При температурах от 700 до 900 °С эмалевый порошок, нанесенный на металл, взаимодействует с ним и образует гладкое блестящее прочно соединенное с металлом покрытие, причем, как было указано выше, эмаль размягчается в определенном интервале температур, а не при определенной температуре плавления. При нагреве изделия в печи от комнатной температуры до температуры обжига происходит оплавление эмали, которое можно подразделить на несколько фаз.

Изменение формы эмалевой гранулы при нагревании

1-я фаза. При загрузке образца в разогретую печь кислород воздуха беспрепятственно проникает через эмалевый порошок к поверхности металла и окисляет его. На поверхности меди — металла, чаще всего используемого для художественного эмалирования,— образуется окисный слой.
Далее...

Твердость есть сопротивление тела точечным нагрузкам. Различают динамические и статические методы определения твердости. К динамическим относится метод царапанья; к статическим — измерение твердости но 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).

Далее...

Упругостью называется способность материала после снятия нагрузки принимать первоначальную форму и размер. Под действием усилия деформации F (Н) изменяется длина образца на Δl (м)

Δl =

где l₀ — первоначальная длина образца, м; А—площадь поперечного сечения образца, мм²; α — коэффициент упругого удлинения, мм²*H; Е = l/α — модуль упругости, МПа.

Модуль упругости технических марок стекла равен 5*10⁴—8*10⁴ МПа, кварцевого стекла - около 7,2*10⁴ МПа,эмалей —5*10⁴ —7*10⁴ МПа.

Далее...

Наряду с рассмотренными выше существуют и другие виды деформаций, прочностные характеристики для которых установить практически невозможно.

Прочность при изгибе. Если образец в виде стержня подвергают изгибающей нагрузке до разрушения, то в поперечном сечении образец испытывает двойную деформацию: растяжения и сжатия. Прочность хрупкого стекла при такой деформации ограничена. Так как прочность на изгиб обратно пропорциональна толщине образца, то тонкие слои эмали в соединении с пластичным материалом основы довольно хорошо переносят напряжения изгиба. Так, согласно Кюну, покрытую эмалью алюминиевую или стальную фольгу толщиной 0,10— 0,25 мм можно скатывать в рулоны и непосредственно на строительной площадке разрезать для отделки фасадов зданий.
Далее...

Для определения прочностных характеристик при растяжении используются образцы в виде стержня. Образец нагружается усилиями растяжения до разрушения. Отношения силы к площади поперечного сечения образца есть предел прочности при растяжении. Для стекол помимо других факторов большое значение при определении прочностных характеристик имеет толщина образца. Так, у тонких нитей более высокая прочность при растяжении, чем у толстых. Средние значения этой величины для стекол (в МПа) следующие:

Далее...

Для испытания эмали на сжатие используется плоский образец, который подвергается нагрузке сжатия до разрушения. Усилие сжатия, при котором образец разрушается, отнесенное к его площади, соответствует пределу прочности при сжатии и измеряется в МПа.

Далее...

Под этим термином понимают отношение массы к объему тела, выраженное в г/см³. Для сравнения приведем средние значения плотности р, г/см³, стекла и эмалей:

Далее...

Эмалирование представляет собой процесс соединения двух материалов с различными свойствами. И несмотря на то, что температурные коэффициенты расширения обоих материалов близки по значению и в зоне соединения эмали с металлом сближаются еще больше, возникновение механических напряжений при нагревании неизбежно. На рисунке схематично показан данный процесс. При нагреве в печи от комнатной температуры до температуры обжига оба материала расширяются, причем металл расширяется больше, чем эмаль. При температуре обжига эмаль в расплавленном состоянии смачивает поверхность металла, и два различных материала соединяются в одно целое. Эмаль и металл при обжиге расширяются, причем на исходном образце длиной l₀ эмаль удлиняется на l_э, а металл — на l_м.

Далее...

Известно, что тело при нагревании расширяется, а при охлаждении уменьшается до первоначального размера и формы. Температурный коэффициент линейного расширения а выражает увеличение длины тела при повышении температуры на 1 К и измеряется в К^-1. Длину тела после нагревания l_t (м) можно найти по формуле

l_t=l₀+l₀αΔt = l₀(t+αΔt),

где l₀—длина тела до нагревания, м: Δt изменение температуры, К.
Далее...

Поверхностное натяжение σ равно работе (энергии), которая должна быть израсходована на увеличение поверхности жидкости на 1 см² .

На жидкость действует сила, под влиянием которой жидкость стремится принять форму шара — тела с минимальной поверхностью. Достаточно вспомнить о поведении шариков ртути или воды на жирной поверхности.

Пограничная среда оказывает большое влияние на поверхностное натяжение жидкости. Поверхностное натяжение характеризует, строго говоря, только отношение жидкости к собственному пару, так как газы и воздух не оказывают на него существенного влияния.

Если две жидкости или две различных эмали соприкасаются друг с другом, то говорят о пограничном поверхностном натяжении.

Далее...

Термопластичность относится к основным свойствам стекол и эмалей. При нагреве твердый хрупкий материал размягчается, постепенно переходит в пластичное состояние, с повышением температуры становится вязкотекучим и затем жидким, при этом четко определить границы состояния не представляется возможным.

В то время как у кристаллических материалов, например у металлов, изменения агрегатного состояния можно зафиксировать температурными точками (точка плавления у чистых кристаллических веществ, интервал плавления сплавов), у аморфных веществ нет фиксированных термических точек.
Далее...

Красота цветной эмали, ее устойчивость к химическим воздействиям, прочность есть результат ее соединения с металлом. Все, что обусловливает применение эмали в течение более двух тысячелетий в декоративно-прикладном искусстве и все в большей степени в современной промышленности, основано в конечном счете на особых химических и физических свойствах спая стекло — металл.

Далее...

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.

Предпосылкой для полного растворения и равномерного распределения всех компонентов в расплаве является тщательная подготовка исходных материалов. Точно взвешенное количество шихтовых материалов тщательно измельчают и смешивают так, чтобы в результате получилась однородная смесь твердых, мелких гранул компонентов. Эмалевую шихту расплавляют в печи до получения стеклообразной массы, которая представляет собой основу будущей эмали.

Далее...