第四十章 如何制作琉璃
《列子·汤问》中,有“两小儿辩日”的故事。
故事中说,近者热而远者凉,可见春秋战国时期,已经有了“温度”这个概念。
此后千年,人们习惯用寒、冷、凉、温、热、烫等来表示温度,读书人们甚至还造出了很多的优雅词汇来描述它们。
例如,寒峰、冷烟、凉风、温酒。
但你若不肯糊涂于这不够精准的描述,于是去询问书院里的夫子,寒锋有多寒,冷烟有多冷,凉风有多凉,温酒有多温,就会被当成课堂闹事,挨了戒尺,打将出去。
所以,中国古代的“温度”概念及其发展,一直困在“定性分析”之中,不得脱离。
世界上第一只定量温度计,是由与赵士祯同时代的伽利略,在1593年发明的。
如今是大明1566年。
叹矣!
自西汉武帝独尊儒术之后,百家之学遭遇断绝。
然儒家传承千年,从一种先进文化思潮慢慢转变成皇帝的御民、愚民之道,犹如抱薪救火,结果自然南辕北辙。
所谓读书,为的是修身齐家治国平天下,为的是朝为田舍郎,暮登天子堂,学而优则仕。
全大明凡是读过书的聪明人都治人去了,便形成极致的内卷。
人这玩意,治得再好,道德境界再高,能比猪肉好吃吗?
不能吧!
还是马克思说的对嘛,经济基础决定上层建筑。
是以建国以来,儒家之道渐遭抛弃,理工为主,文史为辅,算是极致重压下的反弹。
玻璃部部长吕离,这是一位头发灰白,已近花甲之年的老者,出自琉璃制作匠户世家。
林余曾亲眼见过吕离制作的一件宫殿琉璃礼器。
颜色白如凝脂,形状阔似宫殿,宫殿各种装饰,如飞檐、窗棂、屋内八仙桌椅、桌旁三位小人……
细微处才见真功夫,惟妙惟肖,美轮美奂。
这样的一个琉璃制作大师,既然说了温度计制造不出,那必定是制造不出。
林余思索片刻,放弃了直说现代玻璃工艺的制作方法,决定还是先问问琉璃的制作工艺,再行改进之法,最是稳妥。
他问道:
“吕部长,琉璃器是如何制得的?”
吕离见林余认怂,心中不由得意。
老话说得好,嘴上没毛,办事不牢。
这位年纪轻轻的管事老爷,说了一大堆莫名其妙的奇技淫巧,也就十三岁小孩才会感兴趣罢了。
他可倒好,便真以为自己有天大的本事,竟敢到他面前指手画脚来了,当真是尾巴都翘上天了。
什么狗屁温度计?
哈哈,不懂行的嫩雏,一说话就漏了馅。
陈国保也是,好歹也二十多年的手艺了,竟给他唬住了,此刻也一脸沉思相呢。
吕离心中瞧不上这油嘴滑舌的年轻管事,面上却更加恭敬,回答道:
“管事老爷听我老头详说。”
“制作琉璃器的第一步是做模。用蜡做模,模雕刻好后,再用青铜脱蜡制作法制作琉璃器。
把闵地运来的漳浦各色水晶、炼丹术所用铅丹、配置好的用来上色的釉料等混合,烧熔了,再加入乳浊剂和一些用来上色的矿石粉,倒入蜡模周围,吹塑或造型,最后冷却即可。
一般来说,制作一件大型琉璃礼器,需要半月有余,中间有十几道工序,每一步都不能有丝毫错误,否则前功尽弃。呵,没有几年的熟练功夫,连入门都未必呢。”
吕离说话声音越来越响,到了最后,隐隐有师傅教训学徒的颐指气使了。
旁边的木工部部长拉他衣服,他竟恍若未觉。
水晶、铅丹、釉料、乳浊剂?
水晶是琉璃主要原料,要想烧熔,至少要1700度以上的高温。
古代可没法达到这种温度,于是加入铅,降低熔点。
釉料是各种金属矿物,可使得琉璃呈现出各种瑰丽颜色,例如铜成蓝色,铁成绿色,锰成紫色,钴成紫红色。
不过,乳浊剂是做什么的?
“乳浊剂?”林余有些疑惑,问道:“这个起什么作用?”
