Википедија

Хемијско бојење метала

Хемијско бојење метала је поступак обраде метала у којем се боја металне површине мења путем излагања споменуте одређеним хемијским отопинама. Према Дејвиду Фишлоку могу постојати само 2 начина бојења металних површина:

  1. Превлачењем једног метала другим металом другачије боје, примерице путем електролитичког таложења.
  2. Конверзијом металне површине у оксид или со која је обојена или је способна упијати супстанце за бојење или код које утисак боје настаје услед интерференције.[1]
Скулптура од хемијски обојене бронзе, рад Хенри Мура

Осим хемијским путем метали се могу бојити и електрохемијски те термичком обрадом.[2]

Историја

уреди
 
Глава бика, Урарту, северозападни Иран, око 600-800 пре Христа, рани пример хемијског бојења метала

Сматра се да су ови поступци коришћени већ у најстарије доба, те да су стари барем колико и сама технологија обраде метала. Најранији очувани предмети који сведоче о модификовању боје метала стари су око 5000 година, те потичу са подручја Анатолије - ради се о бронзаним одлевима на којима неки делови имају боји бронзе контрастну сребрну боју добијену помоћу арсеника. Слични се поступци могу наћи и на неким староегипатским бакарним лимовима.[3] У ране примере хемијског бојења метала можемо уврстити и Небески диск Небра.[4] Што се тиче писаних извора најстарији је изворни документ свакако Лајденски папирус X из 4. века (ту треба нагласити да већ Плиније старији (живео између 23. и 79. године) у првом веку спомиње дистинкцију између природно насталих и вештачких патина).[5]

У средњем веку 2 важна извора су Маппае Цлавицула, настала између 9. и 12. века и Теофилусово дело Де Диверсис Артибус настало у 12. веку. У време ренесансе најзначајнији документи су трактат о златарству и Трактат о вајарству Бенвенута Челинија.[6] Почетком сувременог на науци основаног хемијског односно електрохемијског бојења метала можемо узети Леополдо Нобилијево (1784—1835) откриће добивања Нобилијевих обојених прстенова 1826. године (радило се о прстенастим у дугиним бојама прелевајућим творевинама насталим електролитским таложењем оловног пероксида,осим прстенова осмислио је и технику добивања једнобојних превлака). Осим Нобилија електрохемијским су се бојењем метала (њему се приписује и назив металохромија) у том раном раздобљу бавили и Леонхард Елснер, Александер Ват, Антоан Цéсар Бекерел (1788—1878) и Рудолф Кристиан Бетгер (1806—1881).[7][8][9] У 19. веку јављају се и први приручници посвећени искључиво хемијском бојењу метала.[10]

Од краја 18. века хемијско се бојење метала редовно јавља као тема разних збирки хемијско технолошких рецептура, а од средине 19. века надаље ова тема постаје и обавезан део свих у то доба важнијих галванотехничких приручника (али и златарских те сребрнарских, као и приручника о уметничкој обради метала). Велики напредак индустријске примене хемијског бојења метала је пред 1. светски рат и непосредно након истог, око 1905. јављају се први патенти за црно никловање (D.Р.П. 183972), црни оксид (око 1915—1920, D.Р.П. 292603, D.Р.П. 357198), а између године 1923. и 1927. први патенти за анодичку и хемијску оксидацију алуминија те бојење оксидног слоја на истом помоћу посебних бојитеља.[11][12][13] Између 2 светска рата развија се црно хромирање, а након другог светског рата долази до пораста интереса за зелено патиниране бакрене лимове, намењене пре свега архитектонској намени. Од средине 60-тих година 20. века развијају се и технологије за анодичку оксидацију титанијума, те нешто касније и ниобијума и тантала. Такође тада су развијене и технологије за анодичку оксидацију нерђајућег челика (око 1957. патент УС 2957812А). На прагу 21. века испитују се могућности примене бактеријских култура у патинирању бакра и гвожђа, те се врше и испитивања ласерски индукованог бојења бакра и његових легура.[2][14]

Примена

уреди

Хемијско се бојење метала користи пре свега код израде скулптура, накита, значака, медаља и одликовања, украсних посуда, у архитектури, изради металног намештаја, те у војне сврхе. Такође се у одређеној мери користи у рестаурирању и конзервацији метала.

