Цвета́ побежа́лости — радужные цвета , образующиеся на гладкой поверхности металла или минерала в результате образования тонкой прозрачной поверхностной окисной плёнки (которую называют побежалостью ) и интерференции света в ней. Чаще всего она появляется от теплового воздействия.

Часто термин используют в металлообработке, термообработке стали .

Происхождение

Цвета побежалости возникают из-за интерференции белого света в тонких плёнках на отражающей поверхности, при этом по мере роста толщины плёнки последовательно возникают условия гашения лучей с той или иной длиной волны . Сначала из белого света вычитается фиолетово-синий цвет (λ~400 нм ), и мы наблюдаем дополнительный цвет — жёлтый . Далее, по мере роста толщины плёнки, и, соответственно, увеличения длины волны «погасившихся» лучей, из непрерывного солнечного спектра вычитается зелёный цвет , и мы наблюдаем красный , и т. д.

Применение

Цвета побежалости возникают чаще всего при окислении, в результате термической обработки металлов. Обычно, при быстром нагреве, они столь же быстро сменяют друг друга, в типичной последовательности: светло-соломенный, золотистый, пурпурный , фиолетовый , синий , и затем, по мере роста толщины плёнки, вновь проявляются, но в несколько приглушённом виде: коричневато-жёлтый, красный…

Цвет побежалости (а также цвета каления ) раньше, до появления пирометров , широко использовали в качестве температуры нагрева железа и стали при термообработке . По цветам побежалости также судили о температуре нагрева стальной стружки и, следовательно, резца при операциях точения, сверления, резания.

Для углеродистой стали характерны следующие переходы цвета: соломенный (220 °C), коричневый (240 °C), пурпурный (260 °C), синий (300 °C), светло-серый (330—350 °C).

Для нержавеющих сталей изменение цвета при нагреве на воздухе наблюдается: светло-соломенный (300 °C), соломенный (400 °C), красно-коричневый (500 °C), фиолетово-синий (600 °C), синий (700 °C). Нередко цвета побежалости на нержавеющей стали путают с радужной окраской, которая может возникать при температурах не выше 100 °C (кипячение воды). Радужная окраска не связана с перегревом стали.

Цвета побежалости — не очень точный индикатор. На них влияет скорость подъёма температуры, состав газовой среды, время выдержки стали при данной температуре, а также характер освещения и др. факторы.

На легированных сталях цвета побежалости обычно появляются при более высоких температурах, так как нередко легирование повышает стойкость стали к окислению на воздухе .

Цвета побежалости применяются при декоративной отделке стальных изделий, а также при их лазерной маркировке.

Цвета побежалости в природе

На поверхности некоторых минералов ( пирит и др.) в результате появления тонкого слоя оксидов нередко наблюдаются интерференционные цвета, аналогичные цветам побежалости (см. Цвет минералов ). Особенно яркая побежалость характерна для халькопирита и некоторых других, преимущественно медных, минералов.

Необходимо учитывать, что побежалость может маскировать истинный цвет минерала, если его определять не на свежем изломе, а по окисленной поверхности. Особенно легко ошибиться в случае одноцветной плёнки.

Те же цвета иногда образуются на старых образцах стекла , особенно на тех, что долго пролежали в земле ; на старинных монетах .

Радужная окраска на поверхности стали, аналогичная цветам побежалости, может возникать, если на ней имеется тонкая жировая плёнка, а также в результате высыхания на поверхности воды, имеющей минеральные компоненты.

Литература

• Побежалость — статья из Большой советской энциклопедии .
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.