Металдарды химиялық бояу - Chemical coloring of metals - Wikipedia

Сондай-ақ оқыңыз: Патина
Генри Мур, Отбасы тобы (1950), патинацияланған қола
Bull Head Attachment, шамамен 700-600 жж., Урарт, Иранның солтүстік-батысы, қола - Кливленд өнер мұражайы, металды бояудың алғашқы үлгісі
Металлокромия - Nobilis түсті сақиналары, Museo Galileo; Флоренция

Металдарды химиялық бояу түсін өзгерту процесі болып табылады металл әр түрлі химиялық ерітінділері бар беттер.

Металлдарды химиялық бояуды екі түрге бөлуге болады:

Металлдың химиялық бояуы оны жай әдіспен жабудан ерекшеленеді алтын жалату немесе сынапты күмістеу өйткені химиялық бояу химиялық реакцияны қамтиды, ал қарапайым жабын болмайды.

Тарих

Металлдарды химиялық бояу процестері металл өңдеу технологиясымен бірдей көне. Металлдан жасалған түрлі-түсті заттардың алғашқы белгілі мысалдары шамамен 5000 жыл. Олар Анадолы аймағынан шыққан кейбір күміс түсті бөлшектері бар қола құймалар.[дәйексөз қажет ] Осындай процестерді ежелгі Египеттің мыс парақтарынан табуға болады.[2] Металдарды ерте химиялық бояудың тағы бір мысалы - Nebra аспан дискісі, онда жасыл патина мен алтын құймалар бар.

Үлкен Плиний бірінші ғасырында табиғи пайда болған және жасанды патинаның арасындағы айырмашылық туралы айтқан.[3] Металдардың химиялық бояуы туралы тағы бір көне құжат - бұл Лейден папирусы X (Б. З. 3 ғ.).

Орта ғасырлардағы химиялық боялған металдардың екі маңызды көзі болып табылады Mappae clavicula 9-12 ғасырлар аралығында пайда болған және Theophilus Presbyter жұмыс De Diversis Artibus, ол 12 ғасырға сәйкес келді.

Қайта өрлеу дәуірінде ең маңызды құжаттар болды Зергерлік туралы трактат және Мүсін туралы трактат әйгілі итальяндық мәнерші, мүсінші және зергер Бенвенуто Челлини.[4] Патинация туралы итальяндық суретші және жазушы да қысқаша айтады Джорджио Васари және Помпониус Гауриктің «Де скульптура» 1504 еңбегінде. Андре Фелибиен 1699 ж. өзінің «Негіздер» деген еңбегінде қола мүсіндерді патинациялаудың кейбір әдістері туралы қысқаша айтады.[5]

Қазіргі заманғы ғылыми негізделген металдарды химиялық немесе электрохимиялық бояудың басталуы Леопольдо Нобили (1784 - 1835) 1826 ж. Nobilis түсті сақиналардың ашылуы.[6] Леонхард Элснер, Александр Ватт, Антуан Сезар Беккерель (1788 - 1878) және Рудольф Кристиан Беттгер (1806 - 1881) - металдарды электрохимиялық бояудың алғашқы тарихындағы маңызды адамдар. Джордж Ричардс Элкингтон (1801 - 1865), күміс пен алтынды электролиздеуге патентімен белгілі болды (1840), кем дегенде бір электрохимиялық металды бояу процесін патенттеді.[7] 19 ғасырда тек металдарды химиялық бояуға арналған алғашқы оқу құралдары жарық көрді.[8] 1868 жылы Пушер алғаш рет натрий тиосульфаты мен қорғасын ацетаты негізінде түрлі-түсті немесе жылтыр патинаны қолдану туралы хабарлады.[9]

ХVІІІ ғасырдың соңынан бастап металдарды химиялық бояу химиялық технология рецептілерінің әр түрлі жинақтарының тұрақты тақырыбы болды, 19 ғасырдың ортасынан бастап бұл тақырып электролиттік нұсқаулықтар мен зергерлер мен күміс шеберлерінің көптеген оқулықтарына енгізілді.

