Термообработка декоративных TiN покрытий как способ управления цветностью

В.В. Рубаник1,2, Д.А. Багрец1, С.С. Пряхин1
1Институт технической акустики НАН Беларуси, пр-т Генерала Людникова 13, 210023, Витебск, Республика Беларусь.
2Витебский государственный технологический университет, Московский пр-т 72, 210035, Витебск, Республика Беларусь.
Аннотация
Работа посвящена исследованию декоративных свойств ионно-плазменных покрытий нитрида титана (TiN), имитирующих цвет золота, на нержавеющей стали аустенитного класса. Известным решением, направленным на получение широкой гаммы оттенков, является термическая обработка пленок TiN при температурах выше 500 °C . Цель настоящей работы заключалась в расширении оттеночной гаммы TiN покрытий за счет отжига в окислительной среде при температурах до 500 °C. В качестве колориметрической системы была выбрана равноконтрастная система CIEL*a*b*, наиболее удобная для идентификации цвета, определения цветоразностных координат, а также оценки степени приближения к эталону. Цветность декоративных покрытий нитрида титана определялась тремя компонентами: a* и b*, характеризующими цветовой тон, и L*, характеризующей яркость. Были установлены закономерности изменения цветовых характеристик нитрида титана после низкотемпературного отжига, показана возможность управления цветовым тоном и яркостью TiN покрытий за счет варьирования параметров термообработки. Показано, что в интервале температур от 300 до 500 °С возможно добиться усиления/ослабления отдельных компонент (красной либо желтой) результирующего цвета, выражающегося в вариации оттенка TiN покрытия в пределах желто-красного участка спектра. Начиная с T=400 °С выявлено снижение яркости (светлоты) с увеличением времени отжига. Оптимизация режима термической обработки TiN покрытий позволила сохранить яркость на уровне исходного покрытия и достичь наибольшего приближения цвета покрытия к цвету золотого сплава ЗлСрМ 900-40, используемого при изготовлении зубопротезных изделий и выбранного в качестве эталона.
Получена: 11 августа 2016   Принята: 12 сентября 2016
Просмотры: 81   Загрузки: 35
Ссылки
1.
A. J. Perry. Thin solid films. Met. and prot. coat. 135, 73 (1986).
2.
J. A. Barbashina, M. L. Sokolova. J. of scient.publ. grad. and doct. students. 6, 84 (2008). (in Russian) [Ю. А. Барбашина, М. Л. Соколова. Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. 6, 84 (2008)].
3.
V. P. Matlahov. Vesnik BrSTU. 2 (10), 93 (2006). (in Russian) [В. П. Матлахов. Вестник БрГТУ. 2 (10), 93 (2006)].
4.
S. M. Borah, H. Bailung, J. Chutia. Prog. Color Colorants Coat. 3, 74 (2010).
5.
Patent SU 1760987, 07.09.92. (in Russian) [Патент SU 1760987, 07.09.92].
6.
J. G. Gurevich, J. K. Semenov, V. A. Eliseev. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 4, 10 (1968). (in Russian) [Ю. Г. Гуревич, Ю. К. Семенов, В. А. Елисеев. Изв. ВУЗов. Черн. Мет. 4, 10 (1968)].
7.
M. D. Lyutaya, O. P. Kulik, E. T. Kachkovskaya. Powder Metallurgy. 3, 72 (1970). (in Russian) [М. Д. Лютая, О. П. Кулик, Э. Т. Качковская. Порошковая металлургия. 3, 72 (1970)].
8.
M. F. Kanunnikov, V. Y. Bayankin, F. Z. Gilmutdinov, A. V. Markov, J. M. Belyaev. PCMT. 5, 118 (1989). (in Russian) [М. Ф. Канунников, В. Я. Баянкин, Ф. 3. Гильмутдинов, А. В. Марков, Ю. М. Беляев. ФХОМ. 5, 118 (1989)].
9.
G. Agoston. Color theory and its application in art and design. (in Russian) [Ж. Агостон. Теория цвета и ее применение в искусстве и дизайне / пер. с англ. И. В. Пеновой. М.: Мир. 1982. 181 с.].
10.
V. V. Klubovich, V. V. Rubanik, D. A. Bahrets. Proceedings of NAS of Belarus. 4, 5 (2012). (in Russian) [В. В. Клубович, В. В. Рубаник, Д. А. Багрец. Вести НАН Беларуси, сер. физ.‑техн. наук. 4, 5 (2012)].