Стекло - [51]

По своему составу смальты относятся к группе свинцовых силикатных стекол. Значительное содержание свинца способствует понижению температуры варки и увеличению яркости достигаемых окрасок. Погоня за этим эффектом зачастую приводит к повышению содержания свинца до недопустимых пределов, что нередко имеет своим последствием недостаточную прочность и долговечность материала.

Как известно, основное специфическое свойство мозаических смальт — это их заглушенность.

Глушение стекла происходит в результате распределения по всей его массе бесчисленного множества мельчайших кристаллических частиц, которые получились или потому, что введенный в шихту глушитель (вещество, способствующее помутнению стекла) не растворился во время варки стекла, или потому, что, растворившись во время варки, он выделился при охлаждении в виде маленьких кристалликов. Размеры таких кристалликов могут быть очень малы, меньше одного микрона (тысячной доли миллиметра). В одном кубическом миллиметре их бывает до нескольких сот тысяч.

Сами по себе эти кристаллики обычно совершенно прозрачны, но их показатель преломления отличается от показателя преломления окружающего стекла, вследствие чего падающие на них лучи света отклоняются от своего прямолинейного направления и стекло перестает быть прозрачным, оставаясь только просвечивающим. Оно пропускает через себя свет, но расположенный за таким стеклом предмет остается невидимым.

Как уже отмечалось, в качестве глушителей стекла с древних времен применяли костяную муку, т. е. фосфорнокислый кальций, а также окислы олова, мышьяка и сурьмы. Именно с применением этих глушителей были сварены смальты всех известных нам мозаик, начиная от античных и кончая теми, что украшают стены Исаакиевского собора в Ленинграде.

В наше время для глушения наиболее часто употребляются фториды (криолит, плавиковый шпат и некоторые другие природные и искусственные соединения фтора). По сравнению с вышеуказанными глушителями фториды имеют ряд существенных преимуществ технического и экономического характера и с каждым годом приобретают все большее и большее распространение.

Второе, не менее характерное для смальт свойство — богатство и разнообразие окраски. Говорят, что знаменитая «папская» мозаическая мастерская в Риме хранила на своих складах смальту 28 тысяч различных цветовых оттенков. В ленинградской мозаической мастерской, находящейся в ведении Академии художеств СССР, сейчас есть в запасе 15 тысяч сортов смальт разных колеров, заготовленных еще в прошлом столетии Санкт-Петербургским стеклянным заводом.

Крашение стекла относится к числу сложных технических проблем и включает обширный круг вопросов, находящихся в стадии теоретической и экспериментальной разработки. Рамки настоящей книги и цели, которые она себе ставит, не допускают широкого охвата этой темы, и мы ограничимся показом того многообразия факторов, явлений и условий, с которыми здесь приходится считаться.

Прежде всего обратим внимание на то, что обширная палитра красок мозаических смальт, насчитывающая несколько десятков тысяч цветовых оттенков, достигается при использовании немногим больше десятка красителей, уже знакомых нам. Назовем их еще раз: железо, марганец, медь, никель, кобальт, уран, золото, серебро, сурьмянокислый свинец; позднее стал применяться хром и уже в наше время — селен и сернистый кадмий. Большинство из указанных элементов проявляет свои красящие свойства в стекле при соединении с кислородом, т. е. в виде окисей. При этом огромное значение имеет степень окисления, иными словами — количество молекул присоединяемого кислорода. Металлы обычно обладают переменной валентностью: они способны соединяться с различным количеством кислорода, причем каждое из таких соединений характеризуется особой окраской. Например, медь, в зависимости от степени окисления, дает голубой и красный цвета, а то и совсем не окрашивает стекла, железо — желтый и голубой, марганец — желтоватый и фиолетовый и т. д.

Добиться в процессе варки, чтобы тот или иной краситель перешел в желаемую степень окисления, не всегда просто. Для этого нужно суметь обеспечить ряд условий, например провести варку в окислительной или восстановительной среде, т. е. с избытком или недостатком воздуха, что иногда бывает затруднительно. Часто для этой же цели нужно ввести в шихту восстановитель — вещество, способное во время варки отнимать у красителя кислород, или окислитель, действие которого обратно действию восстановителя. В качестве окислителей применяются обыкновенно калиевая или натриевая селитра, восстановителями же обычно служат уголь, опилки, мука, винный камень, закись олова, алюминий. Нужно знать, когда, сколько именно из этих веществ следует вводить.

Окраска стекла в некоторых случаях сильно зависит от тех сочетаний, в которых краситель в стекле находится. Например, ни сурьма, ни свинец в отдельности не красят стекло, а сочетание их в виде сурьмянокислого свинца применяется стеклоделами с незапамятных времен как прекрасная желтая краска. Сера окрашивает стекло в синий цвет, а в присутствии кадмия, который сам по себе не красит стекло, дает желтый цвет.