ВТОРИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СМАЛЬТ

Одной из древнейших технологий в декоративно-прикладном искусстве является мозаика из смальт. Технология производства смальт не была известна широкому кругу лиц, поэтому рецепты некоторых цветов и оттенков смальт бесследно утеряны. Современным мозаичистам требуется достаточно широкая палитра цветов.

В новых изделиях, а также при реставрации и реконструкции старых мозаик пытаются получить нужный цвет и различные эффекты, прибегая к современным методам и технологиям их производства.

Для получения нужного материала необходимо знать хотя бы приблизительно используемую издавна технологию производства. Смальта представляет собой глушеное силикатное стекло, окрашенное оксидами различных металлов. Она, как и любое другое стекло, варится из основных и вспомогательных материалов. Основными являются кварц или кварцевый песок, поташ (зола растений,  папоротника, бука) и сода. Предварительно материалы подготавливают, освобождая их от примесей, влияющих на качество стекла.

Процесс приготовления цветных смальт состоит из нескольких стадий получения: стеклянного сплава; глухого белого стекла – «белил»; шмельцев – основного цветного сплава, получаемого сплавлением «белил» с красителями; варки и плавки смальт. После варки смальты выливают и медленно охлаждают в печи, что придает значительную прочность смальтовому стеклу. Затем производится растягивание плиток с целью приготовления смальт определенной толщины. Плитки нагреваются в печи и растягивают.

Белую смальту получают сплавлением песка и золы. Варят в тиглях, пока состав не станет жидким как клей; когда смесь золы и песка сварена, то зачерпнув железной ложкой, ее плавят так долго, пока она не станет совершенно белой. Глухое белое непрозрачное стекло получают сплавлением 36,3 кг кварцевого песка, 15,9 кг очищенного поташа, 6,35 кг извести, 2,27 кг селитры, 0,91 кг арсеника, 0,68 кг белил.

Самым ценным свойством смальт является ее широкая цветовая палитра, воспроизведение практически любого цвета. Происходит это благодаря введению в основной состав красителей. Применяемые при окрашивании вещества должны быть устойчивыми при обжиге. Наиболее богатой палитрой обладают вещества, обжигаемые при температурах не выше 800-850°C. С повышением температуры обжига палитра устойчивых красителей все более сужается, так с температурой обжига 1400°C палитра очень ограничена.

Окрашивание стекловидных масс обычно создается с помощью растворения ионов  красителя  в стекловидной фазе, а также с помощью диспергирования в ней окрашенных частиц коллоидной или твердой фазы, наподобие глушения.

Окраска зависит от природы вводимых красителей, от химического состава стекломассы и от режима обжига.

По физико-химическим свойствам красители можно разделить на три группы: молекулярные, коллоидные и шпинельного типа.

Молекулярные – красители, которые входят в состав молекулы стекла. Вступая во взаимодействие с кремнеземом расплава, молекулярные красители образуют соответствующие силикаты, которые сообщают стеклу тот или иной цвет.

Молекулярное окрашивание применимо к стеклам почти любого химического состава, однако состав стекла влияет на оттенок цвета. Среда для варки - окислительная.

Mn: закись (MnO) окрашивает в слабый розово-желтый цвет, окись (Mn2O3) – в фиолетовый. Co: закись (CoO) сообщает сине-фиолетовую окраску с красноватым оттенком.

Ni: закись (NiO) калиевые стекла окрашивает в красновато-фиолетовый, натриевые – в желто-коричневый. Cr: трехокись хрома (Cr2O3) сообщает зеленый цвет, хромовый ангидрид (CrO3) – желтый.

Fe: закись (FeO) – зеленый, окись (Fe2O3) - желтый

Cu: окись (CuO) – зеленый (бирюзовый)

U: окись - уранат (UO3) – желто-оранжевый

Дисперсоидные или коллоидные – растворяются в стекле не вступая с ним в химическое соединение. Стекло, окрашенное таким красителем, представляет собой коллоидный раствор. Окраска проявляется при вторичном подогреве, который называется «наводкой». При окрашивании большое влияние оказывает температура и продолжительность  наводки, а также вязкость  стекла. Металлическое золото, серебро, медь, сульфоселениды кадмия, находящиеся в коллоидном состоянии в расплаве стекла, являются коллоидными красителями.

Шпинельные – не вступают во взаимодействие с расплавом и в нем не растворяются. Природа окраски напоминает глушение. Пигменты получают либо путем прокаливания чистых окислов металлов, либо их смеси с Al2O3, SiO2, ZnO и пр., либо получением окрашенных соединений типа шпинелей, которые благодаря особенностям кристаллической структуры, отличаются устойчивостью к действию высоких температур и агрессивному действию расплавов.

При изготовлении цветных смальт пользуются молекулярным и коллоидным окрашиванием, что позволяет создавать смальты большими партиями. Однако эти способы дорогостоящие и вредные.

Производство смальт небольших партий, но разнообразных палитр в пределах небольшой мастерской, так называемое вторичное использование материала, позволяет рассмотреть шпинельное окрашивание.

Белую смальту, осколки, не используемые в работах, с определенным составом, можно измельчить при помощи ступки до порошкообразного состояния с фракций 0,25; 0,1; 0,071мм. С помощью магнита удаляются частицы от стальной ступки.

Смальта самостоятельный материал, но способный наплавляться на металл и керамику, как глазури и эмали. Чтобы этого не происходило при исследовании производилась прокладка слюдой или промазывание лещатки (материала на котором плавятся образцы) каолином.

Смальта, как и стекло, не имеет определенной точки плавления. Примерную температуру можно определить опытным путем, нагревая измельченную смальту в муфельной печи. Частицы порошка начинают сплавляться при 750оС. Однако, не все красители способны сплавляться со смальтами при 750оС, для некоторых требуются более высокие температуры. Так диапазон температур китайских пигментов 800-1250оС, дулевские же начинают взаимодействие и при 750-800оС. Химический состав пигментов также влияет на рабочие температуры и характеристики получаемых материалов. Так синий пигмент «3509» при 750-800 оС имеет матовую поверхность, тогда как желтый «2871» - глянцевую.

Еще одним важным параметром является время выдержки. Достаточным является 3-5 минут, при 20-40 минутных выдержках образуются большая пузырчатость, что существенно портит лицевую поверхность материала.

Насыщенность цвета зависит от температуры и количества вводимого пигмента. Наибольшая яркость при одинаковом количестве пигмента проявляется при 900оС. Целесообразное количество вводимого пигмента до 10- 12%.

Размер образцов при 750оС составил около 30мм, при 800-900оС – около 25 мм, при 950оС – 28мм, при 35мм до обжига.

Данный способ получения цветных смальт из отходов белых смальт  крайне удобен. Палитра цветов предсказуема, пигменты хорошо сочетаются как с основой, так и друг с другом. Пользуясь колористическими таблицами и предварительными пробниками цветов возможно воспроизведение практически любых оттенков. Используя в качестве разделителя с подложкой каолин, возможно получение самостоятельного материала.

Список литературы

1.     Виннер А.В. Материалы и техника мозаичной живописи. М: ИСКУССТВО, 1953.

2.     Солнцев Ю.П., Пряхин Е.П. Материаловедение. СПб: ХИМИЗДАТ, 2004.

3.     Щапова Ю.Л. Византийское стекло. М.: Эдиториал УРСС. 1998.