20 ғасырдың басында металдарды химиялық бояумен өнеркәсіпте қолдануда үлкен жетістіктерге қол жеткізілді. Мысалы, шамамен 1905 жылы қара никельге арналған алғашқы патенттер (неміс патенттері DRP 183972 және DRP 201663) және қара оксид (шамамен 1915 - 1922, неміс патенттері DRP 292603, DRP 357198, DRP 368548) жасалды. 1923 - 1927 жылдар аралығында тотыққан алюминийге қатысты Ұлыбританияның алғашқы патенттері жарық көрді.[10][11], және қара хром 1929 жылы жасалды (неміс патенті GP 607, 420).

Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін бірінші кезекте сәулеттік пайдалануға арналған жасыл патенттелген мыс парақтарына қызығушылық артты. Анодты тотығу технологиялары титан, және кейінірек ниобий және тантал, 1960 жылдардың ортасынан бастап дамыды. Тот баспайтын болаттың анодты тотығу технологиясы 1957 жылы да жасалған. (Патент US 2957812A).[12][13][14]

Қазір мыс пен темірді патинациялауда бактериялық дақылдарды қолдану мүмкіндіктері зерттелуде, мыс пен оның қорытпаларын, ниобий, баспайтын болат және хромдалған заттарды лазермен бояу сынақтан өткізілуде.[15][16]

Қолданады

Металдарды химиялық бояу ең алдымен мүсіндер, зергерлік бұйымдар, төсбелгілер, медальдар мен декорациялар жасауда қолданылады. Ол сәулет өнерінде, металл жиһаз өндірісінде және әскери мақсатта, сондай-ақ сәндік ыдыстарда қолданылады. Ол белгілі бір дәрежеде металдарды қалпына келтіру және сақтау кезінде қолданылады.

Бояу процестерінің мысалдары

Болатты белгілі бір температураға дейін қыздыру арқылы алынған интерференциялық түстер. Дәл осындай түстерді химиялық немесе электрохимиялық тәсілдермен де алуға болады
Анодталған титан түстерінің кестесі

Металл боялмас бұрын оны қатты жуғыш зат ерітіндісін пайдаланып қышқыл мен майдан тазарту керек. Бояуды орындайтын адам қорғаныс киімдерін, қолғаптарын және қауіпсіздік көзілдірігін киіп, жақсы желдетілетін жерде жұмыс істеуі керек.

Қара - күміске

Заттар калий немесе натрий сульфидінің 2,5% ерітіндісіне батырылады. Түс пайда болғаннан кейін күміс заттар мұқият жуылады және балауызбен немесе лакпен қорғалады.

Мыс пен қорытпалар үшін жасыл

Заттар боялған немесе 250 грамм ерітіндімен себілген аммоний карбонаты / 250 грамм аммоний хлориді / 1 литр су. Әр қабат 24 сағат бойы кептіріледі. Қажетті тонға жеткеннен кейін, материал балауызбен немесе лакпен боялады. Егер хлоридтің мөлшері азайса, түс көп болады көгілдір. Егер аммоний карбонатының концентрациясы төмендетілсе, түс көп болады диаграмма.

Мыс үшін қара

Мыстан жасалған заттарды а калий немесе натрий полисульфиди ерітінді (2,5%). Сонымен қатар, күкіртті калий пайдалануға болады. Түс дамығаннан кейін заттарды шаю, кептіру, балауыз немесе лакпен жағу керек.

Мыс үшін қоңыр

Мыс заттары 12% мыс сульфаты мен кем дегенде 3 күндік судағы ерітіндіде қайнатылады. Түс дамығаннан кейін материал шаюға, кептіруге, балауызға немесе лакпен жабуға арналған.

Қара темірге арналған

Нысандар өте жұқа қапталған зығыр майы, содан кейін біртіндеп 300 - 400 ° C дейін қызады. Қажет болса, процесс қайталанады. Бұл процесті қорғасыннан, қалайыдан және оның қорытпаларынан басқа кез келген металда қолдануға болады, оларды жоғарыда көрсетілген температураға дейін қыздыруға болады.

Қоңыр темірге арналған

Нысан 5% қапталған сулы ерітінді туралы темір хлориді. 24 сағаттан кейін оны дөрекі шүберекпен немесе ең жақсы болат жүнмен ысқылайды. Кейіннен процесс кем дегенде 3 рет қайталанады. Соңында, материал майлы шүберекпен сүртілуі керек.

