Сергей Песков - История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей

Эмаль была частью человеческой жизни в течение тысяч лет. Эмалированные металлические украшения древних цивилизаций до сих пор выглядят также красиво, как и много веков назад.

Сегодня архитекторы, художники и дизайнеры с использованием стеклоэмалевых покрытий имеют возможность реализовать архитектурные проекты, которые будут жить на протяжении веков.

Ни один другой материал на рынке используемый одновременно для внутреннего и наружного применения сегодня не может сравниться по качеству со эмалированной поверхностью. К этому можно добавить бесконечный спектр и долговечность цвета, узоров и текстуры с блеском или матовостью.

Эмалями (стеклоэмалями)называются стекловидные покрытия по металлам или другим материалам (например, керамике).

Для изготовления эмалей применяют многокомпонентные алюмоборосиликатные щелочные стекла различного состава. Наносить эмаль на поверхность изделия можно сухим или мокрым способом.

При сухом способе тонко измельченный порошок стекла наносят на поверхность нагретого защищаемого изделия, а затем обжигают. В результате плавления эмаль растекается по поверхности и после охлаждения образует тонкую (0,1–0,2 мм) стеклянную пленку.

При мокром способе эмаль приготавливают в виде суспензии стеклянного порошка в воде и наносят на поверхность путем пульверизации или погружения в нее изделия.

Эмалью покрывают проволочные резисторы, представляющие собой керамические трубки, на которые намотана проволока. При расплавлении эмаль создает изоляцию между витками проволоки и защищает обмотку от воздействия внешней среды. Для предотвращения растрескивания температурные коэффициенты линейного расширения эмали и защищаемого материала должны быть приблизительно равны.

Стеклоэмаль представляет собой стекло, наплавленное на металл до образования прочно сцепленного твердого слоя. Это происходит за счет химической связи, образующейся при заполнении расплавленной эмалью микронеровностей поверхности основания изделия и, как следствие, растворения металла в стекле. Результатом становится слой эмали толщиной 0,25 мм, устойчивый ко многим абразивным и агрессивным средам.

Технология покрытия металлических изделий стеклоэмалью – традиционный метод изготовления знаков, табличек и других изделий, требующих исключительных параметров износостойкости и длительной эксплуатации. Мы применяем жаростойкие составы силикатных эмалей, которые отвечают государственным, а так же зарубежным стандартам качества.

Уникальные свойства стеклоэмали определяются химическим составом фритты – силикатных стекол сложного состава. Фритту получают плавлением тщательно перемешанных тугоплавких материалов с флюсами при 1100–1450 °C до образования однородного расплава.

Изготовление продукции со стеклоэмалевым покрытием происходит в 4 этапа:

– подготовка металлической поверхности, очистка от загрязнений с помощью механической, химической и термической обработки;

– обжиг в печи при температуре 750–850 °C;

– нанесение на металлическое основание размолотой фарфором или кварцитом в шаровых мельницах фритты с добавлением воды;

– проверка качества эмалевого покрытия.

При покрытии стеклоэмалями знаков и табличек гарантированы:

– высокая термостойкость, сопротивляемость воздействию ультрафиолета, все изделия из стеклоэмали не воспламеняются, выдерживают перепады температур от минус 50 до плюс 60 °C, а так же поток прямой солнечной радиации не теряя первоначальных свойств;

– защита металла от коррозии, плотное равномерное эмалированное покрытие ограждает металлическое основание от физического и химического взаимодействия, агрессивной окружающей среды;

– стойкость к загрязнениям, граффити, к стеклоэмалированным знакам не притягивается пыль, поскольку они не накапливают статическое электричество, благодаря гладкой поверхности красящие, клеящие и другие химические вещества легко удаляются, сохраняя первоначальный вид и свойства объекта;

– универсальность оформления, бесконечные возможности в плане размера, формы и декора итоговых изделий, нет ограничения по использованию цветовой гаммы.

• Стеклоэмалированные изделия должны оставаться неизменными при многократной обработке всеми известными видами моющих средств и растворителей, а также после применения растворов кислот.

• Изделия должны проходить тестирование на ударостойкость. Сила удара при проверке должна превышать 0,78 Джоуля (0,08 кгс/м).

• Срок годности от 25 до 50 лет без видимых изменений свойств изделий

Покрытия обязаны переносить проверки на устойчивость против коррозии. При взаимодействии с уксусной кислотой концентрацией 4 %, потеря массы изделия должна быть не более 0,25 мг/дм обработанной поверхности. После испытания на поверхности не должно оставаться матового пятна.

Изделия должны проверяться на пригодность к использованию в разных термических условиях.

Внешний вид и структура изделия остаются неизменны более 10 лет.

Фото– и термохромные стёкла способны обратимо изменять светопоглощение под воздействием, соответственно, света или температуры. Фотохромные стёкла, темнеющие на свету, с середины XX века широко используются в качестве линз очков-«хамелеонов», для остекления зданий в жарком климате. На автомобилях такое стекло не прижилось из-за неподходящих характеристик затемнения, но часто применяются атермальные стёкла, слабо пропускающие инфракрасные лучи и уменьшающие разогрев салона солнцем; отличить их можно по характерному, как правило, зеленоватому оттенку.

Здания и сооружения с большой площадью остекленных поверхностей давно стали обязательной частью современной архитектуры. Эти эффектные визуальные объекты нуждаются в затенении стекол.

Более всего разработчикам оконных технологий интересны две сферы: способность стекла сохранять тепло в помещении и его функция защиты от солнечной радиации. Современные исследования, которые ведутся по этим направлениям, базируются на возможности управлять интенсивностью пропускания потока ультрафиолетового излучения.

Такое управление может быть пассивным, используемым в фотохромном и термохромном стекле, и активным, сферой применения которого является так называемое «умное» стекло. Оно имеет несколько названий и в разных источниках фигурирует как smart-стекло и стекло с переменной прозрачностью.

Фотохромные стекла – это неорганические стекла, светопропускная способность которых меняется под воздействием ультрафиолетового или короткого волнового видимого излучения.