Меню

Электрохимическое патинирование меди таблица

Как в домашних условиях сделать патину на меди?

Цели применения патинирования

Дошедшие до наших времен старые медные изделия имеют естественную пленку из окисей и закисей. Образ старинных, ценных вещей закрепился именно за патинированным материалом. Сейчас для облагораживания изделий с целью выгодной продажи чаще всего используется искусственное затемнение. Этим способом получается придать товару раритетный вид, повысив его эксклюзивность и, следовательно, стоимость.


Патинирование меди

Цель и правила патинирования меди

Медь не принадлежит к числу драгоценных металлов, но это не мешает ей быть востребованной в разных областях. Издавна сплав использовался для изготовления монет, статуэток, сувениров, предметов быта и т.д. Дойдя до нашего времени, на поверхности образовалась стойкая пленка, изменившая цвет изделий и повысившая их стоимость. Потемнение медной поверхности под воздействием воздуха или воды — природный процесс, в результате которого ни изделии появляется налет разного цвета.

Окисление можно ускорить самостоятельно. Таким образом, облагораживают изделия, придают им раритетный вид с целью их дальнейшей реализации по высокой цене. Существует несколько способов вызывания искусственной патины на цветном металле. Они не требуют специальных навыков и вполне выполнимы в домашних условиях.

Подготовка к патинированию

Для проведения любой химической реакции необходимо следовать правилам безопасности. В конкретном случае искусственного патинирования важно помнить, что в его процессе используются токсичные химические составы, выделяющиеся пары которых ядовиты. В целях безопасности необходимо следовать правилам:

  1. Правильно хранить вещества, необходимые для химической реакции. Следует использовать герметичные упаковки для предотвращения попадания в воздух токсичных паров.
  2. Тщательно подготовить сами материалы: медь или ее сплавы очистить, затем обезжирить и помыть в воде с температурой выше средней.
  3. Выполнять саму процедуру в безопасных условиях. Чаще всего используется специальный шкаф, имеющий вентиляционную вытяжку.

После проведения покрытия также лучше соблюдать определенные рекомендации. Изделия нужно еще раз промыть в теплой воде и высушить. Вытирать тканевыми материалами не рекомендуется, поскольку они могут повредить еще не закрепившийся слой патины и удаляют воду только на поверхностных слоях. Для безопасного и качественного высушивания в большинстве случаев используются опилки.

Применение уксуса

Для того, чтобы состарить медную вещь при помощи уксуса, нужно тщательно её подготовить. Процесс подготовки состоит из нескольких этапов:


Состарить медь можно в уксусе

  • если медное изделие покрыто слоем лака, то его нужно снять. Для этого нужно либо подержать изделие в ёмкости с ацетоном, либо тщательно обработать кисточкой с тем же средством;
  • далее, медную вещь нужно залить горячей водой и промыть, чтобы лак сошёл окончательно;
  • если же медная вещь не имеет никакого дополнительного покрытия, то будет достаточно просто помыть ее с мылом;
  • процесс состаривания нельзя начинать, если изделие недостаточно просохло. Для ускорения сушки можете воспользоваться феном, но перед этом убедиться, что на меди не осталось никаких следов защитного покрытия, иначе медное изделие может загореться.

После того как подготовительный этап завершен, можно начать обработку уксусом. Большим плюсом такого метода является то, что при этом не нужно работать с вредными веществами и уксус всегда есть под рукой на кухне.

Как и в случае с ацетоном можно либо окунуть изделие в уксус, либо нанести его на кисточку и тщательно обработать вещь. Также если необходимо получить патину зелёного оттенка, то можно добавить ложку соли в уксус. После того как достигнут желаемый результат, медную вещь нужно промыть в тёплой воде и провести мягкую сушку при помощи полотенца.

Быстрые способы

В домашних условиях патинирование меди можно осуществить и быстрее. Для этого процесса не понадобится специальных составов и особой техники безопасности. Самый просто способ — это термическая обработка. Если подвергнуть огню материал, он реагирует моментально. Чем дольше происходит обжиг, тем темнее становится цвет оксидной пленки. После процедуры лучше опустить материал в воду, чтобы эффект закрепился, затем изделие нужно обработать лаком.

