Гальваническая установка: Мастер-класс смотреть онлайн: Гальванопластика для чайников подручными средствами: часть1. Гальваническая установка

Содержание

Мастер-класс смотреть онлайн: Гальванопластика для чайников подручными средствами: часть1. Гальваническая установка

Данный мастер-класс написан, чтобы узнать — насколько интересен публике процесс гальванического напыления металла. Есть два подхода к делу: можно потратить много времени и мало денег, а можно наоборот. Идея мастер-классав том, чтобы затратить на материалы и инструменты как можно меньше денег, буквально — собрать все из того, что есть дома. Образование физического факульткта и изголодавшийся по работе мозг молодой мамы в декрете не оставили мне выбора — я начала изобретать велосипед, хотя подробного описания «для чайников» в сети не нашла (что и решила исправить). В этот раз я опишу только самое начало — сборка цепи гальванической установки. Если это окажется и нтересно, в следующих мастер-классах я подробно опишу все оставшиеся этапы. Получилось «многабукав», как говорят сейчас в интернете, но мне хотелось, чтоб было понятно.

Итак, мы задались целью обмеднить что-нибудь. Для меня это был скелетированный листик.

Для этого нужно:

1. собрать установку,

2. приготовить электролит

3. нанести токопроводящий слой на образец

4. провести сам процесс гальванизации.

Каждый из этих этапов имеет свои трудности. Итак, установка. Для того чтобы быстро собрать установку, нам потребуется, во-первых: автомобильный выпрямитель (такая штука для зарядки автомобильного аккумулятора). Его можно заменить зарядкой от старого телефона или любого другого маломощного устройства, но это несколько сложнее (позже объясню). медная проволока или медный провод. Второе куда предпочтительнее: по проволоке должен идти ток, а медная проволока в мотках бывает покрыта специальной пленкой, пока ее не обожжешь — к ней не подцепиться. А в проводе, который вы достали из изоляции, вы можете быть уверены. Можно отрезать шнур с вилкой от какого-нибудь сломанного прибора, который во время не выбросили, или взять какой-нибудь завалявшийся кусочек. Или купить провод в любом авто-или строительном магазине. Проволока нужна разная. толстая (около 1-2мм) для создания штанги для подвешивания предметов в гальванической ванне, тонкая — подвешивать предметы (листик) за штангу.

В третьих — маленькая электрическая лампочка и пару зажимов-крокодилов (не обязательно). Это понадобится нам для контроля и снижения тока.

В четвертых — пластмассовая миска, которую мы будем гордо именовать » гальваническая ванна» 🙂 Подойдет любая емкость, такая, чтобы в нее помещалось все то, что вы планируете обмеднить (по очереди, конечно 🙂 ). Я купила в хозтоварах емкость для сыпучих пргодуктов за 60р. Можно взять стеклянную банку.. Главное, чтобы не разъело электролитом!

В пятых — медная пластина, а еще лучше две. Я свою нашла на даче в сарае. Если нет пластины — как временное решение подойдет медный провод/проволока. Берете любую подходящую плотную пластмасску и делаете плотную обмотку проволокой на глубину вашей емкости. Но, как постоянный вариант это годится только для очень толстой проволоки — 2 и более мм. Тонкую проволоку через неделю-две разъест электролитом. В емкости, под слоем электролита, вы не увидите истончение и разрыв, и будете грустно гадать, куда делся ток и почему ничего не работает..

Теперь, чтобы понимать, что мы делаем, опишем принцип работы нашей установки (см. схему). Уж простите, за такой рисунок, делаю МК ночью, уложив ребенка.. Задача такая: через электролит к нашему листику должен течь ток. Ток создается ионами меди. Они, создавая ток в растворе, стремятся к образцу (листику), оседают на нем, формируя тонкий и прочный слой атомарной меди. Из школьной физики мы помним (или поверьте на слово 🙂 ), что ток течет от плюса к минусу. Значит, если на медную пластину подать плюс, а на листик — минус, то через электролит от медной пластины к листику потечет ток, все заработает. На схеме ИП — источник питания (зарядка), МП — медные пластины, Л — листик. Красным — то что подключается на «плюс», синим — то что на «минус».

Итак, для начала берем медную пластину и вставляем ее в гальваническую ванну. Лучше поставить две пластины с двух сторон, чтобы ток тек с обеих сторон и меднение происходило равномерно. Можно и больше, тут уж зависит от широты души и количества медных пластин 🙂 Пластину лучше закрепить, тут есть варианты. У меня пластинка одна, только согнутая, потому я проделала в емкости дырочки нагретым гвоздем и вкрутилв в них саморезы — они и прижали мою пластину. Не очень эстетично получилось, зато работать будет..

Теперь из толстой проволоки делаем подвес для того, что будем меднить. И подвешиваем что-нибудь, на чем не жалко пробовать.

Теперь можно сразу подцепить источник тока: красную клемму (плюс) за медную пластину, черную (минус) за подвес. Если бы все было так просто… Автомобильный зарядник работает с определенным дмапазоном токов и напряжений, ток может оказаться великоват для нас. Тогда осаждение меди пойдет слишком быстро, она осядет вот такими пупырышками.

Или вообще вот такими хлопьями, корорые легко соскребаются пальцем.

Надо уменьшить ток. Чем дольше и медленне мы напыляем медь, тем ровнее и плотнее будет слой. От вас же не требуется напылять его силой мысли — та что поставили слааааабенький ток, и идите по делам, изредка проверяя, как там дела. Но как уменьшить ток, если мы итак поставили минимально возможный на зарядке? Курс школьной физики говорит — добавить в цепь лампочку! Будет дополнительное сопротивление и ток уменьшится. Берем маленькую лампочку (например, самую простую и дешевую для габаритов автомагазине),

приматываем изолентой два контакта (для удобства можно просто два куска провода).

Лампочке все равно, с какой стороны ей попадут плюс, с какой минус — не бойтесь перепутать.

Внимательно следите чтобы провод касался только одного контакта лампы! иначе ток не пойдет сквозь лампу и толку от нее не будет.

И вот теперь можно собрать цепь: плюс от зарядки к лампочке, лампочку к медной пластине, минус от зарядки к подвесу. Напряжение на моей установке 0.7 Вольта, ток порядка 0.05 — 0.1 А. Это не опасно, хотя, не очень приятно, если забыть о технике безопасности и почувствовать на себе (да-да, каюсь, было)..

Теперь осталось налить электролит, и можно пробовать!

А теперь немного о лампочке. Автомобильный зарядник светит диодом и жужжит даже когда через его клеммы не идет ток — он делает это когда просто включен в розтку. А вот лампочка будет гореть только если в цепи есть ток и идет процесс гальванизации, так что очень удобно ходить мимо, просто поглядывая на лампочку. Если она погасла — ток пропал. Пока я писала эти строчки, я увидела как погас свет — опробовала новуб систему подвеса листиков, но крепление разъело электролитом и листик, оторвавшись, упал. Без лампы я бы так сразу об этом не узнала.

Почему неудобно использовать зарядку от телефона: во-первых непонятно где плюс и минус, а во вторых — она дает ток около 0.8А, то есть в 8 ра больше — нужно больше ламп, или какое-то другое сопротивление…

Но, это только начало! Дальше надо приготовить электролит, правильно нанести токопроводящий слой (ведь наш листик ток не проводит) потом проследить чтобы листик нормально гальванизировался.. И, если все хорошо, у вас получится вот такой замечетальный ажурный металлический листик!

Устройство для зарядки, да и почти все прочее есть почти в каждом доме, где есть автомобиль. Все «крокодилы» можно легко заменить скрутками, так что стоимость «стартового комплекта» минимальна. Если вас не увлечет это занятие, не придется жалеть о потраченных средствах. Удачи!

P.S.: Хоть это и не относится к этому разделу, упомяну — помните , что работать с электролитом нужно в перчатках! Что при меднении выделяется газообразный водород, который взрывоопасен в больших количествах. Конечно, для взрыва вам надо обмеднить, минимум, шкаф, но все же приоткройте форточку..

P.P.S.: я очень надеюсь, что объяснила понятно, если что — спрашивайте! Это мой первый МК, рука еще не набита..

Гальванопластика в домашних условиях: технология, оборудование

Красивые вещи своими руками сумеет сделать не каждый. Поэтому гальванопластика в домашних условиях станет излюбленным хобби для любителей мастерить, не боящихся трудностей.

Для данного занятия понадобится специальное оборудование и соблюдение техники безопасности. Но в результате получится эксклюзивное изделие с необычным дизайном.

