Дизайн художественных изделий из цветных сплавов, декорированных покрытиями на основе титана

Барбашина, Юлия Александровна

Полный текст автореферата диссертации по теме "Дизайн художественных изделий из цветных сплавов, декорированных покрытиями на основе титана"

На правах рукописи

Барбашина Юлия Александровна

ДИЗАИН ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ, ДЕКОРИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЯМИ НА ОСНОВЕ ТИТАНА

Специальность 17.00.06 - Техническая эстетика и дизайн

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ги гЬу7

Москва -

2009

003467687

Работа выполнена на кафедре «Компьютерный дизайн» Московского государственного университета приборостроения и информатики

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Соколова Марина Леонидовна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ямпольский Виктор Модестович

кандидат технических наук Матвеев Владислав Андреевич

Ведущая организация:

Костромской государственный технологический университет

Защита состоится 23 апреля 2009 г. в 12 часов на заседании Диссертационного Совета Д 212.119.04 в Московском государственном университете приборостроения и информатики по адресу: 107996, Москва, ул. Стромынка, д. 20, зал заседаний Ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПИ

Автореферат разослан 20 марта 2009 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Соколова М.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

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, С.М. 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.

2. Установить влияние цветовых характеристик подложки (материала изделия), а также толщины покрытия на цветовые характеристики системы «подложка - покрытие».

3. Определить оптимальную для цветопередачи толщину декоративного покрытия.

4. Предложить палитру оттенков покрытий на основе титана, позволяющую расширить возможности дизайна художественных изделий из томпака и нейзильбера.

5. Оценить изменение цветовых характеристик декоративных покрытий в процессе эксплуатации.

6. Применить на практике палитру оттенков покрытий на основе титана при производстве художественных изделий из томпака и нейзильбера со сложным цветовым дизайном поверхности.

Научная новизна:

1. Выявлена зависимость цветовых характеристик системы «подложка -покрытие» от цветовых характеристик материала изделия, а также толщины покрытия.

2. Установлена оптимальная для цветопередачи толщина декоративного покрытия.

3. Предложены критерии оценки изменения цветовых характеристик декоративных покрытий в процессе эксплуатации.

4. Разработан дизайн художественных изделий, декорированных покрытиями на основе титана с заданными цветовыми характеристиками.

Практическая значимость:

1. Составлена палитра оттенков покрытий на основе титана, получаемых по технологии вакуумно-плазменного напыления на художественных изделиях из томпака и нейзильбера.

2. Применение палитры позволит дизайнерам заранее спроектировать цветовой оттенок покрытия с учетом цветовых характеристик материала художественного изделия.

3. Использование палитры оттенков покрытий даст возможность технологам максимально приближено воспроизвести цвет декоративного покрытия в соответствии с эскизом.

4. Созданы образцы - эталоны покрытий, которые являются наглядным примером технологических возможностей предприятия при согласовании оттенков цвета декоративного покрытия с заказчиком.

5. Результаты работы реализованы на практике при изготовлении реальных художественных изделий.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в которых отражено основное содержание диссертации, в том числе 2 статьи в рецензируемых научных журналах по перечню ВАК РФ.

Результаты работы докладывались на всероссийских и межвузовских научно-технических конференциях: «Дизайн и технология художественной обработки материалов» в Московском государственном университете приборостроения и информатики (2004-2008 г.г.), «Информатика и технология» в Московском государственном университете приборостроения и информатики (2007г.), «Наука - производство - технологии - экология» в Вятском государственном университете (г. Киров), на научных семинарах кафедры «Компьютерный дизайн» Московского государственного университета приборостроения и информатики, а также на производственных совещаниях Московского монетного двора Гознака.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, приложения и библиографии из 9-р наименований. Объем работы составляет страниц машинописного текста, включая м

иллюстраций, ¿15таблиц и 3 страниц приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, указаны цели и задачи исследования, отражена научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе работы проведен анализ существующих декоративных покрытий, наносимых по технологии вакуумно-плазменного напыления, и дана оценка возможности их использования в дизайне современных художественных изделий.

