第二天,唐文郎并未早起,相较于平日去作坊,晚了约有半个多时辰,走到大门的时候,驾车的小厮已经等了许久了。
这是因为唐文郎今天要去的地方并不远,就在聚宝门外,基本上连马车都不需要坐。
聚宝门外,长干里南侧的街巷,有许多聚在一起的大小作坊,这里便是京城的琉璃作坊。
由于琉璃器件的独特性,所以这些作坊基本上都是独立存在的,工匠们即使被工部征召,也多是在这里自行制造琉璃件,所以也没有一个专门的部门。
唐文郎拿着工部的条子,找到了一个比较大的作坊,这作坊中的赵作头是整个京城琉璃做的最好的工头。见到唐文郎的到来,赵作头有些惊讶,但是看到工部的条子后,笑容满面地将唐文郎迎进了作坊内。
唐文郎先是参观了一下赵作头的作坊,随后又看了一下赵作头做的琉璃件,这才坐下来,与赵作头说了起来。
中国古代实际上很早便开始制作玻璃,不过由于材料与审美的不同,中国的玻璃实际上是在世界上都独有的铅钡硅酸盐玻璃,其主要原料为石英砂(主要成份为SiO2)、方铅矿(主要成份为PbS)、重晶石(主要成份为BaSO4)、硝石(主要成份为KNO3)等。所以产生出类似玉石的不透明感,符合中国人对于工艺品的独特审美,所以在古代受到了格外的欢迎,这便是琉璃。
与寻常人想象的不同,铅钡硅酸盐玻璃的烧制相较于普通的硅酸盐玻璃更为不易,普通硅酸盐玻璃只需要1000度左右的温度便可以烧制,而铅钡硅酸盐的烧制则需要到1500度才可以。不要小看了这500度,这对于窑炉的要求极高,尤其是玻璃制造这种半开放式的窑炉。
所以中国的琉璃制品在历史上均处于奇珍异宝的行列。但是中国的历史上没有硅酸盐玻璃吗?答案肯定是否定的,事实上,从东汉开始,具有朦胧感的铅钡硅酸盐玻璃便不再盛行,取而代之的是高铅硅酸盐玻璃(PbO-SiO2)。魏晋南北朝时期,罗马玻璃和萨珊王朝制造的玻璃器皿大量涌入,随之也传来了玻璃吹制技术。由于不含氧化钡的高铅硅酸盐玻璃盛行,玻璃的透明度和光泽度有了明显提高。从这时起,大量的玻璃日用品,如玻璃杯、玻璃碗等大量出现,玻璃不再是奇货可居的东西了。
吹制而成的高铅硅酸盐玻璃器皿也成为另一种中国特有的古代玻璃。但由于高铅硅酸盐玻璃对熔炼用的容器坩埚腐蚀性很大,所以后来逐渐用氧化钾(K2O)取代部分氧化铅制成钾铅硅酸盐玻璃(K2O-PbO-SiO2),这种玻璃在唐中后期至宋代较为流行,而这种玻璃的配方与制造工艺,与现代玻璃已经非常相近了。
元代之后,玻璃的制造技术已经非常成熟,大量的玻璃制品涌现出来。与同时期世界各地流行的钠钙硅酸盐玻璃不同,中国的玻璃制品多为钾钙硅酸盐玻璃,与之前提到的钾铅硅酸盐玻璃,虽然配方不同,但是无论是从制作工艺还是烧制方法,中国的玻璃工艺在元明时期依然算得上是世界领先的行列。
但与欧洲玻璃实用化的道路不同,拥有陶瓷技术的中国,并不需要玻璃来制作日用品,所以元明之后,虽然中国拥有顶尖的玻璃烧造工艺,但大部分的玻璃制品均是以工艺品的形式出现的,少量出现的日用品,也仅仅是为了满足贵族们奢华的需求而已。
这也是唐文郎对制造玻璃非常自信的原因,因为根本无需担心,只需要依据后世的经验稍稍更改一下配方,便足够生产出自己满意的玻璃。
而这个配方中最简单的便是通过使用碳酸钠,也就是石碱来代替草木灰,制造钠钙硅酸盐玻璃。而最灵魂的则是二氧化锰,也就是软锰矿了。
此时的石英砂,因为选矿的问题,所以往往含有一些杂质,所以玻璃在制作完成后,会呈现出或黄或绿的颜色,再优质的石英砂也很难避免。但是在中世纪的时候,人们意外地发现,若是加入少量的软锰矿,便可以将玻璃中的颜色完全去除,使其呈现出无色透明的状态。中世纪的人们称呼软锰矿为“玻璃肥皂”,用以形容其神奇的效果。这也直接造就了透明玻璃的出现,同时也促进了玻璃进入到化学、光学等领域。
制作出无色玻璃只是初步,通过无色玻璃制作平板玻璃才是关键。
不要小看平板玻璃的工艺,这在历史上是一个巨大的突破。
最早的平板玻璃是完全通过工匠手工磨制的,但是这种方法制造的平板玻璃厚度高,表面不平整,而且十分耗费人力与时间,所以价格极为昂贵。
随后欧洲出现了吹制平板玻璃的工艺。这种方法从古老的吹制玻璃发展而来,就是用过将一块软化熔融的玻璃,通过一根金属管,吹成一个大的圆柱体,随后将圆柱体进行裁切,将每一段带有弧度的玻璃放置在平整的金属板上,再次入炉烧制。这使得玻璃板再次软化,随后在金属板上形成一个表面平整、厚度均匀的薄玻璃板。最后只需要对玻璃板的细节进行一些打磨,便很容易大量生产出符合需求的平面玻璃。
这种制作玻璃板的方式,直到清末依然被广泛使用,直到工业革命带来的有槽垂直引上成型工艺的出现,宣布工业化生产平板玻璃的到来。
除了平板玻璃,唐文郎还有一种玻璃的需求,这便是中国现如今一直使用的钾钙玻璃。钾钙玻璃在硬度上、在成型性能上均好于普通的钠钙玻璃,但差于硅硼酸玻璃,是一种非常优秀的化学实验用玻璃替代品。
只要制造出无色的钾钙玻璃,那么实验室化学的第一层窗户纸便被捅破了,化学也将正式进入到科学的行列之中。