Гальванопластика в домашних условияхГальванопластика в домашних условиях

Особенности процесса

Для получения качественного покрытия нужно правильно подобрать силу тока и напряжение. При слишком слабом токе металл осаждается слишком долго. В случае превышения нормативных параметров по току и напряжению, металл осаждается хлопьями. Еще один момент – приобретение жидкости для электролита. Проще использовать раствор для аккумулятора машины, а специализированные химикаты, например, серную кислоту, сложно приобрести обычному человеку. Чаще всего данный способ обработки предполагает омеднение изделий. Но можно посеребрить или позолотить заготовку при наличии драгметалла.

Особенности процесса гальванопластики в домашних условияхОсобенности процесса гальванопластики в домашних условиях

Золочение с помощью листиков сусального золота выглядит красиво, но его себестоимость гораздо выше, чем у позолоченных изделий в розничной продаже. Чем крупнее деталь, тем большего размера требуется пластина электрода и подаваемый ток. Поэтому в быту крупные вещи не подвергают гальванопластике.

Процесс гальванопластики начинается со сборки аппарата. Плюс от источника тока подается на пластину, а минус – на изделие. Чтобы провода не начали реагировать при гальванизации, место их соединения с пластиной залепляют пластилином. Площадь с положительным зарядом должна быть больше площади заготовки желательно не менее, чем в два раза. Чтобы выставить оптимальный ток на приборе, пользуются простой формулой. Площадь пластины умножают на плотность тока. Обычно берут значение плотности 1-2 А на каждый квадратный дециметр.

После выполнения расчетов приступают к обработке. Обезжиренную заготовку с помощью клея и медной проволоки прикрепляют к минусовому контакту. Если материал не токопроводящий, необходима обработка изделия графитовым спреем. Если будущее украшение имитирует ювелирное, нужно все камушки и стекла заклеить пластилином. Этот материал не позволит измениться цвету камня. Желательно брать для создания украшений стекло или устойчивые к агрессивным средам камни.

Процесс гальванопластики в домашних условияхПроцесс гальванопластики в домашних условиях

Полученный в течение двух часов слой отличается от слоя, выработанного за сутки большей толщины и прочностью. Важно учитывать, что ванна с электролитом и изделиями должна стоять неподвижно на протяжении многих часов для качественного результата. Готовое изделие не кажется железом, оно будет сверкать розоватым медным блеском. Такой результат свидетельствует о том, что процесс прошел успешно.

Материалы и оборудование

Для приготовления раствора для гальванопластики в домашних условиях понадобится следующее:

  • Блок питания – источник постоянного тока.
  • Электролиты от аккумулятора машины или серная кислота, в зависимости от того, что проще купить.
  • Медный купорос – непосредственно из этого вещества медь будет осаждаться на предметах.
  • Дистиллированная вода для правильной концентрации раствора.
  • Медицинский спирт – улучшает качество раствора.
  • Графитовый спрей – им покрывают изделия, не обладающие электропроводностью.
  • Пластилин – понадобится и присоединении пластины к проводу и для изоляции частей изделия, которые не должны покрываться слоем металла.
  • Медная пластина – для непосредственного электролиза.

Оборудование для гальванопластики Оборудование для гальванопластики Классический рецепт предполагает использование серной кислоты, но она продается только для химических лабораторий, и не каждый имеет возможность ее достать. Для приготовления раствора электролита для гальванопластики в домашних условиях потребуется:

  • 250 грамм купороса;
  • 60 грамм серой кислоты;
  • 1 литр воды.

Медный купорос разводят в 500 мл воды. Когда компоненты смешаются, серную кислоту медленно наливают в воду. Если сделать наоборот, едкая кислота разбрызгается. После смешивания постепенно доливают воду, чтобы получить нужный объем. В домашних условиях приготовление раствора электролита станет безошибочным после нескольких попыток.

Можно использовать готовый электролит из аккумулятора. В этом случае на такое же количество медного купороса требуется взять 15 мл спирта и 145 мл раствора электролита.

Требования техники безопасности

Если производится гальванопластика у себя дома, необходимо учесть множество факторов. Во время процесса ванна должна находиться в изолированном помещении. В это помещение не должны допускаться дети и животные, способные все опрокинуть. Источник постоянного тока нужно регулярно проверять на соответствие номинальным характеристикам. Работать лучше в перчатках и защитных очках, а также надеть передник или рабочий халат.

Фантазия и сноровка помогут реализовать смелые художественные замыслы. Можно наносить покрытие не только на металлические токопроводящие изделия, но даже на пластиковые, покрытые графитовым спреем. Удовольствие это не из дешевых, но траты окупятся удовольствием от творческого процесса.

О гальванике — без формул

Что же это такое интересное, что заставило матерую валяльщицу ))) задвинуть подальше ящик с шерстью и начать создавать совсем другую красоту? Честно говоря, я занялась гальваникой с одной лишь целью — меднить и латунить фурнитуру для своих войлочных сумок, ведь так трудно подобрать все одного цвета! Но оказалось, что с большей частью фурнитуры этот номер не проходит, но зато в гальванике столько возможностей!! Не оторваться!))

О том, что такое гальваника, полным-полно статей в интернете, также там приводятся схемы электрической цепи и химический состав растворов — во все это «сильно заумное» многие не хотят или не могут вникать, да собственно, и незачем, если не собираешься этим заняться. Мне удобно думать, что мозг устроен так же, как компьютер, и любая лишняя информация, накопленная в нем, ухудшает быстродействие, не оставляет свободного пространства для творчества. Поэтому для многих вещей достаточно общего понимания, если появится необходимость — всегда можно поднакопить информации, разобраться подробнее.

Вряд ли я расскажу о гальванике лучше, чем это сделал Владислав Киселевич, его видео «Мастер-класс Гальваника в домашних условиях», по моему мнению, лучший в ру-нете.

Но все же попробую сказать пару слов о гальванике без схем и формул, специально для моих подписчиков и коллег по «войлочному цеху», озадаченных метаморфозами в моем магазине))). Очень много вопросов и догадок, иногда весьма забавных)))

Я не «окунаю всякое в жидкую медь» — это невозможно, медь — твердая. И не крашу медной краской — вещицы получаются действительно медные, твердые и прочные. И не отливаю из меди — плавить металл — это для меня пока слишком сложно! И, да — гальванику не я придумала, и омеднять растения — тоже! )))) А суть процесса в следующем.

В посудке разводится «маринад» из большого количества воды и пары флаконов химии из хозяйственного магазина. В основе химии — медный купорос, синенькие кристаллы, знакомые дачникам — его используют как удобрение. И автомобильный электролит, который автомобилисты наливают в аккумулятор. В посудку (емкость, которую называют гальванической ванной) — с одной стороны помещается кусок настоящей меди — лист или трубка (трубки легче купить, они продаются много где и используются в кондиционерах и холодильниках). Эту пластинку называют Анод. С другой стороны в емкость помещается деталька, которая хочет стать медной. Как только она погружается в раствор, ее называют Катод. (прим.: в гальванике, в отличие от электролиза, + и — меняются местами. Впрочем я и сама путаю термины, поправьте, если опять ошиблась, главное — не перепутать провода, «+» — красный — на отдающую пластину, «-» — черный — на принимающую). Точный рецепт «маринада» ищется по запросу «состав электролита для меднения», кто заинтересуется формулами и цифрами, найдет без затруднений.

Эта деталька, которую хотим покрыть медью, обязательно должна уметь проводить ток, то есть, быть металлической, или ее покрывают специальным составом, который ток проводит. Чаще всего это лак на основе графита — того самого, что в карандашах. Лак продается в магазинах для радиолюбителей, дороговат, но вполне доступен. Затем к листу меди и к детальке прикрепляются проводки и на них подается электричество — совсем небольшое, не более чем при зарядке телефона. И тут начинается волшебство. Медь с пластины «растворяется» в «маринаде» и нарастает на детальке. То есть лист меди отдает свои частички, а деталька эти частички принимает. Химический раствор и электричество помогают микро-частицам металла поменять место жительства .

У меня эта конструкция выглядит так:

Чем дольше деталька находится в растворе, тем больше меди на ней нарастает, и тем тверже она становится. Процесс это довольно долгий, несколько часов, а то и дней — чем больше деталька и чем толще нужно получить слой меди — тем дольше. И тем сильнее «худеет» лист меди, отдающий себя во благо)))

Гальванику используют не только для меднения, но и для покрытия предметов другими металлами, в том числе и драгоценными. Но это в домашних условиях делать сложно и опасно — химия используется совсем другая, не из супермаркета, и отдающий металл, разумеется, должен быть тот же, которым изделие покрывается. Металлом можно покрыть любой объект или часть объекта, или сделать металлическую копию — в этом и есть смысл гальваники.

