Термин «смальта» использовался в средневековье для обозначения особого вида эмалей. В том смысле, который мы этому слову придаем сейчас, оно начало применяться сравнительно недавно.
По своему составу смальты относятся к группе свинцового силикатного стекла. Значительное содержание свинца способствует понижению температуры плавления и увеличению яркости окраски. Погоня за этим эффектом часто приводит к повышению содержания свинца до недопустимых пределов, и, как следствие, недостаточной прочности и долговечности материала. Основное специфическое свойство мозаичных смальт — это их заглушеннисть. Глушение стекла происходит в результате распределения по всей его массе бесчисленного количества мельчайших кристаллических частиц, которые получили или потому, что введенный в шихту глушитель (вещество, способствующее помутнение стекла) не растворился во время варки стекла, или потому, что, растворившись во время варки, он выделился при охлаждении в виде маленьких кристаллов. Размеры таких кристаллов могут быть очень малы, меньше одного микрона. Сами по себе эти кристаллы обычно абсолютно прозрачны, но их показатель преломления отличается от показателя преломления окружающего стекла, вследствие чего падающие на них лучи света отклоняются от своего прямолинейного направления, и стекло перестает быть прозрачным. В качестве глушителей стекла с древних времен применяли костную муку, то есть фосфат кальция, а также оксиды олова, мышьяка и сурьмы. Именно с применением этих глушителей были сварены смальты всех известных нам мозаик. В наше время, для глушения, чаще всего используются фториды (криолит, плавиковой шпат и некоторые другие, естественные и искусственные соединения фтора).
Второе, не менее характерна для смальт свойство — богатство и разнообразие окраски. Прежде всего, обратим внимание на то, что широкая цветовая палитра мозаичных смальт, насчитывает несколько десятков тысяч цветовых оттенков, достигается при использовании несколько больше десятка красителей. Это железо, марганец, медь, никель, кобальт, уран, золото, серебро, сурмьянокислий свинец, позднее начал применяться хром и уже в наше время — селен и сернистый кадмий. Большинство из указанных элементов проявляет свои красящие свойства в стекле при соединении с кислородом, то есть в виде окислов.
При этом огромное значение имеет степень окисления. Металлы обычно обладают переменной валентности: они способны соединяться с различным количеством кислорода, причем каждое из таких соединений характеризуется особой окраской. Например, медь, в зависимости от степени окисления, дает голубой и красный цвета, а то и вовсе не окрашивает стекла, железо — желтый и голубой, марганец — желтоватый и фиолетовый и так далее.
Добиться в процессе варки, чтобы тот или иной краситель перешел в желаемую степень окисления, не всегда просто. Для этого нужно суметь обеспечить ряд условий, например, провести варку в окислительной или восстановительной среде. Часто для этой же цели нужно ввести в шихту восстановитель — речовинe, способную при варки отнимать у красителя кисеньч. Как окислители применяются обычно калиевая или натриевая селитра, восстановителями обычно уголь, опилки, мука, оксид олова, алюминий.
Окраска стекла в некоторых случаях сильно зависит от тех сочетаний, в которых краситель в стекле находится. Например, ни сурьма, ни свинец отдельности не красят стекло, а сочетание их в виде сурмьянокислого свинца применяется с незапамятных времен как желтый краситель. Сера окрашивает стекло в синий цвет, а в присутствии кадмия, который сам по себе красит стекло, дает желтый цвет. На окраску стекла также сильно влияет его состав. Иногда, например, чтобы изменить цвет стекла, достаточно заменить в нем некоторое количество натрия его ближайшим аналогом — калием, хотя ни натрий, ни калий сами по себе не красителями стекла.
Наконец, в некоторых случаях большое значение имеет термическая обработка стекла после того, как оно уже сварено. Такие красители, как, например, медь растворяясь в стекле, распределяются в нем молекулярно и не вызывают никакого окраску. Стекло остается абсолютно бесцветным и прозрачным. Но если его подвергнуть вторичном нагреванию и выдержать при температурах, близких к тем, при которых стекло начинает размягчаться, в нем начнут выделяться микроскопические кристаллы металлической меди, и стекло постепенно приобретать розовый оттенок, который при дальнейшем увеличении размеров кристаллов меди начнет переходить в густой темно-красный цвет. Такое стекло принято называть медным рубином, его широко используют в производстве цветного стекла в виде тонкого слоя на бесцветном стекле. Если мы будем подвергать полученный медный рубин дальнейшему нагреванию, его кристаллы продолжать свой рост, стекло начнет мутнеть, замечательный красный цвет принимать все более и более бурый оттенок и, наконец, стекло может превратиться в непрозрачную массу печеночных-красного цвета с рассеянными в нем крупными кристаллами меди хорошо заметны невооруженным глазом. Такое стекло называется искусственным авантюрином и широко применяется в ювелирной промышленности для изготовления печатей, брошей и тому подобных мелких изделий.
Таким же способом можно приготовить не менее декоративный хромовый авантюрин, отличающийся от медного своим зеленым цветом. Кристаллы, выделяемых здесь окисью хрому.Описана нами термическая обработка, называется «наведением».