Еще один простой способ — с использованием яиц. После того как сварены и охлаждены, их необходимо порезать либо размять до небольших кусочков (со скорлупой или — без нее, не имеет значения). Затем нужно положить измельченные продукты в любую герметичную емкость (кастрюлю, к примеру), куда и кладется изделие. Вареные яйца будут выделять серу, и уже через тридцать минут налицо станет первый результат. Чем дольше проводится процедура, тем темнее оказывается эффект.

Состаривание с серым оттенком при помощи серной печени

Для начала вам нужно приготовить серную печень. Это можно сделать следующим образом:


Серная печень (полисульфид натрия)

  • смешать порошок серы и поташ в составе 1:1 в жестяной банке, поставить смесь на огонь;
  • после того как смесь начала плавиться и темнеть, начинается процесс спекания;
  • через 15 минут жестяную банку нужно убрать с огня и дать смеси немного остыть.
Читайте также:  Какую нагрузку может выдержать провод 1 5 медь

Теперь можно приступать к подготовке раствора для того, чтобы начать патинирование и состарить медную вещь. Смешать 3 г соли и 3 г остывшей серной печени в 1 л воды. Тщательно перемешать раствор и опустить в него медное изделие. Когда медь приобрела необходимый серый оттенок, можно доставать изделие, затем промыть водой и высушить.

Оксидирование в парах аммиака

Придать меди коричневый, оливковый или даже голубоватый оттенок поможет 10-процентный раствор аммиака. Если вы стремитесь добиться результата с голубыми вкраплениями, положите изделие в раствор поваренной соли перед обработкой. В таком случае оксидирование происходит быстро, за десять или пятнадцать минут. Для более благородного и глубокого оливкового цвета вещь нужно держать шесть–восемь часов в герметичной емкости с налитым в небольшую посуду раствором.


Медная монета до и после патинирования

Полезные советы

Если вы не являетесь специалистом в области химии, то вам лучше воспользоваться готовыми средствами для состаривания меди или наиболее простыми способами (применение уксуса, например). Обывателю будет сложнее уловить необходимость тех или иных пропорций и не ошибиться в создании нужного раствора.


Золотистая патина на медной монете

Если же имеется опыт в работе с химическими веществами, можно попробовать применять приготовленные растворы сначала на отдельных частях медного изделия, чтобы не делать патинирование заново при каждом неудачном результате.

Нужно избегать растворов с содержанием любого гипохлорита, поскольку это вещество очень сложно контролировать в домашних условиях и неосторожное его применение опаснее всего скажется на здоровье.

При использовании любого метода нужно помнить о своей защите: длинные перчатки и защитные очки нужно надевать обязательно.

Для закрепления результата можно использовать воск или парафин: они лучше лака убираются потом, когда понадобится проводить процедуру повторно. Это будет более уместно в том случае, если для состаривания был выбран метод с использованием аммиака.

Если есть сомнения в том, является ли изделие медным или нет, нужно отнести его в антикварную лавку. Специалист быстро сможет определить, из какого металла изготовлен предмет. Также можно проверить состав изделия, поднося к нему магнит. Если вещь прилипает к магниту, то скорее всего, это не медь, а всего лишь медное напыление, нанесённое на металл. В этом случае также можно состарить изделие, исключив при этом грубую обработку.

Патинирование в опилках

Способ помогает достичь оттенков черного, голубого и розового с вкраплениями. Сначала нужно приготовить раствор, смешав ингредиенты:

  • 700 мл воды;
  • 600 мл нашатырного спирта;
  • 16 грамм соли.

Полученным составом затем нужно пропитать опилки до состояния влажности (но не мокроты). Изделия должны быть подвергнуты испарениям насыщенных химикатами опилок, но не прямому воздействию.

Степень реакции зависит от длительности процедуры, уровня насыщенности пропитки и доли соли и спирта в растворе. В принципе для проведения патинирования данным способом могут быть использованы и другие материалы, впитывающие влагу.

Патинирование и цвет меди

Кроме вышеизложенных способов патинирования медных предметов, есть и множество других, с помощью которых можно получить различные оттенки. Например:

  • при погружении в чистый раствор серной печени получают серо-коричневый цвет;
  • после воздействия на медь нагретого раствора печеной серы и нашатырного спирта выходит темно-серый налет;
  • под действием хлористой платины возникает коричнево-черный оттенок;
  • в результате воздействия серного аммония, разведенного в воде получают чернение;
  • при нанесении слабоконцентрированной азотнокислой меди, смешанной с поваренной солью или олеиновой кислотой, на поверхности появляется зелень;
  • от помещения в разогретый раствор сульфида меди, едкого натра и молочного сахара медь приобретает золотой отлив.