Органические предметы (растения, перышки, ракушки и т.п.) предварительно нужно полностью покрыть графитом, а потом меднить. При этом растение получается в меди, как в саркофаге — без доступа воздуха оно не гниет и не портится. Слой меди нужно делать довольно толстым — чтобы было прочно. Металлические предметы (правда, не все металлы подходят) меднятся сами, без графита.

Многие материалы нельзя погружать в элктролит, например, первое, что я сделала, конечно же — частично обмазала графитом войлочный шарик и сунула его в раствор! Если у вас есть машина и электролит хоть раз попадал на вашу одежду, вы поймете что произошло))) таки да, шерсть в раствор — нельзя! и еще много чего нельзя, без риска испортить волшебный бульончик.

Так что если надумаете вникать в тему и попробовать это увлекательное занятие — не размахивайтесь сразу на аквариум в 20 литров, попробуйте в малых количествах.

Гальваническое покрытие металлом можно нанести и на маленькую бусинку, и на целый большой памятник! Но для этого, конечно, нужна не маленькая посудка, а целый большой бассейн раствора и много-много металла. Еще — большие и криволинейные объекты покрывают металлом гальванической кистью, но это уже другая история… Так реставрируют памятники, например, гальваникой — бронзой — покрыта четверка лошадей на фронтоне Большого театра.

В домашних условиях и «для девочек» интереснее всего меднить различные природные объекты и делать из них потом украшения.

Меднение растений процесс увлекательный, но больше меня привлекло в гальванике другое — создание текстур.

Об этом — следующая статья.

суть метода, изготовление химических растворов, меднение изделий своими руками

Гальваника представляет собой раздел электрохимической науки, которая изучает осаждение некоторых элементов на любую поверхность. С помощью гальваники в домашних условиях или в промышленности можно нанести на изделие тонкий слой металла, который будет выступать в роли защитного слоя или выполнять декоративные функции. В последнее время декоративное покрытие набирает популярность у тех, кто хочет сделать оригинальный подарок своим друзьям и родным.

Общие сведения

Покрытие гальваникой бывает технологическим или декоративно-защитным. Это тонкий металлический тонкий слой, который в зависимости от гальванических элементов может выполнять эстетические функции. Гальванопластика не увеличивает прочность изделия, поскольку в этом случае требуются большие производственные мощности, но для красоты и придания «свежести» вполне подойдет.

Гальванические реакции происходят с помощью постоянного электрического тока. В специальную емкость-диэлектрик наливают раствор — электролит, в который погружают два анода. Аноды должны быть изготовлены из металла, который будет осаждаться на покрываемом изделии.

Обрабатываемая деталь присоединяется к минусовому выводу и помещается между анодами. Она выполняет роль катода. Аноды, в свою очередь, присоединяются к плюсовому контакту источника питания. Они становятся частью цепи, проводя ток в электролит и отдавая ему свои металлические элементы. Электролит передает необходимые частицы обрабатываемой детали, они постепенно обволакивают её тонким слоем. Аноды по площади должны превышать в несколько раз размер заготовки.

Другими словами, гальванизация представляет собой перенос молекул металла раствора на изделие в момент протекания через них электротока.

Любой гальванический процесс можно разбить на общие этапы:

  • Сборка гальванической установки.
  • Подготовка электролитного раствора.
  • Обработка и подготовка образца.
  • Запуск гальванического процесса.

Необходимое оборудование

Оборудование можно подготовить самостоятельно. Сначала подбирается подходящий источник питания. Это может быть батарейка (для обработки изделий небольшого размера) или аккумулятор. Подойдет понижающий блок питания, который выдает на выходе постоянный ток до 12 вольт. Иногда используют инвертор от сварочного аппарата. Подбирается реостат для регулирования силы тока.

Из нейтрального, устойчивого к химически агрессивным веществам материала подбирается широкая и глубокая ванночка. Надо учитывать, что электролитический раствор при гальваническом процессе может нагреваться до девяноста градусов по Цельсию.

Подготавливаются две пластины, которые будут токопроводящими анодами.

Для нагрева ёмкости с электролитом нужен электрический прибор с возможностью плавной регулировки температурного режима. Чаще всего используют подошву утюга или небольшую электроплитку. С их помощью происходит нагрев раствора до необходимой температуры и ускорение реакции.

Химические реактивы необходимо хранить в плотно закупоренной стеклянной посуде. Желательно каждый предмет подписывать.

Потребуются весы для точного измерения массы веществ, поскольку необходимая точность веса компонентов составляет один грамм. Такие весы можно приобрести, а можно сделать самостоятельно, используя вместо гирек старые советские монеты. Вес «желтых» монет точно соответствует их номиналу.

Подготовка материала

После того как собраны необходимые вещества, найдены ёмкости, собрана электрическая схема с питанием и подготовлена система подогрева, можно заняться чисткой заготовки.

Если недостаточно хорошо почистить деталь, гальваническое покрытие непрочно осядет или будет неравномерным. Иногда хватает простого обезжиривания предмета. Раствор ацетона или спирта может хорошо обезжирить поверхность, можно использовать бензин.

Некоторые мастера держат изделия из стали в разогретом до 90 градусов по Цельсию растворе фосфорнокислого натрия. Цветные металлы можно очищать в том же растворе, не нагревая его.

Если на изделии есть коррозия или другие изъяны, то поверхность заготовки шлифуется наждачной бумагой.

Техника безопасности

Иногда про технику безопасности при различных работах в домашних условиях рассказывают вскользь. Но при выполнении любых гальванических работ нужно строго соблюдать безопасность.

Опасность заключается в использовании токсичных химических веществ, высокой температуре нагрева раствора и повышенными рисками, которые сопровождают электрохимические реакции.

Лучше всего гальванические работы проводить в гараже или мастерской при обязательном проветривании или вентилировании помещения. Особое внимание следует уделить заземлению оборудования. Нужно соблюдать меры личной безопасности, а именно:

  • Дыхательные пути следует защитить респиратором.
  • Руки и запястья должны быть спрятаны в высокие и прочные резиновые перчатки.
  • Обувь должна защищать от ожогов, а одежда прикрыта клеенчатым фартуком.
  • Обязательно ношение специальных защитных очков.

Во время работы не рекомендуется ни пить, ни есть, чтобы в пищевод не попали вредные и опасные вещества.

Меднение изделия

Перед началом работ по меднению в домашних условиях нужно подготовить необходимые материалы и оборудование. Надо позаботится об источнике напряжения и постоянного тока. Существует много рекомендаций касательно силы тока, разброс которого может быть большим. Поэтому желательно иметь реостат с возможностью плавной регулировки напряжения и для постепенного завершения процесса. Источником может служить автомобильный аккумулятор или выпрямитель с напряжением на выходе не больше 12 вольт. Для первых опытов будет достаточно обычной батарейки от 4.5 до 9 вольт.

Затем выбирается ёмкость для электролитического раствора, лучше всего из жаропрочного стекла. В любом случае все ёмкости для электролиза должны быть диэлектриками и выдерживать температуру не менее, чем 80 градусов по Цельсию.

В качестве анодов подойдут два больших медных листа. Они должны перекрывать по размеру заготовку. Из химических реактивов потребуются:

  • Купорос медный.
  • Кислота соляная либо серная.
  • Вода дистиллированная.

Меднение в домашних условиях пользуется заслуженной популярностью, поскольку очень хорошо и надежно держится на стальных изделиях. Главное условие — правильно соблюдать технологию процесса.

Имеется два способа нанесения меди на поверхность:

  1. Помещение заготовки в раствор электролита.
  2. Неконтактный способ. В этом случае изделие не погружается в раствор.

Метод погружения

Подготавливается и обрабатывается поверхность изделия при помощи тонкого наждака и щеточки. После этого деталь моется в проточной воде, обезжиривается и еще раз промывается.

Этапы процесса омеднения следующие:

  • Два медных анода подключают в сеть к положительным контактам и размещают их в стеклянную банку.
  • К обработанному изделию подводят контакт с отрицательным значением напряжения и свободно подвешивают между анодами.
  • Подключают реостат согласно электрической схеме для возможности регулирования силы тока.
  • Подготавливается раствор в правильных пропорциях. На 100 г дистиллированной воды надо 20 г медного купороса и 2−3 г соляной кислоты. Вместо соляной кислоты можно использовать другую.
  • Раствор выливается в посуду с медными пластинами и деталью таким образом, чтобы они полностью скрылись под поверхностью раствора.
  • Подключается источник напряжения. Реостатом добиваются необходимой силы тока из примерного расчета 10−15 миллиампер на каждый квадратный сантиметр площади детали.

Весь процесс занимает примерно 15−20 минут. После обязательного выключения источника питания и остывания раствора готовое изделие с медным слоем на поверхности вынимается из банки.

