Décor doré à base d'organométalliques sur verre : formation et durabilité
Institution:
Paris, ENMPDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Even if the difficult adhesion between gold and glass are well known, these two materials are widely used in the domains of packaging, tableware and even in architecture. As for the techniques of application of gold foil or of evaporation, decorations using precious metals can be made using a complex mixture of organometallic-organic solutions. These substances, called "liquid gold or platinum", are heated at high temperatures, thus yielding metallic films which are smooth and homogeneous. But the durability of such films in aqueous basic solutions is insufficient. A large number of publications and patents deal with the formulation of liquid gold or with structure of metallic layers on oxide substrates. However, few scientific justifications are given. Thus, little is really known of the interactions between gold and glass. The present study proposes a complete characterization of the liquid gold layer on glass, from the application of the initial product, to the final metallic film obtained. The decomposition of organometallic compounds has been followed using different spectroscopic methods (IR, NMR, mass spectrometry…) which were coupled with thermal analyses and microscopic observations (SEM, TEM…). The development of pilot installations allowed a quantification of the parameters to be used for the preparation of films. Moreover, in-depth concentration profiles obtained by SIMS or RBS reveal a migration of the precious metals into the substrate which seems to assure a good adhesion for the film. The results also suggest an essential role played by the printing agents, whose interaction with the modifiers of the bulk glass seems to constitute a critical factor for the durability of decorations.
Abstract FR:
Connus pour leur adhésion délicate, l'or et le verre sont néanmoins deux matériaux couramment associés dans les domaines de l'emballage, des arts de la table voire de l'architecture. Outre les techniques de la feuille d'or ou de l'évaporation, les décors à base de métaux précieux peuvent être obtenus à partir de mélanges complexes d'organométalliques et de solutions organiques, appelés "or ou platine liquide" qui sont cuits à hautes températures. Au terme de la cuisson, un film métallique lisse et homogène persiste mais sa tenue au vieillissement en milieu aqueux basique s'avère insatisfaisante. De nombreuses publications et brevets traitent de l'optimisation des formulations des ors liquides ou de la structure des couches métalliques sur substrats oxydes, mais peu de justifications scientifiques sont données. Les interactions or/verre restent donc mal connues. Cette étude propose une caractérisation complète des dépôts d'or liquide sur verre, depuis l'application du produit de base jusqu'à l'obtention du film métallique. La décomposition des organométalliques a ainsi été suivie par diverses méthodes de spectroscopie (IR, RMN, spectrométrie de masse…) couplées à l'analyse thermique et des observations microscopiques (MEB, MET…). La mise en place d'installations pilotes a permis de quantifier l'influence des paramètres de préparation des dépôts. D'autre part, des profils de concentration en profondeur par SIMS et RBS ont révélé une migration des métaux précieux dans le substrat, qui semble assurer l'adhésion du film. Les résultats obtenus suggèrent également un rôle tout particulier des agents promoteurs d'adhésion. Ceux-ci pourraient interagir avec les éléments modificateurs de la matrice vitreuse qui constituent, quant à eux, un facteur critique pour la durabilité des décors.