CC BY
52
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
УДК 745
ХВОРОСТОВ А.С.
доктор педагогических наук, профессор, профессор кафедры живописи, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева Е-mail: aqua_storm@mail.ru ХВОРОСТОВ Д.А.
доктор педагогических наук, член-корреспондент РАО, заведующий кафедрой дизайна, Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева E-mail: aqua_storm@mail.ru
UDC 745
KHVOROSTOV A.S.
Doctor of Pedagogical Sciences, Professor, Professor of the Department of Painting, Orel State University Е-mail: aqua_storm@mail.ru KHVOROSTOV D.A. Doctor of Pedagogical Sciences, Corresponding Member of RAO, Head of the Department of Design, Orel State
University E-mail: aqua_storm@mail.ru
ТЕХНОЛОГИЯ И МЕТОДИКА НАНЕСЕНИЯ ПАТИНЫ ВРЕМЕНИ ПРИ ХУДОЖЕСТВЕННОЙ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛА В СИСТЕМЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УЧАЩИХСЯ
TECHNOLOGY AND TECHNIQUE OF APPLYING THE PATINA OF TIME IN ARTISTIC METALWORKING IN THE SYSTEM OF ADDITIONAL EDUCATION OF STUDENTS
В статье объясняются технологические и методические приёмы искусственного старения (патинирования и оксидирования) поверхности чеканных рельефов из цветных металлов и сплавов в системе дополнительного образования с использованием российского и зарубежного опыта.
Ключевые слова: Патина времени, медь, латунь, бронза, алюминий, химические реактивы, патинирование, оксидирование металлов и сплавов.
The article explains the technological and methodological techniques of artificial aging (patination and oxidation) of the surface of embossed reliefs made of non-ferrous metals and alloys in the system of additional education using Russian and foreign experience.
Keywords: Patina of time, copper, brass, bronze, aluminum, chemical reagents, patination, oxidation of metals and alloys.
В XXI веке наиболее распространёнными материалами в художественной обработке остаются по традиции металл, дерево, глина. Из них наиболее нуждающийся в химической отделке - металл.
Самыми распространёнными металлами и сплавами в работе с детьми являются алюминий, медь, латунь, бронза, мельхиор. Они прочны, пластичны, легко обрабатываются, хорошо шлифуются и полируются. Из недостатков можно назвать то, что кроме красноватого (медь), золотистого (латунь и бронза) и светлого (алюминий и мельхиор) других цветов эти металлы не имеют. А прокатный блеск на их поверхности смущает и художников, и потребителей своей новизной и какой -то сиюминутностью. Поэтому среди мастеров художественной обработки металла особенно ценятся те, кто знает, как с помощью различных реактивов существенным образом обогатить цветовую гамму и зрительно состарить поверхность металлов.
В настоящее время популярностью пользуется книга учёного - металловеда Страны восходящего солнца Итоку Сугимори «Японские патины», вышедшая в свет в 2008 году в издательстве Дедал-Пресс (г. Омск) на русском языке. Там тщательно описаны как старинные народные приёмы и рецепты изменения цвета металлов, так и их современная интерпретация. Трудность
воплощения в жизнь предлагаемых рецептов связана с тем, что не все рекомендуемые компоненты доступны в обычных российских условиях, особенно - в общеобразовательных школах.
Чтобы помочь учителям, издательство Дедал-Пресс рекомендует в названной книге, в разделе «Похожие материалы» два издания А. С. Хворостова: «Чеканка. Инкрустация. Резьба по дереву. (М.: Просвещение, 1977 и 1985 г.г.) рассчитанные на работу учителей общеобразовательных школ и руководителей детских объединений в системе дополнительного образовании в условиях наших российских школ. В этой статье авторы предлагают несколько распространённых приёмов химического изменения цвета поверхности металлов с поправкой на сегодняшний день и на наши российские условия дл преподавателей дополнительного образовании занимающихся художественной обработкой металла.
Чтобы изменить или обогатить цветовую гамму поверхности металлического изделия и снять с него «современный», технологический блеск, надо подвергнуть её химической обработке - оксидированию или патинированию. Оксидированием называется процесс, приводящий к появлению на поверхности металлических изделий оксидных соединений. Нередко при взаимодействии химических реактивов с металлами и сплава-
© Хворостов А.С., Хворостов Д.А. © Khvorostov A.S., Khvorostov D.A.
