着色技术

着色技术（精选7篇）

着色技术 篇1

着色器是一个充满概念和技术要求的庞大而复杂的话题。每个游戏引擎和游戏项目都有自身流程和着色器处理上的微妙差别。着色处理的最常见的应用是为美术设计师提供各种各样的表面材料,不仅包括金属、塑料和天然材料的表面,还有像水、雾、熔岩以及其它的动态表面。

1着色器的分类

在游戏制作中,着色器是实时处理图形效果的小程序。在现代图形处理器(GPUs)上有两种主要类型的着色器:像素和顶点着色器。

顶点着色器是一组指令代码,这组指令代码在顶点被渲染时执行,同一时间内,只能激活一个顶点着色器。顶点着色器可以提高渲染场景速度,可以做布类仿真,高级别动画,实时修改透视效果(比如水底效果),高级光亮(需要像素着色器支持)。

像素着色器的编写、使用和顶点着色器大同小异,像素着色器是对每个像素进行光栅化处理期间在图形卡的GPU上执行的程序,可以实时处理像素,创建各种图形效果。

实时处理像素的能力使着色器变得强大。着色器可用于许多复杂材质外观和图像效果:头发、火、阴影、水、反射等等。它很灵活,几乎是无止境的,着色器程序员可以编写几乎任何你能想象的效果。

2着色器工作原理

着色器,从美术设计师的角度来看,往往有点儿像黑匣子。美术设计师的作用主要是创建输入和判断着色器的输出,即设置参数或指定贴图,生成预先存在的着色器,然后查看最终的结果。在某些情况下,着色器代码是由美术设计师编写或编辑的,但在Max和Maya中,大多数较新的着色器创建工具更像是材质系统,没有要求编程知识。

图1显示从美术设计师的角度来看材料着色器的工作原理示意图。

这是着色器如何工作的简单流程。在游戏世界窗户本身是黑的,我们可以使用着色器告诉游戏引擎基于灰度图像的哪些部分变亮,哪些部分变暗。你可以看到框架是暗的而玻璃是亮的。图像的右边是黑的和亮着的窗户的特写。

3着色器的应用

着色器通常需要使用二维资产作为输入,并且美术设计师的任务通常不只创建这些资产,而且在某种程度上还需要深入了解、创建和执行着色器。所以,尽管着色器可以替代美术设计师做许多工作,但同时也会增加我们的工作量。目前,在游戏中对美术设计师有影响的不再是画一个独立的实体的贴图,而是创建一系列为获得所需效果必须共同作用的贴图。使用着色器需要更多的规划、不同的艺术创作思维方式和更多的组织。美术设计师需要学习着色器工具、组织更多资产(可能会彼此链接,因此着色器到位后,它们的移动性更严格),并且还要具备这样的心理素质,那就是创建资产并不是最终结果而是最终结果的组成部分。

我们习惯了在Photoshop中绘制那些没有实时显示某些属性的贴图,但实际上是需要从平面创建贴图,构建一个复杂图像和效果的组织树去创建最终表面(很像我们在3D程序已经做的以及部分贴图生成工具工作的)。因此美术设计师要了解光影基础或发展技能去观察场景背后所有污物、反射和其他表面属性的基础材质。例如,不要在Photoshop中绘制铬表面反射高光——既要让高光点看起来不错,但又不要太明显——你现在要离开Photoshop,给材质指定一个着色器,这样将会实时准确模拟铬的高光点(图2)。尽管着色器在某些方面可以让我们的工作更容易,而且肯定可以使我们的游戏看起来更好,但它们可能在理解上有点复杂,需要更大程度的组织。

在上面示图中,在顶行的窗户玻璃很假,高光点是不动的。中间行的图像的高光点会随着你移动,像真实的反映效果(看最底行窗玻璃的亮点)。示图的底部是非常明显的铬黄效果,同它旁边质朴贴图的相同模型相比较,你可以更容易看到光点在表面移动。

图像着色器可以将任何基础图像转换为三维拼贴马赛克,如图3所示。

在转换过程中,图像可以自由动画和重新渲染,速度相当快。无论是地板拼贴或复杂的暗视觉,图像处理可以给出几乎任何游戏的图像或呈现独特的声音和情感;如果你能想像用一系列步骤去更改图像,那它就是着色器。

将一个场景分解成基本贴图的能力有足够的挑战性,但将一个贴图分解成其基本组件的能力则是更深层的挑战。当游戏中艺术变成贴图、滤镜和程序的复杂结合体时,美术设计师将变得更加重要和更具挑战性。有人预言着色器将会替代美术设计师,但我认为不会发生,总会有需求要美术设计师做出的东西看上去更好、更独特(至少我们可以更改着色器的默认设置)。

记住,着色器仅是美术设计师使用的另一个工具。

着色与非着色方式的比较与应用 篇2

1 着色与非着色的含义

着色是指通过一定的技术手段, 把有色物质施加在物体表面, 使物体呈现出色彩感。非着色是指物体表面颜色来自于物体内部的本色。非着色的物体主要来自于天然物质以及人工合成的物质。也就是说, 着色是把别的颜色负载在另一物体表面上, 而非着色是由于天然或者人为的原因来自于物体自身的颜色。

2 着色方式与非着色方式的异同

着色方式是指通过着色手段来改变物体外观的颜色状况, 这种方式包括染布、染纸、油漆、印刷、绘画以及照片显影等。

依据着色性质着色方式可分为物理和化学两种不同的着色方式。物理着色方式主要是指着色过程是通过做工的方式来完成颜色与物体表面的结合。象这样的形式有喷、吹、弹、刷、涂、印、染等不同手段的施力形式, 所使用的颜料大致有水性与油性之分。

