我国古代玻璃的起源问题思考分析,才发现玻璃真是不简单的材料
我国古代玻璃的起源,一直是学术界讨论的问题。我国国内主要有两派学说:一是自创说,即我国古代玻璃的产生没有受到外来影响,是**发明。
二是传播说,即我国古代玻璃的产生受到了西方玻璃产品和技术的影响。从目**古发掘的资料来看,传播说的证据更充足一些。
探讨我国玻璃的起源,必须首先明确什么是玻璃,玻璃的结构、特征,玻璃的制造方法,玻璃与其他材料的区别诸问题。
什么是玻璃
我们在日常生活中遇到的大多数固态无机物都由晶体构成,如水晶、食盐等;玻璃却是例外,虽然它看起来亮晶晶、非常坚硬,但却不是晶体,而是一种非晶态的固体材料。
晶体都有固定的熔点。熔融的晶体可以任意改变形状,其内部元素之间虽然相互联系,但排列并不规当温度下降到熔点以下时,其结构会发生突然变化,分子形成特定的几何形状,分子之间排列成非常规则的格子状或重网状,凝结成固态。
非晶态物质却没有固定的熔点。玻璃就是这样。当温度下降时,玻璃液变得越来越黏稠,直至成为固体,其间,内部结构并没有发生明显改变,仍然保持着液态不规则的状况。
因此,玻璃没有固定的熔点,只有一个软化的温度范围。玻璃是内部仍保持液态结构的固态物质,所以有人认为,把玻璃看做是一种状态,比看做是一种材料更合适;也有人认为,玻璃是物质的固态、液态、气态之外的第四种状态
熔制玻璃的原料很简单。石英砂(SiO2)是主要原料,单纯用石英砂就可以制成石英玻璃。但石英砂的熔点很高,要在1700℃以上的高温下才能熔化。这样高的温度在一般条件下很难达到,在古代更是无法达到的,这就需要加进助熔剂来降低熔制温度。
一般常用的助熔剂是自然纯碱(Na2CO3)、草木灰(K2CO3)或铅丹(Pb3O4)。此外还需要加进一些石灰石(CaCO3)作为稳定剂。有了石英砂、助熔剂和稳定剂这三种原料,经过熔化、成形和退火,即能制造出简单的玻璃。
这里需要强调的是,玻璃制作的工艺程序是先将原料熔融,然后再塑造成一定器形。如果原料未被完全熔融,其内部必然存在大量晶态二氧化硅,也就不能称其为玻璃。所以我们一般把先熔融后成形的非晶态无机物称为玻璃。
掌握了玻璃的定义,并不等于在实践中能识别玻璃。玻璃与天然宝石、釉陶、费昂斯在外观上都有一些相似之处,只有在众多古代材料中正确地鉴别出玻璃,才能研究古代玻璃的起源和发展。
玻璃与天然宝石最难区分
玻璃有透明的、半透明的和不透明的,也有各种颜色的,自古至今,玻璃经常用来仿制各种天然宝石。掌握了玻璃的物理性质观察材料内是否含有气泡、光泽程度和断口状态三个方面,有助于我们用肉眼区别玻璃与天然宝石。
古代玻璃内含有气泡,而天然宝石不含气泡。在玻璃的熔制过程中会产生很多气体。例如原料中的石灰石一经加热就分解成为氧化钙和二氧化碳。玻璃液的黏度很大,二氧化碳很难全部排出。在玻璃液**固化后一些小气泡就留在玻璃里。
现在用先进的熔制技术,可以获得无气泡的玻璃,但古代的技术还达不到那么先进,因此古代玻璃中都含有小气泡,一般都能用肉眼看到。光泽是指材料磨光表面对可见光反射的能力反射率越大,材料的光泽就越强。
在矿物学中将光泽的强度由强而弱分为四个等级:金属光泽、半金属光泽、金刚光泽和玻璃光泽。金刚石等天然宝石的磨光面的光泽一般都强于玻璃。断口是指材料在外力打击下破裂而形成的断开面,是鉴定玻璃和其他矿物的一种辅助手段。
玻璃的断口呈贝壳状,而且光亮如新很有特点,而一般玉石的断口多粗糙无光。一些较难用肉眼确定的材料,还可以采用多种现代测试手段来鉴定是否是玻璃。
陶瓷表面涂盖的釉和金属表面的珐琅都是玻璃态物质,但是釉和珐琅不能单独制成器物,只能用来涂盖其他材料,构成表面层,而且釉和珐琅的制作工艺与玻璃完全不同。所以在一般情况下,我们并不称它们为玻璃。
费昂斯( faience)是一种在外观和原料上都与玻璃相似的材料。美索不达米亚和埃及地区从公元前4000年、印度从公元前3000年都开始生产费昂斯制品,有些地区费昂斯的生产一直延续到14世纪。
费昂斯虽然有多种类型,但它的主体材料一般都是磨细的石英砂。费昂斯由石英砂掺和少量碱水、塑成一定形状后,加热到900℃左右而制成。
其表面的二氧化硅熔融后,形成一薄层光亮的釉;内部石英颗粒的表面在碱和温度的作用下也熔融,互相黏结在一起,但石英颗粒的内部并没有熔融,仍保持晶体状态。
由于这种材料的主要成分是结晶态的石英粉末,制作工艺程序是先成形后烧结,所以也不能称做玻璃。有人根据费昂斯制品表面常可见到涂盖的釉层,将费昂斯制品归类到釉器。
玻璃的起源问题至今仍不甚清楚,目前学术界有几种推测。
1、一种观点认为陶釉的成分与玻璃相似,又早于玻璃,应该是玻璃的鼻祖;
2、一种观点认为玻璃虽然是非金属,但是制造玻璃的工艺过程与金属冶炼成型过程极为相似,玻璃又诞生在铜器时代,因此玻璃的发明可能受到炼铜废渣的启示;
3、另一种观点认为费昂斯与玻璃在成分上相似,玻璃的出现逐步取代了费昂斯制品,因此玻璃的发明应与费昂斯有直接关系。
玻璃的起源到底与什么有直接关系,国外的讨**章很多,认识不统一,但是有一点大家都很清楚,即釉、金属和费昂斯都不是玻璃,不能与玻璃混淆在一起讨论。
有的研究者提出我国西周早期即能生产玻璃,推测我国自制玻璃的历史还能提早几个世纪,并且要站在西周早期或先周生产玻璃的基点上,往上追溯,继续探讨殷商时期的玻璃及其起源。
提出 “ 西周玻璃的依据是在西周墓葬和遗址中曾出土很多人造彩色珠、管。这些人造珠、管外表呈白色、浅绿色、浅蓝色浅粉色,不透明,一部分表面有釉,一部分表面看不到明显的釉;断口通常是白色糙面,质地疏松,手捏即碎;在显微镜下观察,可见大量尖锐的有棱角的石英颗粒。
这种材料不能称作玻璃,应称作费昂斯。我国的一些玻璃科研单位的试验室对其中一些样品进行了多种方法的鉴定,测试结果表明,这类人造珠管内部90%以上是晶体状二氧化硅,而不是玻璃。
有人不愿采用这种材料的外文译名一费昂斯,而命名这种珠子为“人造多晶石英珠 ”。从目前的研究来看,还没有足够证据证明我国西周时期已能生产玻璃。
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