ЦВЕТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗОЛОТЫХ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

Белкин А. П., Лифшиц В. А., Обухова И. Б., Старченко И. П., Шандалова Л. П.


Задача настоящей работы — получение объективных дан¬ных о цвете декоративных гальванических покрытий сплавами золота, определение цветовых различий между «желтым», «зеленым» и «красным» золотом, а также изменений цвета покрытий при допускаемых технологическими процессами золочения отклонениях составов покрытий от номинальных.

Были исследованы блестящие покрытия двойными сплавами золото + медь (10 - 20 вес. %), золото + кадмий (8 - 12 вес. %), золото + кобальт (0,5 вес. %) и гальваническое покрытие чистым золотом. Поскольку содержание кобальта в покрытии мало и технологические факторы влияют на него слабо [1], исследовали только один состав «желтого» золота. В покрытиях золото — медь и золото — кадмий разрешенные интервалы изменения составов велики, поэтому приготовили по два образца «красного» и «зеленого» покрытий, различие составов получали, изменяя катодную плотность тока Dк на 0,2 А/дм2. Толщина покрытий сплавами составляла 2 мкм, чистым золотом— 0,5 мкм; подложкой служили полированные диски диаметром 18 мм из сплава ЛС 59-1. Цвет и цветовые различия определяли по спектрофотометрическим данным в соответствии с известной методикой [2, 3].

В таблице приведены результаты определения цветовых характеристик исследованных образцов. Данные таблицы показывают, что покрытия сплавами золото — медь, золото — кадмий и золото — кобальт существенно различаются по цветовому тону, светлоте и насыщенности цвета. Так, «зеленые» покрытия отличаются по цветовому тону от «желтых» на 2,5 - 4,5 нм, «красные» от «желтых» — на 4,5 нм. В области цветовых тонов, соответствующей излучениям с доминирующей длиной волны 570 - 590 нм, человеческое зрение улавливает различия в цветовом тоне порядка 1 нм, так что наблюдатель должен уверенно различать цветовые тона покрытий [4].

Таблица

№ образца Состав покрытия Координаты Цветовой тон λ, нм Насыщенность цвета, %
цвета для источника "С" цветности
X Y Z x y
1Золото (чистое)64,663,535,20,3950,38957944
2Аu + Со65,264,436,40,3930,38857943
3Аu + Сd max68,172,346,40,3650,387574,535
4Аu + Сd min62,264,135,80,3810,393576,541
5Аu + Сu max64,761,147,10,3740,353584,528
6Аu + Сu min62,158,142,00,3830,358584,532
7ЗлСрМ 583-80(массивный образец)70,068,360,80,3510,343582,519

Примечание: «max» и «min» указывают на относительное содержание второго элемента в составе покрытия.

Существует также разница в координатах цвета и между образцами близкого состава (№ 3 и 4; № 5 и 6). В этих парах имеются различия цвета по светлоте Y, величине насыщенности и, в меньшей степени, по цветовому тону. Известно, что из-за различия плотности тока в разных точках поверхности образца состав осаждаемого сплава не постоянен [5]. При осуществлении цветного золочения ювелирных изделий, на поверхности которых имеются участки с резко отличающимися радиусами кривизны, следует ожидать некоторой неоднородности покрытия по составу и, следовательно, по цвету.

Сравнивая цветовые характеристики покрытий золото — медь и массивного образца из сплава ЗлСрМ 583-80, нетрудно заметить, что цветовые тона довольно близки, а насыщенность цвета тройного сплава много ниже. За счет увеличения содержания меди в покрытии можно получить близкое значение насыщенности, однако при этом возрастает разница в цветовом тоне.

Отметим, что сплавы тройной системы Аu—Аg—Сu лежат в более широком интервале цветовых тонов (570 - 589 нм) [3], чем изученные в данной работе гальванические покрытия. Однако чем сильнее отличается цветовой тон покрытия от цветового тона чистого золота, тем меньше насыщенность цвета покрытия, а следовательно, и его декоративные достоинства.

Для расчета цветовых различий между покрытиями за координаты цвета «зеленого» покрытия принимали средние арифметические соответствующих координат образцов № 3 и 4, а «красного» — образцов № 5 и 6.

