.jpg/1280px-Henry_Moore,_Family_Group_(1950).jpg)
La coloración química de metales es el proceso de cambiar el color de las superficies metálicas con diferentes soluciones químicas.
La coloración química de los metales se puede dividir en tres tipos:
Teñir químicamente un metal es distinto de simplemente recubrirlo usando un método como dorado o plateado con mercurio , porque la coloración química implica una reacción química, mientras que el simple recubrimiento no.
Los procesos de coloración química de metales son tan antiguos como la tecnología metalúrgica. Algunos de los ejemplos más antiguos conocidos de objetos metálicos coloreados tienen unos 5.000 años. Se trata de piezas de bronce con algunas partes plateadas, originarias de la región de Anatolia. [2] Se pueden encontrar procesos similares en algunas láminas de cobre del antiguo Egipto. [3] Otro ejemplo de coloración química temprana de metales es el disco celeste de Nebra , que tiene una pátina verde e incrustaciones de oro. Un ejemplo temprano de hierro de color negro es la famosa punta de lanza celta encontrada en el río Támesis y fechada entre el 200 y el 50 a.C. [4] [5]
Plinio el Viejo mencionó la distinción entre pátina natural y artificial en el siglo I d.C. [6] Otro documento antiguo sobre la coloración química de los metales es el papiro X de Leyden (siglo III d.C.). Zósimos de Panópolis , un alquimista greco-egipcio que vivió a finales del siglo III y principios del IV, también es de suma importancia, ya que los textos atribuidos a él se consideran las recetas escritas más antiguas para la coloración química de metales. [7]
Dos fuentes importantes de la Edad Media sobre metales coloreados químicamente son el Mappae clavicula , que data de entre los siglos IX y XII, y la obra De Diversis Artibus de Theophilus Presbyter , que data del siglo XII.
En la época del Renacimiento, los documentos más significativos fueron el Tratado de orfebrería y el Tratado de escultura del célebre manierista , escultor y orfebre italiano Benvenuto Cellini . [8] La patinación también es mencionada brevemente por el pintor y escritor italiano Giorgio Vasari y por Pomponius Gauricus en su obra De Sculptura 1504. André Felibien también menciona brevemente algunas técnicas para la patinación de esculturas de bronce en su obra Principes en 1699. [9]
El comienzo de la coloración química o electroquímica de los metales basada en la ciencia moderna está marcado por el descubrimiento de Leopoldo Nobili (1784-1835) de los anillos coloreados de Nobilis en 1826. [10] Leonhard Elsner, Alexander Watt, Antoine César Becquerel (1788-1878) y Rudolf Christian Böttger (1806-1881) también son personas importantes en la historia temprana de la coloración electroquímica de metales. George Richards Elkington (1801-1865), conocido por su patente para la galvanoplastia de plata y oro (1840), había patentado al menos un proceso electroquímico de coloración de metales (su procedimiento fue elaborado y perfeccionado por el estadounidense JE Stareck en 1937). [11] [12] En el siglo XIX se publicaron los primeros manuales dedicados exclusivamente a la coloración química de metales. [13]
En 1868, Puscher informó por primera vez sobre la aplicación de una pátina multicolor o brillante a base de tiosulfato de sodio y acetato de plomo (las recetas contemporáneas para esa pátina utilizan compuestos de cobre en lugar de plomo tóxico). [14] [15]
Desde finales del siglo XVIII, la coloración química de los metales ha sido un tema habitual en varias colecciones de recetas de tecnología química y, desde mediados del siglo XIX, este tema se incluyó en la mayoría de los manuales de galvanoplastia y en los manuales de orfebres y plateros.
A principios del siglo XX se lograron grandes avances en la aplicación industrial de la coloración química de metales. Por ejemplo, alrededor de 1905 se patentaron las primeras patentes de níquel negro (patentes alemanas DRP 183972 y DRP 201663) y óxido negro (hacia 1915-1922, patentes alemanas DRP 292603, DRP 357198, DRP 368548). Entre 1923 y 1927, se publicaron las primeras patentes del Reino Unido relacionadas con el aluminio oxidado [16] [17] y el cromo negro se desarrolló en 1929 (patente alemana GP 607, 420).