Коллоидными красителями стекла, кроме меди, могут служить золото и серебро, причем первое окрашивает стекло в малиново-красный цвет (золотой рубин), а второе — в желтый. Золотой рубин неповторимо красив, его получают в любых степенях интенсивности, не капризен в производстве и широко применяется при изготовлении художественного посуды. В последнее время большое распространение получил так называемый «селеновый рубин». Он готовится введением в стекло селена и сернистого кадмия и характеризуется исключительно красивым ярко-красной окраской.
В заключение, о способах окраски стекла, остановимся на одной характерной группе смальт, носящих название лаков, скорцетив и пурпурин. Эти смальты окрашены медью, что находится в низших степенях окисления, в желто-горячие, коричнево-красные и темно-сургучные тона. Они принадлежат к сложным в производстве смальт, получение которых требует точного воспроизведения ряда приемов варки и последующей термической обработки.
Кажется, что сказанное о покраске стекла дает достаточно полное представление о сложности этого процесса и о том искусство, которым владели мастера, разработали еще в античные времена богатую палитру цветного стекла.
Особенность мастерской, предназначенной для варки мозаичных смальт, вытекает из большого количества цветовых оттенков смальт. Каждый оттенок требует своего химического состава, а следовательно, должен вариться в отдельной посуде. Отсюда следует, что печь нужна небольшая, такая, что вмещает несколько тиглей или горшков малой емкости. В таком устройстве можно вести варку одновременно нескольких сортов разноцветных смальт в сравнительно небольших количествах, и нужно для моза ичного производства. В мастерской смальт, кроме Варне печи, всегда есть другие, выполняющие различные вспомогательные операции: отжиг стекла, наводнения цвета, обжига тиглей.
Сваренная смальта выливается непосредственно из тиглей или с помощью железной ложки на чугунную доску, где и застывает в плитки величиной в ладонь и толщиной 1-2,5 см. Иногда, используют рамками, с помощью которых этим плиткам сообщают правильную прямоугольную форму. Только что отформованные, еще горячие плитки направляют в печь для отжига.
Совершенно особую группу составляют позолоченные смальты, получилившие в византийский период огромное распространение в мозаиках христианских храмов и использовавшиеся, главным образом, для заполнения фонов. Повышенные требования к прочности материалов, которые используются в мозаичном живописи, не допускают применения обычных методов позолоты, при которых тонкий слой золота, смешанного с легкоплавкими флюсами, закрепляется на поверхности стекла путем обжига. Нанесенный таким образом поверхностный слой время сотрет гораздо раньше того срока, который выдерживают цветные смальты, окрашенные во всей своей толще. Поэтому для приготовления позолоченных смальт применяется известный с древности способ вставки тонкой золотой фольги между двумя слоями стекла. Процес изготовления позолоченной смальты заключается в следующем: методом выдувания готовят листы стекла толщиной не более 1 мм, которые нарезают на небольшие квадратные пластинки площадью около 100-200 кв. см. Далее на каждую пластинку (кантарель) накладывается лист золотой фольги, и в таком виде пластинка вводится в печь, разогретую до температуры, достаточной для приведения стекла в размягченный состояние. Когда это будет достигнуто, на каждую кантарель, поверх фольги, наливают расплавленное стекло слоем 1 см, после чего формирование плитки заканчивают прессованием. Процесс завершается, как всегда в подобных случаях, отжигом в специальной печи. Для надлежащего качества позолоченных смальт нужно соблюсти два условия: стекло не должно быть высокотемпературным (иначе золото будет «гореть») и чтобы оба слоя стекла — и кантарель, и нижний, подстилающий были одного и того же состава, то есть имели одинаковый коэффициент расширения, иначе плитку разорвет на части.
Значительно реже, чем золотыми, в Византии пользовались серебряными смальтами, которые готовились таким же образом, с той лишь разницей, что серебряная фольга была толще, чем золотая. Также был известен прием подделки серебряной смальты под золотую, применением в качестве кантарели окрашенного в оранжевый цвет стекла. При такой технологии производится металлизированная смальта различных оттенков: зеленый, красный, синий и пр.
Современные техногии также находят свое применение при производстве смальты. Существует способ нанесения на стекло металлического алюминия с помощью катодного распыления с последующим перекрытием этого слоя цветной кантарелью. Полученный эффект, не отличимый от подлинно позолоченной смальты. Подобный эффект может быть получен и путем напыления нитрита титана. Однако нужно отметить, что подобные материалы не прошли еще достаточного испытания временем.
В распоряжение художника-мозаичистами смальты поступают обычно в виде плиток толщиной 1-2 см. Смальтовары выпускают свой продукт также и в другом виде. Пользуясь способностью расплавленного стекла растягиваться, некоторую часть смальт, предназначенных для набора мелких деталей, производят вытягиванием в виде прямоугольных или круглых столбиков толщиной от 2 см до 2 мм, а иногда — для мозаик миниатюрного типа — до 0,1 мм.