Способ получения декоративного покрытия из сплава индия

 

Изобретение относится к получению декоративных покрытий, которые могут использоваться в стоматологии или ювелирной промышленности. Получают покрытие из сплава индия методом диффузного насыщения из газовой фазы в вакууме. Чистота исходного индия не ниже 99,95 мас.%. Скорость насыщения 10^-2-10 мг/(см²мин). В состав подложки дополнительно введен индий в количестве 0,5-10 мас. %. Подложка выполнена из палладия и его сплавов. Получают покрытие одинаковой цветности, равномерное по толщине, не истирающееся в течение длительного времени. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к получению декоративных покрытий, которые могут быть использованы в стоматологии или ювелирной промышленности.

Требования, предъявляемые к декоративным покрытиям, заключаются в их долговечности, отсутствии токсичности, равномерности цветности.

Известно, что сплавы индия с благородными металлами (палладием или золотом) отличаются широкой цветовой гаммой от фиолетовой до лимонно-желтой в зависимости от количества индия.

Кроме того, индий - единственный металл, придающий покрытиям золотистый цвет.

Известен способ нанесения покрытия индия на подложку из палладия методом электроосаждения из расплава (см. GB 2136447, 19.09.1984).

Недостатком этого способа являются затраты реактивов, сложность контроля процесса нанесения покрытия. Способ не позволяет получать равномерные по толщине покрытия, что ухудшает их свойства.

Наиболее близким к предложенному является способ нанесения покрытия из сплава индия на подложку методом конденсации из молекулярных пучков в вакууме (см. SU 557703, 05.10.1977).

Известно, что цветная окраска интерметаллида (сплава) с индием определяется его составом. При этом большое значение имеют не только количественные соотношения компонентов сплава, но и равномерность распределения концентраций компонентов в поверхностных слоях покрытия.

Недостатком известного способа является недостаточная равномерность распределения концентраций индия в составе слоя покрытия. Это в свою очередь придает окраске покрытия неравномерность. Происходит нарушение цветности. Кроме того, покрытие имеет небольшую толщину 0,8-1,0 мкм, а следовательно, легко истирается.

Такие покрытия не пригодны для ювелирных изделий или для применения в стоматологии, для чего нужны покрытия толщиной не менее 20 мкм.

Задачей изобретения является создание способа получения покрытий, результатом которого было бы покрытие одинаковой цветности, равномерное по толщине, не истирающееся в течение длительного времени.

Для этого в способе получения декоративного покрытия из сплава индия, включающем нанесение покрытия на подложку, покрытие наносят методом диффузного насыщения из газовой фазы в вакууме при чистоте исходного индия не ниже 99,95 мас.% и скорости насыщения 10¹²-10 мг/(см²мин).

Кроме того, в состав подложки дополнительно введен индий в количестве 0,5-10 мас.%, а подложка выполнена из палладия или его сплавов.

Осуществление способа нанесения покрытия методом диффузного насыщения из газовой фазы в вакууме позволяет создать многослойную структуру, состоящую из слоев интерметаллидов индий-подложка. Эта структура увеличивает адгезионную прочность сцепления покрытия с основой и исключает возможность его отслаивания.

Проведение процесса в вакууме позволяет избежать окклюзии газов индием и материалом подложки.

Чистота исходного индия ниже 99,95 мас.% ухудшает сцепление покрытия с подложкой.

В том случае, если скорость насыщения индием менее 10^-2мг/(см²мин), то толщина покрытия не превышает 1 мкм. Это приводит к тому, что покрытие легко истирается и не имеет требуемого цвета.

Если скорость насыщения индием более 10 мг/см²мин, то снижается адгезионная прочность сцепления покрытия с подложкой вследствие нарушения многослойности структуры покрытия.

В том случае, если содержание индия в составе подложки меньше 0,5%, то не удается добиться равномерности цветности покрытия.

Содержание индия в подложке, превышающее 10 мас.%, не приводит к дальнейшему увеличению равномерности его распределения в составе покрытия.

Способ осуществляют следующим образом.

Подложку требуемой формы помечают в камеру, в которой находится индий. Камеру вакуумируют. В вакуумированном объеме создается парциальное давление индия, который заполняет камеру. Распределение индия в объеме камеры равномерно, что обеспечивает его подвод ко всем участкам поверхности и осаждение с одинаковой скоростью. По мере проникновения индия в подложку образуются слои различных сплавов индия с подложкой.

Скорость насыщения подложки индием контролируется величиной создаваемого вакуума или изменением парциального давления индия.

Пример 1 Изделие сложной формы из палладия помещают в камеру, в которой находится индий чистотой 99,97%.

Камеру вакуумируют до 10^-4 мм рт. ст. Индий диффундирует вглубь подложки со скоростью 1,210^-2 мг/(см²мин).

Полученное покрытие имеет равномерную лимонно-желтую окраску. Его толщина 25 мкм.

Пример 2 Заготовка выполнена из сплава палладия с 8% индия. Чистота индия 99,96%. Вакуум составляет 310^-4 мм рт. ст. Скорость насыщения подложки индием поддерживают на уровне 1,610^-2 кг/(см²мин). Полученное покрытие имеет золотистый цвет. Его толщина составляет 30 мкм.

Пример 3 Заготовка выполнена из сплава палладия с 0,5% индия. Чистота индия 99,96%. Парциальное давление индия в камере 510^-3 мм рт. ст. Скорость насыщения подложки индием поддерживают на уровне 10 мг/(см²мин). Полученное покрытие имеет красно-желтый цвет. Его толщина составляет 25 мкм.

Полученные покрытия имеют декоративный вид, равномерную толщину и цветность.

Формула изобретения

1. Способ получения декоративного покрытия из сплава индия, включающий нанесение покрытия на подложку, отличающийся тем, что покрытие наносят методом диффузного насыщения из газовой фазы в вакууме при чистоте исходного индия не ниже 99,95 мас.% и скорости насыщения 10^-2-10 мг/см²·мин.

2. Способ по 1, отличающийся тем, что в состав подложки дополнительно введен индий в количестве 0,5-10 маc.%.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что подложка выполнена из палладия или его сплавов.