Анализ технологии вакуумно-плазменного напыления показал, что на цвет получаемых покрытий влияют следующие факторы: материал мишени, процентное соотношение рабочего и реактивного газов в вакуумной камере, чистота использованных материалов (материала мишени, рабочего и реактивного газа), уровень профессиональной подготовки оператора вакуумной установки, исправность оборудования и оснастки. Так же была выявлена вероятность влияния на цвет получаемого покрытия еще двух факторов: цвета подложки (цвета материала изделия) и толщины слоя покрытия, однако на сегодняшний день научно - доказанное подтверждение влияния этих факторов отсутствует. Результаты представлены в таблице 1 «Варианты цветов существующих декоративных вакуумно-плазменных покрытий».

Данные таблицы показывают, что подобные цвета покрытий можно получить, если наносить покрытия разного состава. Желтую гамму цветов покрытий можно получить как при нанесении покрытия нитрида титана, так и при нанесении нитрида циркония, карбонитрида циркония и нитрида хрома, между собой они различаются лишь оттенками. Визуальная оценка и качественное описание цвета покрытий не дает основания для коммуникативного использования выше озвученной информации в производственных целях, что еще раз выявляет отсутствие системного подхода к обозначению цветов декоративных покрытий.

Таблица 1

Варианты цветов существующих декоративных вакуумно-плазменных покрытий

Гамма

получаемых Материал покрытия Цветовой тон

цветов

нитрид титана золотистый

нитрид циркония бледно-золотистый*

Желтая карбонитрид циркония золотистый*

нитрид хрома золотисто-зеленоватый

Желто-красная нитрид титана бронзовый

карбонитрид титана сиренево-бронзовый

Желто-красно- карбонитрид титана коричнево-бронзовый*

коричневая нитрид титана золотисто-коричневый

Желто-серая нитрид титана золотисто-серый

Желто-черная карбонитрид титана золотисто-черный

карбид титана светло-серый

Серая карбид хрома светло-серый*

карбонитрид хрома светло-серый*

карбид титана серый

карбонитрид титана серо-черный*

Серо-черная металлосодержащий алмазоподобный черный с металлическим блеском*

углерод

оксинитрид хрома черный*

нитрид циркония серо-голубой

Серо-голубая нитрид хрома серебристо-серый с голубым оттенком*

нитрид циркония голубой

Синяя нитрид циркония синий

нитрид циркония перламутровый

оксид титана перламутровый

Перламутровая комплексный оксид, получаемый при распылении стали 12Х18Н10Т светло-коричневый

перламутровый

Примечание:

* отмечены варианты декоративных покрытий, востребованных на европейском рынке и рынке США.

Таким образом, необходимо разработать систему идентификации, позволяющую различать покрытия между собой по цветовым тонам, а так же необходимо установить зависимость цветовых характеристик покрытия от цвета подложки (материала изделия) и от толщины слоя покрытия.

Во второй главе были рассмотрены использованные материалы, технологии получения и методы исследования.

Материалы подложки и покрытия были выбраны исходя из их цветовых особенностей. Цветовой контраст дает возможность проследить степень влияния цветовых характеристик материала изделия на цветовые характеристики получаемого покрытия.

Материалы подложек: томпак марки Л90 ГОСТ 15527-2004, качественно цвет можно описать как светлый желто-коричневый; нейзильбер МНЦ15-20 ГОСТ 492-2006 - светло-серый.

Для проведения опытных работ были подготовлены образцы 0 32 мм (с ушком) из томпака марки Л90 и нейзильбера МНЦ15-20 в количестве 77 штук каждого вида. Контроль качества поверхности образцов на наличие дефектов осуществляли визуально.

Материалы покрытия: титан ВТ1-0, качественно цвет можно описать как серый; нитрид титана - золотистый.

