Стекловидная эмаль , также называемая фарфоровой эмалью , представляет собой материал, полученный путем сплавления порошкообразного стекла с подложкой путем обжига, обычно при температуре от 750 до 850 °C (от 1380 до 1560 °F). Порошок плавится, течет, а затем затвердевает, образуя гладкое, прочное стекловидное покрытие. Слово стекловидный происходит от латинского vitreus , что означает «стеклянный».
Эмаль можно использовать на металле , стекле , керамике , камне или любом материале, который выдержит температуру плавления. С технической точки зрения обожженная эмалированная посуда представляет собой интегрированный слоистый композит из стекла и другого материала (или большего количества стекла). Термин «эмаль» чаще всего ограничивается работой по металлу, что является предметом этой статьи. По сути, та же самая техника, используемая с другими основами, известна под другими названиями: на стекле как эмалированное стекло или «расписное стекло», а на керамике она называется надглазурным декором , «надглазурными эмалями» или «эмалированием». Ремесло называется « эмалирование », художники — «эмалировщики», а изготовленные предметы могут быть названы «эмалями».
Эмалирование — это старая и широко распространенная технология, большую часть своей истории в основном используемая в ювелирном деле и декоративно-прикладном искусстве . С XVIII века эмали также наносились на многие металлические потребительские предметы, такие как некоторые кухонные сосуды , стальные раковины и чугунные ванны. Она также использовалась на некоторых бытовых приборах , таких как посудомоечные машины , стиральные машины и холодильники , а также на маркерных досках и вывесках .
Термин «эмаль» иногда применяется и к другим промышленным материалам, помимо стекловидной эмали, таким как эмалевая краска и полимерное покрытие эмалированной проволоки ; на самом деле, с точки зрения материаловедения, они сильно различаются .
Слово «эмаль» происходит от древневерхненемецкого слова smelzan ( плавить ) через древнефранцузское esmail [1] или от латинского слова smaltum , впервые встречающегося в 9 веке в Житии Льва IV . [2] Используемое как существительное, «эмаль» обычно обозначает небольшой декоративный предмет, покрытый эмалью. «Enamelled» и «enamelling» являются предпочтительными написаниями в британском английском , в то время как «enameled» и «enameling» предпочтительны в американском английском .
Самые ранние эмали использовали технику перегородчатой эмали, помещая эмаль в маленькие ячейки с золотыми стенками. Это использовалось как техника для того, чтобы крепко удерживать куски камня и драгоценных камней на месте с 3-го тысячелетия до н. э., например, в Месопотамии , а затем в Египте. Эмаль, вероятно, развивалась как более дешевый метод достижения аналогичных результатов. [3]
Самые ранние бесспорные объекты, в которых, как известно, использовалась эмаль, — это группа микенских колец с Кипра , датируемых 13 веком до н. э. [3] Хотя египетские предметы, включая украшения из гробницы Тутанхамона ок. 1325 г. до н. э., часто описываются как использующие «эмаль», многие ученые сомневаются, что стеклянная паста была достаточно расплавлена, чтобы ее можно было так описать, и используют такие термины, как «стеклянная паста». Кажется возможным, что в египетских условиях температура плавления стекла и золота была слишком близка, чтобы сделать эмаль жизнеспособной техникой. Тем не менее, похоже, есть несколько реальных примеров эмали, возможно, с Третьего промежуточного периода Египта (начало 1070 г. до н. э.). [4] Но она оставалась редкостью как в Египте, так и в Греции.
Техника появляется в кобанской культуре северного и центрального Кавказа и, возможно, была перенесена сарматами к древним кельтам. [3] Красная эмаль используется в 26 местах на щите Баттерси (ок. 350–50 гг. до н. э.), вероятно, как имитация красного средиземноморского коралла , который использовался на щите Уитхэма (400–300 гг. до н. э.). Плиний Старший упоминает об использовании кельтами этой техники на металле, которую римляне в его время едва ли знали. Стаффордширская пустошь — это сувенир II века н. э. с Адриановой стены , сделанный для римского военного рынка, на котором есть закрученный эмалевый декор в кельтском стиле. В Британии, вероятно, благодаря сохранившимся кельтским ремесленным навыкам, эмаль сохранилась до подвесных чаш раннего англосаксонского искусства .
