Цвета поверхности драгоценных металлов: оксиды, патинация (искусственное старение) и гальваническое покрытие.

  Мы все знакомы с бирюзовой патинацией меди на крышах, различные коричнево-черные патинации, которые выступают на бронзовых скульптурах и с чернением серебряных и золотых изделий низкой каратности, где поверхность медленно чернеет из-за  формирования сложных серебряных и медных сульфидов в результате  коррозии сера -содержащих веществ.

Все это примеры природных патинаций, то есть цвета поверхностного слоя, возникающие в связи с химической реакцией среды (коррозия) с одним или более металлов http://www.teplotraid.ru/.  В первых двух примерах реакция коррозии специально используется для получения декоративных эффектов, тогда как почернение серебра и золота считается ущербом.

Конечно, можно создавать цветные патинации искусственно, путем погружения объектов в различные химикаты, например, литая бронза, часто подвергается обработке такого рода. Кроме того, существует возможность искусственно  генерировать окисление (анодирование) слоев алюминия, титана и ниобия для получения цвета (оптические эффекты) или путем включения красителей в анодированные слоя.  Такие методы используются также для окраски поверхностей ювелирных изделий из золота и других  драгоценных металлов: в черный цвет - серого золота.

Существует несколько подходов к получению черного поверхностного слоя ювелирного изделия из золота:

Гальванотехника

Окисление

Патинация

Метод химического осаждения паров аморфного углерода

Гальванотехника.

Как правило, черные поверхностные эффекты могут быть получены на ювелирных изделиях из золота и других драгоценных металлов,  гальванически, с,  так называемыми,  "черным родием" или "черным рутением".  Для этого разработаны специальные ванны с добавками жесткого черного родия или рутения для получения никелированного слоя толщиной до 0,5 микрон. Цвета варьируются от серого до черного антрацита. Плотность, как правило, колеблется от HV230 - HV310, и обратно пропорциональна от количества черного покрытия.  Можно никелировать черное покрытие золота, но такое покрытие являются не стабильными.

Окисление:

При помощи отжига золотых изделий в воздухе можно получить черный слой оксида меди, но это соединение будет физически не стабильным. Для получения стабильных черный слоев были разработаны специальные сплавы золота, содержащие кобальт. Эти сплавы образуют густую черную пленку оксида кобальта 0.1-10 микрон толщиной, когда золотой сплав подвергается окислению - восстановлению. Это также распространяется на платиновые и серебряные сплавы.

Черный оксид можно потом отполировать и шлифовкой произвести качественную обработку изделия. Также утверждается, что серо-черный оксид можно получить сплавом золота или никеля с добавками железа.  Подобные золотые сплавы содержат, по крайней мере,  один металл из группы меди, железа, кобальта и титана, а также, возможно, один из группы в составе 6 металлов платиновой группы, серебро и никель. В указанных примерах состав кобальта и железа колеблется в диапазоне от 5-20% для золотых медалей 10,14  и 18 карат.

Окисление осуществляется в воздухе при температуре 700-950 ° С  в течение около 20-60 минут. На рисунках показаны ювелирные изделия, полученные японскими, итальянскими и израильскими ювелирами в рамках этого метода:

Повышение износостойкости черного золота может быть достигнуто в изделиях из золота 18 карат и кобальт - содержащих сплавов на основе хрома с использование электролитической закалки. Добавка хрома приводит к образованию тонкого слоя оксида, в основном окись хрома, Cr2O3, который имеют  оливково-зеленый оттенок.  Сплав окиси хрома на  18 каратном золоте 15% и кобальта-10% обладает лучшей износостойкостью, чем сплав золота 18 карат и 25% кобальта.