玻璃器皿上的花纹是如何形成的?

作者:魏德勇来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-03-12

玻璃器皿上的花纹,全凭蚀刻玻璃的“巧匠”——氢氟酸。

狗年春节期间,四川省的成都博物馆隆重举行“阿富汗珍宝展”。开展仅四天,便吸引逾五万人现场参观。此展览对东西方文化交流,一带一路发展都有促进作用。此次展品之中,有大量来自阿富汗贝格拉姆考古遗址的玻璃器皿。作为罗马帝国的典型产品,这些玻璃器皿上的花纹非常漂亮,充分显示了当时玻璃制造的杰出工艺。此外,仿玉、翡翠、珊瑚等制成的瓶、碗、鼻烟壶等玻璃器皿,不但颜色逼真,具有独特风格和韵味,其表面的花纹往往让人眼前一亮。

那么,这些玻璃器皿表面的花纹是如何制作出来的呢?

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阿富汗珍宝展中的彩绘玻璃制品。(网络图)

玻璃性质稳定,不怕盐酸、硫酸、硝酸和王水的侵蚀,还经得起强碱的腐蚀。同时,玻璃本身较硬 ,一般要用金刚石或其它合金才能切割。很显然,要在玻璃上刻花纹绝非易事。

“一物降一物”。当玻璃碰上氢氟酸时,就会被腐蚀。因为氟是最活泼的元素,几乎能与所有元素发生化学反应。氟和氢结合生成氟化氢,氟化氢溶于水成为氢氟酸。氢氟酸(HF)是卤族元素形成的无氧酸,具有非常强的腐蚀性,遇到玻璃就会发生化学反应。

氢氟酸如何与玻璃器皿发生化学反应呢?

原来,玻璃器皿多用钠钙硅酸盐玻璃做成,其主要成分是二氧化硅。二氧化硅是无色透明或白色粉末,熔沸点都很高,坚硬难熔,不溶于水,天然的二氧化硅俗称硅石,是构成岩石的成分之一。二氧化硅遇到氢氟酸,会生成能挥发的四氟化硅气体和水。于是玻璃就被腐蚀为毛玻璃。

二者反应的化学式为:SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O

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表面蚀刻漂亮的家居玻璃。(来源于视觉中国)

氢氟酸是蚀刻玻璃的“巧匠”。利用它的这种特性,可在玻璃工艺品上刻出各种美丽的图案。具体方法是先将玻璃器皿放进熔化了的石蜡中浸一下,然后用刀子划破蜡层刻成花纹,再涂上氢氟酸,或者放进氟化氢气体中,进行腐蚀。当洗去残余的氢氟酸,刮掉石蜡后,玻璃器皿上就留下了美丽的花纹。在量筒、滴定管等玻璃化学仪器内表面进行刻度或加字,也是采用这种方法。

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实验室玻璃器皿。(网络图)

在工业上,目前普遍使用酸抛光来让玻璃表面形成不同的效果,酸抛光即涂氢氟酸前,把玻璃器皿放在不同的酸里进行浸泡,使其更好地发挥作用。

作为题外话的是,正因为氢氟酸会腐蚀玻璃,所以千万不要把氢氟酸存放在玻璃容器中。

【参考资料】

1、 学科网之《雕刻巧匠——氢氟酸》;

2、 论文《艺术浮雕玻璃》,侯伯文;

3、 论文《玻璃艺术对现代设计的启示》。

4、 论文《玻璃蚀刻配方方案》,https://wenku.baidu.com/view/b1fa79c158f5f61fb7366612.html。

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