Қалайы үшін сұр

Заттар темір хлоридінің 20% сулы ерітіндісіне батырылады, содан кейін боялған кезде шаюға, кептіруге және балауызға немесе лактауға арналған.

Мырышқа арналған сұр-қара

Заттар темір хлоридінің 20% сулы ерітіндісіне 20 минут бойы батырылады. Қажетті түске қол жеткізілгеннен кейін, объектілерді жуу, кептіру және балауызбен немесе лакпен бояу керек.

Алюминий үшін қара

Заттарды 20 г қайнататын ерітіндіге батырады аммоний молибдат және 5 г. натрий тиосульфаты бір литр суда. Түстер дамығаннан кейін заттарды шаю, кептіру және балауызбен немесе лакпен тазалау қажет.

Патинаның жылтыр түстері (интерференциялық түстер)

280 грамм натрий тиосульфатының, 25 грамм мыс ацетатының және 30 грамм лимон қышқылының ерітіндісін мыс пен оның қорытпаларына, күміске, никельге, темірге және алтынға қолдануға болады. Түс батырудың ұзақтығына, жездегі түстердің реттілігіне байланысты: алтын сары-мыс-күлгін-қою көк-ашық көк-хром-никель-қызыл-сұр, темірде немесе көміртекті болатта тек көк және сұр-қара

Титандағы әртүрлі түстер

3% трисодий фосфат ерітіндісі, тот баспайтын болат катод және нысан ретінде анод қарапайым үшін пайдалануға болады электролит.

Көптеген басқа электролиттерді қолдануға болады - тіпті Кока кола.[17]

Түстер тұрақты кернеуге байланысты.

ТүсВольтаж
Сабан сары10 В.
Күлгін29 В.
Көк30 В.
Көк жасыл45 В.
Ашық жасыл55 В.
Күлгін қызыл75 В.
Сұр110 В.

Бұл процестің ықтимал қауіпті кернеу болғандықтан резеңке қолғап кию кезінде орындалуы міндетті болып табылады.

Тот баспайтын болатта әр түрлі түстер 18 Cr / 8 Ni

- 250 грамм хром қышқылы, 500 мл күкірт қышқылы, 500 мл су, қорғасын катоды, объект = анод, температура 80 С[18]

Түс батырудың ұзақтығына байланысты (5 - 50 минут). Түстердің дәйектілігі қоңыр, көк, күлгін, жасыл. Осы қадамнан кейін 50-100 гр калий дихроматы ваннасына батыру керек (80 - 90 С, рН 4-5, 15-20 мин.).[19]

Әрі қарай оқу

Ағылшынша

  • Хиорнс, А .: Металлды бояу және қола салу, Лондон 1892 ж.
  • Филд, С., Бонни, С.Р .: Металлдарды химиялық бояу және олармен байланысты процестер, Нью-Йорк 1925 ж.
  • Angier, RH: Атыс қаруы көк түске боялып, Браунинг, Onslow County 1936 ж.
  • Фишлок, Дэвид: металды бояу, Теддингтон 1962.
  • Хьюз Р .; Роу, М .: Металлдарды бояу, қола салу және патинациялау, Лондон 1982 ж.
  • LaNiece, Susan, Craddock, Paul: Металл қаптау және патинация: мәдени, техникалық және тарихи оқиғалар, Бостон 1993.
  • Сугимори, Э .: Жапон патиналары, Брунсвик 2004 ж.

Неміс тілінде

  • Бухнер, Г .: Die Metallfärbung und deren Ausführung, Берлин 1891 ж.
  • Beutel, E. Bewahrte arbeitsweisen der metallfaerbung, Wien 1913 ж.
  • Краузе, Х.Металлфаербунг, Берлин 1922 ж.
  • Кремер, О.П. және Джелинек, Т.В. Metallfärbung Chemische Metallfärbung und farbige Metallchichten, Saulgau 2007 ж.
  • Бергер, Д.: Bronzezeitliche Färbetechniken an Metallobjekten nördlich der Alpen, Halle 2012.

Итальян тілінде

  • Герси, И.: Металлокромия. Colorazione e decolorazione dei metalli per per chimica ed ellettrica., Милан 1898 ж.

