鐵和鋼是后世工業化世界里備受贊譽的建筑材料,但是不起眼的玻璃,雖然那么被我們所忽視——嗯,至少容易被“看穿”--在人類發展歷程中同樣意義重大。
作為人類制造出的第一批合成材料之一,玻璃在公元前三千年某個時刻誕生于美索不達米亞最早的城市搖籃中。
眾所周知,玻璃是由熔化了的沙子制成的,或者更精確一點說,是用提純的硅石(二氧化硅)制成的。
但是,僅僅將一把沙子灑到火里不會有任何結果,除了有可能把火撲滅。
問題在于硅石熔點極高,大約為1650度左右。
這遠遠超過了簡單的燒窯能夠達到的溫度,所以說,僅僅知道其主要成分無助于人們實際制作出玻璃。
玻璃有時候會自然形成,如果運氣足夠好,你在沙漠中挖掘,說不定會幸運的挖出熔融的硅石形成的長而中空的奇特管道,這種管道往往有著植物根系一般錯綜復雜的形狀。
這種結構叫做“硅管石”或者“凝固的閃電”,是閃電擊中干燥沙地時形成的。電流涌入地下,產生足以令硅石顆粒熔化并結合成玻璃管的高溫。
當然,人類一般是駕馭不了閃電的力量,更不能在沙漠中毫無意義的去挖掘來獲取玻璃。
古代華夏的玻璃制造歷史可以追溯到三千年前,不過,那個時候的玻璃制品主要是鉛鋇玻璃,與西方使用的鈉鈣玻璃不同。
在春秋戰國時期,古人開始用陶質的坩堝、土釜或平敞的粘土爐子來氧化焙燒方鉛礦以制取鉛。當氧化鉛生成后,與陶質堝、釜內壁的粘土成分接觸,只要器壁溫度達到900度左右,就會在堝、釜壁上生成一層鉛釉。
這種釉潤滑光亮,敲擊脫落后很像玉石,于是古人得到啟示,嘗試用這種鉛礦煅灰與粘士或石英砂一起熔煉。
他們發現,用石英砂煉制得到的成品質地潤澤,光潔晶亮,這就得到了原始鉛鋇玻璃配方。
歷經千年,到了唐宋時期,工匠對傳統的鉛鋇玻璃進行了改良,以氧化鉛為助熔劑,使得高鉛玻璃延展性提高,氣泡和沙粒變少,外觀和性能都提高了,成品基本為綠色,俗稱“綠玉”。
不過,這種“綠玉”跟后世真正的玻璃還是有區別的。
也有人將之稱為琉璃。
在今年的移民季,便有兩名“綠玉”匠人被廣州站點花費重金給拐到了啟明島,立即便被工業研究組給要了過去,開始對玻璃制造進行重點攻關。
玻璃的基本材料硅石構成了地幔和地殼的40%多質量,它是地球巖石最豐足的成分。
但是,硅石常常與很多其他成分混在一起,比如氧化鐵,使得沙子呈褐色。而這種成分往往會令制造出的玻璃呈現綠色,即“綠玉”。
這玩意做酒瓶和罐頭瓶比較合適,但作為窗戶或者望遠鏡就令人討厭了。
這個時期,能做出清澈玻璃的最佳原材料是白沙或者其他未經污染的硅石。
比如,用于制造有名的威尼斯“水晶”玻璃的白色石英石,或者從白堊中挑選出來的、用于制造英格蘭“鉛晶質”玻璃的火石。
其實,以后世的技術來看,這兩種玻璃跟神州大陸所制造的“綠玉”都有些名不副實。
因為,所有玻璃的原子排列都全然無序,是亂七八糟的非晶體結構。