Как уже было описано(стекло) варку стекла осуществляют из стеклообразователей (двуокиси кремния, трехокиси бора и т.д.) и модификаторов (окиси щелочных и щелочно-земельных металлов) с добавлением красящих окислов металлов, окисей алюминия, свинца, соединений фтора и т.д.
Между большинством кислых стекло-образующих окислов и основными стекломодифицирующими окислами не должно существовать стехиометрической пропорции. Тугоплавкое сырье для изготовления эмалей и флюсы образуют основу для эмалевой массы, называемой фриттой.
Кварц применяют в виде особо чистого песка, но при этом в расплав все же попадает ряд примесей, особенно окислы железа. С другими естественными шихтовыми материалами в образовавшуюся фритту также попадают некоторые примеси. В расплаве эти материалы взаимодействуют друг с другом в виде окислов.
Образовавшаяся из рассмотренных компонентов фритта прозрачна и служит основой для прозрачных эмалей. При добавлении в стекловидный расплав глушителей понижается его прозрачность и таким образом получают исходный материал для непрозрачных эмалей. Введенные в прозрачную фритту глушащие добавки обладают показателями преломления иными, чем у основы стекла. Свет при прохождении через эмалевую массу отклоняется неравномерно, рассеивается и отражается. Чем больше разница показателей преломления основного стекла и глушителя, тем больше глушащий эффект. С увеличением толщины слоя эмали увеличивается и эффект глушения, но одновременно уменьшается ударная прочность покрытия . Глушители не растворяются или частично растворяются в эмали. Если они растворяются в жидкой эмалевой массе, то при охлаждении выделяются в виде твердых частиц или газов. Мелкие газовые пузырьки отражают свет.
Окрашивается эмалевая масса добавками нескольких процентов различных окислов металлов — пигментов. Прозрачные эмали состоят из фритты и красящей добавки (красителя), непрозрачные цветные эмали — из фритты, глушителя и красящей добавки. Непрозрачная белая эмаль состоит только из фритты и белого глушителя. Черная эмаль относится к цветным эмалям, так как ее получают при добавке красителей.
При смешивании красящих окислов добиваются многочисленных цветовых оттенков, используемых в ювелирных эмалях.
При введении красителей в эмаль возможны следующие варианты взаимодействия:
- краситель, как и белый глушитель, не растворяется в эмали;
- краситель растворяется частично;
- краситель растворяется в эмали полностью.
До сих пор эмали составляют на основе экспериментальных данных. Многие факторы невозможно заранее предусмотреть, так как взаимодействие компонентов в процессе плавления приводит к различным отклонениям. Состав эмали зависит от заданных технологических параметров.
Исходная рецептура ювелирных эмалей (по данным народного предприятия в г. Радеберг, ГДР) предусматривает следующее соотношение основных компонентов, %:
Кварц |
34—55 |
Бура (борная кислота) |
0—12,5 |
Сода |
3 — 8 |
Поташ |
1,5—11 |
Свинцовый сурик |
25—40 |
Плавиковый шпат |
0—2,5 |
Криолит |
1—4 |
Калиевая селитра |
0—2 |
Мышьяк |
0—4 |
Красящие окислы (окись меди, железа, кобальта, хрома, марганца) |
0,1—5,0 |