Цветные оксидно-металлические покрытия
Оксидно-железные покрытия наносят конкретно по окончании формования растворами либо парами солей разных металлов. Соли применяют легко растворимые в воде или других нетоксичных неорганических и органических растворителях.
Растворы наносят разными способами.
На тёплой поверхности стекла соли разлагаются и образуют узкие пленки металлов, оксидов металлов либо смеси металлов с оксидами. оксиды и Металлы диффундируют в поверхностный слой стекла, чем и разъясняется прочное сцепление этих покрытий с поверхностью стекла.
Диффузия металлов облегчается повышенной температурой, при которой производится обработка. Покрытия окрашивают поверхность стекла в различные цвета в зависимости от химической природы используемого оксида.
Разглядим методы нанесения цветных оксидно-железных покрытий.
Аэрозольные покрытия наносят на поверхность изделия в виде коллоидной дисперсной совокупности, складывающейся из газовой раствора среды и частиц соли (воздуха), в которой капельки раствора соли находятся во взвешенном состоянии. Аэрозоль, вступает в химическое сотрудничество с разогретой поверхностью стеклянного изделия и образует железное покрытие.
Соли, используемые для получения аэрозоли, должны плавиться, кипеть, разлагаться либо возгоняться при температурах, родных к температуре размягчения стекла (около 700 °С), в большинстве случаев — это соли легко испаряющихся кислот, значительно чаще уксусной, азотной и соляной. Растворителями помогают дистиллированная вода, этиловый спирт, эфир.
Для облегчения растворения солей таких металлов, как железо, кобальт, сурьма, цинк, кадмий, олово, в растворы додают соляную кислоту. Концентрация красящих солей должна быть большой.
В большинстве случаев, аэрозольные покрытия наносят на стекло, нагретое до температуры 600…700 °С в ходе выработки. Для нанесения аэрозоля используют пистолеты-распылители.
Нанесенное покрытие закрепляют, обжигая изделие.
На уровень качества приобретаемого покрытия влияют температура стекла, скорость его охлаждения, площадь обрабатываемой поверхности. Интенсивность окраски покрытия зависит от длительности распыления.
Для получения желтой либо оранжевой окраски применяют раствор 10…40 граммов FeCl3-6H20 в 100 мл Н20. Зеленые либо оливковые оттенки приобретают при обработке поверхности аэрозолями растворов солей хрома и кобальта, к примеру Сг(ОС1)2 —оксихлорида хрома либо С0(СН3С00)2-4Н20 — ацетата кобальта.
Смесь хлоридов олова — IV и сурьмы — III (10… 100 г реактива на 100 мл растворителя) при обработке поверхности стекла в виде аэрозоля придает поверхности стекла фиолетовые и светло синий оттенки.
Рис. 1. Схема рабочей камеры для аэрозольной обработки поверхности изделий из стекла: 1 — вытяжной шкаф.
2 — аэрозольное облако, 3 — разогретое изделие, 4 — пистолет-распылитель, 5 — бачок для раствора, 6 — ресивер
Изделия обрабатывают аэрозолями в камере с вытяжным шкафом. Иризация (от греческого слова «ирис» — радуга) — метод нанесения покрытия парами солей некоторых металлов. Наряду с этим на поверхности изделия образуется узкая радужная пленка, складывающаяся из оксидов этих металлов.
При иризации стекло нагревают до температуры размягчения (700 °С), значительно реже выполняют низкотемпературную иризацию (220 °С). Для окуривания изделий чаще вторых используют возгоняющиеся (сублимирующиеся) соли олова, висмута, титана, бария, стронция, индия, каковые переходят при нагревании в парообразное состояние, минуя жидкое, и напротив.
В ходе осаждения жёсткого вещества из пара на стены изделия происходит разложение соли с образованием оксида соответствующего металла. Пленка прочно сцепляется со стеклом, причем в проходящем свете она выглядит бесцветной, а в отраженном отсвечивает всеми цветами радуги.
Рис. 2. Печи для иризации изделий из стекла: а — стеклянной бижутерии, б — сортовой посуды; 1 — сито с бижутерией, 2, 5 —источники теплоты, 3 — нризирущая смесь, 4 — пары соли, 6 — стеклодувная трубка, 7 — изделие из стекла, 8 — рабочая камера, 9 — вытяжное устройство
Эффект появления радужной пленки обусловлен интерференцией. Интерференция света заметна на пленках, толщина которых сравнима с длинами волн цветных лучей, составляющих белый дневной свет.
Следовательно, интерференция отмечается на прозрачных пленках толщиной 100… 1200 мкм. Преобладающий цветовой оттенок зависит от толщины пленки. При неравномерной толщине пленок окраска переливается различ-
ными цветами, в случае если же толщина покрытия примерно однообразна, то выделяется какой-либо один цвет.
Для иризации самый обширно применяют хлориды тяжелых металлов SnCl2, TiCl4, InCl3 время от времени используют смеси солей которые содержат в качестве главного компонента хлориды титана и олова, а в качестве добавок — летучие соли вторых металлов.
Иризации в большинстве случаев подвергают полые изделия и стеклянную бижутерию сортовой посуды.
Стеклянную бижутерию, значительно чаще пуговицы и бусы, сперва промывают раствором соды и высушивают, после этого подогревают в печах на шамотных подносах. Подогретые изделия высыпают на железное сито, под которым расположен источник теплоты.
На данный источник предварительно помещают тарелку с иризирующей смесью. Пары сублимирующихся солей проходят через сито и осаждаются на поверхности подогретых изделий.