Покрытие медью без погружения

Этот метод интересен тем, что его можно использовать для обработки не только стальных предметов, но и сделанных из других материалов. Например, алюминия и цинка. Порядок процесса следующий:

  • Из многожильного медного провода изготавливается «кисточка». Конец провода оголяется. Из медных проводков создается подобие кисточки, чтобы затем прикрепить ее к деревянной ручке-держателю.
  • Второй конец провода подключается к плюсовому контакту электрической цепи.
  • В широкую ёмкость заливается стандартный электролитный раствор из медного купороса и соляной кислоты.
  • Предварительно очищенная и промытая металлическая заготовка присоединяется к отрицательному контакту и размещается в пустой ёмкости.
  • Импровизированная кисточка окунается в раствор электролита и проводится по поверхности заготовки без контакта. Это действие повторяется до получения результата.

Когда деталь полностью покроется слоем меди, выключается блок питания и процесс завершается. Деталь ополаскивается в воде и просушивается.

Обработка алюминия

Часто с помощью медного электролиза обновляют столовые приборы, сделанные из алюминия. Если нет опыта проведения этого процесса, то можно потренироваться нанести медь на алюминиевые пластинки. Порядок проведения процесса:

  • Алюминиевую пластинку зачищают и обезжиривают.
  • Наносят на неё небольшое количество раствора медного купороса.
  • Подсоединяют отрицательную клемму от источника питания к алюминиевой пластинке. Удачным способом соединения является металлический зажим-крокодил.
  • Положительный полюс питания подается на медную «щеточку». Это конструкция из медного провода, один конец которого освобожден от оплетки, а медные щетинки образовали кисточку. Зажим от питания присоединяется ко второму концу провода. Сечение провода должно быть от одного до полутора миллиметров.
  • Медную щетину обмакивают в раствор сернокислой меди и водят на близком расстоянии от поверхности алюминиевой пластинки. При этом нужно стараться не прикасаться щеточкой к заготовке, чтобы не замкнуть цепь.
  • Омеднение происходит буквально на глазах.
  • После окончания работы с пластины удаляют остатки не закрепившейся меди и протирают спиртом.

Особенности гальванопластики

Гальванопластика — это электрохимический способ придания предмету определенной формы с помощью осаждения на него металла. Чаще всего этот метод используют при обработке металлом неметаллических предметов или при изготовлении копий ювелирных изделий.

Если при гальванопластике изделие не обладает электропроводящими свойствами, то его предварительно покрывают графитом, иногда бронзой. Затем мастер делает с копии слепок и начинает гальванический процесс. В качестве материала слепка используют гипс, графит или легко плавящийся металл.

Гальваника — это очень интересный и познавательный процесс, но он связан с активными веществами, которые могут навредить здоровью и нанести вред имуществу или окружающей среде. Поэтому перед тем как начинать гальванику своими руками, нужно принять все меры безопасности, изучить немного теории процесса и особенности поведения химических реактивов.

Что такое гальванопластика

Гальванопластика это раздел гальваники, изучающий методы получения копий предметов, выполненных с помощью гальванического осаждения металла на поверхность формы из диэлектрика (гипса, воска, пластмассы) или другого металла. Другими словами, гальванопластика — это метод получения копий предметов в металле.

Существующие способы металлообработки позволяют изготовить из металла деталь требуемой формы и дают точное воспроизведение необходимых параметров в металле, но точная обработка металла требует применения дорогостоящего оборудования и инструмента. Методы литья, ковки и штамповки зачастую не дают необходимой точности при изготовлении деталей сложной конфигурации, а изготовление крупных и рельефных изделий с помощью данных способов невозможно.

Методы гальванопластики позволяют воспроизвести фактически любую форму в металле, с любым рельефом и с высокой точностью. Родоначальником метода гальванопластики стал русский ученый Борис Семенович Якоби. Название способа «гальванопластика» возникло из-за пластически точной формы, полученной при осаждении меди на поверхность формы в процессе электролиза.

Существует два направления гальванотехники – первое направление изучает осаждение тонкого защитного слоя одного металла на поверхность другого для получения функциональных или декоративных покрытия. Такие покрытия – никелирование, меднение, цинкование, хромирование, золочение или серебрение выполняются гальваническим или химическим методом.

Второе направление – гальванопластика, описывает процессы осаждения толстых слоев металла на поверхность металла или диэлектрика (после металлизации поверхности). Причем кроме типа поверхности и толщины осаждаемого слоя, принципиальным отличием методов являются характеристика прочности сцепления осаждаемого слоя с поверхностью. В гальванике прочность сцепления должна быть максимально возможной и является одной из самых важных характеристик покрытия. В гальванопластике задача обратная — необходимо обеспечить свободное отделение осажденного слоя от поверхности формы, зачастую без ее разрушения.

Гальванопластика используется не только в промышленности, но и в искусстве для воспроизведения точных копий с художественных изделий. Для воспроизведения копий готовятся специальные слепки (формы) из диэлектриков, на поверхность которых, после их металлизации (покрытия тонким слоем токопроводящего материала), электролитическим методом осаждают слой металла. В качестве материалов для изготовления форм используют гипс, воск, пластмассу. Для формирования токопроводящего слоя используется мелкозернистый графит, или специальные лаки и покрытия.

Теоретические основы гальванопластики

Металлы, которые осаждают на поверхность формы в процессе гальванопластики выделяют из водных растворов их солей – сульфатов. Процессы электролитической диссоциации, в результате которых молекулы солей металла распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы, достаточно широко отражены в теоретических материалах по гальванике. По сути процесс гальванопластики является гальваническим процессом – изделие погружают в электролит (водный раствор сульфатов) и подключают к минусу, электроды (пластины из того же металла, что и будущее покрытие) подключают к плюсу источника постоянного тока. По мере прохождения через электролит тока будет происходить электролиз и на поверхность изделия будет осаждаться слой металла.

Для получения копий деталей и предметов искусства наиболее распространен метод осаждения меди. Для приготовления медного электролита используют медный купорос – кристаллогидрат сульфата меди и серную кислоту. Медный купорос, при прохождении электрического тока через электролит, выделяет ионы меди (катионы) которые осаждаются на детали, подключенной к катоду. Серная кислота используется для повышения электропроводности раствора.

Формы для гальванопластики

Формы для гальванопластики изготавливают из гипса, воска или парафина, возможно использование других пластичных материалов, главное, чтобы они удовлетворяли следующим требованиям:

  • форма должна легко отделятся от копируемого предмета, при этом давая его четкий отпечаток;
  • форма не должна давать усадку или деформацию в процессе сушки, затвердевания или охлаждения;
  • форма должна быть устойчива к воздействию электролита, не разрушаться в процессе электролиза, не загрязнять электролит;
  • форма должна обладать достаточной адгезией к наносимому на нее токопроводящему слою.

Изготовление гипсовых форм

Гипс обладает высокой гигроскопичностью, поэтому формы, изготовленные из этого материала, требуют дополнительной обработке – пропитки воском, парафином, озокеритом. Изготовление гипсовых форм проходит следующим образом:

  1. После отделения формы (слепка) от копируемого изделия ее необходимо высушить. Сушку проводят при медленном и равномерном повышении температуры до 600С. Слепки, состоящие из нескольких сегментов, сушат плотно прижатыми друг к другу. Интенсивный нагрев формы недопустим, т. к. может привести к деформации или появлению трещин. Влага должна свободно испаряться с поверхности.
  2. Пропитка гипсовых форм проходит в расплаве воскового состава. Эффективными составами для пропитки являются составы на церезиновой, озокеритовой или стеариновой основе с добавлением канифоли. Температура плавления состава для пропитки должна находится в пределах 50-1250С. Форму помещают в расплав и нагревают, поддерживая температуру выше точки плавления состава. Необходимо, чтобы форма пропиталась составом на глубину 2-5 мм, в зависимости от толщины. Время выдержки зависит от толщины формы и температуры расплава и составляет, примерно, 2-2,5 часа для толстых форм, 20-30 минут для тонких. При повышении температуры состава для пропитки необходимое время выдержки сокращается, но высокая температура может вызвать перегрев формы, и в результате, ее растрескивание или деформацию.
  3. Нанесение токопроводящего слоя мелкодисперсного графита на поверхность формы проводят непосредственно после окончания пропитки, пока еще форма не остыла. На теплую поверхность предварительно наносят первый, черновой слой графита, затем на остывшую форму повторно наносят графит аккуратно закрашивая проблемные участки и мелкий рельеф. Графит для металлизации форм должен быть тщательно измельчен в фарфоровой шаровой мельнице, а также очищен от оксидов железа с помощью хлорводородной кислоты. Перед нанесение на форму графит просеивают через сито, с количеством ячеек не менее 400 на см2. Достаточно сложно выбрать степень измельчения графита – мелкодисперсный графит точнее покрывает и повторяет мелкие детали композиции, а более крупные частицы графита лучше проводят ток и обладают меньшим сопротивлением, что способствует качественной металлизации. Именно поэтому многие мастера предпочитают использовать для металлизации форм для гальванопластики специальные токопроводные составы, которые обеспечивают не только формирование качественного токопроводящего слоя, но и в мельчайших подробностях повторяют тонкий рельеф поверхности.

