解決完稻田水源爭端的次日清晨,林墨便帶著趙老大和兩名從泉州招來的老陶工,鑽進了臨時改造完成的玻璃工坊。
工坊緊鄰水泥窯而建,用耐火磚砌築出一座高約一丈的豎窯,窯膛中央懸掛著一個由耐火黏土混合石英砂製成的圓柱形坩堝,容量足有兩石。
窯外堆放著三類核心原料:經三次篩選、顆粒細如麵粉的石英砂,用草木灰與貝殼灰反覆提純、研磨成粉的純鹼,以及敲碎後過篩的石灰石碎末。
這些都是林墨對照維基百科 “古代玻璃製備工藝” 條目,逐一確認的基礎配方,此刻正靜靜等待著被高溫轉化為透明的 “奇蹟”。
“先按石英砂六成、純鹼兩成半、石灰石一成半的比例配料,記準了,差一點都不行。”
林墨蹲在木槽旁,親自用銅製小秤稱量原料,指尖捏著純鹼粉末,眉頭微蹙。
“純鹼吸潮快,稱的時候動作要快,別讓它沾太多水汽。”
趙老大和陶工們圍在一旁,手裡拿著竹片,仔細記錄著每種原料的用量,他們一輩子跟泥土、火焰打交道,卻從未想過沙子石頭能燒成透明物件,眼神裡滿是好奇與敬畏。
配料混合均勻後,被緩緩倒入坩堝,林墨親自封上窯口,點燃了窯底的木炭。
可剛燒了兩個時辰,第一個難題就來了:如何判斷窯溫是否達到玻璃熔融所需的 1500℃呢?
維基百科裡提到 “玻璃熔融需高溫,可透過火焰顏色、原料狀態判斷”,但具體如何操作,卻沒有詳細說明。
一開始,林墨只能憑肉眼觀察窯口的火焰:當火焰呈暗紅色時,溫度約 800℃,坩堝裡的原料只是微微發熱;燒到橙紅色,溫度升至 1200℃,原料開始結塊,卻始終保持灰白色。
直到火焰變成刺眼的亮白色,偶爾還帶著淡藍色焰尖,林墨才判斷溫度接近 1500℃。
這是他結合現代化學知識推斷的,亮白色火焰對應高溫區,淡藍色則是木炭充分燃燒產生的一氧化碳火焰,說明窯內通風良好,溫度穩定。
為了精準控溫,他還讓人在窯壁上鑽了一個小孔,插入一根裹著黏土的細鐵條,每隔半個時辰拔出來觀察:鐵條表面呈暗紅色,說明溫度不足,需添木炭、開大通風口;若鐵條頂端微微熔化,說明溫度過高,要減少木炭、關小風口。
“溫度低了,原料熔不透,燒出來是‘石頭疙瘩’;溫度高了,坩堝會被燒裂,玻璃液全漏了。”
林墨一邊調整通風口,一邊對趙老大解釋,額頭上滿是汗珠 —— 窯口的熱浪撲面而來,哪怕隔著三尺遠,也能感受到灼人的溫度。
就這樣,經過三天三夜的持續加溫,坩堝裡的原料終於開始變化:灰白色的混合物漸漸融化,變成渾濁的糊狀,接著又慢慢變得透明,像一汪流動的琥珀。
林墨透過窯口的觀察孔,看到玻璃液表面泛起細小的氣泡,心裡鬆了口氣,製作玻璃的第一步,熔融算是成功了。
可沒等眾人高興多久,第四天清晨,窯底突然滲出一灘透明的液體,很快就冷卻成硬塊,坩堝裂了!
林墨連忙熄火,待窯溫冷卻後,拆開窯壁一看,坩堝底部出現了一道兩寸長的裂紋,玻璃液就是從這裡漏出來的。
“是坩堝的耐火性不夠。”
林墨撿起碎裂的坩堝殘片,發現黏土裡的石英砂含量不足,無法承受 1500℃的高溫。
他立刻查閱記憶裡的維基百科內容,想起 “古代埃及玻璃窯常用石英砂混合長石、黏土製作坩堝,增強耐高溫性”。
於是,他讓人從附近的山上採集長石,敲碎後研磨成粉,按石英砂 50%、長石 30%、黏土 20% 的比例重新制作坩堝,還在坩堝內壁塗抹了一層細石英砂漿,防止玻璃液與坩堝粘連。
新坩堝入窯後,又出現了新問題:玻璃液裡的氣泡越來越多,冷卻後形成密密麻麻的小孔,像塊蜂窩煤。
林墨記得維基百科裡提到 “熔融階段需持續攪拌,排出氣泡”,可坩堝懸在窯膛中央,怎麼攪拌?