На образцы из томпака наносилось покрытие титана, на образцы из нейзильбера - нитрида титана.

Мишень для напыления материала покрытия из титана (ТО, чистота -99,8% марка ВТ1-0 ГОСТ 19807-91.

Технологический процесс вакуумно-плазменного нанесения покрытий осуществляли на промышленной автоматизированной установке УНИП-700, производства ООО НПФ «Элан-Практик», снабженной магнетронной распылительной системой (далее: установка).

Режимы работы установки. Давление в камере: базовое 10"4 Па, рабочее 2x10"' Па; сочетание реактивных газов при нанесении покрытия нитрида титана: аргон (рабочий газ) - 92%, азот (реактивный газ) - 8%. На образцы

подавался отрицательный потенциал 90 вольт. При напылении титана в камеру подавался только аргон (100 %). Расстояние от заготовки до магнетрона 125 мм. На образцы наносились покрытия толщиной от 0,2 до 2,0 мкм. Толщина получаемого покрытия задавалась длительностью напыления, исходя из того, что средняя скорость нанесения покрытия титана и нитрида титана составляет 0,1 мкм за 3 минуты.

Измерение толщин покрытий производилось при помощи стереомикроскопа Zeiss Axiovert 100 А. Погрешность измерений составляет не более 2%.

Фотографирование образцов до и после напыления осуществлялось зеркальной цифровой фотокамерой Canon EOS 5D.

Исследование на коррозионную стойкость покрытий производилось по программе ускоренных испытаний, на основе рекомендаций, изложенных в ГОСТ 9.308-85. Сравнительная оценка коррозионных изменений внешнего вида образцов покрытий производилась по ГОСТ 9.311-87.

Для обработки экспериментальных данных использовались компьютерные программы Photoshop CS2, CorelDRAW 12, Excel 2000.

Количественное описание цвета покрытия заключалось в определении числовых значений доли основных цветов RGB, сложением которых можно воспроизвести этот цвет. Принципы данной методики описаны в работах д.т.н. Пирайнена В.Ю,, к.т.н. Лисицина П.Г. Сравнительная оценка цветового тона, насыщенности и яркости покрытий производилась в координатах цветовой модели HSV: Hue (Н) - цветовой тон, область значений в пределах 0-360°; Saturation (S) - насыщенность (0-100%); Value (V) - яркость, задаётся в пределах 0-100%.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных работ по получению декоративных покрытий с заданными цветовыми характеристиками.

В результате экспериментальных работ были разработаны технологические параметры, обеспечивающие получение пяти толщин

покрытий титана на изделиях из томпака, а также технологические параметры, обеспечивающие получение пяти толщин покрытий нитрида титана на изделиях из нейзильбера с разными цветовыми характеристиками.

Для каждого образца покрытия титана толщиной от 0,2 мкм до 2,0 мкм и подложки из томпака, а также для каждого образца покрытия нитрида титана толщиной от 0,2 мкм до 2,0 мкм и подложки из нейзильбера были определены значения цветовых характеристик RGB и HSV. В работе приведен анализ полученных значений цветовых характеристик покрытий в системе RGB и HSV и сделаны выводы.

Наиболее интересные результаты были получены на образцах покрытий нитрида титана. Ниже на рис. 1 приведен график, отражающий изменение уровня основных цветов RGB покрытий нитрида титана толщиной от 0,2 до 2,0 мкм на подложках из нейзильбера МНЦ15-20.