Изготовление восковых форм

Восковые составы для изготовления форм применяют, для снятия копии с предметов путем непосредственной заливки состава на его поверхность, при изготовлении художественных композиций из растений, изготовлении металлизированных кружевных композиций.

В прошлом подобная технология применялась для изготовления пластинок, при этом использовался состав, который оптимально подходит для копирования изделий с большим числом мелких деталей и тонким рельефом. Такая восковая композиция состоит из 33% стеарата натрия, 15% стеарата свинца, 7% стеариновой кислоты, 4% стеарата алюминия (состав примерный, указаны проценты по массе). Температура плавления такой восковой композиции составляет 80-900С.

Можно изготовить восковую форму, используя и более доступные вещества. Например, 70% канифоля, 20% воска, 10% парафина, или 30% воска и 70% стеарина.

Компоненты, входящие в состав восковой композиции, смешивают, поочередно расплавляя на паровой бане. Начинают с компонентов, имеющих низкую температуру плавления и поочередно вводят более тугоплавкие компоненты. Если состав включает огнеопасные компоненты, например, скипидар, их вводят в последнюю очередь. Графит на восковые формы наносят осторожно, без давления, мягкой кистью. Графит плохо сцепляется с поверхностью восковой композиции, поэтому процесс графитирования может занять длительное время.

Если в процессе электролиза вы заметили на поверхности формы участки, на которых не осаждается металл необходимо провести дополнительное графитирование. Форму достают из электролита, промывают под струей воды, сушат, и наносят мягкой кистью на непокрытые участки графит.

Подключение форм к источнику тока

Подвешивание формы в гальванической емкости и подключение формы к источнику тока ответственный процесс, от которого зависит успешное протекание процесса гальванопластики.

Проводники, с помощью которых форму подключают к источнику тока изготавливают из мягкой медной и латунной проволоки. Перед подключением проволоку обжигают и протравливают для удаления окисных пленок. Площадь сечения проводника зависит от размеров формы – для небольших восковых форм, пропитанных воском кружевных композиций и т. д. используется проволока диаметром менее 0,15 мм. Для крупных гипсовых композиций диаметр проволоки может быть от 0,5 мм и более.

Основная задача, которую нужно решить при подключении, это снижение сопротивления тока в месте подключения. Достигается это либо увеличением диаметра проволоки, либо увеличением площади соприкосновения проволоки с формой.

Отверстия для подвешивания формы в гальванической емкости проделывают заранее, на краях формы (в нерабочих зонах). Гипс просверливают до его пропитки, отверстия на восковые формы проделывают до их полного остывания.

Если плотность материала, из которого изготовлена форма меньше плотности электролита, необходимо предусмотреть дополнительные отверстия для подвешивания грузов.

Установка формы в гальваническую емкость

Плоские формы помещают в электролит под углом относительно поверхности электролита. Делают это для того, чтобы пузырьки воздуха свободно уходили с поверхности формы, не застаивались в углублениях рельефа. Иногда для предотвращения образования пузырьков газа поверхность формы перед погружением в электролит обрабатывают спиртом. Мелкие пузырьки удаляют с формы мягкой кистью.

Для установки крупных форм, имеющих частично закрытые полости, используют следующий прием: форма устанавливается в сухую емкость, затем медленно вливают электролит. Раствор должен вытеснять воздух из полостей формы.

Читайте продолжение описания процесса гальванопластики в статье «Гальванопластика своими руками».

 

Гальваническая установка своими руками

Содержание статьи:

Известно две разновидности гальванизации – гальваностегия и гальванопластика. В первом случае получается несъемное гальваническое покрытие, которое изменяет характеристики деталей и предметов. В зависимости от преследуемых целей, обработанные изделия приобретают новые свойства: декоративность, хорошую отражательную способность, устойчивость к механическому воздействию и коррозии, износостойкость. С помощью гальванопластики в домашних условиях или на производстве создают точные копии образцов (осажденный слой металла отделяется от матрицы).

Технология гальванизации: общие сведения

Независимо от того, выполняется гальваника на производстве или в домашних условиях, обработка осуществляется в емкости, наполненной токопроводящим раствором.

Предмет помещается между двумя растворимыми или нерастворимыми анодами и подключается к отрицательному контакту. Аноды подсоединяются к плюсовому контакту. Оптимальное соотношение площадей катода/анода – 1:1.

Процесс гальванизации запускается при замыкании электрической сети – с этого момента начинается перенос на отрицательно заряженное изделие (катод) ионов металла. В результате этого на предмете образуется покрытие нужной толщины.

Выбор типа покрытия

Если в приоритете решение технических задач (изменение электрической проводимости и антифрикционных свойств, повышение отражательной способности, прочности, устойчивости к коррозии), то применяются серебро, никель, медь. В декоративных целях обычно используются драгоценные металлы: родий, золото, серебро, палладий

Такое разделение очень условно. С помощью серебрения (золочения) удается получить качественное защитное покрытие, устойчивое к агрессивным средам. Меднение также находит применение в декоре изделий (такое покрытие подвергается дополнительной оксидной обработке).

Практика показывает: серьезно усилить прочность обрабатываемых заготовок путем гальванизации их поверхности можно только на производстве. В домашней мастерской достичь необходимого результата сложно, поэтому работа мастеров в первую очередь направлена на повышение привлекательности предмета.

Метод гальваники

Гальваника, выполняемая своими руками в домашних условиях, требует применения специального оборудования. Совсем необязательно оно должно быть профессиональным. Мастера находят доступную замену.

Подготавливая гальваническую установку своими руками, мастеру придется подыскать пластиковую или стеклянную ванну нужного объема. Требуется достаточно прочная, электроизолирующая, кислотоустойчивая емкость. В нее должны поместиться обрабатываемый предмет и нужное количество электролита и аноды.

Источник питания должен иметь регулятор выходного напряжения и тока – это позволит мастеру в процессе работы изменять параметры обработки. Обычно источником питания становится выпрямитель тока.

Важный элемент домашней установки – растворимые и нерастворимые аноды.

Чтобы процесс протекал правильно, мастера соблюдают оптимальное соотношение площадей детали и анодов (1:1). Подвесочные приспособления создают опору предмету и способствуют правильному распределению тока.

Гальваника процесс

Гальваника в домашних условиях осуществляется с применением реактивов. На этом этапе могут возникнуть сложности – многие химические вещества доступны только тем, кто предварительно получил документы разрешительного характера.

Необходимо позаботиться о правильном хранении компонентов. Реактивы, а также готовые электролиты помещают в стеклянные или прочные пластиковые емкости с крышками.

При приготовлении состава крайне важно с большой точностью отмерять все компоненты – лучше всего использовать для этого электронные весы.

Подготовительный процесс

Качество (однородность, прочность) готового покрытия напрямую зависит от правильности проведения подготовки поверхности к гальванизации. Во многих случаях удаления загрязнений и обезжиривания бывает недостаточно – может понадобиться пескоструйная обработка. Иногда требуется шлифовка специальными пастами или наждачной бумагой.

В домашних условиях для удаления жирной пленки и других загрязнений с поверхностей часто применяется спирт и другие органические растворители. Могут также использоваться обезжиривающие растворы.

При подготовке к гальванизации изделий из стали и чугуна применяется раствор, содержащий кальцинированную соду, каустик, силикатный клей (из расчета на 1 л – 50 г, 20 г и 5-15 г соответственно). Температура раствора – 70-90°С. Для очищения предметов из цветных металлов используется раствор гидрофосфата натрия и хозяйственного твердого мыла (по 10-20 г/1 л). При проведении процедуры температура составляет 90°С.

Техника безопасности

При проведении гальванических операций мастер обязан соблюдать технику безопасности. Опасность этого технологического процесса заключается в использовании токсичных химических компонентов. Усложняет ситуацию нагрев электролита до высоких температур. Вредные испарения поражают дыхательную систему, существует риск получения химических ожогов кожи и слизистой.

Работу необходимо проводить в нежилом помещении, оборудованном хорошей вентиляцией – в мастерской, пристройке, гараже. Требуется обеспечить заземление.