吕离见林余真的一副勤学好问姿态,心中轻视之心稍稍收敛,又答:
“降低琉璃的透明度。如果不加乳浊剂,出来的琉璃就是透明的。透明琉璃,不如各种色彩的琉璃好看,自然就卖不上价钱。”
林余顿时长了见识。
原来中国古代并不是造不出透明玻璃,而是故意为之。
他还奇怪呢,一般来说,含铅量高的玻璃,颜色就越接近透明。
可中国古代的琉璃多为铅钡玻璃,却还不如西方诸国的钠钙玻璃透明度高。
原来是加了乳浊剂。
按照林余本来设想,他需要玻璃部为他烧制一批常用的化学实验仪器,成功率又大了一分。
不过,正如吕离所说,铅钡玻璃固然色彩更加缤纷,却易碎又不耐高温。
而化学实验,常常需要加热和冷却。
所以,接下来,就是改进配方,试着既能保留玻璃透明的特点,又能有钠钙玻璃耐高温的特点。
按照近现代的西方钠钙玻璃制作工艺,钠钙玻璃的主要原料是石英砂、石灰石、长石、纯碱等。
在大明,石英砂和长石主要用来烧制陶瓷,石灰石用来盖房子,这三样东西较易获取。
所以,钠钙玻璃的制作,难点在于如何获取纯碱,也就是苏打,碳酸钠。
中国与西方之所以发展出了两种截然不同的玻璃制作工艺,归根结底还是因为“自然条件”不同。
中国铅钡玻璃起源于炼丹术,对的,炼丹师们误打误撞之下,不仅发明了火药,也发明了铅钡琉璃。
由于中国多高岭土,可生产瓷器,瓷器结实又耐高低温,取代了琉璃的生活用途,琉璃作为“高端”陶瓷,便一直得不到广泛发展,只能沦为观赏礼器之用。
西方钠钙玻璃起源于新月沃地,也就是如今的两河流域和埃及一带。新月沃地有很多“天然碱湖”,自然而然地就发展出了钠钙玻璃。
中国可没有“碱湖”这样的地理条件。
在古代,生产碱的方法一般是将草木烧成灰后淋洗得到,常被用做发面酵母。
北方吃面食,但在宋代以前,北方百姓们的主食是粟和菽,也就是小米和大豆,小麦这种作物传入的早,但作为主食的时间晚,百姓们吃不起白面粉,便不需要碱来发酵。
南方吃大米,就更用不到碱了。
所以,中国既没有“碱湖”这样的地理条件,也没发展起需要用碱的生活习惯。
如今为了制作钠钙玻璃,便不得不大批量制碱了。
草木灰制碱,效率低下,林余并不打算采取这种办法。
他决定因地制宜。
在化学中,最早的纯碱工业化路线有两条:
舍勒法和马勒比法。
舍勒,就是高中课本上发现了氧气的瑞典化学家。
【舍勒法】:
取铅矿烧熔,再通入食盐水,化学反应后得到烧碱,也就是氢氧化钠。
烧石灰石,分解得二氧化碳,再与烧碱反应,可得纯碱。
这种方法最适宜浙地。
浙地靠海,食盐水随手可得。铅矿本就是制作琉璃的原料之一,甚至有纯度更高的铅块可用。
另一种方法是【马勒比法】,也被称为硫酸法,主要原料就是硫酸、铁矿和食盐水。
其中,铁矿和食盐水易得,硫酸不易得,甚至算得上难以得到。
硫酸在大明又被称为绿矾油,最早也是由炼丹师炼丹时干馏绿矾矿石而得,这却不是误打误撞。
炼制各种矿石成不老药,或者点石成金,本来就是炼丹师的主业。
近代西方硫酸制法是“铅室法”,铅室法早期用的不是“铅室”,而是“玻璃室”。
将硝石与硫黄置于一处,对,就是黑火药的两种原料,再放进满是水的玻璃容器中,然后点燃硫黄。
硫黄生成二氧化硫,硝石分解成氧气和二氧化氮。
二氧化硫被氧化成三氧化硫,再与水结合,生成硫酸。
但玻璃室并不耐压,不是爆炸就是漏气,毒气逸散,工人惨死,资本家抽着雪茄,喝着小酒,搂着情妇,资产越来越多。
当年抗日时,八路军为了造威力更大的边区造手榴弹,也用这个方法制硫酸,但把玻璃容器换成了瓷实的大水缸,巧妙避过了这个问题。
综合考虑,林余还是决定不操之过急,先采用危险性较小的舍勒法。
制得纯碱之后,四种原料齐备,再采用琉璃的制作工艺,钠钙玻璃的制作便再无困难了。
他对琉璃部部长吕离说道:
“除了温度计,我还需要你做一些玻璃容器,这些仪器都需要耐热,也要耐冷,还要结实。”
“但你先别急,听我说!”
“现在,我另教你一种玻璃制作工艺。”
“这种玻璃,更加结实,也更耐高低温,正适合温度计和玻璃容器的制作。”