Τι σημαίνει ο χαλκός Patina;

"Patina" είναι ένας όρος που αναφέρεται στο μπλε-πράσινο στρώμα διάβρωσης που αναπτύσσεται στην επιφάνεια του χαλκού όταν εκτίθεται σε ενώσεις θείου και οξειδίου.

Η λέξη προέρχεται για τον λατινικό όρο για ένα ρηχό πιάτο. Ενώ συνήθως αναφέρεται σε μια χημική διαδικασία, μια πατίνα μπορεί να σημαίνει οποιαδήποτε διαδικασία γήρανσης που προκαλεί φυσικό αποχρωματισμό ή εξασθένιση.

Χημικές αντιδράσεις στην Πατίνα

Καθώς ο χαλκός βιώνει φυσική ή ανθρωπογενή διαβρωτική επίθεση, το χρώμα του αλλάζει από το ιριδίζοντα, χρυσό κόκκινο που συσχετίζεται κανονικά με καθαρό χαλκό με βαθύ καφέ και τελικά με αποχρώσεις του μπλε και του πράσινου.

Η χημική αντίδραση που παράγει πατίνα συμβαίνει καθώς οι μεμβράνες μετατροπής με σουλφίδιο χαλκού και δισθενούς χαλκού αναπτύσσονται με οξείδιο του χαλκού στο μέταλλο, καθιστώντας έτσι σκούρα την επιφάνειά του.

Συνεχίζει την έκθεση σε θειούχα και μετατρέπει τις σουλφιδικές μεμβράνες σε θειικό χαλκό, το οποίο είναι ένα διακριτικό μπλε χρώμα. Σε αλατούχα ή θαλάσσια περιβάλλοντα, η πατίνα επιφάνειας μπορεί επίσης να περιέχει χλωριούχο χαλκό, το οποίο είναι μια πράσινη απόχρωση.

Η εξέλιξη και το χρώμα της πατίνας καθορίζεται τελικά από έναν αριθμό μεταβλητών, όπως η θερμοκρασία, το μήκος έκθεσης, η υγρασία, το χημικό περιβάλλον και η κατάσταση της επιφάνειας του χαλκού. Ωστόσο, γενικά, η εξέλιξη της μπλε-πράσινης πατίνας σε διαφορετικά περιβάλλοντα μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:

• Θαλάσσια περιβάλλοντα: 7-9 χρόνια
• Βιομηχανικά περιβάλλοντα: 5-8 χρόνια
• Αστικά περιβάλλοντα: 10-14 έτη
• Καθαρά περιβάλλοντα: έως 30 έτη

Εκτός από τα ελεγχόμενα περιβάλλοντα, η ανάπτυξη πατίνας δεν μπορεί να αποφευχθεί αποτελεσματικά με βερνίκια ή άλλες ανθεκτικές στη διάβρωση επιστρώσεις.

Patina στην Γεωλογία

Στον τομέα της γεωλογίας, μια πατίνα μπορεί να αναφέρεται σε δύο πιθανές συνθήκες. Είναι το αποχρωματισμένο λεπτό εξωτερικό στρώμα ή μεμβράνη που σχηματίζεται πάνω σε μια επιφάνεια του βράχου, είτε πρόκειται για βερνίκι ερήμου (πορτοκαλί επίχρισμα) είτε για φλοιό που έχει υποστεί βροχή. Μερικές φορές η πατίνα προέρχεται από το συνδυασμό αυτών των δύο συνθηκών.

Patina στην Αρχιτεκτονική

Λόγω της αισθητικά ευχάριστης εμφάνισης της πατίνας, τα χαλκό και τα κράματα χαλκού, συμπεριλαμβανομένου του ορείχαλκου, χρησιμοποιούνται συχνά σε αρχιτεκτονικά έργα.

Τα διάσημα κτίρια που εμφανίζουν μπλε-πράσινους τόνους της πατίνας περιλαμβάνουν το άγαλμα της ελευθερίας στη Νέα Υόρκη, τα κτήρια του καναδικού Κοινοβουλίου στην Οτάβα, το επιστημονικό κέντρο NEMO στο Άμστερνταμ, το δημαρχείο της Μινεάπολις, τη βιβλιοθήκη Peckham στο Λονδίνο, Kresge Auditorium στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης

Χρήσεις για επαγόμενη Patina

Ως επιθυμητή αρχιτεκτονική ιδιότητα, η ανάπτυξη της πατίνας ενθαρρύνεται συχνά μέσω της χημικής επεξεργασίας της επικάλυψης χαλκού ή της στέγης. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως πάκτωνα. Σύμφωνα με την Ένωση Ανάπτυξης του Χαλκού (CDA), οι ακόλουθες επεξεργασίες έχουν χρησιμοποιηθεί για την πρόκληση χημικών αντιδράσεων που οδηγούν σε πρώιμη ανάπτυξη πατίνας:

Για καφέ φινίρισμα:

• Βάση θειούχου αμμωνίου
• Βάση θειούχου καλίου

Για πράσινα πατίνα φινίρισμα:

• Βάση θειικού αμμωνίου
• Βάση χλωριούχου αμμωνίου
• Χλωριούχο χαλκό / βάση υδροχλωρικού οξέος