— Меня в своё время поразила информация, что у оконного стекла есть две стороны, оловянная и воздушная И они, блин, довольно разные. А все вокруг будто бы всегда это знали. Всё знали и молчали, понимаешь?
— …Сань, ты бредишь что ли?
— Подожди, не убегай, сейчас всё объясню! Но сперва небольшая историческая справка…

Итак, начнём с инженерной задачи. Допустим, мы хотим сделать огромный стеклянный небоскрёб — КэтСай Тауэр!

А для этого нам потребуется много стекла. Плоского стекла. Причём его листы должны быть достаточно большого размера, ну чтобы красиво было.

А что вообще такое стекло? Обратимся к… толковому словарю Даля: “Стекло — сплав песку (кремнистого) с поташем, со щелочью”.
Короче говоря, берём кварцевый песок (он чище обычного, почти полностью состоит из диоксида кремния) и нагреваем его до температуры плавления, добавляя добавки по вкусу — например, оксид натрия, чтобы песок плавился при более низкой температуре, и оксид кальция, чтобы готовое стекло со временем попросту не растаяло от воды (хотя кроме натриево-известкового стекла существуют и другие виды).
Но просто кое-как сварить себе стекла мало — нам нужны большие окна, а значит, вся мякотка кроется в технологии изготовления.

Когда-то давно мастера делали оконные стёкла из заготовок, создаваемых вручную — там что-то вроде больших дисков было, которые стеклодувы крутили мускульной силой.
Этот способ получил название лунного, а готовый продукт стал называться лунное стекло, потому что получившийся кругляш был похож на диск Луны — поэтично, а?

Также в англоязычных источниках встречал название такого стекла как кронглас — потому что большой шар заготовки напоминал им корону; впрочем, обычно кронгласом всё-таки называют специальный вид оптических стёкол, а не просто оконных.

Но большой диск по лунному методу сделать не получится (ещё пойди покрути его вручную). Строго говоря, самые маститые мастера вертели диски аж по полтора метра в диаметре, но чаще всего лунное стекло получается слишком маленьким.
Такого хватит разве что на форточку в туалете, причём это будет очень мутная форточка, в которую толком ничего и не разглядишь.

Потом стекольщики славного венецианского острова Мурано (а там в стекле знали толк, гремели на весь мир) почесали потные затылки и придумали вот что — давайте-ка не просто плоский диск делать, а выдувать из расплавленного стекла что-то вроде большого полого цилиндра.
Потом его стенку можно будет аккуратненько расплющить валиками в большую пластинку, пока она полностью не застыла.

Кстати, такая заготовка (выдувавшийся мастером длинный стеклянный пузырь) у русских мастеров называлась… халява! (в некоторых источниках именуется холява, но это звучит не так интересно)

Поэтому такой способ изготовления оконного стекла в наших краях называют халявным (но не в том смысле, в каком вы сперва могли подумать — работа это очень тяжёлая и кропотливая).

Тут размер и качество уже лучше, но всё равно на нормальное по размеру окно заготовку раскатать не получалось — а у нас в проекте вообще панорамное остекление.
Но по этому техпроцессу оконное стекло делали довольно долго.

Замечу, что несколько особняком в средневековой Европе стояли витражи (как в храмах, например) — это отдельная интересная история. Но витражи хоть и красивы, зато чертовски дорого стоят, поэтому целый небоскрёб ими отделать не получится (а жаль, выглядел бы он потрясно).

Так вот, вернёмся к оконным стёклам. После такого описания злоключений стеклодувов (длившихся, замечу, на протяжении веков) может возникнуть резонный вопрос — это самое, а они просто залить стекло в какую-нибудь формочку под размер оконной рамы не пробовали?
Ну, вообще-то пробовали. Ещё в Древнем Риме — там и придумали отливать толстые стёкла и заключать его в бронзовые рамы; говорят, что первое известное нам застеклённое окно нашли как раз в термах (античных банях) невезучего города Помпеи. Расплавленное стекло заливали в невысокую каменную ванну, где оно и застывало в нужный нам кирпичик.

Проблемой было то, что этот процесс на том уровне развития технологий довести до ума так и не сумели — стёкла, которые не лопались бы в процессе производства, в итоге получались очень толстые (вплоть до сантиметра толщиной), а потому очень тяжёлые. Но это полбеды — они ещё и ужасно мутные были.
Для нашего небоскрёба, как ни посмотри, неподходяще.

Далее произошла общая трагедия всей мужской части человечества — Римская Империя пала и постепенно развалилсь (здесь должна быть батарея ссылок на тематические посты Картавых и Герасименко).
Что тогда произошло с римской технологией производства оконного стекла до конца не ясно — либо она, как и многое другое, была надолго утрачена, либо стеклодувы в дальнейшем осознанно отказались от неё из-за высокой стоимости (расход материала с такими-то толстенными стёклами получался огромный) и не слишком высокого качества получавшихся в итоге изделий.
Но идея процесса, в принципе, была хороша, а потому…

В девятнадцатом веке англичанин Генри Бессемер (если кто из металлургии помнит б��ссемеровский процесс производства стали, так это тоже его детище) придумал, как автоматизировать стекольное дело.
По сути, он перешёл от изнурительного труда стеклодувов к хорошему, годному римскому техпроцессу, но серьёзно осовременил его — аппарат Бессемера вытягивал стекло из расплава на стальную плиту, а далее, пока оно постепенно остывало, прокатывал его по этой плите как длинную стеклянную ленту роликами типа небольшого конвейера.