нейзильбер 0,2 мкм 0,5 мкм 1,0 мкм 1,5 мкм 2,0 мкм

Рис. 1. Уровень основных цветов RGB покрытий нитрида титана толщиной от 0,2 до 2,0 мкм на подложках из нейзильбера МНЦ15-20

График на рис. 1 показывает, что покрытие нитрида титана изменяет цвет подложки из нейзильбера при толщине слоя в 0,2 мкм. Далее по графику можно проследить 5 областей смены оттенков золотистого цвета покрытий: 0,2 мкм, 0,5 мкм, 1,0 мкм, 1,5 мкм и 2,0 мкм. Самым ярким является оттенок покрытия нитрида титана толщиной в 1,0 мкм, при этой толщине подложка светло-серого

цвета, вероятно, перестает подсвечивать, и наблюдается естественный цвет покрытия нитрида титана. Далее с увеличением толщины покрытия возрастает количество пористых слоев, что, вероятно, опять становиться причиной подсвечивания подложки, и интенсивность окраски покрытий возрастает, о чем свидетельствуют уменьшающиеся значения RGB.

Сравнить изменение цветовой насыщенности (S%) и яркости (V%) в зависимости от увеличения толщины слоя покрытия позволяют численные значения HSV, приведенные в табл. 2.

Таблица 2

Таблица значений цветовых характеристик RGB и HSV покрытий нитрида титана толщиной от 0,2 до 2,0 мкм на подложках из нейзильбера МНЦ15-20

Материал Значения Значения Цветовой тон

Н° S% V% R G В

нейзильбер 69 9 64 162 164 150

нитрид титана 0,2 мкм 45 43 84 214 191 121

нитрид титана 0,5 мкм 45 42 90 230 206 134

нитрид титана 1,0 мкм 44 38 97 247 222 152

нитрид титана 1,5 мкм 43 44 92 235 206 131

нитрид титана 2,0 мкм 41 53 85 217 181 102

При увеличении толщины покрытия нитрида титана от 0,2 мкм до 0,5 мкм, т.е. на 0,3 мкм, происходит снижение цветовой насыщенности (8%) на 1% и увеличение яркости цвета (У%) на 6 %, что говорит об ослаблении интенсивности прежней окраски. Увеличение толщины покрытия на 0,5 мкм -до 1,0 мкм, также снижает цветовую насыщенность (У%), но уже на 4%, яркость цвета (8%) в этом случае увеличивается на 7%. Последующие 0,5 мкм -до толщины в 1,5 мкм резко меняют наблюдаемую картину: цветовая насыщенность (У%) возрастает на 6%, яркость (8%) понижается на 5%, что свидетельствует о том, что цвет покрытия становится более интенсивным. Цветовые характеристики покрытия нитрида титана толщиной в 2,0 мкм, как и в предыдущем случае, изменяются в сторону увеличения интенсивности цвета: насыщенность (У/о) возрастает на 9%, яркость (8%) понижается на 7%.

Таким образом, было установлено влияние цветовых характеристик материала изделия на цветовые характеристики получаемого покрытия. Так же было выявлено, что цвет покрытия коррелирует с толщиной покрытия.

По результатам экспериментальных работ была составлена палитра оттенков покрытий нитрида титана на изделиях из нейзильбера МНЦ15-20, и изготовлены образцы - эталоны покрытий.

Применительно к дизайну художественных изделий из вышесказанного следует, что технологически на нейзильбере МНЦ15-20 можно получить декоративные покрытия нитрида титана пяти оттенков золотистого цвета, что позволяет комбинировать их в одном изделии со сложным цветовым дизайном поверхности, т.к. различие оттенков покрытий ощутимо глазом человека.

Аналогичные результаты были получены при анализе значений цветовых характеристик RGB и HSV образцов покрытий титана на подложках из томпака JI90, составлена палитра оттенков, определена оптимальная для цветопередачи толщина покрытия и изготовлены образцы - эталоны.

В четвертой главе приведены результаты ускоренных коррозионных испытаний ранее полученных образцов декоративных покрытий титана и нитрида титана.

Испытательные среды: вода водопроводная (среда № 1); морская вода -3,5% раствор NaCl (среда № 2); 10% раствор NH3 (среда № 3); 1% раствор Na2S (среда № 4). Среды имитируют влияние на художественные изделия агрессивных компонентов окружающей среды: атмосферного воздуха, влаги, человеческого пота. Продолжительность испытаний - 1,3,6,24 часа.

