для чего используют ультрамарин
Что такое ультрамарин? Свойства и применение вещества
Ультрамарин был популярен ещё в Средние века. Его использовали для создания произведений искусства, а название стало обозначать ярко-синий оттенок. Но что такое ультрамарин? Из чего он состоит? Где применяется? Давайте узнаем.
Что такое ультрамарин: описание вещества
Название вещества состоит из двух латинских слов: ultra (сверх) и marinus (морской). Вместе они трактуются как «сверхморской», то есть «более синий, чем морской». Что такое ультрамарин? Это краситель, созданный из измельченного минерала. Изначально это природный материал, основой для которого служил полудрагоценный камень лазурит или же ляпис-лазурь. Он действительно имеет насыщенный цвет, от голубого до глубокого фиолетового оттенка.
О том, что такое ультрамарин, знали ещё в Средние века. В Китае его использовали для росписи фарфора, в Европе художники создавали с его помощью свои полотна (Вермеер, Леонардо Да Винчи и т. д.). Лазурит для красителя добывали в Афганистане, что было очень долго и дорого.
В XVIII веке были обнаружены месторождения в Прибайкалье, но к тому времени ультрамарин уже успели заменить более дешёвыми и не менее яркими красителями – берлинской лазурью и кобальтовой синькой. В XIX веке синий ультрамарин научились получать искусственно, используя те же компоненты, которые присутствуют в натуральном камне. Он был гораздо дешевле «двойника», но практически не уступал ему по качеству.
Камень лазурит
Природный материал для ультрамарина использовался как поделочный камень. Ляпис-лазурь считается полудрагоценным минералом первого порядка, наряду с нефритом, яшмой, лабрадоритом, агатом и горным хрусталём.
Наиболее высоко ценится камень тёмно-синего и василькового цветов, в которых отсутствуют или малозаметны белые, серый и голубые включения. Золотые вкрапления пирита при этом, наоборот, придают ему стоимость.
Минерал легко обрабатывается, обладает мягкостью и повышенной хрупкостью. Чтобы сделать из него краситель, камень перетирали в порошок, очищали и смешивали с олифой. Для придания ему более насыщенного и ясного оттенка его прокаливали докрасна. Главной задачей было не передержать его, иначе минерал терял свой цвет.
Синим камнем украшали вазы, шкатулки, делали из него статуэтки. Лазуритом облицовывали детали интерьера и инкрустировали мозаики. Его можно увидеть на колоннах Исаакиевского собора в Петербурге. Минерал был очень востребован в Древнем Египте. Им отделывали гробницы фараонов и вставляли в царские украшения. А на востоке ему приписывали магические свойства.
Свойства ультрамарина
Ультрамарин известен как минеральная краска ярко-синего цвета. Это порошок, который не растворяется в воде и органических растворителях, стойко переносит свет и взаимодействие с щёлочью. Легко разрушается от кислот.
За яркий синий цвет ультрамарина отвечают анионы серы, занимающие определённые положения в кристаллической решётке вещества. Примеси пирита в минерале придают красителю тёмный и грязный оттенок, от мрамора цвет становится более мутным.
В искусственном производстве диапазон цветов ультрамарина более широкий. Лёгкий фиолетовый оттенок и стойкий пигмент получается при обжиге в температуре 250 градусов. Он также обладает высокой укрывистостью. Сильный фиолетовый выходит, если обычный синий ультрамарин смешать с хлористым аммонием и нагреть до 200 градусов.
Зелёный цвет красителю придаёт смесь кварца и каолина с серой, сернокислым натрием и древесным углём. Красный пигмент получают из фиолетового с применением соляной кислоты и окисления воздухом. Похожим способом можно создать и розовый оттенок.
Применение ультрамарина
Пигмент изготавливают двумя стадиями. На первом этапе при высоких температурах (сначала 450, а потом 800 градусов) получают зелёный ультрамарин. Потом он поддаётся повторному обжигу в 450 градусов с доступом к кислороду. После чего удаляется избыток серы.
Ультрамарин используют для подкрашивания пластмасс, бумаги, лакокрасочных материалов и текстиля. Он нужен для окрашивания резины, линолеума. Для этих целей подходит пигмент различных оттенков. А вот для живописи используют в основном синий или фиолетовый ультрамарин, красный и жёлтый для этого непригодны.
Этот притягательный ультрамарин: еще раз об истории цвета
Ультрамарин в течение долгого времени был одним из самых редких и дорогих цветов в палитре художников. Первоначально ультрамарин получали из натурального драгоценного камня — лазурита, или ляпис-лазури. Лазурит — минерал сложного состава, включающий окиси кремния, натрия, кальция, слюду.
В Древнем Египте лазурит был известен как камень богов. Египтяне считали, что лазурит — посланец Бога, с помощью которого можно прикоснуться к божественным одеждам. Из камня делали красители и окрашивали одежду великих жрецов.
Из лазурита делали бусы, амулеты, изображения скарабеев.
Непрозрачный темно-синийминерал, часто с крапинками белого кальцита или желтыми блестками пирита, напоминающими золотые искорки, привозили из Горного Бадахшана (Афганистан). Упоминания о том, что лазурит привозили в Египет и Рим из Персии, вероятнее всего, связаны с тем, что бадахшанский камень везли в другие страны персидские торговцы. Посредниками в торговле ляпис-лазурью были также скифы. Поэтому античные писатели именуют этот минерал «скифским кианом» (греч. kyanos — «синь»). Измельченную ляпис-лазурь применяли в качестве пигмента в западноевропейской живописи и в древнерусской иконописи, в украшении манускриптов, но реже других синих красок из-за ее дороговизны.
В Китае из ляпис-лазури делали краску для росписи фарфора. В Индии и Китае из камня производили императорские атрибуты власти. В буддизме лазуритпочитался как одна из «семи драгоценных вещей». В Византии из этого камня делали тессеры — кубики для мозаики. Мозаичные панно с использованием лазурита были необыкновенно красивы — синий камень использовался практически в каждом изделии флорентийской мозаики.
В России в XIX в. байкальский лазурит использовали для «русской мозаики» — облицовки декоративных ваз тонкими пластинками этого дорогого камня. В Исаакиевском соборе в Петербурге две центральные колонны иконостаса облицованы лазуритом. Архитектор собора О. Монферран распорядился заменить колонны, облицованные байкальским камнем, другими, облицованными бадахшанским лазуритом, более темного оттенка.
Лазуревым камнем в чистом виде пользоваться как краской не представляется возможным, и потому, прежде чем стать таковою, он подвергается довольно сложной обработке. Однако, для пигмента были пригодны только чистые камни, без примесей. Ляпис-лазурью назывались только плотные и однородно окрашенные тёмно-синие разновидности лазурита.
Лазоревый камень, сам по себе очень ценный, подвергался кропотливой механической обработке, после которой из 100 частей минерала можно получить до 3 частей чистой краски и большое количество менее чистой, носящей название в торговле «ультрамариновой золы»..
Процесс создания синей краски был чрезвычайно сложным и включал в себя измельчение камней, смешивание их с определенными видами воска, масел и смол. Если хоть один ингредиент был неподобающего качества, то цвет получался тусклым, серо-голубым. Если же все условия были неукоснительно соблюдены, то краска не выцветала и наслаждаться ее насыщенным ярко-синим цветом на картинах мы можем и сегодня.
Из всего этого и складывалась чрезвычайно высокая цена ультрамариновой краски. Художники не могли позволить себе такую роскошь и ждали, пока заказчики сами приобретут эту краску. А для заказчиков наличие синего цвета в их портретах было признаком их состоятельности. В переводе на нынешние деньги фунт натуральной ультрамариновой краски стоил 5000 долларов. Ныне натуральный ультрамарин ещё дороже, чем в старину, и потому редко употребляется в акварели и масляной живописи, тем более, что он вполне заменяется искусственным ультрамарином, лишь немного ему уступающим в чистоте синего тона.
Попытки создать химическим путем новые краски предпринимались издавна. Особенно это относилось к синим пигментам. Над искусственным приготовлением синих пигментов, способных заменить дорогой ультрамарин, ломали головы еще средневековые алхимики.
Только в 19 веке нашли способ получать искусственный краситель. Химик из Тюбингена (Германия) К. Гмелен открыл условия приготовления искусственного ультрамарина почти единовременно с французом Ж.Гиме, получившем в 1828 г. премию за это изобретение; оба изобретения — независимы одно от другого. В 1830 году Гимэ построил завод по производству ультрамарина. В первое время ультрамарин Гиме продавался по 600 франков за кг, теперь искусственный ультрамарин чрезвычайно подешевел. Наиболее известный рецепт производства искусственного ультрамарина: пережигание каолина, глауберовой соли, соды, серы и угля. После предварительной обработки смесь всех материалов загружается в пористые шамотовые тигли и содержимое закрывается крышкой. Щель между крышкой и тиглем обмазывается глиной с песком. Тигли устанавливаются крышкой вниз рядами, один тигель на другой.
Процесс обжига происходит в специальных печах: вначале, в течение 15—16 часов, температура держится до 500° С, затем ее повышают до 800—850° С на 10—12 часов, и, наконец, пропуская в печь воздух, охлаждают ее до 500° С на 12—15 часов; в последнем периоде происходит окончательное образование синего ультрамарина; доступ воздуха уменьшают, и печь медленно остывает в течение нескольких дней.
Прокаленный и выгруженный из печи ультрамарин сортируется по цвету, промывается от водорастворимых солей, размалывается в мокром виде, отмучивается, отжимается на фильтрпрессах, сушится в сушилках и просеивается на ситах.
Цвет, интенсивность и лессирующая способность в значительной степени зависят от степени измельчения пигмента,— чем тоньше измельчен порошок, тем выше качество пигмента.
К основным свойствам ультрамариновых красок относятся:
1) светоустойчивость (хорошие сорта такой краски абсолютно устойчивы по отношению к воздуху, свету и мылу);
2) нетоксичность;
3) стойкость по отношению к щелочам и неустойчивость даже к слабым кислотам. При обычной температуре ультрамарин устойчив к действию разбавленных растворов щелочей, не растворим ни в каких растворителях. Однако, он разрушается растворами кислот, даже очень слабых. При этом он обесцвечивается, выделяя сероводород и кремневую кислоту;
4) способность подвергаться с течением времени так называемой «ультрамариновой болезни», то есть побледнения и посерения. Нередки случаи, когда ультрамарин, стертый на масле, с течением времени теряет свой ярко-синий цвет, сереет и мутнеет, становясь слабо укрывистым.
Ультрамарин чрезвычайно притягательный и загадочный цвет, изысканный, интенсивный, свежий. Такой оттенок отождествляет собой постоянство, ум, серьезность взглядов. Он жизнерадостный и сегодня достаточно популярный, его можно встретить в самых различных областях нашей жизни, но все-таки наиболее популярен этот цвет в одежде. Этот глубокий яркий оттенок синего уже не один сезон удерживается на вершине модного Олимпа, модельеры неоднократно обращали на него свое внимание, выпуская коллекции цвета ультрамарина.
Что касается цветовых сочетаний, основных направлений всего два.
Первое заключается в смягчении глубокого синего цвета мягкими приглушенными светлыми тонами. Светло-серый, белый, мягкий розовый, синий с зеленоватым оттенком и все холодные пастельные тона отлично гармонируют с аквамарином, позволяя создавать элегантные сдержанные образы.