Проблема, которая добавляет неопределенности относительно ранней эмали, — это артефакты (обычно выкопанные), которые, по-видимому, были подготовлены для эмали, но теперь утратили все, что заполняло перегородки или подложку для выемчатой эмали. [3] Это происходит в нескольких разных регионах, от Древнего Египта до англосаксонской Англии. Как только эмаль становится более распространенной, как в средневековой Европе примерно после 1000 года, предположение о том, что эмаль изначально использовалась, становится более надежным.
В истории европейского искусства эмаль достигла наибольшего значения в Средние века , начиная с поздних римлян, а затем и византийцев , которые начали использовать перегородчатую эмаль в подражание перегородчатым инкрустациям драгоценных камней. Стиль византийской эмали был широко принят народами Северной Европы периода Великого переселения народов . Затем византийцы стали использовать перегородчатую эмаль более свободно для создания изображений; это также было скопировано в Западной Европе. В Киевской Руси была разработана техника финифти. [ 5 ] [6]
Изделия из металла Mosan часто включали эмалевые пластины высочайшего качества в реликвариях и других крупных работах по золочению . Лиможская эмаль производилась в Лиможе , Франция, самом известном центре производства стекловидной эмали в Западной Европе, хотя Испания также сделала немало. Лимож стал известен выемчатыми эмалями с XII века, производя их в больших масштабах, а затем (после периода сокращения производства) с XV века сохранил свое лидерство, перейдя на расписную эмаль на плоских металлических пластинах. Техника выемчатой эмали была значительно проще и очень широко практиковалась в романский период. В готическом искусстве самые прекрасные работы выполнены в техниках basse-taille и ronde-bosse , но более дешевые работы в технике выемчатой эмали продолжали производиться в больших количествах для более широкого рынка.
Расписная эмаль оставалась в моде более столетия, а во Франции переросла в изысканный стиль Ренессанс и маньеризм , который можно увидеть на таких предметах, как большие демонстрационные блюда, кувшины, чернильницы и на небольших портретах. После того, как она вышла из моды, она продолжила использоваться в качестве средства для портретных миниатюр , распространившись в Англии и других странах. Это продолжалось до начала 19 века.
Развилась русская школа, которая использовала эту технику и на других предметах, например, в эпоху Возрождения, а также для относительно дешевых религиозных изделий, таких как кресты и небольшие иконы.
Из Византии или исламского мира техника перегородчатой эмали достигла Китая в XIII–XIV веках. Первое письменное упоминание о перегородчатой эмали встречается в книге 1388 года, где она называется «изделие даши («мусульманское»)». [7] Неизвестно ни одного китайского изделия, которое явно относится к XIV веку; самые ранние датируемые изделия относятся к правлению императора Сюаньдэ (1425–1435), которые, поскольку они показывают полное использование китайских стилей, предполагают значительный опыт в этой технике.
