Препарат порошкового золота

 

Использование: в составах неорганических тугоплавких красок на основе металлического золота. Цель изобретения - создание состава препарата порошкового золота, исключающего или снижающего выброс ртути в окружающую среду, уменьшающего потери золота в газовой фазе при сохранении величины адгезии золотого сплава к фарфоровой глазури и его колористических характеристик. Сущность изобретения: в состав, содержащий Au, Ag, Bi₂O₃ и HgO, дополнительно вводят серу при следующем соотношении компонентов, мас.%: Au 51,98-52,02; Ag 13,38-13,42; Bi₂O₃ 1,90-2,10; HgO 0,00-32,60; S 0,10-32,50. Новым является введение серы, которая может целиком заменить оксид ртути в препарате и исключить выброс ртути в атмосферу. Улучшаются колористические характеристики декорирующей золотой пленки и не ухудшаются ее механические характеристики и величина адгезии к глазури керамического изделия. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к составам неорганических тугоплавких красок, в частности к краске на основе металлического золота, так называемого препарата порошкового золота, предназначенного для надглазурного декорирования фосфора.

Известен состав препарата порошкового золота, содержащий компоненты в следующих соотношениях, мас. Au 63,35; Ag 7,90; HgO 26,95; Bi₂O₃ 1,80 [1] Наиболее близким к изобретению по составу, технической сущности и достигаемому результату является препарат 52%-ного порошкового золота [2] содержащий компоненты в следующих соотношениях, мас. Au 51,98-52,02; Ag 13,38-13,42; Bi₂O₃ 1,95-2,05; HgO 31,95-32,05.

Особенностью указанных препаратов является относительно большое количество оксида ртути, применяемого для образования при температуре отжига препарата 790-830^оС смешанной амальгамы золота-серебра и образования из нее упорядоченного твердого раствора золото-серебро ниже температуры его ликвидуса ( ≈1030^оС) на 200-240^оС в виде пленки на глазури фарфора. Ртуть при этом отгоняется, загрязняя окружающую среду, и уносит небольшое количество золота в газовой фазе, что рассматривается как существенные недостатки препарата порошкового золота.

Цель изобретения создать препарат порошкового золота такого состава, который исключает или снижает выброс ртути в окружающую среду, уменьшает потери золота в выбросах газовой фазы при сохранении по крайней мере величин адгезии золотого сплава к фарфоровой глазури и его колористических характеристик по сравнению с составом-прототипом.

Для этого в состав, содержащий Au, Ag, Bi₂O₃, HgO, дополнительно вводят серу при следующем соотношении компонентов, мас. Au 51,98-52,02; Ag 13,38-13,42; Bi₂O₃ 1,90-2,10; HgO 0,00-32,60; S 0,10-32,50. Введение серы взамен HgO приводит к образованию при повышении температуры термодинамически неустойчивых растворов Au-Ag-S или Au-Ag-Hg-S, которые при температуре отжига распадаются на упорядоченный твердый раствор Au-Ag, сернистый газ и газовую фазу ртуть-золото. Эта фаза может отсутствовать, поскольку весь оксид ртути может быть заменен серой.

Для приготовления предлагаемого препарата порошкового золота взвешенные высокодисперсные порошки золота и серебра, восстановленные из их солей железным купоросом, так называемые мягкие порошки, оксид ртути (желтый или красный), висмут азотнокислый основной и высокодисперсный порошок серы смешиваются и растираются на стеклянной доске курантом со скипидаром до полной однородности. После сушки препарат порошкового золота готов к употреблению.

Конкретные примеры представлены в табл.1.

Особенность составов препарата порошкового золота по примерам 1-5 состоит в том, что сумму процентного содержания драгоценных металлов (Au+Ag)% можно изменять в очень узких пределах: 65,36-65,44 мас. сохраняя при этом постоянным отношение (Au/Au+Ag)% т.е. проба золота в пленке во всех случаях должна быть фиксированной.

Процентное содержание оксида висмута можно изменять также в узких пределах, так как он служит для создания промежуточного слоя, связывающего глазурь фарфора и пленку золотого сплава, и изменение его процентного содержания сразу скажется на прочности сцепления золотой пленки с глазурью фарфора. Уменьшение содержания оксида висмута до 1,4 мас. ведет к снижению прочности сцепления, и пленка золотого сплава отслаивается от подложки (состав по примеру 4).

