Den frätande processen ger en ofta vacker effekt
Ordet är avledt för latinska termen för en grundrätt. Medan det vanligen refererar till en kemisk process kan en patina betyda all åldrande som orsakar naturlig missfärgning eller blekning.
Kemiska reaktioner i Patina
Eftersom koppar upplever en naturlig eller mänsklig inducerad frätande attack, ändras dess färg från det iriserande, guldrödet som normalt förknippas med ren koppar till en djup brun och slutligen till nyanser av blått och grönt.
Den kemiska reaktionen som producerar patina uppträder som kupreformiga och koppersulfidomvandlingsfilmer utvecklas med kopparoxid på metallen och därigenom förtärka dess yta.
Fortsatt exponering för sulforer och oxider omvandlar sulfidfilmerna till kopparsulfat, vilket är en distinkt blå färg. I saltlösning eller marin miljö kan ytan patina också innehålla kopparklorid, vilket är en grön nyans.
Patinaens utveckling och färg bestäms i slutändan av ett antal variabler, inklusive temperaturen, exponerings-, fuktighets-, kemiska och yttre längd av koppar. I allmänhet kan utvecklingen av blågrön patina i olika miljöer sammanfattas enligt nedan:
- Saltvattenmiljöer: 7-9 år
- Industriella miljöer: 5-8 år
- Stadsmiljöer: 10-14 år
- Rena miljöer: upp till 30 år
Spara för i kontrollerade miljöer, kan utvecklingen av patina inte effektivt förhindras med lack eller andra korrosionsbeständiga beläggningar.
Patina i geologi
På geologins område kan en patina referera till två möjliga förhållanden. Det är det missfärgade tunna ytterskiktet eller den film som bildas på en bergs yta, antingen beroende på ökenlack (en orange beläggning) eller en väderskinn. Ibland kommer patina från kombinationen av dessa två förhållanden.
Patina i arkitektur
På grund av patinas estetiskt tilltalande utseende används ofta koppar och kopparlegeringar, inklusive mässing, i arkitektoniska projekt.
Berömda byggnader som visar patinas blågrön toner inkluderar Frihetsgudinnan i New York City, de kanadensiska parlamentets byggnader i Ottawa, NEMO Science Center i Amsterdam, Minneapolis City Hall, Peckham Library i London, Capital Museum i Peking och Kresge Auditorium vid Massachusetts Institute of Technology
Användningar för inducerad patina
Som en önskad arkitektonisk egenskap uppmuntras patinautvecklingen ofta genom kemisk behandling av kopparbeklädnad eller takläggning. Denna process kallas patination. Enligt Copper Development Association (CDA) har följande behandlingar använts för att inducera kemiska reaktioner som leder till en tidig utveckling av patina:
För djupa bruna ytor:
- Ammoniumsulfidbas
- Kaliumsulfidbas
För gröna patina finish:
- Ammoniumsulfatbas
- Ammoniumkloridbas
- Kuproklorid / saltsyrabas