Визуальные наблюдения за изменением внешнего вида образцов покрытий показали следующее. Контрольное время - 1 и 3 часа: в средах №1, №2, №3, №4 - изменений внешнего вида образцов не отмечено. На 4-5 часу испытаний в среде №3 и №4 у образцов наблюдалась частичная потеря блеска, потускнение неравномерное. Контрольное время - 6 часов: в средах №1, №2 - изменений внешнего вида образцов не отмечено. В среде №3 и №4 у образцов наблюдалась потеря блеска и полное изменение цвета покрытия относительно

исходного, что свидетельствует о начале интенсивного коррозионного процесса. На 7-8 часу испытаний в среде №3 и №4 у образцов наблюдалось на фоне изменения цвета покрытия появление «растрескивания». На 9-12 часу испытаний в среде №3 и №4 у некоторых образцов в местах наиболее интенсивного «растрескивания» наблюдалось появление точечной коррозии. Контрольное время - 24 часа. В среде №1 - изменений внешнего вида образцов не отмечено. В среде № 2 наблюдалось изменение цвета покрытия. Следы коррозионных процессов отсутствуют. В среде №3 и №4 у образцов наблюдалась явно выраженная очаговая коррозия.

Оценка изменений цветовых характеристик покрытий титана и нитрида титана вследствие контакта с агрессивной коррозионной средой была произведена на основании сравнительного анализа значений цветовых характеристик RGB и HSV, полученных в процессе испытаний. Таким образом, было оценено изменение цветовых характеристик покрытий в процессе эксплуатации.

Пятая глава посвящена результатам практического применения научных и технологических решений диссертационной работы.

Палитра оттенков покрытий на основе титана была использована при разработке дизайна и отработке технологии изготовления трех художественных изделий: памятной медали 0 60 мм, наградного знака размером 30x25 мм и значка в форме звезды 35x35 мм.

Формообразование изделий осуществлялось холодной штамповкой. Покрытия на изделия наносились по методу выборочного вакуумно-плазменного напыления. Части изделия, не предназначенные под напыление, покрывались специальным термостойким лаком АС-82 ТУ 6-10-1169-76. После завершения всех отделочных операций на поверхность изделий наносился защитный бесцветный лак НЦ-62 ТУ 750 84 03-108-90.

Иллюстрации готовых изделий, приведены на рисунках 4, 5, 6.

органическая эмаль

нитрид титана толщиной 1,0 мкм

материал изделия нейзильбер

Рис. 4. Дизайн памятной медали 0 60 мм

органическая эмаль

Рис. 5. Дизайн наградного знака

титан толщиной 0,5 мкм

материал изделия томпак

Рис. 6. Дизайн значка

нитрид титана толщиной 0,5 мкм

титан толщиной 0,5 мкм

В заключении приведены основные результаты работы и

сформулированы выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проанализированы эстетические характеристики существующих декоративных покрытий, наносимых по технологии вакуумно-плазменного напыления, и выявлена возможность их использования в декоративных целях применительно к художественным изделиям из цветных сплавов.

2. Выявлена зависимость цветовых характеристик системы «подложка -покрытие» от цветовых характеристик материала изделия, а также толщины покрытия. С увеличением толщины покрытия титана от 0,2 мкм до 2,0 мкм цветовые составляющие RGB томпака возрастают для R (красного) на 25%; для G (зеленого) - 36%; для В (синего) - 73%. С увеличением толщины покрытия нитрида титана от 0,2 мкм до 2,0 мкм цветовые составляющие RGB нейзильбера возрастают для R на 52%; для G - 35%; для В уменьшаются на 32%.

3. Установлена оптимальная для цветопередачи толщина декоративного покрытия титана для изделий из томпака. Покрытие титана толщиной в 0,5 мкм обладает наилучшими показателями насыщенности (S%) - 5% и яркости цвета (V%) - 82% по сравнению с другими толщинами покрытий титана в исследуемом пределе.

