铜合金的自然风化
铜是一个迷人的金属色考虑时使用。没有其他金属接近提供了多种颜色的铜可以发展的。铜寻求其他元素来开发具有独特的颜色属性的化合物。本质上,在铜表面,最喜欢的金属表面,寻求在大气和环境与结合部件。过长时间,在金属表面发展类似于密切它们的矿物等效化合物。一旦发生这种情况,将铜化合物是挑衅和顽固。进一步的变化被抑制。
例如,暴露了一个世纪或更久的铜屋顶,形成了一层厚厚的、美丽的绿色铜绿。这种铜绿色通常是空气中的硫和氧与表面的铜原子结合的结果。水将反应混合在一起,随着时间的推移,表面会形成水合硫酸铜,其性质与矿物青铜器相似。
今天,这些绿色硫酸铜铜绿的发展已经大大减少。原因是大气更清洁,更少的硫化合物污染,必须形成绿色铜绿。因此,今天在世界上许多地区要自然地发展绿锈需要相当长的时间。在干燥的气候中,绿色的铜绿可能永远不会形成;在沿海地区,氯被添加到铜合金的表面,形成一种蓝绿色的氯化铜包膜。这将出现得更快,首先作为一个非常苍白的绿色通过一个黑暗的表面。
自定义Prepatinated铜
Zahner已经开发出一种专利技术,可以在铜片上预先镀上深浅丰富的铜绿,这与以前需要几十年才能自然形成的铜绿没有什么不同。这些专有技术中的一些可以在铜表面形成丰富的氧化铜棕色调。也有技术可以发展棕色,黄色,和橙色,在各种色调,创造美丽的颜色从化学结合与氧化铜。
专利申请过程既是一门科学,也是一门艺术。对颜色发展的影响高度依赖于环境条件和表面准备过程。金属表面必须彻底清洁。只有有处理强酸和强碱经验的人才应该进行这些预处理,因为在处理这些化学处理时必须格外小心。使用适当的安全设备、眼睛保护、橡胶手套和呼吸器是必要的。如果大规模生产或在工厂环境中生产,铜绿工艺必须在一个通风良好的空间中进行,并有epa规范的废物处理。
场施加铜绿到表面是极其困难的。成功是短暂的,罕见的。只是有太多的变量,控制和必要的解决方案可以是相当危险的。看起来在现场应用的铜锈成功的时刻,随着天气条件的变化,也可以从铜氧化物解压并洗掉表面可迅速恶化。
铜合金表面,无论是否预先镀铜,都会继续老化。随着铜表面达到化学平衡,老化的速度逐渐变慢。例如,经过几个世纪的风吹雨打,青铜雕像往往会呈现出暗色的“花开”,形成斑点或条纹。这些局部的变化是自然污染物和表面进一步老化的产物。
暴露在大气中的铜合金表面的主要氧化物是氧化亚铜(Cu2O)。这种氧化物本质上是一种铜矿。颜色为红棕色,但往往表现出范围的颜色从橙色到黄色,甚至紫色,如在精制肮脏的一分钱Zahner开发的铜。这些是由反光基材上的薄氧化层产生的“干涉色”。氧化亚铜不溶于水。它是一种导电的半导体,这就是为什么铜在碱性氧化物的基础上继续氧化的部分原因。在潮湿的空气中,铜合金表面容易形成氧化亚铜。铜的矿物经历了一个非常缓慢的老化过程,尽管这个过程在靠近海洋时要快一些。
铜合金上另一种比较常见的矿物结构是在最初的氧化亚铜层上结合二氧化碳形成碳酸盐。碳酸盐矿物有孔雀石和蓝铜矿。这些相对均匀的腐蚀产物是很难人为制造的。
所有暴露在大气中的铜和铜合金表面都会发生变化。在分子水平上,它们从大气中寻找各种化合物,并很容易与它们结合。它们与二氧化硫和一氧化碳结合形成矿物化合物,有效地捕捉污染物,从而从空气中去除污染物,尽管速度很慢。
在其他金属上镀铜
有时,铜被用作其他金属的涂层。通常,它被镀在钢或不锈钢上,中间夹着一层薄薄的镀镍层。铜板用于装饰室内和室外的固定装置。如果不镀一层防氧化漆,镀层会像固体铜一样失去光泽和耐候性。有镀铜的不锈钢板,也可用作外部包层材料。