Cloisonné оставалась очень популярной в Китае до 19 века и производится до сих пор. Самые сложные и самые высоко ценимые китайские изделия относятся к ранней династии Мин , особенно к правлению императоров Сюаньдэ и Цзинтай (1450–1457), хотя изделия 19 века или современные изделия встречаются гораздо чаще. [7]
Японские художники не создавали трехмерные эмалевые предметы до 1830-х годов, но как только эта техника закрепилась на основе анализа китайских предметов, она стала развиваться очень быстро, достигнув пика в эпохи Мэйдзи и Тайсё (конец 19-го/начало 20-го века). [8] Эмаль использовалась в качестве украшения для металлических изделий примерно с 1600 года, [9] [8] а японская перегородчатая эмаль уже экспортировалась в Европу до начала эпохи Мэйдзи в 1868 году. [8] Перегородчатая эмаль известна в Японии как shippo , буквально «семь сокровищ». [10] Это относится к насыщенно окрашенным веществам, упоминаемым в буддийских текстах. [11] Первоначально этот термин использовался для красочных предметов, импортируемых из Китая. Согласно легенде, в 1830-х годах Кадзи Цунэкичи разбил китайский эмалевый предмет, чтобы рассмотреть его, затем обучил многих художников, положив начало собственной японской эмалевой промышленности. [11] [9]
Ранние японские эмали были мутными и непрозрачными, с относительно неуклюжими формами. Это быстро изменилось с 1870 года. [8] Компания Nagoya cloisonné ( Nagoya shippo kaisha) существовала с 1871 по 1884 год, чтобы продавать продукцию многих небольших мастерских и помогать им улучшать свою работу. [8] В 1874 году правительство создало компанию Kiriu kosho kaisha для спонсирования создания широкого спектра декоративно-прикладного искусства на международных выставках. Это было частью программы по продвижению Японии как современной индустриальной страны. [8]
Готфрид Вагенер был немецким ученым, приглашенным правительством для консультирования японской промышленности и улучшения производственных процессов. Вместе с Намикавой Ясуюки он разработал прозрачную черную эмаль, которая использовалась для фона. В этот период появились полупрозрачные эмали различных других цветов. [8] Вместе с Цукамото Кайсукэ Вагенер преобразовал процессы обжига, используемые в японских мастерских, улучшив качество отделки и расширив разнообразие цветов. [8] Кавадэ Сибатаро ввел множество техник, включая нагаре-гусури (капельная глазурь), которая производит радужную глазурь, и технику утидаси ( рельефная штамповка ), в которой металлическая основа выбивается наружу для создания эффекта рельефа . [12] Вместе с Хаттори Тадасабуро он разработал технику мориаге («нагромождение»), которая накладывает слои эмали друг на друга для создания трехмерного эффекта. [13] Намикава Сосукэ разработал живописный стиль, который имитировал картины. Он известен сёсэн (минимизированная проволока) и мусен (беспроводная перегородчатая эмаль): техники, разработанные совместно с Вагенером, в которых перегородчатые перегородки сводятся к минимуму или полностью выжигаются кислотой. [14] [9] Это контрастирует с китайским стилем, в котором использовались толстые металлические перегородчатые перегородки . [8] Андо Дзюбэй представил технику сётай-дзиппо ( plique-à-jour ), при которой металлическая основа выжигается, оставляя полупрозрачную эмаль, создавая эффект, напоминающий витражное стекло . [15] Компания Ando Cloisonné, соучредителем которой он был, является одним из немногих производителей этой эпохи, которые все еще действуют. [8] Стали популярными отчетливо японские дизайны, в которых в качестве тем использовались цветы, птицы и насекомые. Дизайны также все чаще использовали области пустого пространства. [9] Благодаря большей тонкости, которую позволяли эти техники, японские эмали считались непревзойденными в мире [16] и завоевали множество наград на национальных и международных выставках. [14] [17]
Эмаль была создана в Империи Великих Моголов около 1600 года для украшения золотых и серебряных предметов и стала отличительной чертой ювелирных изделий Великих Моголов. Известно, что двор Великих Моголов нанимал минакаров (эмальеров). [18] Эти мастера достигли пика своего мастерства во время правления Шаха Джахана в середине 17 века. В это время были популярны прозрачные эмали. [18] В Великих Моголовах производились как перегородчатая, так и выемчатая эмаль, причем выемчатая эмаль использовалась для лучших изделий. [18] Современное промышленное производство началось в Калькутте в 1921 году с Bengal Enamel Works Limited.