Применение каждого способа дает свой результат и отличается не только цветом патины, но и длительностью сохранения покрытия. Иногда для защиты изделия производится покрытие лаком, тогда чернение не пропадает от времени вовсе.

Электрохимический способ

Самый непростой для проведения в домашних условиях способ, но он подойдет тем, кто ищет необычный оттенок. Проведение требует использования электричества и токсичной смеси, поэтому техника безопасности обязательно должна быть соблюдена!

  1. Первый шаг — приготовление раствора: в 300 мл теплой воды добавьте 60 г медного купороса и 90 г сахара; отдельно в таком же объеме холодной воды растворите 45 г каустической соды; затем обе жидкости медленно смешайте.
  2. Второй шаг — воду необходимо нагреть до 80 градусов и выдержать в ней изделие около минуты.
  3. Третий шаг — подайте электричество, например, с помощью автомобильного аккумулятора: «плюс» на медную палочку-анод и «минус» на обрабатываемую деталь. Мощность — от 0,5 до 1,1 ватта.

Цвет получается самым разным, в зависимости от силы подачи и времени обработки. Если вы не успели уловить требуемый цвет, не беспокойтесь и продолжайте патинирование: оно происходит циклично, можно «поймать» нужный оттенок через некоторое время.

Читайте также:  Качественная реакция глюкозы с гидроксидом меди ii уравнение реакции

В общем, покрыть изделие патиной можно вполне безопасно, правда, получите несколько тривиальный вариант. Но добиваясь необычного эффекта, без химикатов не обойтись, так что будьте очень осторожны.

Способы патинирования меди в домашних условиях

На дому процесс патинирования меди возможен. Результат будет схожим, различается только окончательный оттенок патины. Рассмотрим наиболее популярные и простые методы чернения металла.

Быстрые способы

  1. Термическое чернение. Самый простой из всех методов патинирования. В его основе — воздействие на металл высокой температуры. При погружении медного изделия в струю огня на его поверхности начнут появляться радужные разводы. Их цвет от светло-желтого до ярко-оранжевого и фиолетового. Глубина оттенка напрямую связана с температурой огня. Отсутствие ювелирной горелки можно компенсировать обычной кухонной плитой: украшение зажимается пинцетом или плоскогубцами и погружается в огонь. Чтобы зафиксировать оксидную пленку, медное изделие подвергается температурному контрасту. Его опускают в холодную воду, а для защиты патины покрывают специальным лаком.
  2. Патинирование серной мазью. Наиболее распространенный быстрый способ химического чернения — обработка медного изделия серной мазью. Мазь находится в свободном доступе, ее можно приобрести в любой аптеке без рецепта, цена — низкая.Процесс патинирования простой: мазь накладывается на поверхность металла и спустя 3-4 часа смывается туалетным мылом или средством для мытья посуды. Не рекомендуется использовать серную мазь для рельефных изделий: консистенция средства высокая, поэтому оно забивается в щели и углубления. В результате обработки на поверхностном слое металла образуется темная и нестабильная оксидная пленка. Для обеспечения равномерного покрытия и спокойного оттенка предмет нужно смазать вазелином и поместить в воду. После этого следует переходить к процессу нанесения мази.Если чернение пошло неудачно, то пленку можно снять. Для этого украшение погружается на четверть часа в подогретый раствор лимонной кислоты. При отсутствии под рукой кислоты можно тщательно промыть изделие с хозяйственным мылом.
  3. Обработка вареным яйцом. Безопасный и эффективный способов облагородить медное украшение или монету подручными средствами — обработка вареным яйцом. Куриное яйцо варится, остужается, разминается до пастообразного состояния вместе со скорлупой в емкости или пакете. В получившуюся массу погружается обезжиренный предмет. Спустя 30 минут на его поверхности образуется легкая патина, которая через 5-6 часов выдерживания станет яркой и ровной радужной оболочной.