他靈機一動,讓人打造了一根一丈長的鐵勺,勺頭裹著耐火黏土,從窯頂的小口伸進去,每隔一個時辰就緩慢攪拌玻璃液。
鐵勺剛伸進去時,能聽到 “滋啦” 的聲響,攪到後來,玻璃液越來越順滑,氣泡也漸漸減少,這是因為攪拌能讓玻璃液裡的空氣逸出,還能讓溫度更均勻,避免區域性過熱。
好不容易解決了氣泡問題,冷卻階段又出了岔子。
第一次嘗試自然冷卻時,玻璃液在坩堝裡凝固後,突然 “咔” 的一聲炸裂,碎成了十幾塊。
林墨拿著碎玻璃,仔細觀察斷面,發現裂紋是從內部向外延伸的,這是冷卻速度太快,玻璃內外溫差過大導致的熱應力破裂。
他再次翻找記憶中的資料,想起 “玻璃需緩慢退火,消除內應力”。
於是,他在窯外搭建了一個保溫棚,裡面鋪著厚厚的草木灰,將熔融後的玻璃液連坩堝一起放進棚裡,蓋上麻布和陶片,讓溫度緩慢下降:第一天保持 800℃,第二天降到 500℃,第三天降到 300℃,直到第七天,才完全冷卻到室溫。
當保溫棚被揭開時,所有人都屏住了呼吸:坩堝裡躺著一塊半透明的玻璃,雖然邊緣還有些粗糙,內部只有零星幾個小氣泡,但確實是貨真價實的玻璃!
林墨用鐵鉗小心翼翼地將玻璃取出,對著陽光舉起 —— 陽光透過玻璃,在地上投下清晰的光斑,比西班牙商鋪裡賣的玻璃還透亮幾分。
燒製出玻璃粗坯只是第一步,要變成能用的玻璃窗、玻璃器皿,還需要一系列加工。
林墨先讓人打造了一套玻璃加工工具:有用來切割的青銅刀(刀刃鑲嵌細金剛石粉,增強硬度),有用來打磨的砂岩磨盤,還有用來塑形的陶模。
切割時,林墨先用青銅刀在玻璃表面劃出一道淺痕,然後用木槌輕輕敲擊痕線一側,這是林墨利用玻璃的脆性,讓它沿痕線斷裂。
一開始,玻璃總是碎得不規則,浪費了好幾塊粗坯。
後來,他在維基百科的 “玻璃切割工藝” 條目裡找到訣竅:切割前先在玻璃表面塗一層煤油,增加刀刃與玻璃的附著力,劃痕要均勻用力,敲擊時力度要輕而準。
按照這個方法,終於能將玻璃切割成規整的長方形、圓形。
打磨是最耗時的工序。
切割好的玻璃邊緣鋒利,表面也有細小的劃痕,需要用砂岩磨盤從粗磨到細磨。
粗磨用顆粒粗的砂岩,去除邊緣的毛刺;細磨用細砂岩,讓表面變得光滑;最後再用羊毛氈蘸著石英砂粉拋光,直到玻璃表面能映出人影。
兩名陶工輪流打磨,每天要磨六個時辰,磨壞了三塊砂岩磨盤,才做出第一塊平整透亮的玻璃窗片。
製作玻璃器皿時,林墨採用了 “吹製法”。
這是他從維基百科裡看到的古羅馬玻璃工藝。
先將熔融的玻璃液取出一小塊,粘在鐵管一端,然後對著鐵管另一端吹氣,玻璃液在氣流作用下膨脹,變成中空的氣泡,再放在陶模裡繼續吹氣、塑形,冷卻後取出,切割掉多餘的部分,再打磨拋光。
第一次吹制時,玻璃液太稀,一吹就破;後來調整了溫度,在玻璃液半凝固狀態時開始吹制,終於做出了一個簡陋的玻璃杯子,雖然形狀不夠圓潤,但卻是臺中堡的第一個玻璃器皿。
半個月後,當第一批玻璃窗被安裝在議事廳的窗戶上時,整個臺中堡都沸騰了。
村民們紛紛湧來看稀奇,看著陽光透過透明的玻璃灑進屋裡,比窗戶紙亮堂十倍,都忍不住驚歎。
“林公子真是神仙下凡!連石頭都能變成這麼透亮的物件!”
林墨站在議事廳裡,看著窗外的陽光透過玻璃,在地上投下斑駁的光影,心裡滿是成就感。
從配料、控溫到解決漏液、氣泡、炸裂難題,再到後續的切割、打磨、吹制,每一步都充滿挑戰,但也讓他更加堅信,知識就是力量。
他拿起一個剛做好的玻璃杯子,對著陽光望去,彷彿看到了更遠的未來。
用玻璃製作望遠鏡,提前發現海上的敵人;用玻璃製作試管,改進火藥配方;甚至用玻璃製作鏡子,開闢新的貿易商品。
“接下來,咱們要建更大的玻璃窯,批次生產玻璃窗和器皿。”
林墨轉身對趙老大說。
“還要研究在玻璃里加入一些金屬,做出帶顏色的玻璃來,比如紅色,藍色這些,這樣的玻璃更值錢。”
趙老大連連點頭,眼裡滿是幹勁。
工坊外的陽光正好,透過新安裝的玻璃窗,照亮了滿是玻璃雛形的工作臺,也照亮了臺中堡的新希望。