第236章：玻璃制造工艺
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糊状的玻璃液，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，玻璃液仿佛变得丝滑起来，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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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糊状的玻璃液，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，玻璃液仿佛变得丝滑起来，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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