Содержание к диссертации
Введение 5
Глава 1. Получение декоративных покрытий вакуумно-плазменным
напылением с магнетроннои системой распыления 9
Физико-химические основы технологии нанесения покрытий в вакууме 9
Магнетронное распыление 11
1.3. Анализ технологии вакуумно-плазменного напыления с
магнетроннои системой распыления 12
Операции технологического процесса 14
Параметры технологического процесса 15
Параметры технологического процесса нанесения металлических покрытий 16
Параметры технологического процесса нанесения реактивных покрытий 24
1.3.5. Химическая подготовка изделий к нанесению
покрытий 30
1.3.6. Описание технологических операций 31
1.4. Анализ существующих декоративных покрытий, наносимых по
технологии вакуумно-плазменного напыления с магнетроннои
системой распыления 37
1.5. Выводы по Главе 1 40
Глава 2. Материалы. Технологии. Методики исследования 41
2.1. Материалы 41
2.2. Технология нанесения покрытий на основе титана на подложки
из цветного металла методом вакуумно-плазменного напыления с
магнетроннои системой распыления 43
Методика измерения толщины покрытий 47
Методика измерения цвета покрытий 48
2.5. Методика ускоренных коррозионных испытаний покрытий 49
Глава 3. Декоративные покрытия на основе титана. Анализ цветовых
характеристик системы «подложка-покрытие» 50
Получение образцов покрытий титана и нитрида титана на подложках из томпака и нейзильбера 50
Получение цифрового изображения образцов покрытий 52
Обработка цифрового изображения образцов покрытий. Получение числовых значений цвета в системе RGB 53
Аппаратные способы определения цвета 55
Определение цвета образцов покрытий в растровом графическом редакторе Photoshop CS2 55
3.4. Описание цвета образцов покрытий. Модель HSV: тон (Н),
насыщенность (S) и яркость (V) 59
3.4.1. Преобразование цветовых компонент между моделями
RGBhHSV 61
Взаимодействие света и материала. Зрительное восприятие металлических материалов 62
Анализ цветовых характеристик системы «подложка-покрытие» 64
Цветовые характеристики системы «подложка-покрытие». Образцы покрытий титана на подложках из томпака 66
Цветовые характеристики системы «подложка-покрытие». Образцы покрытий нитрида титана на подложках из нейзильбера 68
3.7. Выводы по Главе 3 71
Глава 4. Исследование изменений эстетических характеристик
декоративных покрытий на основе титана за время эксплуатации
художественного изделия 72
4.1. Эксплуатационная среда художественных изделий 72
4.2. Оценка изменений эстетических характеристик декоративных
покрытий на основе титана за время эксплуатации художественного
изделия 74
Механизм коррозионного разрушения. Способы защиты художественных изделий от коррозии 84
Оценка изменения цветовых характеристик покрытий под действием агрессивной коррозионной среды во времени 86
4.5. Выводы по Главе 4 93
Глава 5. Дизайн художественных изделий из цветных сплавов,
декорированных покрытиями на основе титана 94
Декорирующие технологии, используемые в дизайне современных художественных изделий из цветных сплавов 94
Применение палитры оттенков покрытий на основе титана в дизайне художественных изделий 103
5.3. Выводы по Главе 5 109
Основные результаты и выводы 110
Список использованных источников 112
Приложения 121
Введение к работе
Современный дизайн художественных изделий - это синтез инженерно-конструкторского проектирования, разнородных материалов, а так же передовых формообразующих и декорирующих технологий.
Наиболее ощутимое влияние при оценке дизайна художественных изделий через визуальное восприятие оказывают декорирующие технологии. Декорирующие технологии направлены на изменение эстетических характеристик поверхности изделия: фактуры, текстуры, блеска и цвета.
В данной работе будут рассмотрены декорирующие технологии, направленные на изменение цвета поверхности художественных изделий из цветных сплавов.
На протяжении нескольких десятков лет художественные изделия из цветных сплавов декорировались металлическими покрытиями (золочение, серебрение), оксидными покрытиями (оксидирование, патинирование), силикатными и органическими эмалями, покрытиями на основе эпоксидных смол, цветными и бесцветными лаками. Металлические покрытия, как правило, наносились электрохимическим методом.