化学的着色方式主要是指着色过程是通过颜料与物体之间产生化学反应或者化学品同物体发生反应所产生的颜色与物体的表面结合。象这样的形式主要有:照片显影、陶瓷烧制过程的变色, 金属与非金属物体表面电镀、腐蚀等。

非着色方式是指直接使用物体本色的非颜料使用方式, 这种方式主要有天然物体的使用与人工合成的物体使用。天然物体主要包括以下几个方面:a.金、银、铜、铁、铝等金属物质;b.金刚石、钻石、玉石、大理石、雨花石等石质性物质;c.榉木、橡木、花梨木、水曲柳等木性物质;d.各种动物身上的皮毛、骨、角、牙等有机物质, 人工合成的物体主要包括橡胶、塑料、化纤、玻璃、料器、水泥、人造石、合金属等物质。一般情况下在雕塑和装置艺术中得到广泛应用。

以着色方式来完成的物体表面色彩效果, 由于在着色时使用颜料物质性能不同, 或是使用数量不同, 或是施色工具不同, 或是处理方法不同等等, 他们都会使着色效果产生不同情况。这些情况大致有:a.透明、半透明、不透明。透明效果主要来自颜料透明性, 如清漆、虫胶等;半透明效果一方面是所使用的颜料是半透明性的, 如水彩、植物性颜料等, 另一方面采用稀释、薄涂、喷、洒、漏底等处理方法而获得;不透明效果常使用石质性不透明颜料, 并采用厚涂、覆盖等处理方法。b.干与湿、厚与薄:干着色时使用的颜料的水分或油份等调和剂比例大, 着色后的效果湿润柔和;厚着色是指颜料使用数量大, 着色效果显得厚重有堆砌感, 常与干着色结合使用, 覆盖性与可塑性强厚着色与湿着色结合使用时效果润泽而丰满;薄着色是指所用颜料数量稀少, 显得比较轻薄透底, 常与湿着色结合使用, 有虚薄感、透明半透明感, 如果与干着色结合使用采用沙笔、擦笔方法可获得薄而干的半透明效果。c.均匀与不均匀:均匀着色一方面是指颜料组成成分调和均匀, 另一方面是指着色时采用平涂等手法, 用力均匀效果平整, 显得安宁静谧、洁净不染;不均匀着色一方面是指颜色组成成分调和不均匀;另一方面是指着色时采用非常规手法用力不均匀, 色层不平整颜色也不均匀, 其效果有一种不安定的震荡感, 这种不均匀着色若再结合前面的效果与手法, 其变化显得热闹异常, 效果丰富无比, 绘画艺术作品多采用此法。

着色方式采用的手段多样, 颜色变化丰富, 但其稳定性相对较差, 因而使用的寿命也相对较短, 对着色物体表面的色层需要经常保养维护以及周期性的更换。非着色方式采用的手段相对较少, 表面不需着色, 非着色方式的物体表面由于是自身的本色, 所以其表面的色感最为稳定, 颜色感觉比较自然层次丰富而深沉。如果对其作适当的加工而且给予一定的保养维护, 其使用寿命很长, 有一劳永逸的感觉。

3 物体表面处理对两种着色方式的影响

对物体表面的处理关系着两种着色方式的最终效果。表面处理包含着物理变化和化学变化两种方法。根据不同的需要又有精处理和粗处理之分。不同的表面处理能带给我们不同的心理反映与视觉感受, 也就是不同的触觉感受和不同的光反射感受;表面处理给人的感觉有触觉上的光滑、细润、粗糙、麻赖、顿锐、刺手等不同感受;有视觉上的亮光、亚光、无光散光、麻光等不同光反射感受, 表面的处理有的还根据物体的分子结构特点而出现特殊断面, 这种效果极为生动有趣, 能给人自然天成之感, 同时也反映出物体自身结构的自然之秘。

着色方式在着色之前, 先对物体表面进行处理将对着色视觉效果产生很大影响。在光滑物体表面与粗糙物体表面用同样的颜料、同样的方法着色后的效果是决不一样的。如果把着色的不同手法与处理物体表面的不同方法结合起来使用, 其效果的多样化就不言而喻了。非着色方式的物体通过表面的不同处理也可获得比较丰富的视觉与触觉效果。着色与非着色方式出现的种种效果及其不同的物体表面处理手法, 若对其加以合理的应用和适当的组织, 无论是对艺术形象的塑造还是对艺术形式的完美表现都将会给予实质性的帮助和起到致关重要的审美作用。

4 着色与非着色方式的混合使用对绘画的应用

着色与非着色的混合运用无疑就是绘画材料与承载绘画材料的应用。

对于绘画材料, 每一个人都有选择的自由。这是艺术家拥有众多自由之中的一个, 但是有了选择的自由随之而来的就是限制, 每一种材料提供的可能性都是有限的, 他无形中给你划了一个圈, 你要跨出这个圈就会出事, 不跨出又憋的难受。比如油画, 选择了油画就选择了油画的限制, 虽然它有许多长处但总还有叫人腻的时候。为了摆脱这种限制, 于是大家开始四处寻找可代替的新材料, 人们发现一切物质都可以用来制作艺术, 因为所有物质不仅有形态而且有颜色, 对他们施色, 或直接将他们与着色的画面相结合, 就使作品充满了趣味性和含义。

