На главную
Окрашивание меди в яркие цвета
Окрашивание меди в яркие цвета производят двумя способами: химическим и электрохимическим. Эти методы обработки позволяют получать широкую гамму цветов на меди и медных гальванических покрытиях.
Тонкие прозрачные пленки в зависимости от толщины слоя имеют различные цвета: цвета побежалости на металлах, цвета мыльных пузырей, цвета тончайшего слоя бензина на поверхности воды и т. п. Толщина указанных цветных пленок составляет сотые и десятые доли микрона.
Цвет тонких пленок обусловлен явлениями интерференции света, падающего на пленку и отражающегося как от верхней, так и от нижней поверхности пленок; благодаря различной скорости прохождения света в воздухе и в пленке вследствие интерференции света отраженный луч может усиливаться или затухать. Когда на пленку падает сложный белый световой луч, часть окрашенных лучей, составляющих белый луч, усиливается, другая часть затухает, в результате чего пленка получает в зависимости от ее толщины тот или иной цвет.
Химическое окрашивание. Ванна для декоративной отделки меди и омедненных изделий в яркие цвета содержит:
При составлении ванны каждый компонент растворяют отдельно и смешивают перед самым употреблением.
Изделия, смонтированные на проволоке, погружают в ванну, слегка передвигая их в растворе до тех пор, пока не получится цвет, затем быстро промывают в воде. В процессе окрашивания осаждается сернистый свинец.
Этот раствор в кипящем состоянии дает в первые несколько секунд золотистое окрашивание, затем (через 0,5 мин) окраска изменяется и переходит в синий цвет.
Для получения синего цвета следует поддерживать температуру раствора 60°, а для получения золотистого цвета 35 — 40°.
Цвета появляются последовательно. Так, в растворе гипосульфита в присутствии мышьяковистого натрия окраска изделий меняется в следующей последовательности.
Окрашивание изделий из латуни может производиться в растворе едкого калия, сегнетовой соли, сернокислой меди. Для придания золотистого оттенка изделия можно обрабатывать в 15-процентном растворе серной кислоты.
Раствор составляют следующим образом: все три компонента в отдельности растворяют в воде, затем раствор едкого калия смешивают с раствором сегнетовой соли и, наконец, в раствор вводят сернокислую медь. Температура раствора должна быть не ниже 18 — 20°.
Электрохимическое окрашивание поверхностей художественных изделий в различные цвета производят путем нанесения тончайшей пленки закиси меди на катоде (изделие) из водных растворов органических соединений меди. Этот способ позволяет производить окрашивание в различные яркие цвета в зависимости от режима обработки изделий. Электролиз при окрашивании изделий происходит при очень низких плотностях тока (см. табл. 9).
Существенным фактором для получения качественного, равномерного цвета является предварительная подготовка поверхности изделия. Равномерную окраску трудно получить на слишком тонкой пленке. Для того чтобы избежать неравномерности интерферирующего оттенка, возникающей вследствие различной светопоглотительной способности поверхности металла, рекомендуется применять предварительное гальваническое нанесение подслоя из меди. Кроме того, рекомендуется полирование, крацевание или пескоструйная обработка.
Различные оттенки пленки могут быть получены не только вследствие структурной неравномерности металла, но и в связи с посторонними включениями в основной металл.
Различные способы механической обработки поверхности металла также влияют на оттенки пленки.
Видоизменение цвета пленки, зависящее от времени выдержки изделия в электролите, может быть представлено в виде следующих двух циклов:
С каждым последующим циклом на интерферирующие цвета все большее влияние оказывает собственный цвет окисла меди. После девяти циклов глаз перестает улавливать изменение интерферирующих цветов. Окисное покрытие начинает приобретать густо-красный цвет (в то же время переливающийся всеми цветами), который уже больше не подвергается циклическим изменениям.
В промежуточные отрезки времени (30 сек, 70 сек, 190 сек и т. д.) можно получить цвета самых разнообразных оттенков, образующихся в результате смешения соседних цветов.
Для получения тонких окисных цветных пленок наиболее удобными являются растворы, дающие образование закиси меди с умеренной скоростью.
Для того чтобы получить такой раствор, следует проследить скорость смены цветов на катоде. Если скорость образования закиси меди на катоде слишком велика для того, чтобы можно было остановить процесс сразу по получении нужного цвета, рост пленки можно задержать, например, снижением щелочности раствора, понижением температуры, разбавлением раствора или комбинацией этих приемов.
Для цветного электрохимического окрашивания существуют разнообразные электролиты, состоящие в большинстве случаев из органических соединений:
Для вышеприведенных растворов принимаются режимы:
Электрохимическое окрашивание можно производить также в электролите следующего состава:
Раствор, содержащий сернокислую медь и сахар, следует вливать в раствор щелочи. Удельный вес раствора при 16°— 1,10. Аноды — медные. Режим работы следующий: температура 25 — 40°; катодная плотность тока 0,01 а/дм2. Изделия после погружения в ванну выдерживаются без тока в течение 1 мин.
По мере уменьшения объема электролита в раствор добавляется дистиллированная вода. Свежеприготовленный электролит может работать длительное время без корректирования, пока концентрация электролита не снизится до 67%, что можно определить измерением его удельного веса.
Для получения более блестящих поверхностей в электролит добавляют 20 г углекислого натрия. Однако электролит без углекислого натрия более стоек. Снятие цветного оксидного слоя производится в 5-процентном растворе аммиака. Для лучшего предохранения окрашенного слоя от коррозии и механических повреждений изделия рекомендуется покрывать прозрачным лаком (нитролаком, глифталевым, перхлорвиниловым и др.).
Существуют и другие составы электролитов. Так, например, следующий состав:
Температура комнатная; катодная плотность тока — от 0,08 а/дм2 и выше.
По другому способу изделия из стали или имеющие медный подслой окрашиваются в щелочной медной ванне такого состава:
Температура комнатная; катодная плотность тока 0,005 — 0,15 а/дм2.
Существуют и другие составы электролитов для цветного окрашивания, например:
Для получения зеленой окраски со слабым оливковым оттенком предлагается электролит:
Температура электролита комнатная; напряжение не менее 1,5 в; катодная плотность тока 0,2 — 0,4 а/дм2.
Электролит приготовляют следующим образом: молибденовокислый аммоний обрабатывают раствором цианистого калия. Сернокислые соли меди и цинка переводят в углекислые и растворяют цианистым калием и раствором молибденовокислого аммония в цианистом калии с таким расчетом, чтобы количество свободного цианистого калия не превышало 6 — 8 г/л электролита. В приготовленный электролит прибавляют 10 — 15 см3 30-процентного раствора кислого сернистокислого натрия.