Эмаль – это образовавшаяся посредством частичного или полного расплавления стекловидная застывшая масса неорганического, главным образом оксидного состава, иногда с добавками металлов, нанесенная на металлическую или керамическую основу.
Красота цветной эмали, ее устойчивость к химическим воздействиям, прочность есть результат ее соединения с металлом.
Виды эмалей
Технические эмали для бытовых предметов торговли (посуда) и для специального назначения.
Ювелирная эмаль — легкоплавкое прозрачное или глухое стекло, которое наносят на медь, серебро, золото при температуре 1250—1400° С.
Эмали по светопропусканию подразделяют на прозрачные, фондон, непрозрачные и опаловые.
Прозрачные (транспарантные) эмали изготавливают различных цветов и яркости. Металлическая подложка более или менее отчетливо просвечивает через эмаль. Фондон— бесцветная прозрачная эмаль — образует бесцветное блестящее покрытие на металлической подложке, широко используется в комбинации с цветными эмалями в художественном эмалировании. Непрозрачные (опаловые) эмали при добавлении глушителей в шихту становятся полностью непрозрачными. Могут быть получены во всех цветовых оттенках. Опаловые (опалисцирующие) эмали наполовину прозрачны, т.е. представляют среднее между прозрачными и непрозрачными эмалями. Благодаря специальным условиям обжига приобретают специфический вид: напоминают молочный опал.
Завод-изготовитель обычно дает рекомендации по выбору наиболее подходящих металлических подложек для данных эмалей. В том случае, если температуры обжига эмалей достаточно низкие, они могут наплавляться как на медь, так и на серебро и золото. Эмали, специально предназначенные для серебра и желтого металла, отличаются тем, что их цвет особенно хорошо проявляется на этих подложках.
В настоящее время большую цветовую палитру эмалей предлагают нам заводы из Европы (Франция, Австрия), Америки и Японии, в России эмали представлены практически одним производителем.
На вопрос, сколько эмалей различных цветов находится в распоряжении эмальера, невозможно дать конкретный ответ. Важно какого результата он добивается и чаще использует эмали, поведение которых при обжиге он хорошо знает. Чем больше опыта у эмальера, тем большую палитру эмалей он использует. Часто эмаль одного и того же номера, но различных варок может отличаться по цвету и температурным режимам обжига.
Палитра эмалей
Эмали маркируются соответствующим номером и названиями цветов, например цвет зеленой, серо-голубой, желтый топазовый, светло-синий, опал. Однако ни название цвета, ни внешний вид эмалевого полуфабриката не определяет фактический цвет эмали. Только при обжиге ее на металле определяется окончательный цвет, который, кроме этого, зависит еще и от условий обжига. На цвета прозрачных эмалей большое влияние оказывает подложка.
Для определения свойств и комбинационных возможностей эмали ее наносят и обжигают на пробной пластине с разнообразными подложками при одинаковых условиях одновременно. т.е. один и тот же цвет на разных подложках будет выглядеть совершенно по разному.
Каждый эмальер знает, что эмали обладают определенными свойствами, которые под влиянием определенных условий (таких, как температура обжига, число обжигов, свойства других эмалей, подложки, перегородок) могут изменяться, что приводит к любым неожиданностям.
| Образец | Температура обжига | Наименование изделий | ГОСТ или ТУ |
| Эмали ювелирные | ТУ 2366-011-00303835-95 | ||
 | 790оC | Рубиновая 3 | " |
| " | Рубиновая 5 | " |
| " | Непрозрачная сиреневая 42 | " |
| " | Рубиновая 81 | " |
| " | Непрозрачная хакки 6 | " |
| " | Непрозрачная белая 10 | " |
| " | Непрозрачная белая 12 | " |
| " | Непрозрачная белая 13 | " |
| " | Синяя 14 | " |
| 750оC | Непрозрачная опал 16 | " |
| 790оC | Фиолетовая 18 | " |
| " | Фиолетовая 19 | " |
| " | Желтая 22 | " |
| 750оC | Непрозрачная серая 23 | " |
| 790оC | Непрозрачная голубая 28 | " |
| " | Непрозрачная черная 31 | " |
| " | Бесцветный фондан 32 | " |
| 750оC | Непрозрачная серая 33 | " |
| 790оC | Непрозрачная желтая 34 | " |
| " | Голубая 41 | " |
| " | Электрик 49 | " |
| " | Зеленая 58 | " |
| " | Непрозрачная фисташковая 60 | " |
| " | Непрозрачная голубая 63 | " |
| " | Непрозрачная голубая 64 | " |
| " | Непрозрачная голубая 65 | " |
| " | Светло-синяя 66 | " |
| " | Непрозрачная темно-голубая 67 | " |
| " | Фиолетовая 68 | " |
| " | Зеленая 83 | " |
| " | Прозрачная зеленая 84 | " |
| " | Непрозрачная бирюзовая 85 | " |
| " | Непрозрачная синяя 91 | " |
| " | Непрозрачная зеленая 97 | " |
| " | Непрозрачная темно-зеленая 100 | " |
| " | Темно-зеленая 101 | " |
| " | Морская зелень 114 | " |
| " | Фиолетовая 116 | " |
| " | Коричневая 117 | " |
| " | Электрик 120 | " |
| " | Электрик 122 | " |
| " | Прозрачная синяя 125 | " |
| " | Синяя 126 | " |
| " | Синяя 127 | " |
| " | Непрозрачная желтая 130 | " |
| " | Непрозрачная оранжевая 131 | " |
| " | Непрозрачная красно-оранжевая 132 | " |
| " | Оранжевая 133 | " |
| " | Непрозрачная красная 134 | " |
| " | Непрозрачная красная 135 | " |
| " | Рубиновая 145 | " |
* палитра эмалей (российского производителя)
Составы эмалей
Эмаль по одному из старинных рецептов приготавливается из одной части кварцевого песка, одной части борной кислоты и двух частей свинцового сурика. Для придания цвета добавляются пигменты: окись кобальта (синий-чёрный), окиси кадмия (красный), окиси купрума (зелёный).
