در این مقاله رنگ آلیاژهای مس و اکسید های آن را معرفی می نماییم. تنوع رنگ این آلیاژها و اکسید های آنها کاربردهای زیادی برای آنها ایجاد می نمایید. همچنین مسأله خوردگی و جلوگیری از آن علاوه بر تأثیر رنگ بر خواص دیگر آلیاژ هم اثر دارد. در این مقاله تلاش می شود تا به این موارد نیز پرداخته شود.

رنگ آلیاژهای مس

مس و آلیاژهای آن رنگ های متنوعی را می پذیرند که آنها را برای معمارها و مصرف کننده های اشیاء هنری جذاب می کنند. رنگ های متالیک طبیعی آنها از قرمز تا زرد تا خاکستری نقره ای متفاوت هستند.

اثر اکسید شدن بر رنگ آلیاژهای مس

تعدادی از رنگ های دیگر با اعمال فرآیندهای شیمیایی و الکتروشیمیایی در سطح این آلیاژها قابل دستیابی است. مس و آلیاژهای آن نسبت به خوردگی اتمسفری شدیداً مقاوم هستند ولی به مرور زمان، تغییر رنگ سطحی یا لایه ی تارنیش (لایه نازک خوردگی) در نهایت ایجاد می شود.

فیلم تارنیش که به روی آلیاژهای مس است ، عمدتاً از اکسید مس تشکیل شده است. هنگامی که این لایه نازک است یک رنگ تیره ایجاد می کند که در طول زمان به فیلم خاکستری تغییر رنگ می دهد.

این لایه های اکسیدی می توانند با محلول های پاک کننده ی استاندارد از سطح زدوده شوند. همچنین می توان با اعمال پوشش های محافظ پلیمری از اکسید شدن جلوگیری کرد و ظاهر فلز را حفظ کرد. این لایه ها معمولاً با یک محلول اعمال می شوند و در دمای محیط یا با حرارت دهی سخت می شوند.

در شکل زیر تغییرات رنگ مس با میزان مختلف اکسیداسیون مشاهده می شود. این رنگ ها بسته به ترکیب آلیاژ تغییر می نمایند. یکی از معروفترین مثال های تغییر رنگ مس، در مجسمه آزادی است که در ابتدا قرمز بوده و سپس با اکسیداسیون به رنگ سبز تغییر رنگ داده است.

پوشش های پلیمری رنگ فلز را حفظ می نمایند ولی بر روی خواص آنتی میکروب مس اثرات منفی دارد. در حالی که لایه های اکسیدی و تارنیش تأثیری روی این خاصیت ندارد و حتی آن را بهبود هم می دهند.

سینتیک و طبیعت سطح اکسید شده بستگی به شیمی اولیه آلیاژ و شرایط اتمسفری دارد. بر روی آلیاژها در محیط درونی به طور قابل توجهی کمتر از محیط بیرون تارنیش تشکیل می شود. برخی از آلیاژهای مس مانند مس – نیکل ها، آلیاژهای حاوی سیلیکون و نقره نیکلی مقاومت بالایی به تشکیل تارنیش و تغییر رنگ ابتدایی دارند.

کاربردهای معماری مانند سقف و فلزآلات (دستگیره درب، پلیت پایین درب، حفاظ راه پله و …) بر روی مقاومت خوردگی اتمسفری مس و آلیاژهای آن جهت حفظ رنگ حساب می کنند.

منابع:

https://www.copper.org/publications/pub_list/pdf/a1360.pdf

https://history.info/on-this-day/1886-the-statue-of-liberty-was-originally-of-a-different-color/

https://www.jtcroofing.co.uk/news/why-does-copper-turn-green/

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X17313963

(Impact of oxidation of copper and its alloys in laboratory-simulated conditions on their antimicrobial efficiency, M. Walkowicz et al., Corrosion Science, 2018.)