Эмалированная посуда

Эмалирование — изобретение давнее, даже непонятно насколько давнее. Самые древние предметы с художественной эмалью обнаружены в Греческих Микенах, это полторы тысячи лет до нашей эры. И, по-видимому это только нашли, само искусство куда древнее. При этом технологически эмаль — это нанесение стекловидного покрытия, а стекло тогда нормально выплавить не могли (хотя примерно в этом время в Вавилоне начали производить глазурованый кирпич).

Ну и естественно, искусство эмали развивалось от столетия к столетию — тут и Древний Египет, и Китай, а потом — Персия и Византия — и даже кельты начиная с 5 века до нашей эры.

Тем не менее, началом технического эмалирования считается 1728 год, когда Пьер Фошар во Франции попытался делать эмалированные золотые зубы. И пусть даже они «не пошли», попытка засчитана. А массово начали выпускать в 1764 году в Кенигсброне чугунную эмалированную посуду.

Ну что же, давайте посмотрим, чем техническая эмаль отличается от художественной…

Собственно, отличие — именно в цели нанесения. Ведь перегородчатую эмаль не зря делали с перегородками — она не является слишком прочной. И поэтому же в художественной эмали избегали покрытия больших площадей — они трескались из-за разных коэффициентов расширения эмали и металла. Большие площади художественной эмали появились только после внедрения технических эмалей — просто как побочная ветка.

Технические же эмали придуманы совсем не для красоты. Хотя в них красоту можно найти тоже, но это опять-таки побочный эффект.

Главное, для чего металлы покрываются эмалью — это защита от коррозии. Уже потом выяснилось, что эмали много химически стойкие и их можно использовать на производствах. Почти сразу выяснилось, что эмали добавляют механической прочности, пусть даже от удара отклываются. И через много лет использования оценили еще и гигиенические свойства эмалей. Одного последнего свойства для попаданца хватает, чтобы эмалированная посуда стала желательным предметом.

Любая эмаль — это просто стекловидное покрытие на металле, которое получают после обжига (во Франции если не обжигать выше 500^oC, то это не считается эмалью).

Но «стекловидное» — понятие растяжимое. На многих технологических вещах можно обнаружить эмаль из боросиликатного стекла, между тем как эмалированная ванна — покрыта смесью стекла с керамикой на основе каолина.

Одна из проблем с эмалями — это их многокомпонентность. Требования к эмалям куда как жестче, чем к стеклам или керамике и для расчета результата сейчас используют теорию фазовых равновесий. Поэтому такой вот график не редкость:

А это — всего лишь диаграмма фазовых состояний эмали на основе боросиликатного стекла.

Таких графиков можно нарыть кучу, но для попаданца они все фактически бесполезны, просто потому, что он не в состоянии контролировать ни условия плавки, ни состав шихты. При этом даже выплавленный результат замерить не выйдет (нечем), да и бессмысленно — все равно в следующей плавке ингредиенты поменяются и результат оказывается другим.

Собственно, изготовление самой эмали очень похоже на стеклодувное дело, с одним только отличием, из-за которого процесс не могли внедрить до 18 века — важна не только сама эмаль, но именно соединение эмаль-стекло. А тут уже стеклодувное дело множится на проблемы металлургии. Когда выплавляется простое стекло, то результат можно более-менее оценить на вид и попытаться отрегулировать компоненты, когда выплавляется эмаль, то все равно неясно — что будет со смачиваемостью металла, хорошо ли металл очищен, да и какие примеси в металле — они ведь могут не только влиять на адгезию (то есть прилипание эмали к металлу), но и иметь другой коэффициент теплового расширения, в результате эмаль потрескается и осыпется.

По большому случаю, тепловое расширение — это тот еще квест.

В общем — создание эмалированного чайника для попаданца — это квест на всю жизнь.

Подбирать компоненты и методы он будет бесконечно, до самого последнего вздоха. Напоминаю, что даже то, что эмалированной посуде несколько сотен лет, эксперименты с улучшением и удешевлением классической эмали все еще продолжаются.

Вот табличка, а вдруг кому понадобится?

Тем не менее, сообщим парочку рецептов, а вдруг попаданец окажется где-нибудь у Петра I, когда эмаль уже вполне возможно продвинуть.

Во-первых по металлам.

Лучше всего эмаль держится на меди, фактически за медь эмаль держится лучше всего остального. Более того — окислы меди часто добавляют в эмали как активаторы адгезии для других металлов, и добавляют знатно — до 7%.

Но, однако, возникают другие проблемы. Во-первых медь плавится при 1083^oC, поэтому эмали нужно подбирать низкоплавкие, не выше 650^oC. Во-вторых у меди очень высокий коэффициент расширения, поэтому эмали оказываются не настолько простыми, часто на основе боросиликатно-свинцового стекла.

Ну и кроме прочего — меди как раз эмали не очень-то и нужны.

Хуже всего эмали держатся за платину. Но платине эмали нужны еще меньше.

Неплохо держится эмаль за чугун. Только нужно поверхность подготовить, чтобы ровной была, стенки чугунного изделия желательно как можно более равномерные (иначе внутренние напряжения все испортят), ну и основное — углерода в чугуне должно быть не более 3.5%, иначе эмаль просто осыпется.

Для попаданца идеальный вариант — эмаль на листовой стали. Ну, собственно это и есть та посуда, к которой мы привыкли. Она дешевая, не ржавеет, прочная и гигиеничная. Ну вот просто идеал. Главная задача — где попаданцу найти лист качественной стали 0.10 — 0.25 мм? В истории так и получилось — широкое распространение эмалированная посуда получила после появления бессемеровской стали — качественной и недорогой. А технологию эмали уже подтянули.

Это я все к тому, что технология эмали хороша, но вторична. Сама по себе она не пригодится никому. Пока не будет массового материала для покрытия, эмалированная посуда не появится.

Итак, а теперь общая табличка составов эмалей:

Количество технологических уловок при нанесении эмали очень и очень большое.

Эмаль наносят и распылением, и в мокром виде, и в виде погружения, и в виде обливания, и в виде сухого порошка, и даже электрофорезом!

И такое дикое количество приемов везде. Есть эмали, которые наносятся на грунтовку, есть которые просто в два слоя.

Поверхность под эмаль и очищают, и травят и даже никелируют. Сушат нанесенную эмаль тоже кто как сумеет — где просто конвекцией, а где и излучением. А ведь еще есть и обжиг! Кстати, вот табличка по температурам:

Ну и конструкции печей для обжига тоже на удивление разнообразны — от обычных конвекционных или туннельных печей, до индукционного обжига!

Эта статья скорее не о том, как сделать эмаль.

Эта статья — о том, сколько всяких мелочей всплывет, если попаданец полезет в эмаль. Поэтому ему нужно сначала десять раз подумать — а насколько оно нужно вот прямо сейчас? Может есть на кого такое счастье скинуть?…