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    当上部落首领后发现是在明朝: 第236章:玻璃制造工艺

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        有明一朝,玻璃的工艺还是有的,只不过路子走的有些偏!

        明朝颜神镇就是最大的药玉产地,生产的就是玻璃,而且是带色的玻璃,就那种完全不透明,如同玉石颜色一般的玻璃!

        从工艺上来说,药玉同玻璃的生产一样,原材料也都一样,只有些许差异。

        假如古人一直追求的无色透明的水晶,而非是玉石的话,那么极有可能,明代就会掌握无色透明玻璃的制作工艺。

        这就是需求决定市场,需求也会决定某项技术的发展方向。

        颜政的需求就是无色透明、有色透明,还有就是完完全全的平滑。

        除此之外,对于化工业来说,也拥有巨大的需求。这是他唯一有条件能制造的,能耐受酸碱腐蚀的材料。

        化学要教学和研究发展,也已经有了对玻璃的需求,至少各种反应皿、试管、玻璃管,是化学实验的基础。

        “老师,您来了!”

        颜政刚走到棚子面前,学生们就忙打招呼。

        他点头示意了一下,缓步走到了烧结炉前。

        里头正在烧结原材料,目的就是将原材料烧结成玻璃熔块,这个步骤可以减少后续步骤的融化时间。

        原材料包括石英砂、萤石、白云石,这三样矿物在东秦岛上都有,要想大量进口的,浙江、福建、日本都有。

        颜政坐了一会,几个学生就将烧结的铁槽弄了出来,里头的原材料已经板结成了玻璃熔块。

        等用水冷却之后,便用铁锤砸成合适的小块,投入闭口坩埚之中。

        投入玻璃融块的同时,还有学生一边投放硝石和海草灰。

        现在没有造纯碱的能力,只能用海草灰代替,用草木灰也行,但没海草灰好。

        加硝石则是为了脱色,绝大多数脱色剂,其实也是氧化剂,硝石就是颜政能找到的最廉价的氧化剂。

        现在莫城的硝土产量已经达到了每月二十多吨,除去自用之外,还大量出口福建、日本。

        很快,两个学生配合着将闭口坩埚夹到了一旁圆形的玻璃炉之中。

        这座玻璃炉分为上中下三室。底室是用来加热的,用的是煤炭。

        中间室则开有四个拱形口,闭口坩埚就是从这里放进去,放入后便用土将口堵住,只留出一个小孔。

        上层室通过中央一个方形小开口与中间室相连,这种设计可以让火舌溢满整个中间室。

        热量还可以从这个小开口,流入上层室,上层室后面还设计有一个陶制的退火坑道,玻璃制品完成后,就可以放在这里边进行退火处理。

        如此巧妙的炉子,当然是出自颜政之手!

        “看样子,你们都挺熟练的嘛!”颜政满意的笑道。

        一旁的王二虎擦了擦汗说:“就是太繁琐了,宁可去炼钢,也不想炼玻璃!”

        其余学生很认可的点了点头,实在是玻璃这东西不比钢水,冷却的时候还不能随便让他冷,还得进行退火处理。

        当然,若是小块玻璃的话,不退火处理也行,反正应力不释放,小玻璃也不会破碎。

        但是玻璃制品退火,可以最大限度地消除或减弱制品中的残余应力,和光学不均匀性,以及稳定玻璃的内部结构。

        没有经过退火的玻璃制品,其内部的结构还没有处于稳定状态,玻璃密度可能会改变,变得更容易破碎。

        颜政笑望着他们继续操作,这个玻璃炉尺寸其实很小,若是试验成功后,还得进行扩建。

        等四个拱形口,都装好了坩埚后。

        所有学生都松了一口气,一个个坐在地上,开始静静的等待。

        颜政也趁机拿出黑板,继续给他们讲课。

        一边讲课,一边让人盯着炉子里的火。

        大约五个小时后,在王二虎和邓永的配合下,将一个坩埚夹了出来。

        里头的固体原料已经变成了湖状的玻璃液,去掉表面浮渣后,立马就有学生,加入了一些食盐进去。

        这是为了澄清!

        颜政原先是准备用砒霜,考虑到其有毒后,便选择了用食盐!

