Способ получения декоративного покрытиязолотистого цвета

Союз Сфаетених Сециалистичесиих Реслублик(22) Заявлено 04.05,79 (21)2788379/29-33.с присоединением заявки МС 03 С 17/245 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытийОпубликовано 230481, Бюллетень М 15 Дата опубликования описания 23. 04. 81 В. И, Геращенко,. Л. И, Колчанова, С. П. олойь В,б:Гд;,;,д М. В, Паничкин11. )ф. дР,Центральный начно-исследовательский и прЪжчый инськитуттипового и экспериментального проектирования школ,дошкольных учреждений, средних и высших чебных заве ений(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕКОРАТИВНОГО ПОКРЫТИЯ ЗОЛОТИСТОГО ЦВЕТАИзобретение относится к декоративной отделке фарфора, керамики, стекла,ситалла, шлакоситалла, стекловйдныхэмалей и других диэлектриков и изделий из них для придания им цвета иблеска золота, стойкости к кислотами щелочам, к температурным, абразивным и атмосферным воздействиям, солнечной радиации и т.д,Изобретение может быть использовано при производстве фарфора и керамики в стекольном производстве и других областях народного хозяйствадля отделки поверхности под золотос целью повыаения декоративности изделий, а также снижения стоимости покрытий и замены золота в традиционных областях его применения в качестве декоративного покрытия.Известен способ получения золотого 20покрытия из водного, раствора солейзолота с последующим его восстановлением из соли гидролизом или восстановителями 1.11Недостатком способа является дефицитность и высокая стоимость золота, что в значительной степениограничивает его применение. Низкаяустойчивость золотых покрытий к истиранию, разрушение изделий и покры тий в процессе их эксплуатации приводят к безвозвратным потерям драгоценного металла.Золото, обладающее неповторимымидекоративными качествами, практическиполностью исключено из архитектурностроительной практики, ограничен выпуск высокохудожественных иэделийиз фарфора, стекла и других материалов, для декорирования которых исполь.зуется золото.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ получения декоративного покрытия,втом числе золотистого цвета,заключающийся в том, что на основаниенаносится тонкое гомогенное покрыотие 500-10000 А, предпочтительно 2000-6000 А, образованное, по крайней мере, одним металлом с несколькими валентностями (ГеСо, Мо, Со, Сг) и окислами этого металла, причем блеск покрытию придают последующей термической обработкой при 200-1000 С. При этом, например,.пленка Ге 0 дает различные оттенки, также и золотистый, придающие покрытию внешний вид, который можно сравнить с глазурью на основе драгоценных металлов (,21.55 Покрытие имеет следующие свойства:Твердость по шкалеМООСа 7Оптическая проницаемость окисной пленкиРеакция на щелочиРеакция на кисло- ты бО2,3Отсутствует Отсутствует, кроме Н Г 65 Недостатком этого способа является невысокая износостойкость покрытия и наличие источника высокихтемператур.Цель изобретения - повышение износостойкости покрытия и. адгезии покрытия к поверхности диэлектрика.Поставленная цель достигается тем,что в способе получения декоративного получения декоративного покрытия золотистого цвета путем нанесения на поверхность диэлектриковслоя металла и последующего егоокисления, наносят слой титана, тантала, ниобия, вольфрама или кремния, а окисление ведут электролизомв 0,01-0,1 М водном растворе соли 15или кислоты при напряжении 30-50 Вдо толщины окисного слоя 800-1550 АДля повышения адгезии целесообразно наносить катодным распылением подслой из смеси наносимого ме Оталла и его окисла толщиной 150300 А.В определенном диапазоне толщин(400-1550 А ) покрытие приобретаетцвет золота, который в сочетании 25с металлическим блеском создаетэффект золотого покрытия.Покрытие имеет хорошую адгезиюсо стеклом, керамикой, Фарфором,ситаллом, шлакоситаллом, стеклоэмальюи другими диэлектриками Покрытиеимеет высокую стойкость к воздействиям щелочей, органических и неорганических кислот, влаге и газам,светостойко, по спектральным характеристикам максимально приближает-З 5ся к харатеристикам золота, отражаетзначительную часть лучистой энергийв инфракрасной части спектра, устойчиво к истиранию, механическим,температурным и атмосферным воздействиям. Покрытия на основе титана, тантала, ниобия и кремния нетоксичныи могут использоваться при производстве изделий, имеющих при экслуатации непосредственный контакт с человеком и продуктами питания.Предлагаемое покрытие хорошо наносится на плоские, рельефные и объем-;ные изделия, имеющие глянцевую, полированную, матовую поверхность, полученную травлением, пескоструйнойобработкой или шлифованием, а также"кованую" и узорчатую с различнойвысотой и крупностью рельефа. Спектральные характеристики идентичны характеристикам золота в диапазоне видимого света с А от 500до 750 нм.