玻璃的化学成分

玻璃的化学成分

生活中的玻璃随处可见，那它有什么化学成分呢?以下是

本人要与大家分享的：玻璃的化学成分，供大家参考!

玻璃的化学成分之世界古代玻璃化学成分综论

【提要】本文通过对世界古玻璃化学成分分析结果

而进行综合性研究，探讨中国古玻璃与西方古玻璃的相互关系，研究中国古玻璃的起源问题。

【关键词】世界古玻璃成分综论

运用科学测试手段对古玻璃的化学成分和物理特征进行分析，是判断古代玻璃的来源、工艺水平、年代等最有效的方法。正如中国科学院院士、古玻璃研究专家干福熹教授指出的那样：“古玻璃的化学组成的鉴定分析，是研究中国古玻璃的重要方面①。”这种方法也是研究世界古玻璃的来源、年代最有效的方法。近几十年来，国内外不少专家利用现代先进的科学仪器，对古玻璃的化学成分、同位素比例和古玻璃的物理特性(如显微结构、密度、折射率、膨胀系统、转变湿度、软

化湿度、显微硬度等)进行测试研究，为解决、判断古玻璃的

来源和年代提供了重要的依据。因此，本文拟对世界古玻璃化学成分分析结果进行一次较系统的综合性探讨，以寻求和了解西方古玻璃与东方古玻璃的不同之处，进而探讨中国古代玻璃的起源问题。因本人学识水平有限，不妥之处，敬请识者赐教。

一、世界古代玻璃测试情况

自从纽曼②在1927年和特纳③于1954年公布美索不达米亚地区早期(公元前800年)的玻璃化学成分分析结果之后，人们开始认识到运用科学的化学成分分析是研究古玻璃来源，判断古玻璃年代，识别不同区域玻璃的最有效的方法，因此，

科技界的许多专家致力于古玻璃测试分析研究工作，并取得了大量的科学数据。我国科技界的干福熹院士、史美光教授、李青会博士等是利用科学仪器进行古玻璃化学成分测试的最有成就的专家。目前，我国采用的科技测试方法有：X射线荧光谱分析法(CXRF)、湿化学法分析、原子吸收光谱(AAS)、发射光谱分析(AES)、激光光谱分析、质谱分析、电子探针技术(EPMA)、X射线光电子能谱分析(XPS)、质子激发X射线荧光分析(PSXE)、卢瑟福背散射分析(PBC)、偏光显微镜观察、能谱分析法(EDAX)等。美国康宁玻璃博物馆布里尔、原苏联科学院考古研究所阿卜拉扎科夫以及越南的黄文余、叶霆花等都对古玻璃进行测试。据统计，世界古玻璃的化学成分测试样品已达2700多件，见表1。

由上可知，国外古玻璃测试数量所占的比例很大，如原苏联科学院考古所已抽522种样品进行测试，其中阿卜拉扎科夫就进行了150多个样品的分析。中国的古玻璃也测试了284件。这些古玻璃的测试，为研究古玻璃的来源，判断古玻璃的年代提供了有力的科学依据。为了便于讨论，我们在这里把各地所测的基本结果作如下分析。表1世界古代玻璃化学成分测样数量统计表

序号测样名称测样数量(件) 文献来源备注

1 美索不达米亚古玻璃160 ④

2 埃及古玻璃140 ⑤

3 罗马古玻璃600 ⑥

4 中亚古玻璃522 ⑦ 其中公元前1400年至公元3世纪共129件

5 越南古玻璃13 ⑧

6 泰国古玻璃12 ⑨

7 中国古玻璃284 ⑩ 其中发掘品188样号

8 印度古玻璃 98 11

9 日本古玻璃 5 12

10 朝鲜半岛古玻璃 1511 13

11 德国古玻璃 512 14

12 美国康宁古玻璃 200 其中战国至汉代17件

13 关善明古玻璃 667 15

合计2721

1.美索不达米亚古玻璃。

根据考古发现，美索不达米亚地区所生产的玻璃是世界上最早的玻璃，距今约5000年。大约在公元前16世纪，美索不达米亚就出现了玻璃器皿的生产技术，而且很快传播到叙利亚、塞浦路斯、埃及等地。据纽曼和特纳所公布的美索不达美亚地区出土的早期古玻璃的化学成分分析结果来看，其化学成分主要是纳钙，其主要原料石英砂来自附近沿海地区，而且在这些石英砂原料中，夹杂着一些甲壳动物的外壳，这些甲壳含有大量的碳酸钙(CaCO3)因此，这些甲壳成为了制造玻璃的

原料之一。同时，海边还有不少泡碱物质(为碳酸钠物质

Na2CO)，这种泡碱实际上是制造玻璃的主要助熔剂。这些天然的玻璃原料，为美索不达米亚先民所利用，制成了具有西方特色的钠钙玻璃，而且在后来得到延续和发展。到今天，钠钙玻璃仍然是世界玻璃制造业的主流产品。据纽曼所测试的公元前800年的玻璃化学成分，氧化硅含量一般在655%左右，氧化钠为15.55%，氧化钙为6.59%，氧化镁为4.54%，氧化钾为

2.11%，三氧化铝为1.7%。

2.埃及古玻璃。

埃及是世界文明的发源地之一。埃及古代玻璃的发展，

可以说是从最早的釉砂发展到玻砂，最后出现了玻璃。埃及最早的玻璃大约出现于公元前16世纪，是较为简单的单色玻璃珠，大约到了公元前10世纪，蜻蜓眼玻璃珠开始流行，而且通过丝绸之路传入中国。根据有关专家对埃及古玻璃化学成分的分析结果，埃及古玻璃的化学成分也是以钠钙为主。这些古玻璃的化学成分，氧化硅含量在760%～70%，氧化钠为15%～21%，氧化钙为6%～11%，氧化镁为3%～6%。玻璃的主要着色剂为铜和锰，形成了一种非常漂亮的埃及蓝色玻璃，也有的称之为“埃及蓝”。

3.罗马玻璃。

距今约2500年前，罗马玻璃制造业已经有了很大发展，出现了吹制玻璃、雕花玻璃、镶嵌玻璃、搅胎玻璃等新的玻璃产品，而且以惊人的速度，庞大的数量向世界各地销售。吹制技术的发明，是对传统模铸玻璃的革新和创造。吹制技术的运用，使玻璃生产速度加快，产量增多，成本降低，价格便宜，销量大，而且由于吹制采用无模自由成型，器壁薄，轻巧耐用，种类繁多，五颜六色，不像以前模铸玻璃器壁厚，品种少，产量低，价格高，满足不了民众的需求。从33个地方600多个品种的古玻璃样品的测试结果看，大部分玻璃都是钠钙玻璃，也有少量的钾钙玻璃和钾玻璃，但氧化镁含量较高，一般在3%～9%之间。在玻璃着色上，还引入了新的材料，如MnO、CaO、Fe2O3，一些深蓝色玻璃还用CoO、SR2O3等作为熔化过程中的澄清剂，以清除玻璃中的气泡，还有的在乳白色玻璃中加入骨粉(P2O5)。由于罗马玻璃产量大，而且五光十色，故而深受世人的珍爱，正如我国古文献所记载的那样，“大秦国出青、白、黑、黄、赤、绿、钳、缥、红、紫十种琉璃，又有五色琉璃，红色者最贵”17。