Глаза нужно защитить очками. Перчатки для рук должны быть достаточно мягкими, но прочными. Также понадобятся клеенчатый фартук и резиновая обувь.

Нельзя на рабочем месте пить или есть – велик риск оседания на продуктах вредных веществ, которые приведут к отравлению.

Перед началом работы стоит обязательно изучить специальную литературу с доступным описанием особенностей процесса.

Драгоценные металлы в гальванике

Гальваническое золочение (серебрение) используют для придания изделию декоративных свойств. При использовании гальванического метода, мастера получают не просто облагороженный драгоценным металлом предмет, а точную копию исходного изделия. Оно может быть как простым, так и сложным. Нанесенный на заготовку слой металла отделяется от основы.

Поверхность предметов, изготовленных из черных металлов, перед серебрением предварительно меднится. Температура раствора зависит от используемого состава. Аноды изготавливаются из серебра чистотой 999.

Процесс гальванического золочения требует использования готовых электролитов. Предварительно деталь очищается и обрабатывается для улучшения адгезии гальваническим никелем. Если предмет изготовлен из алюминия и его сплавов, нанести позолоту в домашних условиях невозможно. Позолоченный предмет тщательно промывают, а затем просушивают на воздухе.

Никель в гальванике

Слой никеля наносится на заготовку перед процедурой золочения. Никель обладает хорошими защитными свойствами – он ограждает поверхность заготовки от действия агрессивных факторов, выдерживает контакт с разными средами, препятствует окислению и коррозии.

Никелевое покрытие красиво смотрится. Толщина слоя бывает разной – от 0,8 до 55 мкм. При обработке предметов применяются сернокислые, солянокислые или сульфаминовые электролиты. Температура, кислотность, плотность тока зависят от состава раствора.

Медь в гальванике

Меднение:

  • ограждает поверхность заготовки от коррозии;
  • создает поверхностный слой с низким электрическим сопротивлением.
  • Стоит учесть, что без предварительного никелирования чугунные поверхности можно подвергнуть меднению только в щелочном электролите. Такой раствор находит применение на производствах.

Гальванопластика — техника электролитического осаждения металлов на поверхности различных предметов (матриц) с целью получения точных металлических копий — впервые была разработана и применена на практике в 1838 году русским ученым, академиком Б. С. Якоби. При его непосредственном участии было изготовлено много замечательных произведений искусства, статуи и барельефы для Исаакиевского собора, Эрмитажа, Зимнего дворца, Петропавловского собора, в том числе знаменитая квадрига для фронтона Большого театра в Москве.

Гальванопластика основана на кристаллизации металлов из водных растворов их солей при пропускании через них постоянного электрического тока. Этот процесс называется электролизом.

Ток подводится с помощью двух металлических пластин — электродов, помещенных в электролит. Пластина, соединенная с положительным полюсом источника тока, называется анодом. Другая пластина, соединенная с отрицательным полюсом источника тока, — катод.

В гальванопластике катодами служат предметы (матрицы), на которые осаждается металл, а анодами — пластины или прутки металла, которым этот предмет (матрицу) покрывают.

Схематически процесс электролиза представлен на рисунке 1. При прохождении тока через электролит анод притягивает к себе отрицательно заряженные ионы, а катод — положительно заряженные ионы. Когда ионы достигают электродов, они теряют заряд, выделяясь в виде нейтральных атомов или групп атомов.

Гальванопластика широко применяется в промышленности для изготовления прессформ, полых тонкостенных трубок, сложных деталей с толщиной стенок от нескольких микрон до десятков миллиметров. Габариты деталей ограничиваются только объемом электролитных ванн.

Матрицы изготавливают из пластмасс, стекла, нержавеющей стали, алюминия, различных легкоплавких сплавов, свинца. На поверхность матрицы из изоляционного материала предварительно наносят электропроводный слой.

Матрицы бывают разрушаемые и постоянные. Первые изготавливают из легкоплавких металлов и из сплавов пластмасс. Материалом для изготовления вторых служат сталь, медь, никель или алюминий и его сплавы.

Для изготовления металлических трубок в домашних условиях необходимы ванночка из стекла, керамики или винипласта, медный купорос, серная кислота, реостат на 20 Ом (максимальный ток 1 А), амперметр с током максимального отклонения стрелки 1 А, источник питания, проволока (медная, стальная или из легкоплавких материалов и их сплавов, например, оловянисто-свинцовых) в качестве матрицы.

Диаметр проволоки соответствует внутреннему диаметру изготавливаемой трубки, а длина первой должна быть вдвое больше длины второй.

Рис. 1. Схема электролиза.

Если нужны трубки с внутренним диаметром меньше 1 мм, в качестве матрицы используют стальную проволоку. При изготовлении трубочек с внутренним Ø 5 мм и более матрицу делают из легкоплавких металлов и их сплавов (например, прутковый припой).

Проволока должна быть гладкой и ровной. Для этого ее шлифуют мелкой наждачной бумагой, а затем доводят микрошкуркой («нулевкой»). Затем проволоку облуживают, излишки припоя снимают, протягивая нагретую проволоку через зажатую в кулаке тряпочку. Нерабочие участки матрицы покрывают пластилином.

В теплой воде (50—60° С) растворяют медный купорос (200—250 г соли на 1 л воды), воспользовавшись стеклянной посудой. Отстоявшийся электролит фильтруют и затем в него вливают серную кислоту из расчета 50—60 г на 1 л раствора.

Следует помнить, что вливать раствор в концентрированную серную кислоту нельзя. Соприкасаясь с водой, она вызывает бурную реакцию с большим выделением тепла и парообразованием. В результате может произойти выброс кислоты из сосуда. Поэтому лить надо кислоту в раствор медного купороса тонкой струйкой, непрерывно помешивая деревянной палочкой.

Чтобы медный осадок был плотным и мелкозернистым, в электролит рекомендуется добавить немного этилового спирта (5—10 г на 1 л электролита).

Готовый электролит переливают в рабочую ванночку, куда уложены матрицы и медная пластинка или проволока.

Рис. 2. Схема электролизной установки.

Матрицы подключаются к «минусу», а медная пластинка или проволока к «плюсу» источника питания. Площадь анода должна быть в 5—10 раз больше площади катода.

Схема установки для домашней гальванопластики представлена на рисунке 2. Трансформатор блока питания имеет следующие данные: сердечник Ш20Х20, обмотка I содержит 2200 витков провода ПЭВ-1 0,12 (на 220 В) или 1300 витков ПЭВ-1 0,15 (на 127 В), обмотка II—35 витков ПЭВ-1 0,8.

Процесс электролиза и качество покрытия зависят в основном от состава электролита, его температуры и плотности тока.

Температура электролита 18—25° С.

Плотность тока — величина тока, приходящаяся на единицу поверхности, — рассчитывают по формуле:

где i – ток в цепи, А,

S – поверхность изделия, дм 2 .

На практике j=1-1,5 A/дм 2 .

Пример 1. Определить величину рабочего тока электролиза для изготовления трубки с наружным Ø 5 мм и длиной 100 мм. Возьмем плотность тока равной 1 А/дм 2 , тогда

Расчет времени выдержки деталей под током в гальванической ванночке для получения слоя толщиной σ мм определяется по формуле:

где t — время выдержки, ч.;

σ — толщина трубки, мм;

d — удельный вес меди, г/мм 3 ;

j — плотность тока, А/мм 2 ;

С — электрохимический эквивалент меди, г/А-ч; η — расчетный выход по току.

Конкретно для нашего случая имеем

d = 8,95 г/мм 2 , i = 1 А/мм 2 ; С = 1,186 г/А-ч; η = 95.

Пример 2. Определить время выдержки матрицы под током в гальванической ванночке для получения медной трубки с толщиной стенок 0,5 мм.

t=σ*d*1000/j*C*η=0,5*8,95*1000/1*1,2*95= 40 час.

По истечении расчетного времени матрицу извлекают из гальванической ванночки и промывают водой. Конец проволоки на расстоянии 1,5—2 мм от трубочки обкусывают и после прогревания до температуры 200—250° С наращенная трубочка легко снимается с матрицы.

Таким же способом изготавливают трубки из никеля, хрома, железа.

В. БУШУЕВ, А. НОВИКОВ, г. Воронеж

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Гальваникой часто занимаются мастера хендмейда, делающие сувениры для души или на продажу. Распространено омеднение неметаллических предметов: керамических поделок, ракушек, птичьих перышек, листиков, веточек с деревьев, цветов, желудей и т.п.

Советы

Для того, чтобы загальванизировать неметаллический предмет, его следует покрыть токопроводящим слоем. Для бытовых условий лучше всего подходит графитовый лак в форме спрея. Для создания графитового слоя достаточно обрызгать предмет со всех сторон, высушить в течение 15-30 минут и несколько раз повторить процедуру.