ми возникают сульфидные или хлоридные соединения. Процесс образования таких соединений называют патинированием.
В результате на металлической поверхности образуются плёнки различной толщины, степени прочности и цвета.
Таким образом оксидирование и патинирование металлов зрительно превращают чеканки из современного прокатного листа металла в изделие дкоративно-прикладного искусства с многолетней историей.
Приступая к химической обработке металлов педагогу надо основательно подготовиться самому, а также проконсультировать учащихся по правилам техники безопасности при обращении с химическими реактивами. При этом обязательны к исполнению следующие позиции:
- исправная вентиляция в вытяжном шкафу или в мастерской на специально оборудованном участке;
- к работе с химическими элементами допускаются только старшие учащиеся;
- перед выливанием остатков щелочей или кислот в раковину, их следует обязательно нейтрализовать;
- наличие аптечки и умение ею пользоваться.
Как известно, чеканку выполняют на упругой основе (плотная резина, торцы мягких пород дерева, мешки с песком и т. п.). Они не оставляют пачкающих следов на чеканном изделии. Но наиболее тонкие чеканные рельефы получаются на вязкой основе - битумной смоле или на пластилине. От них на металле остаются неопрятные следы. Поэтому перед химической обработкой эти следы смывают органическими растворителями или выжигают пламенем горелки с компрессором или паяльной лампы.
Далее чеканный рельеф отбеливают (осветляют) в кислотах слабой концентрации (5-15%), хорошо промывают и высушивают.
Химическая обработка меди.
Активный красновато-филетоватый цвет меди, порой, оставляют в первозданном виде. Но чаще всего изменяют, обрабатывая серной печенью, сернистым аммонием или азотной кислотой.
Серная печень покрывает медную поверхность серовато-тёмной вуалью, напоминающей патину времени. Её получают, сплавляя поташ c мелко растёртой серой в стальном сосуде с массивным дном. При сплавлении в сосуде образуется смесь полисульфидов. При растворении в воде полисульфиды диссоциируют с образованием ионов серы. Химизм всех производимых процессов и реакций подробно описан в статье: А.С. Хворостов. Оксидирование и патинирование металлов и сплавов [3; с. 62-64].
Если изделие небольшое, его окунают в раствор, предварительно привязав за прочную нить или тонкую мягкую стальную проволоку. Крупные изделия или обливают несколько раз, поставив наклонно в противне, или смачивают (тоже несколько раз) широким мягким флейцем. При этом ионы меди вступают в реакцию с ионами серы. Затем чеканный рельеф промывают в тё-
плой проточной воде и слегка протирают выпуклые места пемзовым порошком.
Надо иметь в виду, что сера горюча. Поэтому обращаться с ней необходимо осторожно. Кроме того, её пары с воздухом образуют взрывоопасные смеси. Хранить серу нужно в сухом месте отдельно от окислителей.
Патинирование меди - сернистым аммонием.
Быстрое почернение меди наблюдается и при воздействии на неё тёплым раствором сернистого аммония. На литр тёплой воды добавляют 20-30 граммов сернистого аммония. В полученный раствор опускают небольшие изделия. Более крупные поверхности поливают несколько раз раствором или смачивают с помощью широкой мягкой кисти. Реакцию осуществляют в вытяжном шкафу. Темноватая плёнка сульфида меди может быть от светло-коричневого до почти чёрного цвета. Его интенсивность регулируется температурой нагрева чеканной пластинки перед патинированием. Завершается обработка чеканной поверхности пемзовым порошком. Вместо пемзы можно использовать бытовые смеси для чистки посуды.
Оксидирование меди азотной кислотой.
Этот способ обработки цветных металлов и сплавов достаточно прост, но требует аккуратности в обращении с концентрированной кислотой. Кусочком ваты, зажатым в пинцете или примотанном к деревянной палочке, протирают поверхность чеканного рельефа концентрированной азотной кислотой. И прогревают снизу. По мере повышения температуры меняется цвет патинирующей плёнки на металле от зеленовато-синего до чёрного.
Остывшее изделие промывают под краном, а затем для получения большей выразительности протирают (высвечивают) выпуклые места композиции. Для этого кусок фетра или толстой шерсти смачивают в бензине, натирают его полировочной пастой ГОИ - состав, разработанный учёными Государственного оптического института, и с силой несколько раз проводят по выпуклым местам лицевой стороны чеканки. Затем насухо протирают сухой тканью.