从鸡蛋坦培拉到油画的发展过程中, 我们可以清楚地看到审美的变化和材料发展的契合。这种契合在此后的艺术发展史中被经常不断地重演着, 而且材料及材料的使用方法变化越大, 观念的变化也就越大越激烈, 譬如:使用锡管颜料的印象主义;拼贴和实物体组合的达达主义;丙烯颜料的光效应艺术等等。

材料是人选的, 材料的制作和使用要符合客观规律。这实际是精神和物质, 主观与客观之间的对话, 是材料与观念之间的相互帮衬;是客观物质与主观表现之间的协同作战。

5 着色方式与非着色方式在架上绘画中的应用及在教学上的延伸

中国架上绘画在发展过程中走了许多弯路, 究其原因很大程度表现在漠视绘画语言上, 经过20年来不懈的努力, 请国外专家近来, 派我国学者走出国门, 才渐渐有了今天的面貌。而我们的教学踌躇不前, 早已远远落后于时代, 所以重视架上绘画教学的基础问题迫在眉睫。除了介绍制作底子的方法外, 更要介绍底子对作品面貌的影响。对大量的画家作品进行比较讲授。学生通过对画家作品的欣赏和比较学习, 慢慢体会从基底制作到绘制过程的规律, 就会较为主动地进行表达和选用底子。为其完成一副优秀作业打好基础。除此之外还有对一些媒介剂的使用上都要有相应的研究和学习。

掌握着色与非着色方式的应用是学院课题之一, 如何合理运用着色方式, 对现代绘画教学的探索起着关键性作用, 同时也对相关学科对绘画的帮助起到关键性作用。随着时代发展, 科技的进步, 着色方式也产生着巨大的变化, 对绘画的发展也起到了更加显著的作用。

参考文献

[1]张元.材料与表现[M].哈尔滨:黑龙江美术出版社.

着色技术 篇3

关键词：化学着色,着色膜,铝合金小零件,耐腐蚀性

0 前 言

化学着色可以很好地解决批量铝合金小零件的装饰性和保护性问题。利用KMnO4、HNO3、Cu(NO3)2在常温下对铝合金零件表面着黑色后可以用于仪器仪表、汽车部件,能获得色泽纯正均匀、具有一定耐蚀性能的装饰性色膜[1],满足其使用要求。着色零件使用场合不相同,着色质量标准也不同。而装饰性着色,色泽纯正、抗潮湿空气氧化腐蚀就是其主要指标。为此有必要研发新的化学着色配方,既能获得色泽纯黑的着色膜,又能进一步提高着色膜的耐腐蚀性能。

本工作通过正交试验,优选出了耐蚀性能较佳的工艺配方;所得着色膜耐酸、耐碱和耐盐雾腐蚀能力均有显著提高;该法操作方便,所需设备简单,便于大批量生产,具有较好的应用价值。

1 试 验

1.1 着色处理

1.1.1 基材前处理

着色基材为LF2铝合金铆钉,其成分符合GB/T 3190-1996要求,尺寸见图1。其前处理[2,3]如下:

脱脂除油:20 g/L NaOH,45 g/L Na2CO3;温度60～80 ℃,不断搅拌下处理1 min。

酸蚀:质量分数40%的HNO3;室温,处理时间1 min。

活化:质量分数3%的NaOH,室温,时间2 min,其作用是去除表面氧化膜,提高表面的结合强度。

水洗:先用自来水洗,再用蒸馏水洗;每次水洗1～2 min,以去除表面附着的杂质和残留的处理液。

1.1.2 着色工艺

化学着色:将(NH4)2MoO4,NH4Cl,H3BO3和KNO3按一定比例配制成水溶液,并加热至60～90 ℃。将零件按一定的装载量放入着色液中,保持温度下不断缓慢搅动零件20～60 min。

着色后,将工件置入蒸馏水中漂洗,以去除其表面残留的着色液,最后烘干保存。

为了进行对比,按常温置换氧化配方在铆钉表面制备着黑色膜,具体的工艺:15 g/L KMnO4,4 mL HNO3(ρ=1.40 g/cm3),25 g/L Cu(NO3)2,在室温下反应12 h,期间间隔搅拌。

1.2 正交试验设计

选取影响着色膜性能的4个主因素:(NH4)2MoO4浓度、NH4Cl浓度、着色温度、着色时间进行考察,固定H3BO3浓度为8 g/L、KNO3浓度为8 g/L。采用L9(34)正交试验进行优化,其因素水平见表1。

1.3 膜层主要性能评价指标

确定正交检验标准:耐酸腐蚀性、耐碱腐蚀性、耐盐雾腐蚀性分别为S,J,Y指标,采用5 mm×5 mm方格划分,以无腐蚀点方格的比率来评价抗蚀能力的大小:(1)耐酸腐蚀性检验试剂为25 mL 37%HCl,3 g K2CrO7,75 mL 蒸馏水,常温下浸泡;以反应10 min后色膜未被腐蚀方格的百分数评定腐蚀程度;(2)耐碱腐蚀性检验试剂:5%(质量分数)NaOH溶液,温度50～60 ℃,以浸泡3 min后未被腐蚀方格的百分数评定;(3) 耐盐雾腐蚀性:按照GB 6458-86进行中性盐雾(NSS)试验,采用5%(质量分数)NaCl溶液,溶液pH值为中性(6～7);试验温度均取35 ℃,盐雾的沉降率测定为1.7 mL/(80 cm2·h),符合GB 6458-86中沉积率1.0～2.0 mL/(80 cm2·h)的要求,试验时间为8 h,用未被腐蚀方格的百分数评定耐腐蚀性。