Después de la Segunda Guerra Mundial, hubo un creciente interés por las láminas de cobre patinadas en verde, que estaban destinadas principalmente a uso arquitectónico. [18] [19] [20] Las tecnologías para la oxidación anódica del titanio , y más tarde del niobio y el tantalio , han evolucionado desde mediados de la década de 1960. La tecnología para la oxidación anódica del acero inoxidable también se desarrolló en 1957 (patente US 2957812A). [21] [22] [23]
Ahora se están investigando las posibilidades de utilizar cultivos bacterianos en la patinación del cobre y el hierro, y se está probando la tinción inducida por láser de cobre y sus aleaciones, niobio , acero inoxidable y objetos cromados. [24] [25]
La coloración química de metales se utiliza principalmente en la fabricación de esculturas, joyas, insignias, medallas, relojes y adornos. También se utiliza en arquitectura, metalografía, en la fabricación de muebles metálicos y con fines militares y decorativos. Se utiliza en cierta medida en la restauración y conservación de metales.
El metal a colorear debe estar completamente libre de óxido y grasa . Se debe utilizar ropa protectora, guantes y gafas protectoras en un área bien ventilada o al aire libre.
Negro por plata
Los artículos se sumergen en una solución de sulfuro de potasio o sodio al 2,5% , después de la aparición del color, lave bien los objetos y encérelos o barnícelos. [26]
Verde para el cobre y sus aleaciones.
Pintar o rociar objetos con una solución de 250 gramos de carbonato de amonio / 250 gramos de cloruro de amonio / 1 litro de agua, cada capa se seca durante 24 horas, luego de alcanzar el tono deseado se encera o laca. Se puede utilizar marrón o negro como color base para la pátina de cobre. Si disminuye la cantidad de cloruros el color será más verde azulado, si disminuye el carbonato, más verde amarillento. [27]
Negro para cobre
Solución de polisulfuro de sodio al 2,5%, los artículos deben sumergirse en la solución después de desarrollar el color, lavar, secar y encerar o barnizar el objeto coloreado. [27]
Marrón para cobre
Los artículos se hierven en una solución acuosa de sulfato de cobre al 12% con al menos 3 días de antigüedad , después de desarrollar el color, el material se lava, se seca y se encera o barniza. [27]
Negro para hierro
Cubra el objeto con una capa muy fina de aceite de linaza , luego caliéntelo gradualmente a 300-400 °C, repita el procedimiento si es necesario, este proceso se puede utilizar en cualquier metal que pueda calentarse a la temperatura mencionada (excepto plomo, estaño y sus aleaciones). [28]
Marrón para hierro
Utilice una solución acuosa de cloruro férrico al 5% . El objeto se recubre con una solución, después de 24 horas se frota con un paño grueso o lana de acero más fina , el proceso se repite al menos tres veces, finalmente se debe limpiar el material con un trapo grasiento. [29]
Gris para estaño o peltre
Utilice una solución acuosa de cloruro férrico al 20%, es necesario sumergir los objetos en solución, secarlos y encerarlos o barnizarlos. [30]
Gris-negro para zinc
Utilice una solución acuosa de cloruro férrico al 20%, los objetos se sumergen durante 20 minutos, después de la aparición del color, los objetos deben lavarse, secarse y encerarse o barnizarse. [30]
Negro para aluminio
Hervir una solución de 20 g de molibdato de amonio y 5 g de tiosulfato de sodio en un litro de agua, sumergir los objetos, enjuagar, secar, encerar o lacar después del desarrollo del color. [31]
Colores de brillo
Utilice una solución de 280 g de tiosulfato de sodio , 25 g de acetato cúprico y 30 g de ácido cítrico . Puede utilizarse sobre cobre y sus aleaciones, plata, níquel, hierro, oro. El color depende de la duración de la inmersión, de la secuencia de colores del latón: amarillo dorado-cobre-púrpura-oscuro, azul claro, azul-cromo-níquel-rojo-gris, azul y gris-negro hasta el hierro o el acero al carbono. . [32] Variante para estaño y peltre: 250 g de tiosulfato de sodio, 60 g de acetato de cobre, 25 ml de acetona , 1 litro de agua, 45-85 °C, 1-20 minutos, dorado, rosa, azul y verde. [33] Variante para acero inoxidable: 100 g de tiosulfato de sodio, 10 g de acetato de plomo, 12 g de tartrato de sodio y potasio , 12 g de sulfato de cobre, 1 litro de agua, temperatura de la solución de 18 a 22 °C, 5 a 50 minutos, amarillo, marrón , rojo, verde, azul, violeta, el objeto debe estar en contacto con una pieza de cobre con una superficie 300 veces más pequeña que la superficie del objeto tratado. [34]
Diferentes colores sobre titanio.