Эмаль использовалась в Иране для окрашивания и украшения поверхности металлов путем наплавления на нее ярких цветов, которые украшались в замысловатом узоре под названием Минакари . Французский путешественник Жан Шарден , путешествовавший по Ирану в период Сефевидов , упомянул об эмалевой работе Исфахана , которая включала узор из птиц и животных на цветочном фоне светло-голубого, зеленого, желтого и красного цветов. Золото традиционно использовалось для украшений Минакари, поскольку оно лучше удерживает эмаль, служит дольше, а его блеск подчеркивает цвета эмали. Серебро , появившееся позднее, используется для таких артефактов, как шкатулки, миски, ложки и предметы искусства. Медь начали использовать для изделий ручной работы после того, как в Индии был введен Закон о контроле за золотом, что заставило Минакари искать альтернативный материал. Первоначально работа Минакари часто оставалась незамеченной, поскольку это искусство традиционно использовалось на обратной стороне изделий кундана или украшений с драгоценными камнями, что позволяло изделиям быть двусторонними. [19]
В последнее время яркие, напоминающие драгоценные камни цвета сделали эмаль популярной среди ювелирных дизайнеров, в том числе ювелиров в стиле ар-нуво , среди дизайнеров безделушек, таких как яйца Питера Карла Фаберже и эмалированные медные шкатулки эмальеров Баттерси [20] , а также среди художников, таких как Джордж Стаббс и другие художники, писавшие портретные миниатюры .
Эмаль впервые была применена в коммерческих целях к листовому железу и стали в Австрии и Германии примерно в 1850 году. [21] : 5 Индустриализация усилилась по мере повышения чистоты сырья и снижения затрат. Процесс мокрого нанесения начался с открытия использования глины для суспендирования фритты в воде. Последующие разработки в течение 20-го века включают в себя сталь с эмалированным покрытием, подготовку поверхности только для очистки, автоматизацию и постоянное улучшение эффективности, производительности и качества. [21] : 5
Между мировыми войнами Кливленд в Соединенных Штатах стал центром эмалевого искусства под руководством Кеннета Ф. Бейтса; Х. Эдвард Винтер , преподававший в Кливлендской школе искусств, написал три книги по этой теме, включая «Эмаль на металлах» . [22] В Австралии художник-абстракционист Бернард Хеслинг вывел этот стиль на первый план своими стальными пластинами разного размера, начиная с 1957 года. [23] Возрождение эмалевого искусства произошло ближе к концу 20-го века в Советском Союзе под руководством таких художников, как Алексей Максимов и Леонид Эфрос . [24]
Стекловидную эмаль можно наносить на большинство металлов. Большинство современных промышленных эмалей наносят на сталь, в которой контролируется содержание углерода, чтобы предотвратить нежелательные реакции при температурах обжига. Эмаль также можно наносить на золото, серебро, медь, алюминий , [25] нержавеющую сталь, [26] и чугун . [27]
Стекловидная эмаль обладает многими полезными свойствами: она гладкая, твердая, химически стойкая, долговечная, устойчивая к царапинам (5–6 по шкале Мооса ), имеет длительную стойкость цвета, легко чистится и не горит. Эмаль — это стекло, а не краска, поэтому она не выцветает под воздействием ультрафиолета . [28] Недостатком эмали является тенденция к растрескиванию или разрушению при нагрузке или изгибе подложки, но современные эмали относительно устойчивы к сколам и ударам из-за хорошего контроля толщины и коэффициентов теплового расширения, хорошо соответствующих металлу. [ требуется цитата ]
Автомобильная компания Buick была основана Дэвидом Данбаром Бьюиком на средства, заработанные им на разработке усовершенствованных процессов эмалирования, около 1887 года, для листовой стали и чугуна. Такой эмалированный железный материал имел и до сих пор имеет множество применений: рекламные вывески начала 20 века и некоторые современные рекламные вывески, внутренние стенки духовок , кастрюли , корпуса и внутренние стенки основных кухонных приборов , корпуса и барабаны стиральных машин и сушилок, раковины и чугунные ванны , силосы для сельскохозяйственных хранилищ и технологическое оборудование, такое как химические реакторы и фармацевтические технологические резервуары. Такие сооружения, как заправочные станции , автобусные станции и дома Lustron, имели стены, потолки и структурные элементы из эмалированной стали. [ требуется ссылка ]
