Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА І. Исторический аспект проблемы 6
1.1. История развития ювелирного искусства 6
1.2. История происхождения нейзильбера 13
ВЫВОДЫ 18
ГЛАВА II. Материалы и методы их исследования 19
2.1. Общая характеристика сплава Нейзильбер 19
2.2. Методы обработки нейзильбера 28 ' 2.3. Методы исследования 43
ВЫВОДЫ 47
ГЛАВА III. Термическая обработка сплавов ювелирной техники 48
3.1.Виды термической обработки 48
3.2. Термическая обработка нейзильбера 53
ВЫВОДЫ 58
ГЛАВА IV. Дизайн ювелирных и декоративных изделий из нейзильбера 59
4.1. Требования современного дизайна к ювелирным и декоративным изделиям 59
ВЫВОДЫ 75
ГЛАВА V. Преимущества нейзильбера как материала для изготовления ювелирных изделий 77
5.1. Сравнительный анализ сплава нейзильбера с серебряными 77
сплавами 900-925 пробы
Выводы 80
Заключение 81
Приложение 83
Словарь специальных терминов 85
Список литературы 93
- История развития ювелирного искусства
- Общая характеристика сплава Нейзильбер
- Виды термической обработки
- Требования современного дизайна к ювелирным и декоративным изделиям
Введение к работе
Тема исследования. Дизайн ювелирных и декоративных изделий из нейзильбера.
Актуальность работы. В современных условиях к ювелирным изделиям предъявляются высокие требования. Они должны обладать интересным дизайном, быть удобными в эксплуатации, долговечными.
На сегодняшний день рынок ювелирных и декоративных изделий достаточно разнообразен. Появление новых технологий дает нам возможность создавать новые пластические формы и композиционные решения. В ювелирной индустрии предпочтение, как правило, отдается драгоценным металлам. На этом фоне декоративный сплав - такой как нейзильбер, используется мало. В наши дни изготовление ювелирных и декоративных изделий из недрагоценных металлов становится весьма актуальным.
Основная масса современных работ исключительно творческие, концептуальные, не ограниченные жесткими рамками конкретной функциональности, они - своеобразные модули для дальнейшего трансформирования в тиражные ювелирные украшения. Они конкурируют с изделиями из драгоценных металлов, которые дороже по стоимости, но часто не превосходят их по дизайну, и как правило, уступают в оригинальности решения. Поэтому для выражения стилевых новаций, дизайнеры обратились к языку ювелирного искусства, используя характерные для России ювелирные техники, формы изделий и материалы, среди которых свое место занимает и нейзильбер. В этой области с этим сплавом работали следующие дизайнеры: Г. Ленцов, В. Гончаров, И. Шедов, Л. Корнеев, А. Селиванов, Т. Балтро, Н. Ежкин, М. Тоне, 10. Савельев и др.'
Изучением технологии ювелирного производства, а также медно-никелевых сплавов занимались следующие инженеры: Э. Бреполь, В. И. Мар-ченков, С. А. Селиванкин, Н. И. Власов, Л. А. Гутов, К. Тойбл, А. В. Флеров, М. Хансен, К. Андерко.
Предложенный нами индивидуальный дизайнерский подход к каждому элементу. изделия, из нейзильбера обеспечение полного использования всех
технических возможностей декоративного сплава, позволят открыть новые перспективы для производства оригинальных художественных изделий, в широком ассортименте,'доступного для массового потребителя.
' Все вышеизложенное подтверждает актуальность и перспективность использования нейзильбера в дизайне ювелирных и декоративных изделий. Не достаточная освещенность в научно - технической литературе, узость использования в'ювелирной промышленности определило необходимость данного исследования.
Цель работы. Целью данной работы является расширение области применения сплава нейзильбер в дизайне ювелирных и декоративных изделий.
Для реализации данной цели были поставлены и решены следующие задачи:
1. Проведен анализ истории возникновения декоративного сплава нейзильбер.
2. Изучены составы сплава нейзильбер и комплекс физико-механических и органолептических свойств.
Выявлены преимущества и недостатки нейзильбера перед высокопробными серебряными сплавами.