Для создания двустороннего равномерного покрытия нужно использовать два анода, разместив предмет для гальванизации между анодами. Толщина покрытия зависит от времени, в течение которого предмет будет находиться в электролите. Чем дольше длится гальванирование, тем толще получится слой металла на поверхности.

Перед гальванированием металлической детали ее нужно тщательно очистить от пыли, мелких заусенцев, тщательно обезжирить и высушить.

После того, как предмет загальванизирован, его нужно промыть в чистой воде, после чего можно брать в руки.


Рецепты электролитов

Для омеднения чаще всего применяют серный электролит, состоящий из медного купороса и серной кислоты. Серная кислота улучшает электропроводимость раствора. Дополнительно вводятся различные добавки, которые стабилизируют электролит, делают покрытие более блестящим (если нужно). Ввод блескообразователей позволяет получить зеркальную глянцевую поверхность без последующей механической обработки готового покрытия. Но одновременно, делает покрытие хрупким, не эластичным.

Все используемые реактивы должны быть максимальной химической чистоты, т. к. примеси могут ухудшить процесс гальванирования и качество получаемого покрытия.

  1. Для матового эластичного покрытия на 1 л раствора потребуется:
  • 200 г сухого порошка медного купороса (желательно очищенного, категории ч или хч)
  • 160 г серной кислоты
  • 1,5 мл этанола (можно отмерить шприцом) или фенола
  • 2-4 крупинки гранулированного желатина

Для приготовления электролита сначала нагревается пол литра дистиллированной воды до температуры около +80 °С, в воде растворяется медный купорос, раствор процеживается. В него добавляется серная кислота, потом объем раствора доводится до 1 л. Добавляются все остальные ингредиенты, затем раствор на несколько часов ставится остывать и отстаиваться.

Омеднение по данному рецепту будет матовым, но зато перышко или листик с дерева можно гнуть или придать ему нужную форму, нагрев изделие. Если хочется, то изделию можно придать глянцевый блеск тщательной шлифовкой, но иногда это сделать сложно, нужны специальные приспособления, например, гравер.

  1. Рецепт для получения блестящего медного покрытия. На 1 л раствора надо:
  • 200 г медного купороса
  • 130 г серной кислоты
  • 1 капля унитиола (продается в аптеках)
  • примерно 0,07 г тиомочевины
  • 0,05 г поваренной соли

Покрытие получится блестящим, но не подходит для гнущихся предметов. Этот вид электролита можно использовать для получения полированного финишного покрытия не только для сувениров, но и для технических деталей.

Гальваническое травление. Безопасный способ

С помощью гальванического процесса можно не только покрывать поверхность детали тонкой металлической пленкой, но и вытравливать рисунки на металлической поверхности (лезвие ножа, столовый прибор, что-либо другое). Гальваническое травление позволяет получить рисунки с четкими очертаниями, гладкими краями и глубиной одинаковой величины. Для этого потребуется тоже самое оборудование, что и для гальванирования, но в данном процессе анодом будет выступать протравливаемая деталь. Обычно таким способом вытравливают поверхности из нержавеющей, устойчивой к кислотам стали, которую сложно или даже невозможно травить химическим способом.

Процесс травления:

  • деталь тщательно отполировать, промыть, обезжирить (например, спиртом), слегка нагреть, нанести на нее слой воска; по воску выполнить желаемый рисунок, процарапывая воск до металла;
  • предмет и медную пластину укрепить на штангах в гальванической ванне так, чтобы рисунок был обращен к медной пластине; расстояние между деталью и пластиной — около двух сантиметров;
  • залить в емкость насыщенный раствор поваренной соли (4 столовые ложки на 1 л дистиллированной воды), подключить источник тока (например, зарядное устройство от мобильного телефона), плюсовый контакт на деталь, минусовый — на медную пластину;
  • подождать примерно 40 минут;
  • вынуть деталь, промыть в воде, нагреть и удалить воск.

Вместо воска можно использовать лак для ногтей, битумный лак или специальную грунтовку. Вместо соли — химически чистый медный купорос. Вместо медной пластины можно взять предмет из стали или железа, например, саморез, гвоздь.

Эта технология подходит не только для стальных поверхностей, но и для предметов из цинка, никеля, меди, латуни. Но для них требуются другие химикаты, гораздо более вредные, поэтому в домашних условиях их не используют.

“>

Желатин пищевой 180 блюм 8 Тиомочевина “ч” Медь сернокислая 5-водная “ч”

Электрооборудование гальванических установок — Студопедия

Гальванотехника — способ осаждения металлов на поверхности металлических и неметаллических изделий при помощи электролиза. После такого осаждения поверхность изделия приобретает большую стойкость против коррозии, более красивый вид (декоративное покрытие), иногда — большие твердость, стойкость против истирания.

Если при этом изделие покрывается весьма тонким (5 — 30 мкм) слоем металла, лишь в редких случаях (упрочнение поверхности) доходящего до десятых долей миллиметра, то такого рода процесс носит название гальваностегии.

Гальваностегия имеет в настоящее время широкое применение (омеднение, никелирование, хромирование, серебрение, золочение, кадмирование, покрытие поверхности цинком, оловом, свинцом).

Изделие (катод) соединяется с отрицательным полюсом источника постоянного тока и погружается в ванну с электролитом — кислотным или щелочным раствором, который содержит ионы покрывающего металла. В ванну погружается электрод из покрывающего металла (анод), соединенный с положительным полюсом источника тока. В процессе электролиза металл анода переносится через электролит и осаждается на изделии.

Гальванические ванны представляют собой прямоугольные резервуары из листовой стали. Для кислотных электролитов ванны внутри футеруются материалом, не вступающим во взаимодействие с электролитом, например свинцом, винипластом, резиной. Ванны изготовляют также из полистирола.

Перед нанесением покрытий производят тщательную подготовку поверхности изделий.



Электрооборудование и схемы питания гальванических ванн.

При гальваностегии, как и при всех электролитических процессах, применяется постоянный ток обычно низкого напряжения. Регулирование процесса осуществляется изменением плотности тока, значение последней меняется в зависимости от процесса от сотых и десятых долей А/дм2 при золочении и серебрении до десятых долей А/см2 при хромировании.

Для питания ванн применяют постоянный ток до нескольких тысяч ампер при напряжении 6 — 24 В. В качестве источников тока используют электромашинные преобразователи серии АДН с генераторами на токи от 250 до 10 000 А при напряжении 6 — 12 или 9 В или полупроводниковые выпрямители на токи от 200 до 25 000 А при напряжении 6 — 28 В.

Полупроводниковые выпрямители в настоящее время стали основным видом источников питания гальванических установок. Выпрямители с неуправляемыми вентилями серий ВАКГ, ВАЗ и другие и тиристорные выпрямители серии ВАК выпускаются на токи от 100 до 25 000 А и напряжения от 6 до 48 В. Изготовляются также выпрямители серии ВАКР с реверсированием тока нагрузки.


От источников тока к гальваническим ваннам ток передается по медным, алюминиевым, реже — латунным или стальным шинам. Когда прокладка шин невозможна, допускается применение кабелей. Сечения шин и проводов должны быть выбраны так, чтобы обеспечить минимальные потери электроэнергии.

Подвод тока к ваннам осуществляется через анодные и катодные штанги, укрепляемые на бортах ванн. Часто помещают катодную штангу между двумя анодными. В более широких ваннах укрепляют две катодные штанги с одной анодной посередине и двумя анодными по краям.

Во избежание утечки тока и нарушения режима работы ванны должны быть хорошо изолированы от земли, для чего подставки ванн устанавливают на фарфоровые или резиновые прокладки.

Для ванн, потребляющих большие токи, особенно когда требуется регулировка тока, рекомендуются индивидуальные схемы питания.

Во многих гальванических цехах питание нескольких ванн осуществляется от общего источника. В этом случае для регулирования тока, в цепь каждой ванны включается реостат.

При больших плотностях тока (например, при хромировании) применяют ванны непрерывного действия, в которых изделия в процессе покрытия перемещаются от одного края ванны к другому. Такие ванны обычно снабжены устройствами для перемешивания электролита сжатым воздухом и его фильтрации.

При больших производительностях применяют автоматы, снабженные рядом ванн, в которых проводится не только само покрытие изделий, но и подготовка их поверхности (обезжиривание, травление и промывка). В таких автоматах изделия, перемещаясь шагами по горизонтали и вертикали, поочередно проходят все ванны.