Como electrolito simple, es posible utilizar una solución al 3% de fosfato trisódico , un cátodo de acero inoxidable, objeto como ánodo. El color depende del voltaje. Se pueden utilizar muchos otros electrolitos, incluso Coca-Cola. Amarillo pajizo / 10V – violeta / 29 V – azul / 30 V – azul verde 45 V – verde claro / 55 V – rojo violeta / 75 V – gris / 110 V. Es obligatorio que este proceso se realice con guantes de goma (¡tensión potencialmente peligrosa!). [35]
Varios colores sobre acero inoxidable 18 Cr/8 Ni
7,5 g de dicromato de sodio , 1000 ml de ácido sulfúrico (1,24 g/cm 3 ), cátodos de plomo, objeto como ánodo, temperatura de 70-90 °C, 0,06 A/dm 2 , voltaje 1,3 V – los colores dependen del duración del procedimiento (5-50 min.), marrón, azul, marrón rojizo, amarillo, verde. Según la literatura rusa, después del procesamiento los artículos se deben remojar en una solución de bicromato de potasio (5-10%), durante 5 a 15 minutos, a una temperatura de 70-90 °C de la solución. [36] Según una patente china, los objetos tratados se pueden sumergir luego en una solución de silicato de sodio diluido en caliente (1-5%, 95-100 C, 3-10 min.). [37] Los cromatos hexavalentes son cancerígenos y tóxicos; ahora se proponen soluciones a base de molibdato como sustituto (por ejemplo, molibdato 30-100 g/ácido bórico 10-18 g/ sulfato de manganeso 0,5-5 g/1 litro de agua. 0,1 -20 A/dm2 , 0,1 a 15 minutos). [38] [39] [40]
Hiorns, A. (1907). Coloración y Bronceado de Metales. Londres: Macmillan and Co. OCLC 3757279.
Kaup, WJ (1914). Coloración y acabado de metales. Ciudad de Nueva York: Prensa industrial.
Campo, S. (1925). La coloración química de metales y procesos afines. Londres: Chapman & Hall, Ltd. OCLC 2922065.
Fishlock, D. (1962). Coloración de metales . Teddington: R. Draper. OCLC 3982659.
Hughes, R.; Rowe, M. (1991). La coloración, bronceado y patinado de metales (3ª ed.). Londres: Thames y Hudson. ISBN 9780500015018. OCLC 24734412.
LaNiece, S.; Craddock, P. (1993). Revestimiento y patinado de metales: desarrollos culturales, técnicos e históricos . Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 9780750616119. OCLC 27336439.
Joven, RD (2000). Patinación contemporánea (5ª ed.). Escondido: Escultura-Nouveau. ISBN 9780960374410.
Kipper, P. (2003). Pátinas para Bronce al Silicio (2ª ed.). Loveland: Publicaciones Path. ISBN 9780964726901. OCLC 930605479.
Sugimori, E. (2004). Pátinas japonesas . Portland: Prensa Brynmorgen. ISBN 9781929565115. OCLC 62859653.
Runfola, M. (2014). Pátina: más de 300 efectos de coloración para joyeros y orfebres . Loveland: Interveave Press. ISBN 9781620331392. OCLC 871436497.