2 结果与分析

2.1 4因素对色膜耐蚀性的影响

4因素正交试验的极差分析见图2。由图2可知,(NH4)2MoO4浓度对各耐腐蚀指标影响的显著性最大,最佳值为15 g/L; NH4Cl浓度对耐碱和耐盐腐蚀的影响很不显著,耐酸性在NH4Cl浓度为60 g/L时最佳,但当浓度为30 g/L以上时对性能改善不大;温度和时间的提高对各指标影响较显著,但温度达85 ℃后影响较小;反应时间超过40 min后对抗腐蚀性能的提高作用有限。

由以上得到着色最佳配方及工艺条件:15 g/L (NH4)2MoO4,30 g/L NH4Cl,8 g/L H3BO3,8 g/L KNO3,85 ℃,40 min。

2.2 膜层外观

以最佳工艺条件处理铝合金表面,得到了纯黑、表面平整光滑、附着力强的黑色膜,图3为铝合金铆钉经本工艺化学着色前后的对比。

着色膜表面仅有少量分布的白色针孔,图4是铆钉着色后的圆柱体某区域放大10倍的状态,椭圆内的白点即为针孔,是由成膜过程中铝合金表面不同部位构成电极发生电极反应所产生的。

电极反应式如下[4]:

阳极: Al→Al3++3e

阴极: 2H++2e→H2

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由上式和文献[4]的分析可知,铝的表面形成了由铝的氧化物、氢氧化物和钼的氧化物组成的钼酸盐转化膜。着色膜上的针孔口有析出的白色粉状固体物质,分析发现含有Al,O等元素,是化学反应通道内生成的白色氧化物。着色膜如果经过封闭处理,可获得相当好的保护性能。

2.3 膜层耐腐蚀性

2.3.1 腐蚀宏观形貌

图5是3组铝合金铆钉试样在常温置换氧化配方与本配方下着色后,膜的耐酸性、碱性、盐雾腐蚀结果。

在耐酸试验中:常温置换氧化试样上可见较多的灰白色区域,说明着色膜已经成片脱落;而本工艺试样分布白色的小圆斑,且数量较少,可见本配方着色膜的耐酸性较好。

在耐碱试验中:常规氧化试验上仅小部分区域残存着色膜,大部分已经被腐蚀露出基体;而本工艺着色膜基本完整,但颜色稍淡,也分布有局部的小直径腐蚀点。在相同的试验时间下,通过测定铆钉表面着色膜未腐蚀方格的百分数,得到前者的腐蚀面积是后者的3倍,可见前者耐碱腐蚀能力很差,后者的耐碱性优势十分明显,是前者的3倍。

在耐盐雾试验中:常规氧化试样的耐蚀性也明显差于本工艺试样,在同一试验时间下,常规氧化试样着色膜的腐蚀面积是本工艺试样的1.5倍,后者耐盐雾腐蚀能力明显强于前者。

综上可见,本工艺制备的着色膜具有良好的抗各种腐蚀介质的性能。

2.3.2 耐蚀机理

(1)耐酸试验中,常温置换氧化着色的着色膜主要成分为CuO,与HCl作用而发生溶解腐蚀:

CuO+2HCl=CuCl2+H2O

本配方着色膜主要由钼和铝的氧化物或氢氧化物构成,在膜的形成过程中出现不同的颜色,可见是致密光干涉膜Al2O3,而Al,Mo的氧化物电极电位均高于CuO,与HCl的反应非常微弱。因此,本工艺着色膜的耐酸腐蚀性能优于常温置换氧化着色膜。

(2)耐碱腐蚀试验中,常温置换氧化着色膜中的主要成分CuO在NaOH水溶液中会少量离解出Cu2+,与NaOH发生反应生成疏松的Cu(OH)2而成片脱落:

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而本工艺着色膜以钼的氧化物为主,膜的惰性较高,总体的抗碱腐蚀能力强于氧化铜膜,又由于气密性较好,在碱性腐蚀试验中表现良好的抗蚀能力。

(3)耐盐雾性方面,在5%NaCl溶液中,氧化钼的腐蚀电位高于氧化铜的,更不容易发生点腐蚀。因此,本工艺得到的着色膜更加耐盐腐蚀。

3 结 论

(1)优选出的铝合金铆钉着色最佳工艺:15 g/L (NH4)2MoO4,30 g/L NH4Cl,8 g/L H3BO3,8 g/L KNO3,85 ℃,40 min。

(2)最佳工艺所得着色膜在耐酸、耐碱和耐中性盐雾腐蚀能力方面比常温Cu(NO3)2,KMnO4置换氧化色膜高得多。在相同的腐蚀试验时间下,对不同着色配方下色膜的腐蚀面积进行对比,本工艺所得着色膜的抗碱腐蚀能力提高2.0倍,抗盐雾腐蚀提高0.5倍。

(3)(NH4)2MoO4着色膜是一种光干涉膜,表面针孔密度小,致密性高,保护性能和抗腐蚀性能较强。

(4)该法操作方便,设备简单,便于大批量生产,具有较好的应用价值。

参考文献

[1]陈素,周元康.汽车刮水器铝合金铆钉的非阳极氧化着色研究[J].现代机械,2009(1):48~52.

[2]曾华梁.电镀工艺手册[K].北京:机械工业出版社,1989.

[3]梁志杰.现代表面镀覆技术[M].北京:国防工业出版社,2005.