Изучены режимы термической обработки используемые для совершенствования дизайна ювелирных и декоративных изделий из нейзильбера
Выявлены особенности связи - сплав нейзильбер, с одной стороны и минералы, эстетично подходящие для дизайна ювелирных и декоративных изделий, с другой.
Научная новизна.
Представлена динамика изменений состава, свойств нейзильбера и расширение области его использования применительно к ювелирным и декоративным изделиям.
Установлено, что нейзильбер МНЦ 15-20 (Си - основа, Ni - 14,2%, Zn - 20,8%) используемый в дизайне ювелирных и декоративных изделий превосходит серебряный сплав 925 (Ag - 92,5%, Си - 7,4 %) применяемый в юве-
лирном производстве, по прочности (при сопоставимой пластичности), стоимости, износостойкости.
3. Показано, что наличие Ni в составе нейзильбера обуславливает рез
кое снижение его пластичности при холодной деформации (получение ленты,
проволоки, листа). Установлены режимы термической обработки нейзильбера
путем проведения отжига для снятия внутренних напряжений второго рода при 270С и рекристализационного отжига при большей степени деформации (> 10%).
' 4. Разработан комплексный, дизайнерский подход к созданию ювелирных и декоративных изделий из нейзильбера.
5. Найдены оптимальные цветовые сочетания, включающие. в себя сплав нейзильбер и полудрагоценные минералы, используемые в дизайне ювелирных и декоративных изделий.
Практическая значимость.
1. Расширены возможности использования сплава нейзильбер для совершенствования дизайна ювелирных и декоративных изделий.
2.' Разработаны новые виды дизайна элементов художественных изделий из нейзильбера, которые заключаются в соотношении и величине углов соединения элементов изделия, обеспечивающих максимальную декоративность. 3. Предложены новые сочетания деформирования гладкой и скрученной проволок из нейзильбера для изготовления художественных изделий.
Разработаны режимы термической обработки, обеспечивающие восстановление пластичности нейзильбера, технологичности и долговечности эксплуатации изделий из этого сплава.
Определены полудрагоценные минералы, которые обеспечивают эстетику ювелирных и декоративных изделий из нейзильбера.
История развития ювелирного искусства
В древнем мире ремесло и искусство были единым понятием. Ремесленник совмещал в своем лице и художника, и технолога, и изобретателя одновременно. Эпоха, среда, общественные формации, социальные и экономические факторы, вкус, мода всегда оказывали влияние на многие изделия ремесленного и промышленного производства. У разных изделий эволюция формы протекает по-разному. У некоторых за короткий срок форма претерпевает большие изменения, у других очень долгое время почти не изменяется. Еще задолго до возникновения Русского Государства, когда Восточную Европу населяли далекие, предки славян, начинается приток сюда изумительных но мастерству исполнения произведений ювелирного искусства. Они не только бытуют на юге, в Приднепровье, но проникают и далеко на восток, в Приуралье.
Художественная культура Византии, впитавшая наследие античности и древнего Востока, выработала свой собственный стиль, отвечавший потребностям феодального общества, и в течение длительного времени была более высокой, чем культура стран Западной Европы.
С введением на Руси христианства из Византии были привезены многочисленные иконы и книги, предметы прикладного искусства.
Но Киевская Русь знакомилась с этим искусством не только по тем образцам, которые появлялись по инициативе греческого духовенства, но и ощутимы следы воздействия искусства Македонии. Они нашли отражение и в поэтических сказаниях Киево-Печерского патерика, где упомянуты конкретные факты начального периода русской истории.
Раскопками на Киевском Подоле была открыта мастерская ремесленника - ювелира X века. В ней среди других предметов обнаружены шиферные литейные формочки, служившие для отливки поясных и нагрудных украшений.
Здесь следует отметить, что символика орнамента бляшек говорит скорее о византийском влиянии, бывшем уже достаточно мощным на Руси X века, чем о чисто восточных подражаниях.
Развитие древне русского искусства происходило не только под воздействием культуры Византии, но и в тесном соприкосновении с культурой Запада.
В развитии русского золотого и серебряного дела в XV веке особое место занимает Москва. Искусство московских мастеров, впитавших в себя богатое наследие местных художественных школ, играло уже в то время ведущую роль в архитектуре, живописи, ювелирном деле.
