Способ получения декоративного покрытиязОлОТиСТОгО цВЕТА Советский патент 1981 года по МПК C03C17/245 

Изобретение относится к декоратив ной отделке фарфора, керамики,стекл ситалла, шлакоситалла, стекловидных эмалей и других диэлектриков и издеЛИЙ из них для придания им цвета и блеска золота, стойкости к кислотам и щелочам, к температурным, абразивным и атмосферным воздействиям, солнечной радиации и т.д. Изобретение может быть использова но при производстве фарфора и керами ки в стекольном производстве и других областях народного хозяйства для отделки поверхности под золото с целью повышения декоративности изделий, а также снижения стоимости по крытий и замены золота в традиционных областях его применения в качест ве декоративного покрытия. Известен способ получения золото покрытия из водного.раствора солей золота с последующим его восстановлением из соли гидролизом или восст новителяш tlj Недостатком способа является дефицитность и высокая стоимость золота, что в значительной степени ограничивает его применение. Низкая устойчивость золотых покрытий к истиранию, разрушение изделий и покры тий в процессе их эксплуатации приводят -к безвозвратным потерям драгоценного металла. Золото, обладающее неповторимыми декоративными качествами, практически полностью исключено из архитектурностроительной практики, ограничен вы пуск высокохудожественных изделий из фарфора, стекла и других материалов, для декорирования которых используется золото. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения декоративного покрытия,в том числе золотистого цвета,заключающийся в том, что на основание наносит 0-я тонкое гомогенное покрытие 500-10000 А, предпочтительно 2000-6000 А°, образованное, по крайней мере, одним металлом с несколькими валентностями (Fe, Со, Мо, Си, Сг) и окислами этого металла,причем блеск покрытию придают последующей термической обработкой при 200-1000С: При этом,например,.пленка различные оттенки,также и золотистый, придающие покрытию внешн ий вид, который можно сравнить с глазурью на jQCHOBe драгоценных металлов 12. Недостатком этого способа являет ся невысокая износостойкость покрытия и наличие источника высоких температур. Цель изобретения - повышение износостойкости покрытия и. адгезии по крытия к поверхности диэлектрика. Поставленная цель достигается те что в способе получения декоративного получения декоративного покрытия золотистого цвета путем нанесения на поверхность диэлектриков слоя металла и последующего его окисления, наносят слой титана, тан тала, ниобия, вольфрама или кремния, а окисление ведут электролизом в 0,01-0,1 М водном растворе соли или кислоты при напряжении 30-50 В до толщины окисного слоя 800-1550 А Для повышения адгезии целесообразно наносить катодным распылением подслой из смеси наносимого ме талла и его окисла толщиной 150300В определенном диапазоне толщин (400-1550 ;)покрытие приобретает цвет эолота, который в сочетании с металлическим блеском создает эффект золотого покрытия. Покрытие имеет хорошую адгезию со стеклом, керамикой, фарфором, ситаллом, шлакоситаллом, стеклоэмал и другими диэлектриками.. Покрытие имеет высокую стойкость к воздействиям щелочей,-органических и неорганических кислот, влаге и газам светостойко, .по спектральным характеристикам максимально приближа ся к харатеристикам золота, отража значительную часть лучистой энерги в инфракрасной части спектра, усто чиво к истиранию,механическим,тем пературным и атмосферным воздействи ям. Покрытия на основе титана, тан тала, ниобия и кремния нетоксичны и могут использоваться при производ стве изделий, имеющих при эксплуат ции непосредственный контакт с человеком и продуктами питания. Предлагаемое покрытие хорошо на сится на плоские, рельефные и объем ные изделия, имеющие глянцевую, пол рованную, матовую поверхность, полу ченную травлением, пескоструйной обработкой или шлифованием, а также кованую и узорчатую с различной высотой и крупностью рельефа. Покрытие имеет следующие свойстТвердость по шкале МООСа. , 7 Оптическая проницаемость окисной пленки 2,3 Реакция на щелочи Отсутству Реакция на кислоты Отсутству кроме Н F Спектральные характеристики идентичны характеристикам золота в диапазоне видимого света с Л от 500 до 750 нм. . В примерах конкретно приведено выполнение способа получения декоративного покрытия. П р и е р 1. На стеклянную пластину толщиной 5 мм, предварительно отмытую в растворе перекиси водорода с водой в отношении 1:3 при рН 6, просушенную при в течение 30 мин, методом катодного распыления ,наносится пленка ниобия, толщиной порядка 820 f. Металлическая пленка (ниобий) наносится по подслою толщиной 150°А, полученному в едином цикле получения металлической пленки на ранней стадии ее осаждения. Для получения подслоя при давлений 1-1,5 остаточной атмосферы на катод подается переменное несимметричное высокое напряжение, обратная полуволна которого равна половине основного значения напряже-ния. Этот процесс ведется до самозатухания катодного разряда счет повышения вакуума. При вазаме 1-10 - 5-01 тор производится напуск аргона, являющегося рабочим газом для катодного процесса.