        具体原理就是食盐高温下蒸发产生大气泡,将原先的玻璃液中的细密小气泡都吸收带走。

        只不过用食盐的话,还伴随一个搅拌的过程,这个过程还要再加入适量的硝石,保证脱色的彻底。

        搅拌也不是随意搅拌,而是要配合着搅拌器,一个中空的陶圆筒,直径大概是坩埚的三分之二。

        只见一个学生拼命的用钢钎拖动陶圆筒,随着搅拌的进行,玻璃液彷佛变得丝滑起来,变得均匀起来。

        等食盐和硝石的投入停止后,这个学生又搅拌了一会,然后才弄出搅拌器物。

        这些学生此刻都已经大汗淋漓,强光还让他们的眼睛布满血丝。

        在另一个时空,早期的光学玻璃,就是用这种方法造出来的。兔子在陕北时,也曾用过这个法子。

        造出的玻璃制品,光学特性虽然不如后世那些光学玻璃,但足矣制造六分仪、开普勒式望远镜、显微镜、眼镜。

        等到玻璃液被倒在铁槽上,通过压模法弄成各种形状后,便是放入退火坑,让其缓慢的退火冷却。

        这个过程需要的时间有点长,整整需要两到三天的时间,如果生产大型平板玻璃,退火时间甚至要十天以上。

        …………

        “呼,太磨人了!”

        当最后一个玻璃制品被弄进退火坑后,王二虎和邓永齐齐瘫坐在地上。

        一个物理组的,一个化学组的,两个人都体会到了,科学路上是多么的艰难。

        颜政坐在一旁笑道:“未来的路还长呢,不少研究都只能用穷举法,到时候可就更磨人了!”

        王二虎抬起头说:“老师,为什么一定要造这么好的玻璃呢?起初咱们试验,不就已经造出来了吗?”

        颜政望了望他,又望了在场的学生,笑道:“你们是不是都有这种想法?”

        不少学生都点了头。

        “好!”颜政起身道:“我告诉你们为什么!”

        “因为我们要造就造最好的!那些劣质玻璃你们也看到了,透光性弱,密密麻麻全是小气泡。一不能造光学仪器,二不能做护目镜,三不能做合格的化学仪器,完全满足不了我们的需求?”

        “民用的话那些劣质玻璃还能有用处,可是咱们不能以民用的标准,咱们必须是用更高标准的!今后甚至还得分出军用标准、民用标准、实验室标准!”

        …………

        三天后,退火正式完成,第一批玻璃制品透亮、纯净、虽还残存一点小气泡,可大部分区域都保证了均匀的光学性质。

        若是用来当玻璃器物,当玻璃瓶,这种玻璃已经完全能满足需求。

        只是要造光学玻璃的话,还需要一个打磨加工的过程。

        虽说通过压模法,弄出来十几块凹、凸镜,但表面不打磨的画,压根不能用来制造光学仪器。

        颜政知道可以利用细沙来打磨,但压根就没有会打磨的人才。

        不得已之下,他只能发动学生,号召学生一起来想办法。

        结果有个学生表示,他爹会打磨铜镜的手艺,或许同打磨玻璃差不多。

        颜政听后狂喜,忙发起号召,让所有会打磨铜镜的明裔,都到红房集合。

        事实证明,人民群众的智慧是无限的,压根就不用颜政教他们打磨的新法子,这些磨铜镜的工匠,运用磨铜镜的材料和方式,两个时辰不到,就完美的打磨出来一块凸透镜!

        他们打磨铜镜时,用的是水银掺杂锡末来进行研磨,打磨玻璃时同样是这么用的。

        颜政再仔细观察过后,明白这种磨料比所谓的细沙要好不少。

        几个工匠说东秦太热,打磨的时候更费劲,颜政直接让人用硝石制冰,弄出了一些温度更低磨料。

        结果发现锡在低温下,原本白色的金属状,已经转变为灰色的粉末状,而打磨的速度果然变快了许多。

        颜政知道水银有毒,所以后世的册子里,没有记载这种更加有效的打磨法子是正常的。

        思索一阵后,他还是选择了国本为重,让工匠继续保持用这种法子打磨。

        他能提供的就是更低温度的房间,以及后续会有的护目镜和口罩。

        …………

        …………

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