Особенно больших успехов достигли московские серебряники в технике скани. Её основные мотивы - непрерывно вьющийся стебель или свободно раскинувшиеся пучки трав. Словно тонкое кружево покрывают они поверхность металла.
В мастерских Московского Кремля - Государевой, Царицыной, Золотой, Серебряной, Иконописной, Оружейной и прочих палатах - работали лучшие специалисты Москды, Новгорода, Ярославля, Костромы других древних художественных центров страны.
Больших художественных успехов в серебряном деле достигли в XVII веке и местные центры - города Ярославль, Нижний Новгород, Екатеринбург, Кострома и другие. В формах и орнаментации изделий мастеров этих центров присутствует местный стилистический почерк.
Обобщая вышеизложенные исторические данные можно отметить, что именно из Византии ювелирное искусство пришло в древнюю Русь. Важнейшим в истории его развития являются следующие этапы: ювелирное искусство Киевской Руси, ювелирное дело на Руси в XVI, XVII в.в., ювелирные украшения XVIII, XIX в.в., ювелирное дело в советский период. Центрами русского ювелирного творчества в разное время были Киевская Русь, Владимиро-Суздальское княжество, Новгород, Псков, Ярославль, Нижний Новгород, Кострома, Казань, Калуга, Вологда, Великий Устюг, Москва, С.-Петербург и ряд городов Урала.
Начало второй половины XVIII в. для мастеров-ювелиров России ознаменовалось открытием, разработкой и освоением отечественных месторождений камнесамоцветного сырья, которое стало широко применяться в ювелирном деле. Причём в XV-XVII в.в. самыми модными самоцветами были необычно яркий и нарядный своей зеленью изумруд, а также вишнёво-красные альмандины и алые как заря рубины и шпинели.
Новых высот русское ювелирное дело достигло-в XVIII, XIX в.в. уместно отметить, что до XVIII в. оно развивалось своими, особыми путями, не испытывая сколько-нибудь заметного влияния творчества мастеров-ювелиров других стран. Начиная же с эпохи Петра I и до конца XX в. эволюции русского ювелирного искусства присуще те же стилевые закономерности, что и западноевропейскому искусству.
Примерно в эти же годы, в ювелирное дело внедряются механические способы обработки металлов: кованое серебро, заменяется гладким листовым, чеканка всё более уступает место штамповке, находит применение гальваническое золочение.
Ведущую роль в русском и европейском ювелирном искусстве конца XIX- начала XX века играла фирма Фаберже, имевшая отделения в некоторых городах России и за рубежом. В наши дни произведения фирмы Фаберже также пользуются неизменным успехом во всём мире. Совершенство исполнения и неистощимая фантазия, вызывают живой интерес к её художественному наследию. Услуги Карла Фаберже очень ценились при дворе, он реставрировал древние произведения, хранившиеся в Имперском Эрмитаже, и ювелирные изделия из коллекции галереи драгоценностей в Зимнем дворце. Производство ювелирных украшений служило финансовой основой дома Фаберже.
Изделия фирмы Фаберже - значительное явление в декоративно-прикладном искусстве XIX - начала XX века. Это произведение своей эпохи, со всеми пристрастиями века, однако, изысканность ювелирной работы, стройность композиции, тонкое чувство материала, ставят их в первый ряд мирового ювелирного искусства.
Общая характеристика сплава Нейзильбер
В нашей работе мы будем исследовать нейзильбер - сплав на основе меди. Медь (Си) - химический элемент I группы периодической системы элементов Менделеева; атомный номер 29, атомная масс 63,546; основная валент-ность II; плотность 8, 930 г/см ; температура плавления - 1083 С, кипения -2360С. она имеет гранецентрированную решетку с параметром а = 0,361 НМ (3,61 А). Твердость НВ 35 (350 МПа). Предел прочности относительно высок -220 МПа (22 кг/мм2).
Это пластичный металл, единственный в природе светло-розового цвета. Медь встречается в самородном состоянии и очень легко восстанавливается из руды. В природе имеет металлический блеск, цвет медно-красный с бурой побежалостью, часто покрыт зелеными порошковатыми корочками. Весьма ковка спайность отсутствует. Встречается в зоне окисления сульфидных месторождений меди и в пустых базальтовых лав. Кристаллы (кубической сингонии) обычно сильно искажены, чаще дендриты, плотные желваки (47,с.164).