Чернение серной печенью

Серная печень (другое название — печеная сера) — это печеная или жареная сера, образующаяся в результате сплавления с древесной золой или содой. В результате получается соединение натрия или калия. Получить серную печень можно 2 способами:

  1. Приготовить дома: сплавить вместе серу (20 г) и соду (до окончания бурления раствора), добавить воду (50 мл) и прокипятить 2 минуты. Главный недостаток — сильный неприятный запах, сопровождающий приготовление состава.
  2. Приобрести печеную серы в специализированном магазине химических реактивов. Для обработки изделий в домашних условиях достаточно 1-2 гранул.

Серная печень теряет свои свойства со временем, поэтому долго хранить раствор в домашних условиях не рекомендуется. Процесс патинирования представляет покрытие поверхности предмета тонким слоем серной печени. Взаимодействие длится от нескольких секунд до нескольких минут, в зависимости от того, какой оттенок хотелось бы получить. Возможные цвета пленки: от красного до черного.

Для получения ровного и устойчивого покрытия процесс должен сопровождаться повышенными температурами: или нагреванием раствора (сопровождается неприятным запахом), или подогревом изделия под струей горячей воды.

Серная печень негативно влияет на драгоценные и полудрагоценные камни-вставки в ювелирных украшениях: жемчуг, бирюзу, агат, яшму.

Патинирование в парах азота

Для чернения медного изделия с приданием ему коричневого, оливкового или пятнисто-лазурного цвета используется нашатырный спирт (10% раствор аммиака). Перед обработкой изделие нужно тщательно подготовить, иначе цвет получится неравномерный. Для рельефных украшений шлифовка не требуется: полученный в результате градиент цвета является дополнительным художественным эффектом.

Для получения на меди необычных голубых вкраплений перед патинированием украшение нужно поместить в раствор поваренной соли. Методы чернения медных изделий нашатырным спиртом:

Процесс Описание Продолжительность обработки Преимущества Недостатки
Бесконтактное чернение аммиаком Раствор наливается в небольшую емкость, которая помещается на дно контейнера. Предметы для чернения располагаются вокруг емкости, контейнер закрывается крышкой. 30 минут — 1 час Удобен при обработке большого количества медных предметов Низкая концентрация вещества в воздухе, как следствие — долгий процесс (до 3 часов)
Контактное чернение Раствор наливается в емкость, в которую погружаются украшения. Если нужно обработать только часть изделия, то оно подвешивается над нашатырным спиртом на проволоке или размещается на специальных подставках из колпачков. Патинирование осуществляется в парах раствора. 10 — 15 минут Высокая скорость и равномерное покрытие пленкой Не подходит для обработки большого количества изделий
Читайте также:  Медь в слитках чушках м00б гост 193 79

После окончания чернение украшения промываются под теплой проточной водой. Если получившийся оттенок не устраивает, то процесс повторяется.

Если обрабатываются ювелирные украшения со вставками, важно учитывать особенности взаимодействия нашатырного спирта с камнями:

  • опасен: для агатов, малахита, природного жемчуга, бирюзы;
  • безопасен: кварцы, агат, стекло, искусственные кристаллы.

Патинирование в опилках

Использование материала из клееной фанеры не допускается: клей вступает в химическую реакцию с раствором и металлом, что негативно влияет на процесс. Раствор для оксидирования состоит из следующих ингредиентов:

  1. соль (16 г),
  2. нашатырный спирт (600 мл);
  3. вода (700 мл).

Компоненты для раствора тщательно смешиваются, после этого опилки поливаются готовой смесью. Важно придерживаться «золотой середины»: опилки должны пропитаться и стать влажными, но не быть мокрыми. Полученную массу загружают в контейнер для патинирования, размещают в нем предметы и тщательно закрывают, не допуская попадение воздуха. Продолжительность химической реакции — 5-6 часов.

При отсутствии подходящих для чернения опилок их можно заменить на альтернативные впитывающие материалы: сено, сухую листву (без гниения), кошачьим наполнителем и т.д. В зависимости от используемого материала придерживаются определенного алгоритма: наполнители с мелкой структурой не перемешиваются, тогда как листву или сено регулярно переворачивают. Это необходимо для получения равномерного цвета на всей поверхности.