Одно из самых распространенных современных применений эмали — производство качественных досок для рисования мелом и маркерных досок (обычно называемых «черными досками» или «белыми досками»), где устойчивость эмали к износу и химикатам гарантирует, что не будет «призраков» или не стираемых отметок, как это происходит с полимерными досками. Поскольку стандартная эмалированная сталь магнитно притягивается, ее также можно использовать для магнитных досок. Некоторые новые разработки за последние десять лет включают эмалевые/антипригарные гибридные покрытия, золь-гель функциональные верхние покрытия для эмалей, эмали с металлическим внешним видом и легкоочищаемые эмали. [29]
Ключевым компонентом стекловидной эмали является тонко измельченное стекло, называемое фриттой . Фритта для эмалирования стали обычно представляет собой щелочное боросиликатное стекло с тепловым расширением и температурой стекла, подходящими для покрытия стали. Сырье плавится вместе при температуре от 2100 до 2650 °F (от 1150 до 1450 °C) в жидкое стекло, которое выводится из печи и подвергается термическому удару либо водой, либо стальными роликами во фритту. [30]
Цвет эмали получается путем добавления различных минералов, часто оксидов металлов: кобальта , празеодима , железа или неодима . Последний создает нежные оттенки от чистого фиолетового до винно-красного и теплого серого. Эмаль может быть прозрачной, непрозрачной или опалесцирующей (полупрозрачной). Различные цвета эмали можно смешивать, чтобы получить новый цвет, как краску.
Существуют различные типы фритты, которые можно наносить последовательно. Сначала наносится грунтовочный слой; он обычно содержит расплавленные оксиды переходных металлов, таких как кобальт, никель, медь, марганец и железо, которые облегчают адгезию к металлу. Затем наносятся прозрачные и полупрозрачные фритты, содержащие материал для получения цветов.
Три основных исторических метода эмалирования металла:
Варианты и менее распространённые методы:
Другие типы:
См. также японские техники шипояки .
На листовой стали наносится слой грунтового покрытия для создания адгезии. Единственная подготовка поверхности, необходимая для современных грунтовых покрытий, — это обезжиривание стали слабощелочным раствором. Белые и цветные вторые «покровные» слои эмали наносятся поверх обожженного грунтового покрытия. Для электростатических эмалей цветной эмалевой порошок может наноситься непосредственно на тонкий необожженный слой грунтового покрытия «базового покрытия», который обжигается совместно с покровным слоем в очень эффективном процессе двухслойного/однослойного обжига.
Фритта в грунтовом покрытии содержит расплавленный кобальт и/или оксид никеля, а также другие оксиды переходных металлов для катализа реакций связывания эмали со сталью. Во время обжига эмали при температуре от 760 до 895 °C (от 1400 до 1643 °F) на стали сначала образуется окалина из оксида железа. Расплавленная эмаль растворяет оксид железа и осаждает кобальт и никель . Железо действует как анод в электрогальванической реакции, в которой железо снова окисляется, растворяется стеклом и снова окисляется с имеющимися кобальтом и никелем, ограничивающими реакцию. Наконец, поверхность становится шероховатой, а стекло закрепляется в отверстиях. [41]
Эмалевые покрытия, нанесенные на стальные панели, обеспечивают защиту основного материала, будь то облицовка дорожных туннелей, станций метро, надстроек зданий или других применений. Его также можно использовать в качестве навесного ограждения. Качества этого конструкционного материала включают: [42]
Мы сомневаемся, что какая-либо форма искусства эмальера может сравниться с работами, выполненными в Японии, которые отличаются большой свободой дизайна и самыми изысканными градациями цвета.