В примерах конкретно приведеновыполнение способа получения декоративного покрытия,П р и е р 1. На стеклянную пластину толщиной 5 мм, предварительно отмытую в растворе перекиси водо-рода с водой в отношении 1:3 прирН : 6, просушенную при 120 фС втечение 30 мин, методом катодногораспыления наносится пленка ниобия,толщиной порядка 820 А, Металлическая пленка (ниобий) наноситсяпо подслою толщиной 150 А, полученному в едином цикле получения металлической пленки на ранней стадииее осаждения, Для получения подслояпри давлении 1-1,5 10 2 тор остаточной атмосферы на катод подается переменное несимметричное высокое напряжение обратная полуволна которого равна половине основного значениянапряжения. Этот процесс ведетсядо самозатухания катодного разрядаза счет повышения вакуума. При вакууме 1 10 - 5 01 тор производится напуск аргона, .являющегося рабочим газом для катодного процесса.Придавлении 5 1 К тор подается напряжение на катод 3 кВ в течение 15 мин,после этого процесс прекращается. Вкамеру напускается аргон до давления1 атм и она остывает до 40-60 фС.Затем камера открывается и извлекаются образцы, Металлизированные образцы подвергаются оксидированию вэлектролизной ванне. При толщинепленки ниобия 820-850 А образцы непрозрачны.При оксидировании в электролизной ванне, электролитом которойявляется децисантинормальный растворповаренной соли в воде, напряжениена оксидируемой пленке ниобия,служившей анодом, повышается до 35 В,При этом на пленке ниобия происходит наращивание окисно пленки дотолщины порядка 800 А, Прн оксидировании поддерживается удельнаяплотность тока 1 м:1/см. Окиснаяпленка за счет интерференции окрашивается в светло-желтый цвет, чтов сочетании с блеском металлического слоя дает эффект светложелтогозолота.При рассматривании образцана просвет стекло приобретает полупрозрачность (дымчатость). Эффектполупрозрачности Возникает засчет перехода части металла пленкив окисел, При этом толщина ее уменьшается и пленка металла становитсяоптически проницаемой в видимойчасти спектра.П р и м е р 2. На стеклянные(гладкуй и рельефную) пластины,предвааритльно подготовленные как впримере 1, наносится пленка титана823331 Формула изобретения4 Составитель Г. Буровцева.Редактор В. Иванова Техред М.Коштура Корректор Э. Макаренко Заказ 1992/28 Тираж 520 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская,наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 толщиной 8000 Я по подслою из смеси окисла титана с титаном толщиной 250 Х. При нанесении металлической пленки подают на катод напряжение.5 кВ н течение 30 мин. Далее процесс идет как в примере 1.оПри толщине титана 8000 А при оксидировании в электролизной ванне на пленке титана, служащей анодом, напряжение повышается до 45 В, при этом на пленке титана происходит наращивание окисной пленки до толщины порядка 1300 я,. При оксидировании под держивается удельная плотность тока 1 мА/см. Окисная пленка эа счет инхтерференции окрашивается в интенсивный желтый цвет. Образцы с гладкой 15 поверхностью имеют плотное равномерное "золотое" покрытие. При нанесении таких покрытий на узорчатые образцы с высотой рельефа более 1,5 мм при оксидировании на возвышенных 20 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 рель"ефа. На образцах с редьефом 1-1,5 мм просвечивания не возникает,П р и м е р 3. На стеклянную пластину толщиной 6 мм с высотой узораболее 1,5 мм наносят слой танталатолщиной 13000 Я по пядслою из смеситантала толщиной 250 А. При нанесении металлической пленки подают на катод напряжение 5 кВ в течение 45 мин. Далее процесс проводится по примеру 1.При толщине пленки тантала 12000 А при оксидировании в электролизной ванне на пленке тантала, служащей анодом, напряжение повышается до 40 50 В. При этом на пленке тантала происходит наращивание окисной пленки до толщины порядка 1530 А. При оксидировании поддерживается удельная плотность тока 1 мЛ/см.Окисная пленка за счет интерференции 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 Х 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 А". Толщина подслоя 150-300 Х является оптимальной для более толстых пленок и может колебаться в этом диапазоне. Толщина слоя более 300 А является некритичной, но целесообразна. 1. Способ получения декоративногопокрытия золотистого цвета путем нанесения на поверхность диэлектриковслоя металла и последующего окисленияего, о т л и ч а ю щ и и с я тем,что, с целью повышения износостойкости покрытия, наносят слой титана,тантала, ниобия, вольфрама или кремния, а окисление ведут электролнзомв 0,01-0,1 М водном растворе соли иликислоты при напряжении 30-50 В дотолщины окисного слоя 800-1550 Х.. 2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияадгезии покрытия к поверхности ди"электрика, предварительно наносяткатодным распылением подслой из смеси наносимого металла и его окислатолщиной 150-300 А.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент франции У 1399847,кл. С 03, С 1965.2. Патент Франции Р 2127730,кл. В 44 0 5/00, 1972.