Месторождения меди сконцентрированы в зоне Южного и Среднего Урала, также на территории Башкирии. Одним из крупнейших месторождений считается Сибайский карьер (33).
Медь на воздухе покрывается пленкой зеленого цвета (патиной), гидро-ксидным карбонатом меди CuC03-Cu(0H)2. При нагреве образуется черный налет окиси меди СиО. Хорошо растворяется в азотной кислоте, образуя нитрат Си(ЫОз)г; в серной кислоте - сульфат CUSO4; в разбавленной соляной кислоте -хлорид меди СиСЬ. Во влажной среде медь покрывается налетом закиси меди Си20 зеленоватого цвета (47, с.26).
Медь хорошо обрабатывается давлением, полируется и обладает красноватым блеском, который быстро исчезает; она лучший после серебра проводник тепла и электричества и имеет очень высокую удельную теплоемкость. Примеси по характеру взаимодействия с медью делятся на три группы: - Ni, Zn, Sb-, Sn, Al, As, P образуют твердые растворы, повышают механические свойства, но резко снижают электро- и теплопроводность; - Pb, Bi нерастворимы в меди и образуют с ней в малых количествах легкоплавкие эвтектики, располагающиеся по границам зерен, затрудняют обработку давлением и вызывают разрушение. При более высоком содержании висмута снижается порог хладноломкости; - кислород, сера образуют химические соединения, соответственно СіьО, CibS, которые располагаясь по границам зерен, придают меди хрупкость.
Чистая медь не используется для изготовления украшений. Для изготовления недорогих ювелирных изделий применяют сплавы на основе меди: медь с никелем (нейзильбер).
Медь и ник,ель неограниченно растворимы как в жидком, так и в твердом состоянии. Структура всех двойных медно-никелевых сплавов - твердый раствор этих элементов. Кристаллическая решетка - гранецентрироваиная кубическая. Для художественных изделий применяются коррозийно-стойкие медно-никелевый сплав: нейзильбер. На рис. 1 представлена диаграмма состояния Си -Ni.
Тип диаграммы состояния, в котором компоненты неограниченно взаимно растворимы в жидком и в твердом состоянии, образуют однородные твердые растворы.
В указанной системе образуются однородные твердые растворы, так как составляющие их компоненты имеют одинаковый тип кристаллических решеток при разнице в атомных размерах не более 8%.
В промышленности распространены также медно-никелевые сплавы: мельхиор (сплав Си с 18-20% Ni), имеет белый цвет и высокую коррозийную стойкость, константан - сплав меди с 39-41% никеля, у него большое электрическое сопротивление, применяется в электроизмерительных приборах. Мо-нель-металл - сплав на основе никеля с медью (28%), железом (2,5%) и марганцем (1,5%), отличается высокой коррозийной стойкостью, широко применяется в судостроении, электротехнике, химической и других отраслях промышленности (10, с. 145-146).
Нейзильберы - название происходит от немецкого neusilber - «новое серебро». Нейзильберы - сплавы системы Cu-Ni-Zn с содержанием никеля от 5 до 35%) и цинка от 13 до 45%. По внешнему виду напоминает серебро. В зависимости от содержания никеля может иметь голубоватый или зеленоватый оттенок . Обладает достаточной прочностью и пластичностью, хорошо паяется. Плотность 8,45; температура плавления 1050С, твердость НВ-70 растворяется в азотной кислоте. Разъедают горячие серная и соляная кислоты.
В системе Cu-Ni-Zn имеется обширная область твердых растворов. Сплавы с малым и средним содержанием цинка имеют однофазную структуру а -твердого раствора.
Наиболее распространенным представителем нейзильберов является сплав МНЦ 15-20 (Си, Nil5%, Zn20% ). Этот сплав широко используется в при боростроении, для изготовления технической посуды и медицинских инстру ментов, а также деталей часов (как коррозийно-стойкий и неферромагнитный материал).
Виды термической обработки
Термическая обработка включает следующие основные операции: отжиг, закалка, старение и отпуск. Применение того или другого вида термообработки диктуется теми требованиями, которые предъявляются к материалам по механическим и физическим свойствам. Основными параметрами термообработки являются: температура нагрева, скорость нагрева, время выдержки, скорость охлаждения. При этом каждый вид термообработки подразделяется на разновидности, специфические для данного сплава или имеющие определенное назначение.