4. Установлена оптимальная для цветопередачи толщина декоративного покрытия нитрида титана для изделий из нейзильбера. Покрытие нитрида титана толщиной в 1,0 мкм обладает наилучшими показателями насыщенности (S%) - 38% и яркости цвета (V%) - 97% по сравнению с другими толщинами покрытий нитрида титана в исследуемом пределе.

5. Разработана палитра оттенков покрытий на основе титана, позволяющая расширить возможности дизайна художественных изделий из томпака и нейзильбера, предложены образцы - эталоны покрытий.

6. Произведена оценка изменений цветовых характеристик декоративных покрытий в процессе эксплуатации на основе следующих критериев: цветовая насыщенность (8%) и яркость (У%). Вследствие контакта с агрессивной коррозионной средой N328 в течение 24 часов (8%) покрытий титана толщиной от 0,2 мкм до 2,0 мкм уменьшилась на 6%, при увеличении яркости (У%) на 5%; (8%) и (У%) покрытий нитрида титана — увеличились на 29% и 13% соответственно. В среде ЫН3 за 24 часа контакта с коррозионной средой (8%) и (У%) покрытий титана толщиной от 0,2 мкм до 2,0 мкм уменьшились на 7% и 22% соответственно; (Б%) и (Л/%) покрытий нитрида титана - увеличились на 27% и 11% соответственно.

7. Результаты работы реализованы при отработке технологии изготовления трех художественных изделий из цветных сплавов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Барбашина Ю.А., Соколова М.Л. Палитра цветов вакуумно-плазменных декоративных покрытий на основе титана, применяемых для художественных изделий, изготовленных из томпака и нейзильбера [Текст] // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. № 6 июнь 2008 г. - Курск. 2008. - стр. 84-90. . Барбашина Ю.А., Соколова М.Л. Декорирующие технологии в современном дизайне художественных изделий из цветных сплавов [Текст] // Научный журнал «Дизайн. Материалы. Технология» № 4 (7) / 2008. - С.-Пб. : Изд-во СПГУТД, 2008. - стр. 46-49. '.татьи, опубликованные в сборниках научных трудов: . Барбашина Ю.А. Особенности создания ювелирных изделий [Текст] // Межвузовский сборник научно-методических трудов «Дизайн и технология художественной обработки материалов» выпуск 12. - М. : МГАПИ, 2004. -стр. 28-34.

4. Барбашина Ю.А. Химическая и электрохимическая коррозия ювелирных изделий [Текст] // Информатика и технология: Межвузовский сборник: Материалы научно-практической конференции факультета ТИ. / Под редакцией Белова В.Г, Касаткина Н.И. - М.: МГУПИ, 2007. - стр. 137-142.

5. Барбашина Ю.А. Взаимосвязь механической подготовки поверхности подложки и наносимого защитно-декоративного покрытия [Текст] // Межвузовский сборник научно-методических трудов и материалы всероссийского конкурса студенческих работ «Дизайн и технология художественной обработки материалов» выпуск 15. - М. : МГУПИ, 2008. -стр. 66-72.

6. Барбашина Ю.А., Соколова М.Л. Роль покрытий в дизайне художественно-декоративных изделий, выполненных методом штамповки [Текст] // Всероссийская научно-техническая конференция «Наука - производство -технологии - экология» : Сборник материалов: В 7 т. - Киров : Изд-во ВятГУ, 2008. Том 4. - стр. 186-188.

7. Барбашина Ю.А. Цветовой дизайн декоративных покрытий [Текст] // Информатика и технология : Межвузовский сборник: Материалы научно-технической конференции Московского государственного университета приборостроения и информатики. Факультет ТИ. / Под редакцией к.т.н., доц. Белова В.Г., д.т.н., проф. Крашенинникова А.И. - М. : МГУПИ, 2008. - стр. 176-179.