Это выглядит хорошо, а минусы будут?
Будут — после твёрдой стальной плиты и роликов стекло нужно было долго шлифовать и полировать. Очень долго. И очень дорого.
Зато теперь стёкла можно было делать большими и разрезать на листы.

Вот лично я тут бы и остановился, честно говоря.
Ну, у нас уже есть балдёжные огромные стекла. После долгой полировки они даже вполне себе сносно выглядят (но не так хорошо, как привычные нам современные).
Не можешь себе их позволить по такой цене? Ну, что тут поделать — хочешь, подскажу тебе прекрасный магазин, торгующий бычьими пузырями для окон?

Но Бессемер был не таков. Он хотел сделать процесс ещё лучше.
Потому что хороший инженер заботится не только о том, как что-то сделать в принципе, но ещё и о том, как сделать это хорошо (если вы запомните из моего текста хотя бы одну мысль, пусть она будет вот этой).

Вот если бы у нас была идеально гладкая поверхность, то мы могли бы сразу отливать идеально гладкое стекло, верно ведь?
Тогда полировка была бы не нужна вовсе (или хотя бы не в том объёме, что раньше).

В теории вроде бы всё ясно, но... а где её взять, эту идеально гладкую поверхность? Я такую только в учебниках физики видел, в задаче на скатывание бруска по наклонной плоскости, рядом со словами "трением в данной задаче следует пренебречь".
В нашем неидеальном мире, шершавом как кошачий язык, с по-настоящему гладкими поверхностями вообще-то напряжёнка ужасная. И что теперь делать?

Новая идея Бессемера заключалась в том, чтобы использовать в качестве идеально ровного слоя поверхность расплава металла.
Для этой цели подходило олово — плотность расплава была больше, чем у стекла, и при этом расплавленное олово при температуре плавления стекла было более-менее стабильно (чем может похвастаться не каждый металл).

Победа? Нет, пока что всего лишь патент — технологии в то время не позволяли нормально реализовать этот процесс в условиях промышленности.

Вернулись к этой идее в пятидесятых годах прошлого века — теперь технологии позволяли.
Решили делать что-то вроде большой неглубокой ванны с расплавленным оловом на дне — горячее стекло аккуратно выливается на ванну, проплывая по ней постепенно остывает и расплывается на нужную толщину.

Так получается термополированное листовое стекло, оно же флоат-стекло.
И вот оно в наш небоскрёб подойдёт идеально — листы получаются большими и качественными, годятся на панорамное остекление. И стоят гораздо дешевле, чем те, что приходилось без устали полировать.
Но есть один нюанс... напомните, для чего я вообще начал это всё писать?
Ах да, краткая историческая справка, чтобы рассказать, что у такого стекла есть две стороны! И они разные.

Всё дело в том, что при такой технологии производства одна сторона стеклянного листа касалась оловянного расплава (её называют оловянной стороной, tin side) — а потому она неминуемо нахваталась немножко олова. Прям в микроскопических количествах, но всё-таки.

А вторая сторона оказалась сверху и взаимодействовала только с воздухом — эту мы считаем (условно) химически чистой, не испачканной и называем воздушной стороной (air side).

Ну как бы и ладно. Там олова-то, блин, всего-ничего — невооружённым глазом не видать даже. Какая вообще разница?

А разница есть.
Например, захотим мы сделать в наш котоскрёб зеркала — тогда нам нужно будет нанести на стеклянную основу раствор азотнокислого серебра (если мы выбрали технологию серебрения) или напылить тонкий слой алюминия (это называется красивым словом алюминирование).

Так вот если мы нанесём драгоценное серебро на оловянную сторону стекла, то через какое-то время оно может вступить в химическую реакцию с остатками олова и заметно потемнеть. Неприемлемо!

Нежные декоративные покрытия или некоторые краски тоже могут по-разному вести себя в зависимости от того, на какую именно сторону стекла мы их нанесём.

Вот видите, как важно уметь выбрать правильную сторону?

Что-то вроде списка источников:

Некоторые читатели наверняка вспомнили книгу Стеклянная река за авторством Беллы Дижур (её издания печатались в СССР в 1966 и 1980 годах).
В этой книге прекрасным простым языком рассказывается об истории стекла (и не только оконного) — гораздо лучше, чем это сделал я. Книжка по большей части рассчитана на детей, но почитать на досуге может быть интересно и тем, кто постарше.

Также есть книга Николая Николаевича Качалова, которая так и называется — Стекло.
Тоже издана в СССР в далёком 1959 году. Рассказывается там про историю стекла и особенности его производства, но эта книга рассчитана на более взрослую аудиторию и написана основательно; в ней четыре с половиной сотни страниц хорошего, годного научно-популярного текста (там один только список литературы на десять страниц вышел).

Для совсем уж серьёзных читателей (а раз вы дошли досюда, то вы такой и есть) — можете ознакомиться со статьёй Nanomechanical properties of commercial float glass в Journal of Non-Crystalline Solids (см. www.sciencedirect.com/science/ar... ), где обсуждаемую в моём тексте тему свойств разных сторон стекла раскрыли так, как это полагается делать настоящим учёным.

Автор: Александр Алещенко

Оригинал