Современные эмали состоят из двуокиси кремния, борного ангидрида, окиси титана, окиси алюминия, окислов щелочных и щёлочноземельных металлов, цинка, свинца, различных фторидов. Эмалевые покрытия используются везде, где надо добиться долговременной химической стойкости покрытия — трубы, химические реакторы и т. д.
Эмалируемые металлы
Эмальеры для основы использую медь, драгоценные металлы и их сплавы в художественном эмалировании.
Платина
Из всех эмалируемых металлов самый низкий коэффициент термического расширения у платины. Но при небольших напряжениях изгиба эмаль скалывается в силу отсутствия химической связи и низкой прочности сцепления. Лишь придавая поверхности шероховатость, можно добиться удовлетворительного сцепления эмали с металлом. Цвета эмалей на Платине устойчивы. Благодаря высокой температуре плавления (1773,5° С) обжиг эмали не представляет трудности. Но из-за высокой стоимости Платины практического значения как основа для нанесения эмали она не имеет.
Золото и сплавы желтого металла
Теплый желтый цвет золота гармонично сочетается со всеми оттенками эмали. Особую яркость и выразительность придает золото красным тонам. При выборе цвета эмали необходимо учитывать, что голубые и зеленые эмали отливают желтизной из-за цвета основы.
Температура плавления желтого металла довольно высокая (1063° С), термическое расширение несколько выше, чем у эмали, поэтому можно безбоязненно наносить эмаль на любые предмета из желтого металла. Несмотря на отсутствие химического взаимодействия сцепление эмали с металлом прочное.
Для художественного эмалирования хорошо зарекомендовали себя сплавы желтого металла 750-й пробы. Температуры плавления этих сплавов достаточно высокие; прочность сцепления с эмалью удовлетворительна; цвета эмали более яркие, чем при использовании чистого желтого металла.
Серебро и сплавы серебра
Благодаря высокой отражательной способности серебро придает прозрачным — в особенности зеленым и голубым— эмалям бриллиантовый блеск, хотя некоторые эмали взаимодействуют с серебром и изменяют свою окраску. Чистое серебро имеет высокую температуру плавления (1060,5° С).
У сплавов серебра благодаря присутствию в них купрума сцепление эмали с основой значительно прочнее, а термическое расширение меньше, что улучшает свойства покрытия.
Для эмалирования рекомендуется сплав 960-й пробы, температура плавления которого достаточно высока и составляет 900—930° С, а наличие 3% купрума заметно улучшает сцепление эмали со сплавом.
Свойства эмалей
Поскольку свойства технических стекол в известной мере близки к свойствам эмали, то за основу были взяты определения Кюна. Специальные свойства эмали рассмотрены на основе разработок Петцольда и Кюна-Гаи.
Твердость
Твердость есть сопротивление тела точечным нагрузкам. Различают динамические и статические методы определения твердости. К динамическим относится метод царапанья; к статическим — измерение твердости по Бринеллю, Виккерсу и Роквеллу.
Измерение твердости по Моосу, т.е. методом царапанья, основано на относительной твердости минералов. Шкала измерений имеет десять ступеней. Более твердые минералы оставляют царапины на более мягких. Твердость эмали большая, чем полевого шпата (6 единиц), и меньшая, чем кварца (7 единиц по шкале Мооса).
При измерении по Виккерсу в материал вдавливается четырехгранная алмазная пирамида и устанавливается соотношение между силой вдавливания и площадью отпечатка. Твердость эмалей по Виккерсу находится в пределах от 4,5*103 до 6,5*103 МПа.
Упругость
Упругостью называется способность материала после снятия нагрузки принимать первоначальную форму и размер. Под действием усилия деформации F (Н) изменяется длина образца на l (м).
Модуль упругости технических марок стекла равен 5*104—8*104 МПа, кварцевого стекла - около 7,2*104 МПа, эмалей —5*104 —7*104 МПа.
Находящиеся в эмали газовые пузырьки увели