Подписано в печать 19.03.2009 г. Печать лазерная цифровая Тираж 100 экз.

Типография Aegis-Print 115230, Москва, Варшавское шоссе, д. 42 Тел.: (495) 785-00-38 www.autoref.webstolica.ru

Оглавление научной работы автор диссертации — кандидата технических наук Барбашина, Юлия Александровна

Введение.

Глава 1. Получение декоративных покрытий вакуумно-плазменным напылением с магнетронной системой распыления.

1.1. Физико-химические основы технологии нанесения покрытий в вакууме.

1.2. Магнетронное распыление.

1.3. Анализ технологии вакуумно-плазменного напыления с магнетронной системой распыления.

1.3.1. Операции технологического процесса.

1.3.2. Параметры технологического процесса.

1.3.3. Параметры технологического процесса нанесения металлических покрытий.

1.3.4. Параметры технологического процесса нанесения реактивных покрытий.

1.3.5. Химическая подготовка изделий к нанесению покрытий.

1.3.6. Описание технологических операций.

1.4. Анализ существующих декоративных покрытий, наносимых по технологии вакуумно-плазменного напыления с магнетронной системой распыления.

1.5. Выводы по Главе 1.

Глава 2. Материалы. Технологии. Методики исследования.

2.1. Материалы.

2.2. Технология нанесения покрытий на основе титана на подложки из цветного металла методом вакуумно-плазменного напыления с магнетронной системой распыления.

2.3. Методика измерения толщины покрытий.

2.4. Методика измерения цвета покрытий.

2.5. Методика ускоренных коррозионных испытаний покрытий.

Глава 3. Декоративные покрытия на основе титана. Анализ цветовых характеристик системы «подложка-покрытие».

3.1. Получение образцов покрытий титана и нитрида титана на подложках из томпака и нейзильбера.

3.2. Получение цифрового изображения образцов покрытий.

3.3. Обработка цифрового изображения образцов покрытий. Получение числовых значений цвета в системе RGB.

3.3.1. Аппаратные способы определения цвета.

3.3.2. Определение цвета образцов покрытий в растровом графическом редакторе Photoshop CS2.

3.4. Описание цвета образцов покрытий. Модель HSV: тон (Н), насыщенность (S) и яркость (V).

3.4.1. Преобразование цветовых компонент между моделями RGBhHSV.

3.5. Взаимодействие света и материала. Зрительное восприятие металлических материалов.

3.6. Анализ цветовых характеристик системы «подложка-покрытие».

3.6.1. Цветовые характеристики системы «подложка-покрытие». Образцы покрытий титана на подложках из томпака.

3.6.2. Цветовые характеристики системы «подложка-покрытие». Образцы покрытий нитрида титана на подложках из нейзильбера.

3.7. Выводы по Главе 3.

Глава 4. Исследование изменений эстетических характеристик декоративных покрытий на основе титана за время эксплуатации художественного изделия.

4.1. Эксплуатационная среда художественных изделий.

4.2. Оценка изменений эстетических характеристик декоративных покрытий на основе титана за время эксплуатации художественного изделия.

4.3. Механизм коррозионного разрушения. Способы защиты художественных изделий от коррозии.

4.4. Оценка изменения цветовых характеристик покрытий под действием агрессивной коррозионной среды во времени.

4.5. Выводы по Главе 4.

Глава 5. Дизайн художественных изделий из цветных сплавов, декорированных покрытиями на основе титана.

5.1. Декорирующие технологии, используемые в дизайне современных художественных изделий из цветных сплавов.

5.2. Применение палитры оттенков покрытий на основе титана в дизайне художественных изделий.

5.3. Выводы по Главе 5.

Введение диссертации2009 год, автореферат по искусствоведению, Барбашина, Юлия Александровна

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 па производствах по изготовлению художественных изделий из цветных сплавов активно внедряются ранее используемые преимущественно в технике и радиоэлектронике тонкопленочные покрытия, получаемые вакуумно-плазменным напылением.