Файл: Зимин, В. С. Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физико-химического эксперимента.pdf

і—7tRZ^Π>S3≡4tφΓ “î

⅛⅜⅜,l

6∏7.3

'fp

В. С. ЗИМИН

3,62 Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физикохимического эксперимента. Μ., «Химия», 1974.

328 c.; 11 табл.; 195 рис.

Книга содержит описание приемов обработки простого и кварцевого стекла на пламени газовых горелок и изготовле­ ния стеклянных заготовок и деталей, способов спаивания стекол разных марок и стекол с металлами, приемов работы на горизонтально-заварочном и шлифовально-полировальном станках. Большое внимание уделено технике изготовления стеклянных приборов для физико-химических исследований. В ней кратко описаны целесообразная планировка, оснащение и оборудование производственных помещений стеклодувных мастерских.

Книга рассчитана на широкий круг читателей, желающих приобрести навык стеклодувного мастерства, стать стеклоду­ вами-профессионалами, а также на стеклодувов, уже знако­ мых с основными приемами работы со стеклом, но желающих совершенствоваться в своем искусстве. Ona также будет весьма полезна широкому кругу научных сотрудников, аспи­ рантов, студентов, лаборантов и инженеров, повседневно в своей работе использующих стеклянные приборы и аппара­ туру, конструирующих и собирающих эти приборы, сталки­ вающихся с необходимостью реставрировать вышедшие из строя детали и установки, и поэтому желающих изучить ос­ новы стеклодувного дела.

6П7.3 + 541

3

20507-025

050 (01)-73

© Издательство «Химия», 1974 г.

ОТ АВТОРА

Стеклодув — название профессии, оно довольно точное и гово­ рит само за себя, то есть это человек выдувающий различные изделия из размягченной массы стекла. В зависимости от специ­ фики работы со стеклом профессия стеклодувов делится на не­ сколько направлений: стеклодувы-выдувальщики, работающие непосредственно у стекловаренных печей и выдувающие из раз­ мягченной массы стекла изделия при помощи стеклодувной ”рубки; стеклодувы, делающие художественные изделия из стекла;

стеклодувы-рекламщики, искусно изгибающие стеклянные трубки,

которые используются для изготовления светящихся реклам;

стеклодувы-станочники, работающие на специальных станках;

стеклодувы-аппаратурщики, создающие сложнейшие стеклянные приборы для научно-исследовательских институтов и лабораторий, и другие. Стеклодувов почти всех направлений объединяет одно — это умение обрабатывать разогретую массу стекла, удерживая ее в руках и успевая делать из нее изделия нужной формы, пока она мягкая и податливая.

В настоящей книге описываются приемы и техника изготовле­ ния стеклянных приборов и аппаратуры на пламени газовых го­ релок стеклодувами-аппаратурщиками.

Обработку стекла на пламени газовых горелок издавна при­ нято называть стеклодувным делом. Об истории стеклодувного дела в дореволюционной России литература располагает весьма

сказ бывшего кустаря-стеклодува Μ. Г. Орлова:

«Дело начиналось с 1848 года. В Корчевском уезде Тверской губернии существовал стекольный завод, на ко­ тором заправилами были французы. Для гомеопатиче­ ской аптеки в Москве понадобились трубочки для крупи­ нок, француз взялся их приготовлять и показал приемы ученику, Григорию Семеновичу Орлову, отцу рассказ­ чика. Работа производилась на масляной лампе, сделан­ ной из опрокинутой реторты, с помощью паяльной труб­ ки: надо было дуть ртом и, когда трубка нагревалась,

скорее бросать дутье и раздувать работу. Потом это

дело перешло на Круговской завод кн. Менщиковых, и

мало-помалу до 500 семейств кустарей в г. Клину и окрестностях стали им заниматься. Паяльные трубки были постепенно заменены мехом, а масло — салом, ке­

росином и, лучше всего, парафином; где можно, рабо­ тали на газе».

Из рассказов стеклодувов явствует, что практически до конца восьмидесятых годов прошлого столетия главенствующую роль в

стеклодувном деле занимали приезжие иностранные мастера, имевшие свои мастерские или работавшие при крупных в то время научных центрах. Естественно, они не могли полностью обеспечить все возрастающий спрос на стеклянные лабораторные изделия, поэтому в последующие годы при крупных стекольных заводах стали организовываться отдельные цехи, выпускавшие

лабораторные изделия. Наряду с этим в больших городах откры­ лись несколько мелких частных мастерских, выпускающих отдель­ ные стеклянные изделия для различных лабораторий и медицин­ ских учреждений.

За годы Советской власти в связи с бурным развитием науки и техники и открытием многих научно-исследовательских инсти­ тутов были организованы крупные предприятия по выпуску лабо­ раторной посуды и стеклянной аппаратуры. Самые крупные из них —заводы «Светлана» и «Дружная горка» в Ленинграде, «Химлаборприбор» в Клину, «Победа труда» в Казани. Наряду с этим при научно-исследовательских институтах были созданы стеклодувные мастерские, оснащенные современным оборудова­ нием. Выставки стеклянных лабораторных приборов и установок,

организуемые в нашей стране, демонстрируют искусство современ­ ных стеклодувов. Многие работы стеклодувов отмечены награ­

дами ВДНХ. Приборы, изготовленные в стеклодувных мастерских в СССР, неоднократно экспонировались на международных вы­ ставках и получали высокую оценку экспериментаторов разных стран.

Однако несмотря на большой интерес ученых и специали­ стов— стеклодувов к этому замечательному искусству, книг по стеклодувному делу очень мало и написаны они в основном уче­ ными или инженерами, но не мастерами-стеклодувами. Из всех известных книг самой удачной, пожалуй, следует считать книгу С. Ф. Веселовского «Стеклодувное дело», вышедшую в 1952 году.