Установка гальванической анодной системы — Большая химическая энциклопедия

Однако в плохо проводящих средах или почвах низкое управляющее напряжение может ограничивать использование гальванических анодов. Повышение подачи тока, необходимого в эксплуатации, практически возможно только с помощью дополнительного внешнего напряжения. В особых случаях это используется, если установленная гальваническая система перегружена или если продукты реакции берут на себя дополнительные функции (см. Раздел 7.1). [Стр.205]

Гальванический анод Катодная защита внутренних погруженных поверхностей стальных резервуаров для хранения воды Металлургические и инспекционные требования для анодов-браслетов морских трубопроводов Проектирование, установка, эксплуатация и техническое обслуживание систем внутренней катодной защиты глубинных грунтовых оснований в резервуарах нефтепереработки. .. [Pg.859]

Катодная защита — это процесс электрохимической поляризации, который широко и эффективно используется для ограничения коррозии. Проще говоря, это электрическая система, энергия которой противодействует естественному процессу электрохимического разложения коррозии.Все системы катодной защиты требуют искусственного развития альтернативной коррозионной ячейки с (-) электронами, протекающими через искусственно установленный анод к конструкции на металлическом пути. Это также требует потока (+) ионов (атомов или молекул, несущих электрический заряд) от анода к структуре по пути электролита и / или (-) ионов в противоположном направлении. Для постоянного тока уровень защиты зависит от наклона поляризации катодной реакции в структуре.Ток может подаваться от гальванической системы или системы наложения тока. В гальванической системе электроны текут из-за разницы в потенциале полуэлементов между металлом конструкции и металлом анода катодной защиты, учитывая, что металл анода более реактивен, чем рассматриваемый металл. В системе с наложенным током … [Pg.710]


.

Компания | Гальванические прикладные науки

  • Председатель Правления

    Роберт Дж. Розенталь, доктор философии

    Главный исполнительный директор, Taconic Biosciences

    Боб Розенталь обладает более чем 30-летним опытом в продвижении инновационных продуктов и создании ценности для клиентов, акционеров и сотрудников научно-технических компаний. В настоящее время он является генеральным директором компании Taconic Biosciences, расположенной в Хадсоне, штат Нью-Йорк, ведущего поставщика исследовательских моделей для фармацевтических и биотехнологических организаций.Ранее Боб занимал пост председателя и генерального директора компании Intelligent Medical Implants (IMI), разработчика технологий, предназначенных для восстановления зрения людей, ослепленных такими заболеваниями, как пигментный ретинит. До IMI он был президентом и главным исполнительным директором Magellan Biosciences, где помог построить компанию от стартапа до более чем 100 миллионов долларов дохода. Ранее он был президентом и генеральным директором Boston Life Sciences, биофармацевтической компании, занимающейся исследованиями и разработками, президентом подразделения PerkinElmer’s Instruments, где он руководил приобретением и интеграцией группы Analytical Instruments из PE Corporation, а также президентом и генеральным директором Thermo Optek, (сейчас входит в состав Thermo Fisher Scientific).Он начал свою управленческую карьеру в корпорации Nicolet Instrument Corporation, расположенной в Висконсине, и в конечном итоге стал ее президентом после того, как компания Thermo Instrument Systems приобрела компанию. Помимо работы в правлении Гальваника, он также является членом правления Safeguard Scientifics, Inc. Он имеет степени бакалавра, магистра и доктора химии, полученные в Университете Мэриленда, Государственном университете Нью-Йорка и Университете Эмори соответственно, а также а также степень магистра делового администрирования AEA в Стэнфордском университете.

  • Директор

    Тимоти Бриглин

    Партнер, Tuckerman Capital

    До того, как стать соучредителем Tuckerman Capital в 2001 году, Тим был партнером Green Mountain Partners.Находясь в Green Mountain, Тим принимал непосредственное участие в 21 инвестиционной деятельности на общую сумму 200 миллионов долларов. Ранее он был помощником сенатора США Патрика Лихи по законодательным вопросам, который занимался экономическими, налоговыми и банковскими вопросами. В начале своей финансовой карьеры Тим был юристом Morgan Stanley по корпоративным финансам и аналитиком в Marine Midland Bank по корпоративному кредитованию. В 2013 году Тим был назначен губернатором Шамлином членом Совета экономического прогресса штата Вермонт, а также членом консультативного совета губернатора по вопросам финансирования здравоохранения.Тим — член учредительного совета Vermont Parks Forever, член корпоративного совета Vital Communities и директор Сберегательного банка Mascoma. Он также входит в состав исполнительного комитета и является казначеем Демократической партии Вермонта. Он окончил Корнельский университет и Высшую школу бизнеса Стэнфордского университета.

  • Директор

    Эрик Дж. Мара

    Управляющий член, Right Lane Capital LLC

    Эрик Мара основал в 2012 году частную инвестиционную компанию Right Lane Capital.До этого он был младшим партнером в Pavis Capital LLC, хедж-фонде, основанном на исследованиях, созданном для проведения комплексной проверки инвестиций на публичных рынках, аналогичной методам проверки частных инвестиций. Эрик начал свою карьеру в качестве члена команды по сделкам с прямыми инвестициями в Audax Group, инвестиционной фирме с более чем 5,0 миллиардами долларов вложенного капитала, ориентированной на приобретение и рост компаний среднего размера. Он с отличием окончил Бэбсон-колледж в Уэлсли, штат Массачусетс, где получил степень бакалавра в области финансов.

  • Член / Советник

    Герард Авраам

    Бывший генеральный директор, Galvanic

    Опытный руководитель с более чем 30-летним опытом работы в мировой индустрии аналитических приборов, Джерард Абрахам был генеральным директором Galvanic с 2014 по 2018 год. До прихода в Galvanic Джерард был вице-президентом по развитию бизнеса в FEI, производителе высокотехнологичных материалов. решения для производственной микроскопии для различных отраслей — от электроники и материаловедения до наук о жизни и рынков природных ресурсов.Ранее он был консультантом в SFW Capital Partners и президентом подразделения SYMYX, комбинаторной химии и материаловедения. В течение 18 лет до этого он занимал ряд высокопоставленных должностей в том, что сейчас называется Thermo Fisher Scientific, начиная с должности генерального менеджера и операционного менеджера в лабораториях прикладных исследований компании, а затем в должности президента подразделения технологических систем и технологических инструментов. деление. Джерард также занимал руководящие должности по операциям и инжинирингу в IBM и HP.Он имеет степень бакалавра искусств в области бизнеса и общего управления Парижского университета Дофин во Франции и степень инженера по нелинейной оптике в Институте оптики в Париже.

  • Член / Советник

    Дрю Т. Сойер

    Соучредитель и управляющий партнер, 2SV Capital

    До основания 2SV Capital Дрю Сойер был одним из основателей Parthenon Capital, частной инвестиционной компании, которая выросла с момента основания до более чем 1 доллара.1 миллиард под управлением за четыре года. Дрю имеет обширный опыт работы в секторах цепочки поставок, распределения, потребительских и технологических услуг. Помимо Galvanic, он входит в несколько советов директоров, в том числе: Apache Industrial Services, Canongate Golf, Interline Brands (NYSE: IBI), Johnson Precision, Worcester Air и GoodSports, некоммерческую детскую благотворительную организацию. Дрю имеет степень бакалавра экономики в Колледже Уильямс и степень магистра делового администрирования в Гарвардской школе бизнеса с отличием первого года обучения.Он также учился в Эксетерском колледже Оксфордского университета.

  • Член / Советник

    Рене Алдана

    Президент и главный исполнительный директор, Galvanic

    Старший руководитель с более чем 20-летним опытом управления в мировой нефтегазовой отрасли, Рене Алдана присоединился к Galvanic в качестве генерального директора в июне 2018 года. Рене обладает обширным опытом в области стратегического лидерства, автоматизации процессов, развития талантов и интеграции слияний и поглощений. это пойдет на пользу следующей главе роста и прогресса Galvanic.До прихода в Galvanic Рене был главным операционным директором ZCL Composites Inc., компании по производству композитов, зарегистрированной на бирже TSX и обслуживающей нефтяную промышленность, водоснабжение и очистку сточных вод. Ранее он был управляющим директором Yokogawa Canada, мирового лидера в области решений для измерения промышленных процессов и автоматизации. За 18 лет до этого он занимал ряд высокопоставленных должностей в Telvent, начиная с обслуживания клиентов, затем за управлением инженерными проектами и заканчивая вице-президентом международного подразделения нефти и газа.Он имеет степень бакалавра компьютерных наук в Университете Саймона Фрейзера в Канаде, степень магистра делового администрирования в бизнес-школе IE в Испании и степень ICD.D Канадского института корпоративных директоров. Рене свободно говорит на английском, испанском (родном) и португальском языках.

  • .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *