"На склоне самой высокой горы Говерлы стоял город с замком. Жил в этом городе вольный русский князь - лишь великого стольнокиевского признавал он выше себя. Этот князь однажды созвал мастеров со всех Карпат. А на Карпатах были такие мастера, каких нигде больше в Европе не бывало. Князь велел им отлить колокол, чтобы звон его раздавался по всей стране. Колокол отлили из чистого серебра. Он звонил, и всякий знал, что, пока слышен звон, жива, свободна страна" ^[1].

    О серебряных колоколах существуют поверья, народные предания, легенды, стихи. Ни географического, ни иконографического прикрепления легенды о серебряном колоколе не имеют. Хронологические рамки их неопределенны. Состав колокольного сплава (колокольной бронзы) считается секретом мастеров, не подлежащим разглашению, или, напротив, безнадежно утраченным. Между тем, этот секрет (четыре части меди, одна часть олова) был раскрыт еще в начале XI в. бенедиктинским монахом Теофилом в сочинении "О различных искусствах" и с тех пор неизменно воспроизводился во всей последующей литературе по бронзолитейному производству. Более того, с середины XIX в. письменные источники настойчиво отрицают необходимость серебра в сплаве. К этому же времени относятся первые пробы анализов древних памятников колокольного литья, показавшие наличие в колоколах только олова, меди, иногда небольших примесей свинца, цинка или железа ^[2].

Один из "серебряных" колоколов Эрфурта, посвященный Косьме и Дамиану. 1625 год Мастер - Якоб Кёниг

     Таким образом, рецепт сохранился, а легенда все равно живет. В одном из ее современных вариантов сообщается, что серебро для звука нужно обязательно, в подтверждение "припоминается" какое-нибудь популярное издание. В другом варианте выясняется, что о серебряных колоколах знают от старых людей, старых мастеров или звонарей. В третьем рассказывается, что серебро в колоколах особое, не уловимое никакими физическими или химическими методами.

     Легенда, таким образом, имеет как бы несколько взаимопроникающих смыслов: наилучший металл - серебро, иногда позолоченное, иногда даже золото для наилучшего - серебряного, иногда золотого, иногда малинового звучания, в знак наилучшего, наиважнейшего наизнаменательнейшего события. Известна китайская сказка, в которой голос колокола, несущего победу, мог родиться не из серебра, железа или золота, а только из металла, смешанного с кровью человека, готового отдать жизнь за свою землю. В средневековой Европе колокольный сплав вообще был, как говорится на кончике языка: даже фармацевтические и кулинарные ступки считались отлитыми из него. Репутация сплава в ремесленной среде была столь велика, что вплоть до недавнего времени ему давали обобщенное название "металл" (в отличие от обычной бронзы).

"Родионовский" колокол. 1647 год Один из "серебряных" колоколов колокольни Иван Великий

     Среди более чем трех десятков химических анализов русских колоколов XI-XIX веков, проведенных автором этой статьи современными аналитическими методами, серебра не оказалось ни в одном. Точнее говоря, серебро обнаружилось на уровне естественного содержания примесей (сотые доли процента) и лишь в нескольких случаях - в десятых долях процента. Те же результаты сообщают иностранные источники: ни в одном из исконно считавшихся серебряными колоколов химическим анализом наличие серебра не подтвердилось ^[3].

     И все же серебряные и золотые колокола были. "5-го июня 1890 года в Харькове на колокольном заводе П.П. Рыжова состоялась отливка царского колокола из серебра - колокол предназначен для Успенского кафедрального собора. В первом ярусе колокольни устраивается из железа раковина, в которой и будет висеть колокол. Этот колокол имеет 17 пуд. 35 фунт. чистого серебра и незначительное количество меди и олова" ^[4]. И в другом месте: "Золоченые колокола имеются, кажется, только к городе Таре, в Сибири, при церкви Казанской Божией Матери. Их там шесть; все они небольшие - от 1 до 45 пудов. Вызолочены они тарским мещанином Семеном Можаитиновым по следующему случаю. Любимый брат этого мещанина, быв по торговым делам в степи, попался в плен к киргизам; брат, узнав об этом, дал обет, что если пленник благополучно возвратится из плена, он позолотит колокола. Брат вернулся, и горячность братской любви заставила выполнить обет" ^[5]. В некоторых музеях сохранились небольшие ручные колокольчики из серебра. Известен бронзовый колокол, инкрустированный листовым серебром.