В наши дни наряду с уже существующими декорирующими технологиями на производствах по изготовлению художественных изделий из цветных сплавов активно внедряются ранее используемые преимущественно в технике и радиоэлектронике тонкопленочные покрытия, получаемые вакуумно-плазменным напылением.
На сегодняшний день, в качестве декоративных покрытий, наносимых вакуумно-плазменным напылением на изделия из цветных сплавов, используют покрытия титаном, цирконием, нитридом титана, нитридом циркония, карбонитридом титана, карбонитридом циркония и др.
Данные декоративные покрытия улучшают эстетические характеристики, в том числе блеск, фактуру, текстуру, цвет, и повышают химическую стойкость поверхности художественных изделий.
Научные основы технологии вакуумно-плазменного напыления металлических покрытий и их соединений разработаны в трудах В.Е. Минайчева, СМ. Андроновой, А.Н. Головяшкина, В.А. Агеева и др. Однако, несмотря на значительный объем литературных данных в области применения технологии вакуумно-плазменного напыления, большинство информации имеет отношение к покрытиям, используемым в технических целях. Мало освещена область применения покрытий, наносимых вакуумно-плазменным напылением в декоративных целях.
Особенно актуальным является вопрос о том, как и какие именно факторы влияют на получение определенных эстетических характеристик покрытий, в частности цветовых характеристик покрытий, что крайне важно при проектировании новых художественных изделий и повторении полученных результатов при серийном производстве изделий.
В печатных и электронных изданиях также мало освещен вопрос потери эстетических качеств художественных изделий из цветных сплавов, декорированных покрытиями на основе титана в процессе эксплуатации. Данная тематика крайне важна, вследствие того, что дизайнер при разработке новых изделий должен обязательно учитывать на будущее все-изменения поверхности покрытия, которые могут произойти при эксплуатации изделия.
Цель работы: Разработка дизайна художественных изделий, декорированных покрытиями на основе титана с заданными цветовыми характеристиками.
Объектом исследования стали художественные изделия из томпака и нейзильбера с декоративными покрытиями на основе титана, получаемыми методом вакуумно-плазменного напыления.
Согласно поставленной в работе цели, были сформулированы следующие задачи:
1. Провести анализ эстетических характеристик покрытий, получаемых по технологии вакуумно-плазменного напыления.
Установить влияние цветовых характеристик подложки (материала изделия), а также толщины покрытия на цветовые характеристики системы «подложка - покрытие».
Определить оптимальную для цветопередачи толщину декоративного покрытия.
Предложить палитру оттенков покрытий на основе титана, позволяющую расширить возможности дизайна художественных изделий из томпака и нейзильбера.
Оценить изменение цветовых характеристик декоративных покрытий в процессе эксплуатации.
Применить на практике палитру оттенков покрытий на основе титана при производстве художественных изделий из томпака и нейзильбера со сложным цветовым дизайном поверхности.
Научная новизна:
Выявлена зависимость цветовых характеристик системы «подложка -покрытие» от цветовых характеристик материала изделия, а также толщины покрытия.
Установлена оптимальная для цветопередачи толщина декоративного покрытия.
Предложены критерии оценки изменения цветовых характеристик декоративных покрытий в процессе эксплуатации.
Разработан дизайн художественных изделий, декорированных покрытиями на основе титана с заданными цветовыми характеристиками.
Практическая значимость:
Составлена палитра оттенков покрытий на основе титана, получаемых по технологии вакуумно-плазменного напыления на художественных изделиях из томпака и нейзильбера.
Применение палитры позволит дизайнерам заранее спроектировать цветовой оттенок покрытия с учетом цветовых характеристик материала художественного изделия.
Использование палитры оттенков покрытий даст возможность технологам максимально приближено воспроизвести цвет декоративного покрытия в соответствии с эскизом.
Созданы образцы - эталоны покрытий, которые являются наглядным примером технологических возможностей предприятия при согласовании оттенков цвета декоративного покрытия с заказчиком.
Результаты работы реализованы на практике при изготовлении реальных художественных изделий.