巧妙给黑白相片着色 篇4

操作步骤如下:

1、在图层面板中在“背景”文件上单击右键, 执行[复制图层]命令, 复制一个新层, 如图3。以后在新层中操作。将图片由灰度模式转成CMYK模式, 如图4所示。

2、选青色通道, 将对比度调小, 亮度调大。人的皮肤色即可出来。不满意的话又可采用其它手段再调整, 如图5, 图6所示。

3、选CMYK通道, 建新快照, 如图7所示。

4、点快照1, 通过图5[色彩平衡], 增加蓝色成份。建新快照。

5、点快照1, 通过色彩平衡, 增加绿色成份。建新快照。

6、点快照3, 恢复到橘黄色画面, 现在利用历史画笔, 画头发, 点蓝色快照最左边空格, 就可开始了。在大块面历史画笔的笔头选大点, 不透明度也大点。在交接部位笔头选小点, 不透明度也小点。便可以感受到快照和历史画笔的功效了。在这里衣服是偏蓝, 背景是利用绿色快照。

中职语文,为情着色 篇5

一、营造情感氛围, 激发中职生的求知欲

我们知道, 当今的中职生是中考中的“失败者”。他们文化基础知识薄弱, 对语文教学缺乏兴趣。因此, 要创设情感教学氛围激发他们的求知欲。中职生的情感变化特别容易受课堂环境的影响, 教师通过创立合适的课堂环境, 渲染课堂氛围, 提高他们课堂学习的热情, 从而激发他们的求知欲。例如, 在教学《我的母亲》与《多年父子成兄弟》这两篇课文时, 就利用多媒体营造氛围, 给他们播放刘和刚《父亲》这首歌作为背景音乐, 从听觉上先给学生震撼, 为接下来分析课文情感作感情渲染。不管走到哪里, 我们都不可以忘记我们的父亲与母亲, 不可以忘记生我们、养我们的家乡!虽然中考成绩不理想, 但我们今天进入中职学校学习也是父母给予我们的爱。情感教育是中职生内心深处最柔软的一块地方, 是开展情感教育的最佳切入点。是父母孕育我们的生命, 是父母成就了现在的自己!如果不好好学习, 就会让牵挂的人失望。通过这样的情感激发, 促进了中职生内心的感受, 从而激发了他们求知的欲望。

二、情感感染学生, 促使中职生积极向上

教育心理学研究认为, 教师的情感最容易感染学生。因此, 教师要用自己的爱心与耐心感染学生, 这样才能让中职生在学习中感受到老师的关注。这就要求语言要生动形象, 饱含感情, 通过丰富的语言表达自己真实的情感, 对学生要晓之以情、动之以理, 这样才能引起学生情感上的共鸣, 才能真正地促使中职生积极向上的情感。例如, 在教学《沁园春·长沙》这首词时, 就采用知人论世的读书方法, 结合词人的生平与创作背景分析词人积极向上的精神。与此同时, 还讲述了毛泽东从小立志向上的故事, 在他写给父亲的信中有这样的诗句“男儿立志出乡关, 学不成名死不还。埋骨何须桑梓地, 人生无处不青山。”通过教师这一番激情澎湃的讲述, 学生一定会被成功的故事所感染, 心中积极向上的情怀油然而生。

三、引发学生情感, 感受现实生活的美好

语文课本中的每篇课文包含着作者的感情, 文字背后都隐藏着深厚的情感等着读者去发现, 这就要求教师带领学生一起找到课文的“激情点”, 从一定角度出发来引发学生的情感。例如, 在教学《工商文明的基因》时, 由于这类论述性文章隐含一种深奥的道理, 不容易引起学生学习的兴趣。因此, 教师可以从就业创业的角度来切入, 这样, 学生的脑海里勾勒出将来就业与创业的情形, 也激起了学生了解企业文化的欲望。原来, 工商文明的基因中的“平等、民主、法制、合作、信用”是商本位思想的集中体现, 是今后就业与创业过程中必须掌握的内容。在学生的脑海中展现未来生活的美好需要我们今天认真学习, 这样的引导使课堂教学效果更加明显。只要我们能激发学生的情感, 就会唤起学生的学习热情, 就会把语文教学变得更加有声有色。

四、升华学生情感, 结出情感教育的果实

教育心理学研究认为:“每个个体总是愿意用自己的真诚情感与别人进行真诚的交流。”我们知道, 中职生对语文学科的学习是感性的, 但只要教师能做好和学生融洽的沟通, 用自己的感情投入去刺激学生的大脑, 让他们产生同样的情感体验, 课堂才能和谐开展, 课堂效果才能得到有效的提升。所要, 作为教师应该准确把握课文的感情基调, 知道用适合的情感去为学生讲解课文。这样, 才能让情感教育的目的落到实处。例如, 在教学鲁迅先生的《记念刘和珍君》这篇课文时, 应该紧紧抓住刘和珍爱国的这条感情主线, 要求学生从文章的字里行间感受这种深厚的情;在教学傅斯年的《我所敬佩的蔡元培先生》时, 就紧紧抓住作者想要表达的蔡元培“兼容并包、思想自由”风格, 表达作者对蔡元培先生的怀念之情。

总之, 在中职语文教学中我们应该为情着色。只有利用情感的熏陶才能唤起学生的热情, 教师用自己的真诚来教育他们, 才能激发学生内心的潜能。因此, 中职语文教学必须为情着色, 从而让中职语文教学走出传统教学模式的窠臼。

参考文献

[1]郭伟.中职语文教学如何实施过程性评价[J].学周刊, 2015 (1) .

[2]高素琴.试论中职语文课改的趋向[J].阅读与鉴赏 (下旬) , 2014 (7) .