 
Скала боја које се добивају загревањем челика на одређену температуру.Исте се боје могу добити и хемијским односно електрохемијским путем

Састав и начин рада за неколико раствора за хемијско бојење метала

уреди

Метал који желимо обојити мора бити потпуно чист од оксида и масноће. Обавезно користити заштитну одећу, рукавице и наочари, радити у добро проветреној просторији или на отвореном!

Црна за сребро

  • предмети се уроне у 2,5% раствор калијум или натријум сулфида, по појави боје добро се испере, те се заштити воштењем или лакирањем.

Зелена за бакар и слитине

  • предмети се премазују раствором од 250 гр амонијевог карбоната/250 гр амонијевог хлорида/1 лит воде, сваки слој одстоји 24 часа, по постизању жељеног тона материјал воштити или лакирати, као подлогу може се користити смеђу или црну боју. Ако се смањи количина хлорида боја ће бити више плавичасто зелена, ако се смањи карбонат више жуто зелена.

Црна за бакар

  • раствор калијевог или натријевог полисулфида (2,5%), по постизању боје материјал се испере, осуши те вошти или лакира.

Смеђа за бакар

  • предмети се кувају у барем 3 дана одстајалом 12% раствору бакар сулфата, по постизању боје материјал испрати, осушити и воштити.

Црна за гвожђе

  • предмети се врло танко премажу са ланеним уљем, затим их се поступно угреје на 300 - 400 Ц°, по потреби поступак се понови, овај се поступак може користити на сваком металу који се може загрејати на споменуту температуру.

Смеђа за гвожђе

  • користи се 5% водени раствор гвожђе(III) хлорида. Предмет се премаже са отопином, након 24 часа се истрља са грубом крпом или најфинијом челичном вуном, поступак се понови бар 3 пута, на крају је материјал потребно истрљати масном крпом.

Сива за калај

  • користи се 20% водени раствор гвожђе(III) хлорида, у коју је потребно уронити предмете, по појави боје испрати, осушити, те воштити или лакирати.

Сивоцрна за цинк

  • користи се 20% водени раствор гвожђе(III) хлорида, предмети се уроне на 20 минута, по појави боје се исперу, осуше, те их се вошти или лакира.

Црна за алуминијум

  • користи се врео раствор од 20 г амонијум молибдата и 5 г натриј тиосулфата у литри воде, затим је потребно уронити предмете, по појави боје испрати, осушити, воштити или лакирати.

Вишебојна патина (интерференцијске боје)

  • користи се раствор од 280 грама натријева тиосулфата, 25 грама бакар ацетата и 30 грама лимунске киселине. Може се користити на бакру и његовим легурама, сребру, никлу, гвожђу, злату. Боја овиси о трајању уроњавања, след боја на нпр. месингу: златно жута боја-боја бакра-љубичаста-тамно плава-светло плава-боја хрома-боја никла-црвеносива, на гвожђу настају само плава и сивоцрна.

Разне боје на титанијуму

Као једноставан електролит може се користити 3% раствор тринатриј фосфата, катода од нерђајућег челика, предмет као анода. Боје зависе о напону истосмерне струје. Могуће је користити и бројне друге електролите - наводно чак и кока колу. Сламнато жута/10 в­ - пурпурна/29 в­ - плава/30 в - плаво зелена/45 в - ­светло зелена/55 в­ - пурпурно црвена/75 в - сива/110 в. Обавезно је овај процес радити у гуменим рукавицама - потенцијално опасан напон.

 
Интерференцијске боје добијене анодичком оксидацијом титанијума

Разне боје на нерђајућем челику 18 Цр/8 Ни

250 грама хромне киселине, 500 милилитара сумпорне киселине, 500 милилитара воде, катоде од олова, предмет као анода, 80 Ц° темп, 5-50 минута, боје зависе о трајању поступка, смеђа, плава, пурпурна, зелена. Према руској литератури након обраде предмете треба мочити у раствор калијум бихромата (5-10%), 5-15 минута, 70-90 Ц° температура отопине.По једном кинеском патенту додатно се још предмете потом може третирати врућим раствором натријевог воденог стакла( 1-5%,95 C,3-10 мин. ).[15] Како је хромна киселина токсична и канцерогена супстанца, данас се предлаже замена исте растворима на основи молибденових једињења.[16][17]