     Чтобы как-то подобраться к загадке этой легенды, нужно принять во внимание несколько групп фактов.

1. Серебра действительно не должно быть.

     Сохранились сведения о том, что серебряный колокол, отлитый в Харькове имел звук "жидкий, бессильный, неполновесный" ^[6]. Несколько лет назад было проведено специальное исследование, посвященное установлению влияния примесей на акустическое поведение стандартной колокольной бронзы (современный стандарт Cu - 78-80%, Sn - 20-22%, примеси - 1-2%). Среди различных специально вводимых добавок изучалось влияние серебра (до 5%) на механические и акустические характеристики сплава - твердость, скорость звука, затухание (уменьшение амплитуды колебаний). Выяснилось, что легированная серебром колокольная бронза имеет несколько повышенные твердость и затухание и несколько более низкую скорость звука, до далеко не в той степени, чтобы влияние серебра можно было бы признать сколько-нибудь акустически значимым ^[7].

2. Состав и фазовая структура колокольной бронзы.

     В практике музыкального материаловедения критерием качества "звучащего" материала служит так называемая акустическая константа - величина, учитывающая скорость звука, плотность и затухание через выражение 1/RE/³, где R - затухание, Е - модуль Юнга, - плотность материала. Это выражение выведено для "резонансного" дерева, но оно получено с учетом совокупности общих требований к материалу музыкального инструмента с точки зрения неискаженного и оптимального по мощности излучения и поэтому в качестве обобщенного критерия может быть распространено на "резонансный" металл. В общем случае колокольная бронза обнаруживает нормальную двухфазную структуру: первая фаза - твердый раствор олова и меди -фаза и вторая - механическая смесь (так называемый эвтектаид) и -фаз где -фаза - интерметаллическое соединение Cu₃₁Sn₈ со сложной кубической решеткой типа -латуни, относящейся к особому классу так называемых электронных фаз Юм - Розери. Оказалось, что в зависимости от концентрации компонентов все физические свойства сплавов системы медь-олово, входящие в акустическую константу, имеют перегибы (скачки, или минимумы-максимумы) при 32-33% Sn, т.е. в области -фазы. Это значит, что состав, соответствующий -фазе, аномален по сравнению с другими. Иначе говоря, при этом составе акустические свойства проявляются в "химически чистом виде", в то время, как при других составах они соответствуют доле этой фазы. Такое заключение в дальнейшем подтвердилось исследованием акустических свойств реальных исторических образцов колокольного литья, показавшим, что все акустические параметры меняются параллельно относительному содержанию -фазы (все же остальные факторы - чистота, пористость, размер ячеек фаз и т.п. - имеют подчиненное значение).

Влияние серебра на твердость колокольной бронзы (вверху) скорость (в центре) и затухание звука (внизу) в ней

  Таким образом, особые свойства колокольной бронзы как "звучащего", "резонансного" сплава связаны со свойствами -фазы в системе медь-олово, интерметаллического соединения Cu₃₁Sn₈. Это соединение, однако, обладает исключительно высокой хрупкостью - колокол, отлитый из бронзы такого состава (67,5% меди, 32,5% олова), не выдержал бы и одного удара языком. Но здесь-то как раз и раскрывается основа легендарного рецепта: если сплавы, различающиеся содержанием олова, расположить по их способности выдерживать деформацию без разрушения, то окажется, что колокольный сплав попадает почти на границу области допустимой хрупкости. Оптимум пропорций компонентов в сплаве при этом очевиден - оптимум акустических свойств и механической прочности с одной стороны, как можно больше олова, чтобы увеличить долю носителя специальных свойств сплава - "резонансной" - фазы, с другой стороны, не столь много, чтобы не лишить сплав демпфирующей способности матрицы - пластичной -фазы.

Далее >>

Технология колокольного литья