Эта книга — первая, написанная профессионалом — стеклодувом. Хочется верить, что появятся новые книги, в которых мастерастеклодувы напишут новые страницы о прекрасном и еще во многом загадочном материале — стекле, об искусстве работать с ним.

Отсутствие специальной литературы, обучающей стеклодув­

ному мастерству и описывающей тонкости работы со стеклом, можно объяснить тем, что до недавнего времени стеклодувному

4

делу младшее поколение обучалось у старшего непосредственно у стеклодувной горелки. Искусство владеть размягченным стеклом

передавалось буквально из рук в руки, мастера не имели образо­ вания. Теперь в нашей стране подавляющее большинство сте­ клодувов имеет законченное среднее образование, а нередко и высшее.

Приборы и установки значительно усложнились, и для их вы­ полнения надо не только в совершенстве владеть стеклодувным

мастерством, но и уметь читать чертежи, пользоваться справоч­ ными таблицами, счетными и измерительными приборами, знать основы химии, физики, механики и сопротивление материалов, уметь работать на сверлильном, шлифовально-полировальных и

других станках. Кроме того, необходимо быть выносливым, силь­ ным и ловким, так как мастеру-стеклодуву в своей работе, особен­ но при изготовлении сложных крупногабаритных установок из туго­ плавкого стекла, приходится затрачивать очень много энергии, да и раздувают стеклянную размягченную массу и теперь в основном ртом, тонко улавливая и ощущая каждое малейшее изменение стекла. Мастер-стеклодув должен к тому же быть и ювелиром, так

как изготовление приборов для микро- и ультрамикроисследований требует тончайшей и очень точной работы.

В предлагаемой читателю книге сделана попытка обобщить многолетний опыт стеклодувной мастерской, ныне именуемой от­

делом приборов стекла и кварца Научно-исследовательского фи­ зико-химического института им. Л. Я. Карпова, куда автор при­ шел 27 лет назад еще пятнадцатилетним подростком. В настоящее время в этой мастерской создана своеобразная школа масте­ ров стеклодувного дела, которая вырастила ряд высококвалифи­ цированных стеклодувов, таких как А. Н. Боровицкий, В. И. Baхурин, А. И. Журавлев, А. А. Лебедев, А. П. Молчанов, Б. И. Пет­ рухин, В. П. Панфилов, А. Н. Шарков и других. Многие приемы, разработанные ими и внедренные в практику стеклодувного дела, описаны в этой книге. В работе над книгой автор также широко

пользовался имеющейся литературой по обработке стекла.

Безусловно, приемы обработки стекла, описанные в предла­ гаемой книге, и техника изготовления некоторых приборов не яв­ ляются эталоном. Каждый мастер-стеклодув по-своему индиви­ дуален и пользуется своими особыми, выработанными им на

практике и поэтому присущими только ему приемами обработки стекла.

Из книги можно почерпнуть сведения об устройстве и оснаще­

нии производственных помещений стеклодувных мастерских, о со­

временных инструментах по обработке стекла, основные сведения о стеклах.

Отдельные главы посвящены изготовлению вакуумноплотных спаев различных металлов со стеклом, обработке кварцевых сте­ кол, технике изготовления стеклянных крупногабаритных деталей

на горизонтально-заварочном станке. Одна из самых больших

б

ГЛАВА I

СВОЙСТВА СТЕКЛА

§ 1. Стекло

Стекло — один из прекраснейших материалов, изобретенных еще 3000 лет до нашей эры. Несмотря на «солидный возраст», оно

ные материалы, художественные изделия и ткани. Это один из материалов, которым никогда не перестанут любоваться люди. Оно незаменимо в быту и лабораторной практике. О стекле напи­

сано сотни книг, проведены и проводятся научные исследования,

но до сих пор нет точного определения термина «стекло». Комиссией по терминологии при Академии наук СССР дается

определение, которое может быть отнесено к любой стекловидной системе: «Стеклом называются все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава, независимо от их химического

состава и температурной области затвердевания, и обладающие (в результате постепенного увеличения вязкости) механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого со­ стояния в стеклообразное должен быть обратимым».

В стекловидном (аморфном) состоянии могут находиться ве­

щества как естественного происхождения, так и полученные искус­ ственно. К естественным стеклам относятся: вулканическая магма,

пемза, смолы (янтарь, шеллак и др.). Искусственные неорганиче­ ские стекла — переохлажденные расплавы, в состав которых вхо­ дят окиси кремния, бора, фосфора, щелочных и щелочноземельных металлов.

Исходными материалами для получения искусственной сте­ кольной массы являются кварцевый песок (SiO2), кальцинирован­ ная сода (Na2CO3), поташ (K2CO3), сульфат натрия (Na2SO4), мел и известняк (CaCO3), карбонат магния (MgCO3), доломит [CaMg(CO3)2], карбонат бария (BaCO3), натриевая (NaNO3) и калиевая (KNO3) селитры. В некоторые сорта стекол вводят окись алюминия (Al2O3), окись свинца (PbO) и окислы других металлов.

Основным компонентом стекла является двуокись кремния

(SiO2)—кремнезем, температура плавления которого равна

1728 0C. Содержание окиси кремния в стекле составляет 50—85%, а в кварцевом стекле 98,8—99,9%• Содержание других компонен­ тов, входящих в состав стекол, приведено в таблицах 1 и 2.

Цветные стекла получают, вводя в шихту окислы или другие соединения разных элементов, например для окраски стекла в

7