Референце

уреди
  1. ^ Фисхлоцк, Давид : Метал Цолоуринг,Теддингтон 1962,стр.8
  2. ^ а б Б.А. Дајноwски, Ј. Марцзак, А. Сарзyńски, M. Стрзелец, Ј.L. Масс, А. Линс, С.I. Схах, Р. Мурраy,Т.П. Беебе Јр., З. Ворас Цреатинг Ласер Патинас он Цоппер Аллоyс: Оригинс оф Цолорс анд Тхеир Имплицатионс он Цоппер Аллоyс,чланак у МЕТАЛ 2016,Неw Делхи 2017,Цонференце Процеедингс ,стр.153 - 160
  3. ^ Хугхес,Р.;Роwе,M. Тхе Цолоуринг,Бронзинг анд Патинатион оф Металс,Лондон 1982, стр.10
  4. ^ Бергер,D. Бронзезеитлицхе Фäрбетецхникен ан Металлобјектен нöрдлицх дер Алпен ,Хале 2012,стр.281
  5. ^ „Тхе Леyден анд Стоцкхолм Папyри” (ПДФ). Архивирано из оригинала (ПДФ) 06. 12. 2019. г. Приступљено 2018-01-09. 
  6. ^ https://archive.org/stream/bub_gb_Gsh2BJGzZLEC#page/n67/mode/2up приступљено 2.01.2018.
  7. ^ https://archive.org/details/electrodepositio00wattrich 10.01.2018.
  8. ^ https://www.generativeart.com/on/cic/99/1999.htm Приступљено 10.01.2018.
  9. ^ L. Нобили: Суи цолори ин генерале ед ин партицоларе сопра уна нуова сцала цроматица дедотта далла металлоцромиа ад усо делле сциензе е делле арти, Антологиа, 39, 117, 1830 е су Библ. Унив. 15, 337, 1830; е 16, 35, 1830
  10. ^ http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k6218907f.r=+patines+du+bronze.langFR Приступљено 2.01.2018.
  11. ^ https://digitalcommons.mtech.edu/cgi/viewcontent.cgi?referer=https://www.google.hr/&httpsredir=1&article=1248&context=bach_theses приступљено 10. 01.2018.
  12. ^ УК патент 290901, 1927.
  13. ^ УК патент 223994, 1923.
  14. ^ https://www.up2europe.eu/european/projects/biological-patina-for-archaeological-and-artistic-metal-artefacts_8707.html Приступљено 15.01.2018.
  15. ^ „Метход фор продуцтион оф стаинлесс стеел wитх цолоур миррорлике сурфаце”. Приступљено 2021-03-04. 
  16. ^ „Тхе елецтроцхемицал цолоуринг оф аустенитиц стаинлесс стеел ин содиум молyбдате анд отхер енвиронменталлy бенигн солутионс”. 
  17. ^ https://patents.google.com/patent/CN103114320B/en

Литература

уреди
  • Хиорнс,А. Метал Цолоуринг анд Бронзинг,Лондон 1907.
  • Фиелд,С.;Боннеy,С.Р Тхе цхемицал цолоринг оф металс анд аллиед процессес,Неw Yорк 1925.
  • Ангиер, Р.Х. : Фиреарм Блуеинг анд Броwнинг, Онслоw Цоунтy 1936.
  • Фисхлоцк, Давид : Метал Цолоуринг,Теддингтон 1962.
  • Хугхес,Р.;Роwе,M. : Тхе Цолоуринг, Бронзинг анд Патинатион оф Металс, Лондон 1992.
  • Киппер, П. : Пáтинас фор силицон бронзе,Ловеланд 1995.
  • Рунфола,M. Патина: 300 Цолоратион Еффецтс фор Јеwелерс & Металсмитхс , Схорт Хиллс 2014.
  • ЛаНиеце, Сусан; Цраддоцк, Паул : Метал Платинг анд Патинатион: Цултурал,Тецхницал анд Хисторицал Девелопментс,Бостон 1993.
  • Бергер,D. :Бронзезеитлицхе Фäрбетецхникен ан Металлобјектен нöрдлицх дер Алпен,Халле 2012.(онлине)
  • Сугимори,Е. : Јапанесе патинас,Брунсwицк 2004.
  • Лиозин,V. Хемијско бојење метала,Београд 1948.
  • Одноралов,Н.V. Декоративнаја отделка скулптури и художествених изделиј из металла,Москва 1989.
  • Бобрикова,I.Г.;Селиванов,V.Н. Технологии електрохимическои и химическои художественно декоративнои обработки металов и их сплавов,Новочеркаск 2009.

Спољашње везе

уреди
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Hemijsko_bojenje_metala&oldid=27673668”