружениями.

Их изготавливают из кирпичных глин, не содержащих гальки. Их пористость может достигать 20%. Дренажные трубы чаще всего делают гладкими, неглазурованными, без раструбов для укладки впритык. Иногда выпускают глазурованные трубы с отверстиями для воды и фланцами. Эти трубы более прочные и менее размокают в сырых грунтах.

Майолика близка по свойствам и качеству к терракоте, только в отличие от последней покрыта глазурью. Глазурь придает изделию влагонепроницаемость, предохраняет от загрязнений, улучшает внешний вид, повышает прочность. Для грубых керамических изделий, к числу которых относится и майолика, доступной и дешевой является соляная глазурь. Для ее нанесения на поверхность изделия в топку раскаленной печи (1040...1180°C) вводят каменную соль (NaCl) и водяной пар. При этой операции в окислительной атмосфере цвет изделия будет коричнево-желтым, а в восстановительной — серым. Изделия, покрытые соляной глазурью, имеют неровную поверхность, что снижает качество изделий. При соляном глазуровании происходит гидролиз хлорида натрия и хорошие глазури имеют состав от Na2O·0,5Al2O3·2,8SiO2 до Na2O·Al2O3·5,5SiO2.

Полноценная глазурь — прозрачное бесцветное или окрашенное стекловидное покрытие, хорошо растекающееся при нанесении на черепок. Глазурь обеспечивает изделию гладкость поверхности и декоративный эффект. Прочности сцепления глазури с черепком способствует оксид кальция CaO. Он приводит к образованию промежуточного слоя, воспринимающего и гасящего напряжения, возникающие между глазурью и черепком при быстрой смене температур вследствие различных коэффициентов температурного расширения. Поэтому в майоликовых массах для производства печных кафелей (для которых неизбежны частые температурные перепады) содержание CaO доходит до 37...38%.