黄铜材料的着色工艺 篇6

关键词：黄铜,着色,化学镀镀液,影响因素

黄铜在高级电子产品、装饰材料等等日常生活中应的用越来越广泛,但黄铜在大气中易氧化,影响产品使用性能。为了使黄铜部件有多种表面颜色和色调以满足产品设计和装饰要求,本文将重点探讨黄铜部件化学着色工艺的溶液组成及其影响因素,得到不同颜色和装饰效果的着色膜层。

1 工艺流程及前处理

1.1 工艺流程[1,2]

黄铜着色工艺一般分为前处理、金属着色和后处理三个阶段,工艺流程为:

除油→热水洗→清水洗→预腐蚀→清水洗→化学抛光→清水洗→化学着色→晾干或烘干→钝化或上油→成品

1.2 前处理[3,4]

界面因素对黄铜着色有着极其密切的关系,黄铜表面性质不同其对应的着色速度也不同,黄铜表面的复杂性除了结构上的不完整性、不均匀性和表面粗糙度外,还表现在固体表面层内化学组成的变化上,首先,其表面可能覆盖着油脂类物质,接着是氧化物硫化物层,下面才是固体自身的表层,所以黄铜件要特别注意镀前处理,否则容易引起膜层着色不均匀,从而导致膜层表观质量的不同。

镀前处理主要是通过磨光与抛光对零件表面进行加工的过程。除去表面的毛刺、氧化皮、锈蚀、砂眼、划伤、焊瘤等表面缺陷,提高零件表面平整度,获得光亮的外观。其中包括除油和酸洗,除油通常用化学除油,通过碱与油脂起造化作用生成可溶于水的脂肪酸钠和脂肪酸醇而除去,通常需加入适量的硅酸钠等起缓蚀作用。酸洗的作用是溶解黄铜表面薄层氧化膜,除去浸蚀残渣使零件呈现出基体金属的晶体组织,通常用25%H2SO4和 12.5%HNO3组成溶液对样品进行酸洗,但发生严重氧化的样品要用传统的三酸(硫酸、磷酸和硝酸)或硫酸-双氧水体系进行酸洗。

2 化学着色液配方及工艺条件

2.1 古铜色

(1)NaClO4:50 g/L;

Na2S:25 g/L;

NiCl2·7H2O:2～3 g/L;

Zn(NO3)2:4～5 g/L;

T:室温;

t:1～3 min。

(2)K2Cr2O7:100 g/L;

Na2S:50 g/L;

NiCl2·7H2O:2～3 g/L;

Zn(NO3)2:4～5 g/L;

T:80 ℃;

t:8～10 min。

着色(氧化)反应的生成物决定其外观色泽,该溶液配方中高氯酸钠或重铬酸钾与硫化钠会析出硫,析出的硫与铜反应生成硫化铜,同时黄铜中的锌会生成硫化锌,硫化铜为褐色,硫化锌为白色,而黄铜中铜的含量为62%～68%,锌的含量为32%～38%,从而使黄铜表面颜色呈现出仿古颜色,NiCl2·7H2O为催化剂,提高成膜速率,其质量浓度小于2 g/L时催化作用不明显,大于3 g/L时成膜速度过快,导致膜与基材结合力差,Zn(NO3)2 为成膜助剂,可以增加着色层光泽度及色饱和度[5],加入一定量的op表面活性剂可以消除着色层发花现象,使着色层色泽均匀一致。

2.2 蓝色[6]

Na2S2O3·5H2O:55 g/L;

Pb(CH3OO)2·3H2O:30 g/L;

CH3COOH(36%):30 mL/L;

T:40～60 ℃;

t:3～4 min。

该反应主要是S2-+Pb2+=PbS,在硫代硫酸钠与醋酸铅体系中加入一定量的醋酸(36%),硫代硫酸钠与醋酸铅的浓度比为2:1,硫代硫酸钠分解产生S2-,会使反应较缓和,通常需要加温到40～50 ℃,经2～3 min黄铜表面会显蓝色,随着时间的增加颜色会加深,膜表面主要组成是硫化铅,硫化铅为黑色[7],而形成蓝色膜主要依据薄膜干涉原理,来自日光照射的两条光线分别在氧化膜上下表面反射,它们存在光程差,当光程差为波长二分之一的奇数倍时,在两条入射光线的反射光线交汇处将发生减弱现象,而我们所观察到的色彩及为此波长光的颜色所对应的补色,此处产生蓝色是吸收可见光中波长为590 nm的橙色光而出现的互补色的原因[8]。

2.3 绿色[9]

CuSO4·5H2O:50 g/L;

NaOH:100 g/L;

柠檬酸钠:100 g/L;

乳酸:100 mL/L;

T:40～50 ℃;

t:5～6 min。

该溶液着绿色是在电解条件下进行的,阳极采用惰性电极,阴极为黄铜样品,该反应主要机理是络合剂柠檬酸钠中的柠檬酸根与铜离子形成稳定的络合物,提高了溶液的缓冲能力和阴极极化能力,同时还改善了溶液的分散能力,最终该络合物在阴极被还原成氧化亚铜膜,而生成的氧化亚铜膜极薄,所以着色膜并不显现出氧化亚铜本身的暗红色,而是发生薄膜干涉,产生补色,因而对于一定组成的薄膜来说,其厚度与色彩是相对应的,处理过程中必须控制好反应时间,同时也应控制好络合剂柠檬酸钠的量,当柠檬酸钠浓度过低时,样品会着不上色或着色效果差甚至溶液会出现浑浊,而柠檬酸钠浓度过高则只能着上红色,同时溶液的PH必须大于12,否则样品着不上色或着色质量差,电流密度应控制在在200 mA/dm2的密度下。