Патинирование и оксидирование латуни.
У этого, золотистого цвета сплава диапазон оттенков, получаемых в результате химической обработки, очень велик: жёлто-золотистый, оранжевый, красный, фиолетовый, голубой, синий, коричневый, чёрный. Причём разнообразия названных оттенков можно добиться на поверхности одного изделия.
Наряду с интенсивными, хроматическим оттенками латунь можно запатинировать и в ахроматические, т. е в чёрно-серые тона.
Патинирование латуни с помощью тиосульфата натрия и азотной кислоты.
В 0,5 л. горячей воды опускаем 20-30 г. тиосульфата натрия и добавляем азотную кислоту (два напёрстка). Изделие из латуни, нагретое в струе горячей воды, опускаем в подготовленный химический раствор (или смачиваем широкой мягкой кистью). Благодаря образо-
13.00.02 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ (ПО ОБЛАСТЯМ И УРОВНЯМ ОБРАЗОВАНИЯ) (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ), 13.00.08 - ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ) 13.00.02 - THEORY AND METHODS OF TRAINING AND EDUCATION (BY AREAS AND LEVELS OF EDUCATION) (PEDAGOGICAL SCIENCES), 13.00.08 - THEORY AND METHODOLOGY OF VOCATIONAL EDUCATION (PEDAGOGICAL SCIENCES)
ванию на поверхности изделия чёрного сульфида меди, наблюдается быстрое потемнение латуни. Сначала идут серовато-синие тона, они переходят в коричневато-фиолетовые и, наконец, в чёрно-серые.
Получив нужный цвет, чеканку вынимают (пинцетом или руками в резиновых перчатках, промывают в тёплой воде и протирают всю поверхность чеканного изделия мокрой щёткой с песком или с пемзовым порошком. Патинирующий налёт сходит с металла, но его поверхность получается, как бы загрунтованной.
Чеканку опять промывают в горячей вода, смывая песок, и вновь используют оставшийся раствор до получения необходимого цвета. Надо помнить, что жизнедеятельность этого раствора всего около 15-ти минут. Поэтому работать надо без суеты, но быстро.
Промыв изделие после повторного патинирования, слегка протирают выпуклости рельефа пемзовым порошком. Смывают его остатки с металла и дают изделию высохнуть. Плёнка на металле получается красивая, но непрочная. Её закрепляют, протирая швейным маслом или лаком-цапоном.
Поскольку латунь - это сплав меди с цинком, белый цвет сульфида цинка на поверхности чеканки несколько смягчает черноту сульфида меди. Поверхность изделия приобретает старинный, серовато-фиолетовый оттенок.
Патинирование латуни смесью растворов тиосульфата натрия и ацетата (уксуснокислого или азотнокислого) свинца.
Такой способ патинирования латуни позволяет получить на его поверхности все оттенки радуги. В 1 л. горячей воды растворяем 130-150 г. тиосульфата натрия. В другом сосуде в таком же количестве воды растворяем 35 - 40 г. ацетата свинца. Оба раствора сливаем вместе и смесь нагреваем до 80-90 градусов и опускаем в неё отбелённую (т. е. освобождённую от всяких посторонних налётов), хорошо промытую латунную пластинку. На её поверхности, быстро сменяясь возникают оттенки: жёлтый переходит в оранжевый, тот, в свою очередь, сменяется красно-малиновым, затем - фиолетовым. После этого пластинка постепенно приобретает синюю окраску, покрывается сероватым налётом, чернеет и реакция прекращается.
Оттенки меняются быстро, переходя один в другой. Поэтому, как только возник желаемый цвет, пластину вынимают промывают в струе тёплой воды, обсушивают и закрепляют патинирующую плёнку. Если изделие вынимать из патинирующих растворов не сразу, а медленно, постепенно, на чеканной поверхности цвета будут сменяться мягко, постепенно переходя друг в друга.
Обработка латуни хлоридом сурьмы. Для придания металлу активных серых или чёрных оттенков её обрабатывают хлоридом сурьмы. Его наносят кистью на обрабатываемую поверхность и активно втирают в металл жёсткой щёткой. Работать нужно в резиновых перчатках, чтобы жидкость не попадала на обнажённые участки тела. В ходе реакции поверхность чеканного изделия приобретает бархатистый чёрный цвет от выделяющей-
ся сурьмы. Патинирующая плёнка очень прочная и не требует дополнительных способов закрепления.