Другими способами регулирования цвета и его интенсивности являются:

  • соотношение нашатырного спирта и воду в первоначальном растворе;
  • уровень влажности материала: чем суше опилки или наполнитель, тем слабее процесс окрашивания; влажная среда — препятствует формированию крапчатого окраса.

По итогу чернения в опилках медь приобретает темно-розовый, сине-голубой или черным с крапинками оттенок.

После окончания патинирования изделия необходимо промыть в воде и тщательно высушить на воздухе. Используемая смесь опилок будет годна для употребления 2-3 суток, тогда как раствор, при хранении его в герметичной емкости в условиях отрицательной температуры, может быть использован спустя месяц.

Радужное (электрохимическое) патинирование

Особенностью электрохимического патинирования от других способов является исключительно декоративная сфера применения. Радужное чернение не позволит «состарить» медь: получится только причудливый художественный эффект.

Раствор электролита может быть приготовлен самостоятельно и в домашних условиях. Необходимые компоненты:

  • медный купорос (60 г),
  • сахар-рафинад (90-100 г),
  • каустическая сода, она же — едкий натр (45 г),
  • дистиллированная вода (1000 мл).

Чернение электролитом осуществляется только при открытых окнах и в хорошо проветриваемом помещении. Обязательно наличие резиновых или латексных перчаток, респиратора и защитных очков. Приготовление электролита:

  1. Половина дистиллированной воды (300 мл) нагревается до температуры 60-80 градусов по Цельсию.
  2. В воде постепенно растворяются медный купорос и рафинад.
  3. Вторая половина воды (300 мл) охлаждается, в нее постепенно и небольшими порциями добавляется едкий натр;
  4. В раствор едкого натра маленькими порциями вливается раствор медного купороса с рафинадом
  5. Доливается дистиллированная вода (до 1 литра итогового веса раствора).

В результате должен получиться мутный раствор темно-синего цвета и с небольшим осадком.

Источником тока для патинирования может выступить стандартный автомобильный аккумулятор. Процесс его подключения простой: «плюс» — на медную палочку-анод, «минус» — на медное изделие.

Сам процесс электрохимического патинирования осуществляется в разогретом до 80 градусов Цельсия растворе, в который опускаются обрабатываемые изделия и подается электрическое напряжение. Исходя из размеров изделия (чем крупнее предмет, тем выше скорость реакции и темнее итоговый оттенок), выбирается подходящее напряжение: от 0,6 до 2,0 V.

Зависимость окончательного оттенка медного изделия от степени напряжения:

  • 0,7-1,0 V — золотистая пленка с градиентом в сторону сиренево-розовых оттенков;
  • 1,2-1,4 V — ярко-лиловая пленка с градиентом в сторону желто-зеленых оттенков;
  • 1,6-2,0 V — синяя пленка с градиентов в сторону фиолетового оттенка.

Зависимость окончательного оттенка медного изделия от продолжительности электрохимического воздействия:

Продолжительность процесса, секунд Оттенок патины
2 Коричневый
2-3,5 Лиловый или фиолетовый
3,5-5,3 Синий
5,3-6,3 Ярко-голубой
6,3-8,5 Светло-зеленый, травянистый
8,5-12 Тускло-желтый
12-13 Оранжевый
13-15,5 Пурпурный
15,5-17 Цвет морской волны
17-21 Ярко-зеленый
21-25 Малиновый

Советы

Если вы готовы экспериментировать с цветом, то попробуйте резким рывком повысить напряжение от минимального, 0,6 V, до максимального, 2,0 V. Гарантированный оттенок цвета отсутствует, наиболее высока вероятность получения тонкой оксидной пленки с глянцевым голографическим эффектом. Оттенок будет изменяться в зависимости от угла зрения: то красный, то лиловый, то зеленый.

Радужное патинирование позволяет получить наиболее устойчивую и безопасную для кожи оксидную пленку. Для повышения стойкости медные изделия покрываются лаком. Продолжительность жизни радужной патины — 6-7 месяцев, потом процесс чернения необходимо повторить.

Для патинированных изделий рекомендуется использовать акриловый изоляционный лак (в магазинах представлен как «лак для печатных плат»), предназначенный для защиты электроники от влажности и механического воздействия. Преимуществами данного лака является устойчивость к стиранию, а также сохранение первоначального цвета патинированного металла (без искажений).

Источник

Adblock
detector