3 膜层着色结果及讨论

3.1 实验结果

注:对样品着绿色时pH小于12着不上色。

3.2 实验结果讨论

3.2.1 温度[10,11]

上述配方有些是在室温下就可以进行,然而还有些需要对着色液的温度进行严格控制,只有控制在适合的范围内样品才可得到理想的色泽效果,因为温度过低离子迁移速度较慢,沉积到固相表面平衡态时的粒子数目少,故表面膜较薄,且颜色不均,随温度升高,离子迁移速度加快,单位时间沉积到固相表面的离子数目增加,一般温度每升高10 ℃,着色速度加快1倍左右,膜的致密性随之下降,温度过高时,离子沉积速度太快,致使生成膜疏松、不均匀甚至有脱落现象发生。

3.2.2 时间

在溶液浓度、酸度(pH)和温度一定时,着色时间也有严格要求,着色时间过短会使膜层太薄甚至无膜形成而且有较多斑点,而时间过长又可能会使膜变薄,局部脱落,逐渐失去光泽,这时就要求操作人员掌握好时间,严格执行工艺参数,这样才能得到理想的样品材料。

3.2.3 pH

化学着色pH不宜过低,过低会使着色质量变差,样品的颜色变浅且着色不够光亮或着色不均等现象,这主要是由于酸度增加溶液中的氢离子浓度加大,离子的迁移速度减小,从而使膜不易形成,而过高又会出现沉淀,所以通常pH控制在2.0～3.0,但电解时pH应大于12,否则样品可能着不上色或着色质量差。

4 结 论

铜艺术铸件着色的研究概述 篇7

关键词：铜艺术铸件,着色

铜及铜合金艺术铸造得到各种工艺品一直是人们所喜爱的装饰品和实用品。但铜及铜合金在大气环境下性质活泼, 容易氧化产生铜锈, 严重影响工艺品观赏性, 因而对铜艺术铸件进行表面防腐装饰处就理显得非常必要。和金银首饰不同, 铜艺术铸件很少采用电镀的方法, 而普遍采用转化膜着色技术。着色是指金属在特定介质中采用化学或电化学方法使其表面生成带色的膜层, 或将具有一定孔隙率的氧化膜与染色溶液中的颜料相互作用, 使金属表面呈现所需要的颜色。通过表面着色技术, 铜艺术铸件可以得到黑色、古铜色、棕色、仿金色等高雅别致的流行色, 有利于提高产品档次, 增强产品竞争力。此外, 在铜表面着色不仅有很好装饰作用, 而且有很好的耐腐蚀、耐磨保护功能[1]。目前我国的着色行业仍在发展当中, 和国外的先进技术存在一定的差距[2], 其趋势应为继续开发高效的着色工艺和配方。本文将着重介绍不同色调着色工艺在铜艺术铸件的应用情况以及工艺参数对其的影响。

1 着色工艺流程

铜艺术铸件→表面抛光→除油→清洗→晾干→酸洗→清洗→上挂具→着色处理→清洗→干燥→上漆→检验。

总的来说, 铜艺术铸件的着色包括三个阶段:预处理、着色处理和后处理。预处理是通过抛光、除油、酸洗等方法使工艺品获得一个平整、光洁的表面, 有利于着色反应发生。着色处理应控制好着色液的浓度, 以及着色的温度、时间等工艺条件, 有利于获得均匀的着色膜。后处理包括干燥、上漆等, 上漆一般是在着色膜上涂上清漆, 在不影响外观的前提下, 可提高着色膜的寿命。

2 铜艺术铸件的着色配方及条件

2.1 古铜色

近年来, 人们开始追求返朴归真, 使得具有怀旧味道的古铜色重新流行起来。古铜色是指先使铜的氧化膜变厚, 再将膜进行打磨, 部分显露铜本色, 使铜及其合金显示自然而古朴的颜色。目前应用最广泛的是化学氧化古铜色, 主要有铜氨液氧化和过硫酸钾氧化以及硫化处理等, 开发出来古铜色的种类颇多, 从色调看有红古铜、青古铜、黑古铜、浅古铜等几个流行品种 (如表1) 。红古铜的色调隽永高雅, 先在铜基体上做黑, 或浸硫化钾做成咖啡色;然后用尼龙砂轮进行抛光, 把凸出处黑色抛去露出底层铜色。青古铜色调苍劲凝重, 具有古代青铜器氛围, 可在黄铜基体上用碱式碳酸铜做黑, 操作时注意抖动工件, 减小着色部位在着色液中的浓度差, 确保色膜均匀, 然后用毛刷将表面的沉渣和浮灰, 再抛光可稍微调节色膜的颜色, 得到和要求的青古铜。黑古铜色调较为深沉, 先在铜或铜合金表面做黑, 再稍加抛光, 将凸出处抛去一些, 露出底层, 但需大面积保持黑色。浅古铜色调秀美自然, 在铜基体上用化学法生成一层薄薄的浅褐色氧化膜, 然后用带细砂尼龙轮抛光, 涂上清漆即可。

2.2 黑色

铜氧化后易变黑, 因此可以通过化学氧化对铜进行发黑, 得到的油墨色常用于一些摆件工艺品。黄铜和纯铜均可用来着黑色, 但所用到的着色配方和工艺却不同 (如表2) 。纯铜着黑色最常用的是硫化法, 原理是硫化物离解的硫离子与铜反应生成黑色硫化铜, 且铜的纯度越高, 着色效果就越好。着色温度通常控制在室温, 因为温度过高, 反应过快, 导致膜层厚而粗糙。采用硫化物进行着色的优点是着色时间短, 反应时不需加热, 节省能源。