Отжигом называется операция термообработки, заключающаяся в нагреве сплава до определенной температуры, выдержке и последующего медленного охлаждения, обеспечивающего получение максимально равновесной структуры в данном сплаве. Цель отжига - привести сплав в равновесное состояние, уменьшить его прочность и твердость, увеличить пластичность.
Так как основные сплавы ювелирной техники не имеют полиморфного превращения, те к ним применимы следующие виды отжига: гомогенизацион-ный, рекристаллизационный, дорекристаллизационный, гетерогенизационный.
Гомогенизационный отжиг. Назначение гомогенизационного отжига или гомогенизации - устранение дендритной ликвации, выравнивание химического состава сплава по телу зерна. При кристаллизации сплава часто возникает дендритная ликвация. Она связана в тем, что кристаллизация происходит в интервале температур кристаллизации, между температурой линии ликвидус и соли-дус. При этом состав твердого раствора, находящегося в равновесии с жидкой фазой, непрерывно изменяется с изменением температуры. Если скорость охлаждения мала, то состав растущего кристалла в процессе охлаждения успевает выравниться и химический состав в центре зерна и на его границе оказывается одинаковым. В реальных условиях скорость охлаждения при кристаллизации оказывается обычно высокой и процесс диффузийного выравнивания состава не успевает произойти. После кристаллизации состав зерна оказывается неоднородным.
Следствием дендритной ликвидации являются: - Уменьшение коррозионной стойкости сплава в результате образования гальванических пар из-за различия химического состава центральных и периферийных участков зерна. - Понижение пластичности сплава. Особенно в тех случаях, когда по границам зерен образуются грубые прослойки нитридов, фосфидов и других фаз, а также неравновесной эвтектики. - Образование строчечной структуры при обработке давлением. Строчечная структура сплава вызывает повышенную склонность его к межкристаллит-ному излому. - Понижение температуры солидус и опасность оправления границ зерен при. термической обработке. - Нестабильность структуры и свойств металла во времени.
Гомогенизирующий отжиг заключается в нагреве сплава до определенных температур, выдержке и последующем медленном охлаждении. Температура гомогенизирующего отжига выбирается обычно на 100-150 ниже температуры солидус для данного сплава. Обычно гомогенизирующий отжиг требует большой продолжительности: от 6 до 20 часов, для полного выравнивания состава. Скорость охлаждения после выдержки особенного значения не имеет. После гомогенизирующего отжига структура сплава однородна по составу.
Рекристаллизационный отжиг - это термическая обработка холодноде-формированных сплавов. Назначение рекристаллизационного отжига - уменьшение прочности и увеличение пластичности, снятия наклепа, вызванного холодной пластической деформацией (18).
При деформации в холодном состоянии механические и физико-химические свойства сплавов непрерывно изменяются: твердость, прочность и хрупкость увеличиваются, а пластичность, вязкость, коррозийная стойкость уменьшаются. Это изменение свойств, связанное с деформацией в холодном состоянии называют наклепом (10, с. 189).
Явление возврата и рекристаллизации. При нагреве наклепанный металл из неустойчивого состояния наклепа переходит постепенно в устойчивое равновесное состояние. Это сопровождается изменениями в структуре и свойствах сплавов. Образование новых зерен называют реккристаллизацией, а температуру, при которой начинают возникать новые мельчайшие зерна, - температурой рекристаллизации. Академик А.А. Бочвар установил, что абсолютная температура рекристаллизации чистых металлов равна приблизительно 0,4 от абсолютной температуры плавления (отсчитанной не от 0С, а от -273С):
Требования современного дизайна к ювелирным и декоративным изделиям
В процессе разработки ювелирных и декоративных изделий дизайнер часто имеет дело не с изображением вещи, а с самой вещью. Поэтому хочет он или не хочет, но в силу своего профессионализма обязан считаться с объективными законами формообразования - функциональными, конструктивно-техническими, эргономическими, а также с требованиями стиля, моды и эстетического идеала. Он должен создавать такие изделия, которые были бы не только полезны, но и приносили людям эстетическое наслаждение, доставляя им радость и удовольствие.