Испанша

  • Castells, F.: “Coloración de los metales”, Viladrau Girona 1992 ж.

Орыс тілінде

  • Нордберг, О. Травление, окрашевание в различние цвета и художественая отделка металллов, Санкт-Петербург 1913 ж.
  • Джамполский, Л.Вороненье-Практическое руководство по химическом окрасеванию зелезного метал, Ленинград 1929 ж.
  • Одноралов, Н.В. Dekorativnaja otdelka skulpturi i hudozhestvenih izdelij iz metalla, Мәскеу 1989 ж.
  • Бобрикова, И.Г .; Селиванов, В.Н. Технология электрохимической и химической художественно декоративное обработки металлов и сп сплов, Новочеркаск 2009 ж.

Сыртқы сілтемелер

Ағылшынша

Француз тілінде

Неміс тілінде

Испанша

Орыс тілінде

Хорват тілінде

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Фишлок, Дэвид: Металл бояуы, Теддингтон 1962., 8-бет
  2. ^ Хьюз, Р.; Роу, М. Металлдарды бояу, қола салу және патинациялау, Лондон, 1982, 10 бет
  3. ^ http://www.che.uc.edu/jensen/W.%20B.%20Jensen/Books/Leyden%20&%20Stockholm%20Papyri.pdf 1.01.2018 шығарылды.
  4. ^ https://archive.org/stream/bub_gb_Gsh2BJGzZLEC#page/n67/mode/2up 2.01.2018 шығарылды.
  5. ^ http://n Northernlightstudio.com/docs/Patina.doc 26.01.2018 шығарылды.
  6. ^ Л.Нобили: Бөлшектердің құрамына кіретін Sui colori sopra una nuova scala cromatica dedotta dalla metallocromia ad uso delle scienze e delle arti, Antologia, 39, 117, 1830 e su Bibl. Унив. 15, 337, 1830; e 16, 35, 1830
  7. ^ Фишлок, Дэвид: Металл бояуы, Теддингтон 1962., 126 бет
  8. ^ http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k6218907f.r=+patines+du+bronze.langFR 2.01.2018 шығарылды.
  9. ^ http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj190/ar190108 7.02 күні алынды. 2018 жыл.
  10. ^ Ұлыбритания патенті 290901, 1927 ж.
  11. ^ Ұлыбритания патенті 223994, 1923 ж
  12. ^ АҚШ патенттік бюросы, http://www.reflectionandrefraction.co.uk/history.html 19.01.2018 шығарылды.
  13. ^ https://pdfpiw.uspto.gov/.piw?Docid=03804730&homeurl=http%3A%2F%2Fpatft.uspto.gov%2Fnetacgi%2Fnph-Parser%3FSect1%3DPTO1%2526Sect2%3D26DP%%25 % 2526u% 3D% 25252Fnetahtml% 25252FPTO% 25252Fsrchnum.htm% 2526r% 3D1% 2526f% 3DG% 2526l% 3D50% 2526s1% 3D3804730.PN.% 2526OS% 3DPN% 2F3804730% 25 & RR & RN = RP = = 30NP = 530% & RPN = RP = = 30% NONE & Input = View + first + page . 5 мамыр 2020 шығарылды
  14. ^ https://patents.google.com/patent/US2957812A/kz
  15. ^ https://www.up2europe.eu/european/projects/biological-patina-for-archaeological-and-artistic-metal-artefacts_8707.html 15.01.2018 шығарылды.
  16. ^ Б.А. Дайновски, Дж.Маркзак, А.Сарзёнски, М.Штрелец, Дж.Л.Масс, А.Линс, С.И.Шах, Р.Мюррей, Т.П. Beebe Jr., Z. Voras Мыс қорытпаларына лазерлік патиналар жасау: түстердің пайда болуы және олардың мыс қорытпаларына әсері, METAL 2016, Нью-Дели 2017., Конференция материалдары, 153 - 160 беттер
  17. ^ https://www.researchgate.net/publication/343569468_Anodizing_of_Ti_and_Ti_Alloys_for_Different_Applications_A_Review
  18. ^ https://patents.justia.com/patent/4071416
  19. ^ http://tf.npi-tu.ru/assets/tf/kht/files/posobie-po-txdo.pdf