黄铜着黑色的方法较多, 可用硫酸和亚硒酸进行发黑[4], 还可以通过电镀黑镍的方法着色[5]。其中使用碱式碳酸铜和氨水的方法最为普遍, 只需要常温下, 便可获得很好的黑色氧化膜。一般认为其反应为:氨水溶解碱式碳酸铜, 生成碳酸化铜氨与碱性铜氨两个络合物, 并最终生成黑色的氧化铜着色膜。

2.3 棕色

在艺术铸铜的着色中, 棕色也可称为巧克力色, 该颜色以其古朴典雅、凝重大方的特点备受消费者喜爱。特别是一些大型的艺术铸件较多采用棕色, 得到的棕色膜层具有均匀、稳定、耐磨性强等特点。黄铜是艺术铸造的常用材料, 其着棕色的工艺配方也较多, 表3列出其中两种。表中配方1和2得到的棕色比较均匀、光亮, 但是配方2只需要在室温下进行, 并且着色时间相对较短, 因而其效率更高。

2.4 仿金色

铜及其合金的可以通过电解着色得到仿金色 (表4) 。将铸件作为阴极, 电解液中柠檬酸和铜离子形成络合离子, 通电后在阴极发生沉积生成氧化亚铜色膜。随电解时间变化铜阴极颜色也发生变化, 可得到紫红色、淡黄色、金黄色、橙黄色、粉红色等各种色彩的变化, 一般2min即可得到金黄色。电流密度较小时, 色彩变化速度慢;电流密度较大时, 色彩变化速度快。所以在实际生产过程中, 应根据所需时间严格控制电流密度大小来获得所需的颜色。

3 影响着色的工艺参数

3.1 主盐浓度的影响

膜层颜色深浅和光泽与主盐浓度有很大关系。以黄铜着棕色为例, 来看表3中配方1的两种主要成分的影响, 在其他成分不变的前提下, 增加高锰酸钾的量会使着色层变黑, 若增加硫酸铜的量则会使膜层偏红。所以要得到标准的颜色, 主盐的浓度要有一个适当的范围。

3.2 温度的影响

着色是一个化学反应或电化学反应过程, 因而外界条件温度对其影响也是较大的。一般来说温度越高, 反应速度加快, 所需着色的时间可以短一些, 或者容易得到更厚、更深颜色的膜层。有些着色反应很难发生, 需要在较高温度才能生成均匀的膜, 例如表3中的配方1。但是温度过高, 往往也会带来一些副反应, 反应过快导致着色膜疏松, 可能引起着色液成分的分解等。所以, 每种着色工艺配方应该要有一个适当的温度范围, 目前发展趋势倾向于开发常温条件下的配方工艺。

3.3 着色时间的影响

时间也是影响着色效果的一个重要因素。在其他条件不变的情况下, 可以用时间来判断着色结果, 即根据膜的厚度和颜色的要求来确定着色时间。黄铜在着棕色时应控制好时间, 时间过长将可能得到疏松黑色的膜层。应根据着色工艺配方以及其他工艺条件来确定合适的着色时间。

3.4 预处理对着色的影响

着色前的预处理非常关键。打磨抛光会使艺术铸件获得较为均匀、光亮的膜层, 颜色也较为鲜艳, 可保证着色的质量。抛光可以使用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等。除油去掉工艺品表面的油脂, 一来防止杂质污染着色液, 还可以使铜与着色充分接触, 加强着色膜和铜基体的结合力。酸洗活化也是必要的前处理, 酸洗可除掉表面不均匀的氧化皮, 获得铜及铜合金的真实表面, 化学反应可以顺利进行, 得到稳定的着色膜。

3.5 后处理对着色膜的影响

后处理有包括对着色膜的刷洗、干燥、上漆等。假如得到的着色膜有沉渣或者浮灰, 应用湿布或刷子将其刷掉。此外刷洗还可以增加着色效果, 像着古铜色, 一般要将着色膜刷掉或磨掉一层才会得到古铜色的效果。铸件清洗后要进行干燥, 然后涂上一层有机清漆提高着色膜的耐候性和稳定性。

4 结语

转化膜着色是铜艺术铸件是表面处理技术, 不同着色配方可得到不同颜色膜层, 本文概述几种典型的铜及铜合金着色工艺配方, 可得到古铜色、黑色、棕色、仿金色等金属工艺品的流行色调。此外, 着色膜的的质量还和着色过程的工艺参数有很大关系, 所以必需控制适当的着色液主盐浓度、温度、时间, 以及对艺术铸件进行适当的前处理和后处理操作。

参考文献

[1]T.J.Richardson, J.L.Slack and M.D.Rubin.Electrochromism in Copper Oxide Thin Films[J].Electrochimica Acta, Volume:46, 2001:2281～2284.

[2]中国铸协艺术铸造专业委员会秘书处.2003-2005年中国艺术铸造发展概况[J].铸造, 2006, 4:413～417.

[3]何生龙.漫话古铜色[J].电镀与涂饰, 2004, 5:58～61.

[4]张忠诚, 张红兵.黄铜表面的发黑处理研究[J].中国表面工程, 2003, 1:41～42.

[5]张婕, 梁成浩, 王鹏.铜及其合金着色工艺研究进展[J].电镀与涂饰, 2006, 8:23～29.