Этот модный цвет также сочетается с солнечно-желтым, ярко-оранжевым, красным и алым, коралловым, фиолетовым и зеленым.
Дизайнеры не советуют смешивать в образе больше двух цветов. А если не уверены в том, что цветовая комбинация будет удачной, обыграйте образ аксессуарами аналогичных цветов. И помните о том, что ультрамарин в сочетании с черным или другим оттенком синего — это беспроигрышно, но, стоит отметить, не всегда креативно и оригинально.
Ультрамарин — стабильный, уверенный, интенсивный, смелый, насыщенный и в какой-то степени эксцентричный цвет. Он эффектно смотрится не только в одежде, но и в других предметах гардероба — перчатках, ремнях, сумочках, обуви, шарфах.
На физиологию человека цвет действует почти автоматически, вот общие характеристики воздействия цвета:
при воздействии синего цвета снижается активность жизненных процессов, нормализуется дыхание и пульс, так как он считается пассивным, спокойным, холодным. Вызывает состояние созерцательности и размышления, способствует возвышенным и глубоким размышлениям на вечные темы. Он пробуждает стремление к героизму и альтруизму. Прекрасный вариант для жилища людей легких, но вдумчивых. Людям, склонным к тяжелым размышлениям и депрессивным состояниям, лучше избегать таких оттенков в своем интерьере.
Ультрамарин (пигмент)
Получение (производство) синего пигмента ультрамарина
Синий пигмент ультрамарин производят путем термической обработки исходного материала. Сырьем служит несколько компонентов: диатомит (он же инфузорная земля, целит, кизельгур или горная мука), каолин, имеющий химическую формулу Al2O3•2SiO2•2H2O, карбонат натрия (кальцинированная сода) и сера. Кроме основных компонентов к смеси сырья добавляют древесный уголь либо каменноугольный пек (битум). Они служат восстановителями. К сырью, используемого в производстве ультрамарина, предъявляется ряд требований. Например, каустическая сода обязательно должна быть чистой, без примеси бикарбонатов. Это необходимо для того, чтоб полисульфиды натрия, образующиеся на начальном этапе обжига, не разложились. С этой же целью сырье перед термической обработкой тщательно просушивают. Диатомит и каолин не должны содержать примеси железа. Порошок серы не должен содержать примесей мышьяка, которые в процессе производства ультрамарина могут образовать с водородом очень токсичное соединение – арсин (мышьяковистый водород).
Для получения шихты все составляющие тщательно дробят до гомогенного состояния смеси. Измельчение сначала проводят всех компонентов по отдельности, а потом в смеси, в требуемом соотношении. Термическая обработка шихты может проводиться двумя методами: одностадийным либо двухстадийным.
Одностадийный способ термической обработки шихты сейчас используется очень редко, т.к. занимает много времени и требует больших трудозатрат. Печь долго разогревается, ее КПД низкий. Кроме того, за счет неравномерного распределения температуры внутри печи, ультрамарин получается низкого качества, с неоднородной структурой.
В результате обжига можно получить полуфабрикатный ультрамарин, который еще необходимо очистить от посторонних водорастворимых включений (удаляют соли, используя отмывку), просушить и тщательно измельчить.
Свойства пигмента ультрамарина
Ультрамарин разрушается под воздействием растворов кислот. При этом происходит выделение сероводорода. Но пигмент обладает достаточной устойчивостью к щелочам.
Применение (использование) ультрамарина
Ультрамарин нашел довольно широкое применение в различных сферах производства. Используется при изготовлении композиционных и лакокрасочных материалов. Ультрамарин синего цвета в производстве художественных красок, эмалей, композиций на основе клея, известковых и эмульсионных лакокрасочных материалов. В очень малом количестве пигмент ультрамарин вводят в системы для нейтрализации желтизны готового продукта. Так отбеливают сахар, текстиль, бумагу, эмали и краски и многое другое. Используется ультрамарин и в производстве пластических масс, линолеума и пр.