Дизайн напрямую зависит от динамики инженерно-технической и художественно-эстетической деятельности в процессе формообразования, где характер интеграции меняется по мере перехода от проектирования сугубо технических систем к проектированию изделий, связанных с другими сферами социально-культурной жизни людей.
Техническое и художественное конструирование изделий - это единый процесс рационально-образного проектирования. Техническое конструирование создает предмет в его материальной и функциональной основе; художественное - наполняет предмет общественным содержанием, удобством, гармонией, красотой. Проектирование ювелирных и декоративных изделий осуществляет дизайнер, владеющий законами эстетического воздействия и специализирующийся в области технического конструирования из специфических материалов - металла и камня (от разработки замысла и композиции изделия до изучения эстетических вкусов потребителей).
Дизайн ювелирных и декоративных изделий - это творческая деятельность, целью которой является определение формы изделий, структурных и
функциональных взаимосвязей, которые превращают кусок заготовки в готовое изделие.
Теория дизайна в области создания ювелирных и декоративных изделий охватывает широкий круг проблем, связанных с социальными, экономическими, эргономическими вопросами развития производства и потребления, закономерностями формообразования ювелирных изделий, принципами и методами творческой работы разработчика. Учет влияния эргономических факторов на потребителя, определяет функциональные возможности и особенности проектируемого изделия. Применительно к проектированию ювелирных и декоративных .изделий, эргономика рассматривает потребителя как неотъемлемое звено системы «человек - изделие - среда». «Изделие» в этой системе предназначено для удовлетворения функциональных и эстетических потребностей че- ловека, «человек» - использует изделие в своей деятельности, «среда» - упорядочивает изделие, находит ему определенное место в окружении человека.
Дизайнер, занимающийся проектированием предметного мира с использованием природных материалов, добиваясь своей конечной цели - создания красивой вещи, должен знать, что же обуславливает эстетическую выразительность материала в изделии.
Эстетическая выразительность ювелирных изделий не является самоцелью дизайнера, она важна лишь как средство последовательного осуществления оригинального решения, замысла. Осуществляя его, дизайнер достигает целесообразности сочетания фактуры металлических и неметаллических материалов, и предметной формы: упорядоченности, пропорциональности, гармоничности линий, объемных и цветовых элементов.
Поскольку любая вещь, созданная человеком, имеет то или иное назначение - один из принципов художественного проектирования ювелирных изделий является функциональность. Определяя форму изделия, разработчик стремится, чтобы она в максимальной степени соответствовала функциональному назначению. При этом учитываются выразительные возможности материалов. Форма изделия должна сочетаться с его фактурой, рисунком, цветом.
В бесконечно многообразном мире ювелирных и декоративных.изделий столько видов, групп, типов, что трудно уловить все возможные соотношения между функциональной и эстетической их ценностью.
Эстетическое совершенство ювелирных изделий требуют учета особенностей каждого экземпляра изделия, так как при одной и той же форме, не бывает двух одинаковых изделий. В большинстве случаев конструкция ювелирных изделий отражает его особенности. Часто форма изделия, придуманная дизайнером, корректируется декоративной природой материала, обогащая его конструктивную основу.
Кроме того, выразительность ювелирного изделия обуславливается во многом и технологическими свойствами материала, из которого оно изготовлено. Характер поверхностей, конфигурация сопряжений, фактура, цвет, способ крепления - все должно подчеркивать достоинства изделия. Соответствие формы изделия его содержанию и материалу может быть достигнуто подходящей композицией.
Как отмечает Воронов Н. В. цель дизайнерской работы - получение нового свойства или нового качества; метод достижения этой цели - компоновка или перекомпоновка исходных данных (прототипов), способных обеспечить эти качества; конечный результат - новый объект, обладающий искомым качеством (5, с. 86).
Гармония формы достигается с помощью особых средств. В дизайне они называются средствами композиции. Это пропорции, масштаб, контраст, нюанс, ритм, метрические повторы, характер формы.
Также существуют группы средств композиции, основанных на использовании цвета и тона, фактуры и текстуры материала, пластики (37, с. 14). Средства композиции являются своего рода инструментарием в творческой работе дизайнера.