Сито находится в постоянном возвратно-поступательном перемещении, что содействует более равномерному осаждению солей на поверхность изделий, т. е. образованию равномерной иризирующей пленки.
Сортовую посуду обрабатывают в муфеле с открытым карманом, что снабжен источником теплоты. Изделие, предварительно разогретое на стеклодувной трубке, вводят в рабочую камеру и закрывают створки чтобы не было подсосов холодного воздуха.
В один момент в карман с источником теплоты вводят сосуд с иризирующей смесью. Смесь возгоняется под действием повышенных температур, пары солей омывают вращающееся изделие и оседают на его поверхности.
Излишки паров выводятся через вытяжное устройство.
Покрытия из люстровых красок (люстров) образуют на поверхности изделия узкую пленку оксидов металлов. Оттенок железного блеска зависит от металла, на базе которого приготовлен люстр.
Люстры являются растворами смолянокислых солей тяжелых металлов. Легче всего на поверхности стекла закрепляется бесцветная пленка Bi203.
Исходя из этого бесцветную висмутовую люстровую краску додают к вторым, среди них и к цветным люстрам, дабы обеспечить лучшее сцепление люстра со стеклом. Бесцветные люстры приобретают кроме этого на базе А1г03, PbO, Zn2.
Оксиды металлов, делающие роль красителя при варке стекла, являются базой для изготовление цветных люстров —это Fe403, Со203, Сг203, Ni203, CuO. Цветные люстры, смешанные с бесцветными, именуют перламутровыми.
Люстры, приготовленные на базе драгоценных металлов — золота, серебра, платины,— при обжиге образуют пленки, которые содержат эти металлы в чистом виде. Посредством золотого люстра поверхность изделия окрашивают в броский пурпурный цвет с отблеском золота.
Люстровые краски приобретают плавлением безводных солей металлов в масле. Для этого расплавляют смолу либо канифоль и в Нее частями вносят порошок безводной соли соответствующего металла.
После этого к прокипяченному люстру частями приливают растворитель, причем частью к еще тёплому расплаву, частью по окончании остывания. При наложении люстровой краски на участок изделия контур его ограничивают прорезанными либо протравленными канавками либо силикатной краской.
Посредством люстровых красок на поверхности изделия возможно взять «мраморные» разводы либо небольшие трещинки кракле. Для этого на подсохшую, но еще не обожженную пленку люстровой краски наносят клеевой раствор.
Высыхая, клей стягивает люстровую пленку, в следствии она растрескивается либо планирует в виде «мраморных» прожилок, наряду с этим поверхность стекла остается бесцветной либо весьма слабо окрашенной. В случае если пленка наложена близко, то разводы получаются более ярко очерченными, при малой толщине образуется сеть небольших трещинок.
Поверхность изделия перед нанесением люстровой краски очищают, обезжиривают, высушивают. Для нанесения краски ручным методом изделие устанавливают на турнетку в виде плоского вращающегося железного диска диаметром 200 мм.
Декорирование производится мягкой беличьей кисточкой ровным узким слоем при вращении турнетки. На кисть набирают такое количество краски, которое разрешит нанести покрытие всецело, не отрывая кисть от изделия.
Для получения ровного слоя люстра отводку направляться затевать с середины изделия и идти вверх, а после этого опускать вниз (особенно для розового и голубого люстра). Запрещено допускать вторичного наложения краски по высохшему слою.
По окончании предварительной просушки производится обжиг люстровых красок в электрическом муфеле. В зависимости от состава стекла и люстровой краски температура обжига устанавливается 570…600°С, наряду с этим среда в печи должна быть окислительной.
Печи для обжига люстровых красок снабжают вентиляцией, удаляющей продукты сгорания.
Термовакуумный способ нанесения оксидно-железных покрытий на изделия из стекла, в особенности стеклянную бижутерию, основан на том, что кое-какие вещества возгоняются при более низких температурах в условиях пониженного давления, т. е. в вакууме. Наряду с этим молекулы испаряющегося вещества, которое значительно чаще есть металлом, глубоко внедряются в поверхностные слои разогретого стекла, поскольку владеют повышенной кинетической энергией по причине того, что не сталкиваются с молекулами воздуха.
Молекулы наносимого вещества двигаются прямолинейно, конденсируются на изделиях и создают декоративные интерферирующие слои. Чем выше степень разрежения, тем прочнее соединение покрытия со стеклом.
Толщина наносимых слоев, в большинстве случаев, 0.1…1 нм.
Установка для термовакуумного напыления покрытий складывается из установки для испарительной системы и глубокого вакуума. Вакуум создается под стеклянным либо железном колоколом со смотровым окном.
Под колоколом находятся устройства для подвески изделий, и прекрасно герметизированные и изолированные электроды подогрева изделия и испарительного устройства. На протяжении обработки возможно изменять положение изделия — поворачивать его и перемещать в ограниченном пространстве.
Вещества, каковые предполагается испарять, или подвешивают в спирали, или помещают в «лодочки» 5 либо тигелечки из вольфрама, молибдена, тантала, каковые легко разогреваются до температур сублимации.
Весьма эффектно выглядят покрытия, приобретаемые чередованием полупрозрачных железных слоев с высокопре-ломляющими оксидными слоями. Таковой эффект возможно достигнут, к примеру, в случае если сперва на стекло нанести узкий полупрозрачный слой хрома, а позже оксид титана, что имеет большой показатель преломления.