Увеличение количества серы до 32,74 мас. также снижает прочность сцепления пленки золотого сплава и приводит к ее отслаиванию от глазури фарфора (состав по примеру 5).

Запредельные составы (примеры 4 и 5) по механическим свойствам не удовлетворяют требованиям декора и исключены из производства.

Пленки золотого сплава толщиной 1,0 мкм, полученные из предлагаемого препарата порошкового золота и из препарата [2] при 830^оС на поверхности глазури, нанесенной на плоские пластинки фарфора толщиной 1 мм, сравнивались между собой на относительное истирание. Стойкость к истиранию исследовали, применяя способ шлифования пленок на фетровом круге с нанесенной на него алмазной пастой. Круг вращался со скоростью 60 об/мин, шлифование длилось 30 с.

Измеренные перед процессом шлифования световые потоки, проходившие через разнородные золотые пленки одинаковой толщины и через пленки, полученные из составом по примерам 1-3, были равны I₁ I₂ I₃ I₄.

После шлифования отношение величин световых потоков I_1,2,3, проходящих через пленки золота, полученных из предлагаемого препарата, к величине светового потока I₄, проходящего через пленку золота, полученную из препарата [2] I₁/I₄, равно 1. Это означает, что величина адгезии пленок золотых сплавов (с составами по примерам 1-3) к глазури фарфора и твердость этих сплавов равны таким же характеристикам сплава золота [2] Таким образом, удовлетворено еще одно из условий изобретения.

Колористические характеристики (по СIЕ LAB, 1976) пленок золотых сплавов толщиной 1 мкм, полученных на поверхности глазури, нанесенной на плоские пластины фарфора, при температуре 830^оС из предлагаемого препарата и из препарата [2] представлены в табл.2. Использовался источник света С, и определялся коэффициент отражения с зеркальной и без зеркальной составляющей.

Из результатов измерений рассчитаны доминирующие длины волн λ_Д для пленки золота, полученной из препарата по примерам 1-3, и для пленки золота, полученной из препарата порошкового золота [2] Доминирующая длина волны в первом случае (576-577 нм) относится к желтой области спектра, а для пленки золота, полученной из препарата [2] (574-575 нм), находится на границе между зеленовато-желтой и желтой областью спектра (Диаграмма цветности, МКО, 1931). Чистота Р и насыщенность S цвета для пленки золота по примерам 1-3 также больше, чем у пленки золота, полученной из препарата порошкового золота [2] что указывает на большую близость колористических характеристик золотых пленок по примерам 1-3 к чистому спектральному цвету.

Различие в цвете Δ Е, рассчитанное из данных табл.2 для пленок золота по примерам 1-3 для зеркального и без зеркального отражения, мало и лежит в интервале 0,17-0,5 ед. CIELAB, что определяет их визуальную неразличимость. Различие в цвете Δ Е для пленок золота по примерам 1-3 и пленки золота, полученной из препарата порошкового золота по ТУ 17 РСФСР 030-38-30-013-90 равно, примерно 7 ед. CIELAB. Это большая величина и разнооттеночность легко определяется визуально. Блеск пленок золота определялся при λ_Д= 576 нм как разность значений коэффициентов зеркального отражения. Согласно этому определению блеск пленки золота по примерам 1-3 больше блеска пленки золота, полученной из препарата порошкового золота [2] примерно на 6% Хотя колористические характеристики рассматриваемых пленок золота не на много различаются между собой и расположены вблизи друг от друга на цветовой диаграмме CIELAB, все же, исходя из данных табл.2, предпочтение следует отдать пленкам золота, полученным по изобретению.

Формула изобретения

1. ПРЕПАРАТ ПОРОШКОВОГО ЗОЛОТА, включающий Au, Ag, Bi₂O₃, отличающийся тем, что он дополнительно содержит серу при следующем соотношении компонентов, мас.%: Au - 51,98 - 52,02 Ag - 13,38 - 13,42 Bi₂O₃ - 1,90 - 2,10 S - 0,10 - 32,50 2. Препарат по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит HgO в количестве не более 32,60 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2