При давлении 5-1(Г тор подается напряжение на катод 3 кВ в течение 15 мин, после этого процесс прекращается. В камеру напускается аргон до давления 1 атм и она остывает до 40-60°С.Затем камера открывается и извлекаются образцы. Металлизированные образцы подвергаются оксидированию в электролизной ванне. При толщине пленки ниобия 820-850°А образцы не прозрачны. При оксидировании в электролизной ванне, электролитом которой является децисантинормальный раствор поваренной соли в воде, напряжение на оксидируемой пленке ниобия,служившей анодом, повышается до 35 В. При этом на пленке ниобия происходит наращивание оккснс пленки до толщины порядка 800 А. При оксидировании поддерживается удельная плотность тока 1 M/I/CM. Окисная пленка за счет интерференции окрашивается в светло-желтый цвет, что в сочетании с блеском металлического слоя дает эффект светложелтого золота.При рассматривании образца на просвет стекло приобретает полупрозрачность (дымчатость). Эффект полупрозрачности возникает за счет перехода части металла пленки в окисел. При этом толщина ее уменьшается и пленка металла становится оптически проницаемой в видимой части спектра. П р и м е р 2. На стеклянные (гладкугУ и рельефную) пластины, предварительно подготовленные как в примере 1, наносится ruieni;a титаиа толщиноя 8000 Я по подслою из смеси окисла титана с титаном толщиной 290 л. При нанесении металлической пленки подают на катод напряжение 5 кВ в течение 30 мин. Далее процесс идет как в примере 1. При толщине титана 8000 А при окс дировании в электролизной ванне на пленке титана, служащей анодом, напряжение повышается до 45 В, при это на пленке титана происходит наращива ние окисной пленки до толщины порядка 1300 Я.. При оксидировании поддерживается удельная плотность тока 1 мА/см Окисная пленка за счет интерференции окрашивается в интенсивный желтый цвет. Образцы с гладкой поверхностью имеют плотное равномерное золотое покрытие. При нанесении таких покрытий на узорчатые образцы с высотой рельефа более 1,5 мм при оксидировании на возвышенных точках рельефа происходит полный переход металла в окисел, что определяется высокой удельной плотностью тока на поднятых участках рельефа. При этом остается некоторое просвечивание в отдельных участках рельефа. На образцах с редьефом 1-1,5 м просвечивания не возникает, П р и м е р 3. На стеклянную пла стину толщиной б мм с высотой узора более 1,5 мм. наносят слой тантала толщиной 13000 Я по пддслою из сме тантала толщиной 250 А. При нанесе нии металлической пленки подают на катод напряжение 5 кВ в течение 45 мин. Далее процесс проводится по примеру 1. При толщине пленки тантала 12000 при оксидировании в электролизной ванне на пленке тантала, служащей анодом/ напряжение повышается до 50 В. При этом на пленке тантала происходит наращивание окисной плен до толщины пор5щка 1530 А. При оксидировании поддерживается удельная плотность тока 1 мЛ/с1 г. Окисная пленка за счет интерфере ции окрашивается в желтый цвет с красноватым оттенком, что в сочетании с металлическим блеском ниже расположенного слоя тантала дает эффект золотого покрытия с пурпуровым оттенком. Просветов в покрытии не образуется. Необходимость нанесения подслоя смеси металла и окисла металла вызвана тем, что без подслоя или с подслоем толщиной до 150 К не обеспечивается необходимая адгезия металлической пленки к стеклу. При оксидировании это приводит к срыву металлической пленки с основы :в результате возникновения напряжений, вызванных образованием окисной пленки. При нанесении тонких металлических пленок 800-1000 А наносится подслой толщиной порядка 150 /Р. Толщина подслоя 150-300 является оптимальной для более толстых пленрк и может колебаться в этом диапазоне. Толщина слоя более 300 / является . некритичной, но целесообразна. Формула изобретения 1. Способ получения декоративного покрытия золотистого цвета путем нанесения на поверхность диэлектриков слоя металла и последующего окисления его, отличающийся тем, что, с целью повьтшения износостойкости покрытия, наносят слой титана, тантала, ниобия, вольфрама или кремния, а окисление ведут электролизом в 0,01-0,1 М водном растворе соли или кислоты при напряжении 30-50 В до толщины окисного слоя 800-1550 К . 2. Способ по п.1, отличающий с я тем, что, с целью повышения адгезии по-крытия к поверхности диэлектрика, предварительно наносят катодным распьшением подслой из смеси наносимого металла и eiO окисла толщиной 150-300 А. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , 1,Патент Франции 1399847, кл. С 03, С 1965. 2.Патент Франции 2127730, кл. В 44 О 5/00, 1972.