Результаты расчета величин цветовых различий ΔЕ между «красным», «зеленым» и «желтым» покрытиями, а также между покрытиями, полученными из одного и того же электролита при разных плотностях тока (№ 3 и 4; № 5 и 6) следующие:

«Красное»-«Зеленое»21,6
«Красное»-«Желтое»13,2
«Зеленое»-«Желтое»14,8
Золото (чистое)-«Желтое»1,2
ЗлСрМ 583-80—«Красное»(массивный образец)13,7
Аu-Сd (7,4%)—Аu-Сd (10,1%)9,5
Аu-Сu (9,0%) — Аu-Сu (12,6%)4,3

Наибольшая разница в цвете обнаружена между «красным» и «зеленым» покрытиями; отличия цветов двух этих покрытий от цвета «желтого» примерно в полтора раза меньше. Цветовые различия превышают величину 11 ед. МКО, характеризующую переход от «удовлетворительного» совпадения сравниваемых цветов к «грубому» [2]. Как и следовало ожидать (см. табл.), минимальная разница в цвете обнаружена между образцами № 1 и 2 (совпадение цветов трактуется как «безупречное»).

Согласно данных таблицы, цвет «красного» покрытия можно рассматривать как грубое воспроизведение цвета ЗлСрМ 583-80.

Величина ΔЕ для пары образцов № 3 и 4 позволяет сделать оценку цветового различия покрытий с максимально допустимой (4 вес. %) разницей по содержанию кадмия. Из зависимости состава покрытия Аu--Сu от катодной плотности тока следует[6], что изменение Dк на 0,2 А/дм2 приводит к изменению содержания кадмия приблизительно на 2,7 вес. %. Принимая допущение, что при содержании кадмия 8 - 12вес.% цвет и состав связаны линейно, получим предельную величину цветового различия ΔЕ ~14. Аналогичная оценка для покрытий золото — медь (№ 5 и 6) показывает, что изменению содержания меди от 10 до 20 вес. % соответствует цветовое раз-личие ΔЕ~12.

Цветовые различия между имеющими предельно допусти-мые отклонения по составу покрытиями как золото — медными, так и золото-кадмиевыми, близки и соответствуют «грубому» воспроизведению цвета. Поэтому, если изделие состоит из нескольких элементов (например браслет, состоя-щий из отдельных секций) и составы их покрытий соответствуют крайним допустимым значениям, разница в оттенках цвета элементов изделия будет заметной.

Таким образом, при естественном освещении гальванические покрытия Аu—Сu, Аu—Сd и Аu—Сo существенно отличаются по цвету, причем максимальное различие наблюдается между «зеленым» и «красным» золотом.

Оценены цветовые различия покрытий с предельно допустимыми отклонениями по химическому составу от номинала (±5 вес. % по меди, ±2 вес. % по кадмию).

Максимальные цветовые различия внутри каждой из систем (АuСu, Аu—Сd) примерно одинаковы и соответствуют «грубому» воспроизведению цвета.

Совпадения цвета покрытия с цветом сплава ЗлСрМ 583-80 невозможно достигнуть при осаждении двойного сплава золото — медь. Для более точной имитации цвета в состав покрытия необходимо ввести по крайней мере еще один элемент.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зайцев В. Н. и др.— Блестящее золочение ювелирных изделий сплавами золота.—Сб. трудов ВНИИювелирпром. Вып. 1, Л., 1971, с. 7—19.

2. Отчет по теме 1270 047330. Л., ВНИИювелирпром, 1973.

3. Лифшиц В. А., Старченко И. П. Возможности спектрофотометрирования для определения цвета сплавов золота. — Сб. трудов ВНИИювелирпром. Вып. 2, Л., 1973, с. 104—121.

4.Шаронов В. В. Свет и цвет. М., Изд-во физ.-мат. литературы, 1961, с. 112.

5. Справочное руководство по гальванотехнике. Ч. 1, М., «Металлургия», 1972, с. 66.

6. Отчет по теме 1270 116570. Л., ВНИИювелирпром, 1975.


Качество огранки бриллиантов Влияние условий на состав покрытия золото-кобальт