Обработка латуни азотной кислотой.
Этот способ оксидирования латуни считается самым распространённым в практике чеканного дела. Порядок действий и правила техники безопасности такие же, как и при оксидировании меди азотной кислотой. Реакцию можно остановить на любом оттенке, достаточно убрать подогрев, а затем быстро и тщательно промыть и высушить пластину.
Декоративная отделка изделий из алюминия.
При декоративной отделке алюминиевых изделий используют высокие пропитывающие свойства оксида алюминия. Известны анодный и химический способы оксидирования алюминия и его сплавов.
Анодный способ оксидирования заключается в разрыхлении оксидного слоя на изделии, опущенном в ванну с электролитом и соединённом с анодом. После этого изделие пропитывают в анилиновых красителях. Электролитами служат растворы серной, хромовой и щавелевой кислот. Лучший из них - 20-процентный раствор серной кислоты.
Что касается химического метода чернения, то наиболее простым и надёжным является тонирование по следующему рецепту:
Один литр концентрированной соляной кислоты малыми порциями при помешивании добавляем в медную кислую ванну (200 г.). Медная кислая ванна - это водный раствор сульфата меди и серной кислоты. В этой среде патинируем алюминий. Чернение происходит быстро, в считанные секунды. При этом происходит бурное выделение водорода.
Если названные компоненты использовать в несколько иных весовых пропорциях, можно добиться новых, не виданных ранее расцветок. В этом приёме видится творческий аспект в получении новых оттенков на металлических поверхностях художественных изделий из металла.
Таким образом, в ходе занятий по художественной обработки металла учащиеся познают не только механические свойства материалов. Они получают и серьёзную подготовку по химии, что помогает им в освоении учебной программы этого непростого предмета.
В работе с металлами школьники имеют возможность углубить свои познания и в компьютерных технологиях. К примеру, при работе над интерьерными и ландшафтными проектами постоянно требуются реалистичные текстуры различных металлов. Чаще всего это хром, золото, медь. Готовые текстуры этих металлов можно найти в интернете, но в ходе творческих работ над чеканными изделиями можно научиться делать их самостоятельно, используя компьютерную программу Autodesk 3D studio Max и визуализаторы. Здесь учащимся окажет серьёзную помощь учебное пособие «3D studio MAX + VRay + Corona: Проектирование дизайна среды» [5].
Библиографический список
1. Гузов В.В. Учебные программы факультативных занятий «Просечка по металлу»; «Чеканка по металлу» для учащихся VII-IX классов общеобразовательных учреждений с белорусским и русским языками обучения. Минск: Министерство образования республики Белоруссия 2009, 24 с.
2. Итоку Сугимори. Японские патины. Омск Дедал-Пресс, 2008: 120 с.
3. ХворостовА.С. Оксидирование и патинирование металлов и сплавов // Химия в школе, 1984, №3, C. 62-64.
4. Хворостов А.С. Чеканка. Инкрустация. Резьба по дереву. Пособие для учителя. 2-е изд., доп. и перераб. М.: Просвещение. 1985. 176 с., ил.
5. ХворостовД.А. 3D STUDIO MAX + VRAY+ CORONA: Проектирование дизайна среды: Учебное пособие. 2-е изд ., перераб. и доп. Москва: ИНФРА - М, 2021. 333 с.
References
1. Guzov V.V. Curricula of elective classes «Cutting through metal»; «Chasing metal» for students of grades VII-IX of general education institutions with Belarusian and Russian languages of instruction, Minsk: Ministry of Education of the Republic of Belarus 2009, 24 p.
2. Itoku Sugimori. Japanese patinas, Omsk Dedalus Press, 2008: 120 p.
3. KhvorostovA.S. Oxidation and patination of metals and alloys // Chemistry at school, 1984, №3, Pp. 62-64.
4. Khvorostov A.S. Chasing. Inlay. Wood carving. Teacher's manual. 2nd ed., supplement and revision, M.: Enlightenment, 1985. 176 p., ill.
5. KhvorostovD.A. 3D STUDIO MAX + VRAY+ CORONA: Designing the design of the environment: A textbook. 2nd ed., reprint. and additional. Moscow: INFRA M, 2021. 333 p.
