Самой болезненной проблемой мастеров, работающих со стеклом являются трещины. Они могут появляться по самым разным причинам, самой понятной из которых является совместимость стекол.
Что такое совместимость?
Совместимость – это совпадение стекол по основным физическим характеристикам. Современные производители предлагают нам довольно большой ассортимент совместимых стекол. Так, например компания Oceanside & Tile вывела на рынок линейку из 285 видов стекла.
На совместимость стекол влияет множество факторов. Самым важным и значимым является КТР – коэффициент температурного расширения, международный вариант: СОЕ, Сoeffecient Of Expansion.
COE / КТР
СОЕ – Сoeffecient Of Expansion, русский вариант: КТР – коэффициент температурного расширения
Что такое КТР (СОЕ)?
Эта характеристика присуща всем материалам. Она показывает, насколько изменяются линейные размеры твердого тела или объем жидкостей при изменении температуры. Если говорить точно, то этот коэффициент показывает, насколько изменяется величина объекта при изменение температуры на 1К (1 градус по шкале Кельвина). Для стекла с КТР (СОЕ) 96 эта величина равна 9,6 х 10–6. То есть, величина эта очень небольшая, но очень важная. Практически все, даже начинающие фьюзеры знают, что при попытке спекания (фьюзинга) стекол с разным КТР (СОЕ) в стекле появляются трещины.
Стекло, с которым работают фьюзеры, в большинстве случаев маркируется COE 96. Так же во фьюзинге используются стекла с COE 90 (большинство стекол марки Bullseye) и COE 104 (итальянское стекло марки Moretti & Effretre).
В чем важность КТР (СОЕ)?
КТР не играет никакой роли в холодной обработки стекла и в изготовлении витражей, но очень важен для всех горячих и теплых процессов – для фьюзинга, лэмпворка, литья и выдувания – везде, где появляются значительные изменения температуры. При сплавлении стекол с разными КТР возникают значительные трудности. При обычных условиях они не соединятся, а точнее, проект покроется довольно характерными трещинами, которые как бы огибают зону с отличающимся КТР.
Нужно сказать, что все-таки можно соединять стекла с разными КТР, но для этого нужно учесть еще и другие характеристики стекла, влияющие на совместимость, и соответственно, переработать графики обжига. Так же успех соединения таких стекол зависит от их количественного соотношения. Например, в лэмпворке допускается наличие стекла другого КТР, но не более чем 15% от общей массы.
Не смотря на вышесказанное, все же важно следить за тем, чтобы спекаемые стекла имели одно значение КТР, тем более, что с таким огромным ассортиментом совместимых стекол, как например, у компании Oceanside, нет никакой обоснованной необходимости использовать еще какое-то стекло. Разве что, вам очень хочется поэкспериментировать.
Как СОЕ соотносится с температурой обжига?
Чем выше число КТР (СОЕ), тем ниже температура размягчения стекла. Например, если рассмотреть приметочное спекание, то для стекол с разным КТР она будет следующая:
КТР 96 - 732°С
КТР 90 - 743°С
КТР 82. - 775°С
КТР 96 - 732°С
КТР 90 - 743°С
КТР 82. - 775°С
Спекание стекол с одинаковым КТР (СОЕ), но от разных производителей
Часто, несмотря на один и тот же КТР, возникают проблемы со спеканием стекол разных производителей. Это обусловлено тем, что КТР – не единственная характеристика, влияющая на совместимость.
Существует еще масса факторов, например, вязкость. Даже цвет и прозрачность стекла влияют на этот процесс. И при обжиге проекта необходимо учесть все факторы, а не только КТР.
Почему КТР (СОЕ) используется как главная характеристика стекла во фьюзинге?
Потому что это самая однозначная величина, а так же самый простой способ начать разговор о том, почему одни стекла совместимы между собой, а другие – нет. Для начала важно опираться на простое правило: стекла разных КТР не совместимы. Стекла одинаковых КТР могут быть совместимыми, а могут и не быть.
Не смотря на однозначность КТР (СОЕ) существует еще масса факторов, которые могут сделать спекание стекол проблематичным.
Вязкость
Несмотря на то, что КТР используется в качестве основного критерия совместимости, неправильно считать, что это единственный фактор. Другим важным показателем является вязкость.
Если говорить упрощенно, не вдаваясь в строение стекла, вязкость показывает, насколько сильно молекулы связаны между собой и насколько легко эта связь будет ослабляться при нагревании.
Если сравнить показатель вязкости с КТР, то можно сказать, что КТР определяет, как сильно расширяется стекло при нагревании, а вязкость – насколько быстро оно расширяется, и насколько жидким оно становится.
Стекла одного и того же КТР могут иметь настолько разную вязкость, что будут практически несовместимыми.
Нужно добавить, что совместимость определяется не столько КТР и вязкостью, сколько балансом между ними. Разница в КТР может компенсироваться разницей вязкости и стекла будут спекаться.
Проверка стекол на совместимость
Совместимость стекла – вещь очень коварная. Она далеко не всегда проявляется сразу, хотя чаще всего это происходит во время обжига. Готовое изделие может простоять даже несколько лет, прежде чем стресс, создавшийся во время обжига, проявится трещиной или полным разрушением объекта.
Для тестирования стекол на совместимость производители используют довольно серьезное оборудование. Чтобы проверить стекла на совместимость в условиях мастерской, можно использовать два простых способа.
Фильтр для определения напряжений в стекле
Это небольшой кусок специальной пленки в рамке. Чтобы воспользоваться им, нужно сначала спечь два фрагмента стекла в печи, а затем, приложив к ним фильтр, поднести его к источнику света. Если напряжение в стекле существует, то это будет выглядеть, как более светлые зоны по краям стекла.
Выявление напряжений при помощи морозильной камеры
Существует простой способ определения совместимости и без фильтра. Можно завернуть испытываемый образец в ткань или бумажное полотенце и поместить в морозильную камеру на несколько часов, а потом достать и развернуть. Резкая смена температуры спровоцирует растрескивание образца, если используемые стекла несовместимы.
Несмотря на все вышесказанное, самый простой и надежный способ избежать сложностей, связанных с несовместимостью – использовать в проекте стекла, протестированные производителем на совместимость. То есть обратить внимание на маркировку стекла: compatibility tested – проверено на совместимость.