Гальваніка (металізація предметів)
Способи металізації рослин, комах та інших неметалевих предметів
Щоб виготовити металеві листи рослин, зі свіжого листя знімають відбитки на воскової композиції наступним чином. У формочку з щільного паперу заливають воскову композицію, дають їй охолонути майже до повного затвердіння, але з таким розрахунком, щоб поверхня її була еластичною. Потім на поверхню воску накладають листя і притискають їх склом. Коли скло і листя знімають, на воскової композиції залишається чіткий відбиток листя.
Після повного затвердіння воску форму з відбитком обережно графітіруют м'якою щіткою. Встановивши провідники на формі, підвішують вантаж і опускають її в електричну ванну.
Для покриття металом комах (метеликів, жуків і т. П.) Їх відповідним способом готують: комах витримують в 1,5% -ному розчині сулеми, висушують, покривають лаком або тонким шаром воску. Потім поверхню потрібно зробити токопроводящей, для цього її за допомогою пензлика змащують рідкої кашкою з графіту, розведеного на спирті або горілці. Після висихання надлишки графіту видаляють.
Після цього предмет підвішують на декількох тонких мідних зволікання діаметром 0,1-0,2 мм, перекручуючи або перев'язуючи їх неодноразово хрест-навхрест (рис. 145), і поміщають в гальванопластичного ванну. Для усунення плавучості в електроліті метелика, жучка і т. П. Прикріплюють парафіном до скла або шматочку пластмаси. Метал починає відкладатися насамперед близько мідних дротиків, поширюючись дуже повільно на всю іншу поверхню. Тому на початку процесу ток повинен бути в кілька разів менше нормального, коли ж вся поверхня виявиться «затягнутої» металом. Тривалість процесу - кілька годин. Товщина покриття може коливатися від 0,1 до 2 мм. Використовуючи метод гальванопластики, можна металлизировать мережива Декоративно-художнього прикраси різних предметів. Мереживо розтягують на рамці і просочують парафіном. Потім їх пропрасовують праскою між аркушами паперу для видалення надлишків парафіну. Далі наносять електропровідний шар дрібного графіту, надлишок його ретельно здувають з мережив. Проклавши провідники по краю мережива, їх кріплять на пластмасовій рамці або рамці з товстого дроту з хлорвінілової ізоляцією, разом з якою мережива занурюють в електроліт.
Мереживо, покриті міддю, обробляють латунної щіткою. Паяють їх олов'яно-свинцевим припоєм.
Гальваностегіческая обробка металізованих мережив полягає в нанесенні декоративного шару срібла або золота або в оксидуванні.
Гальванопластика - електромеханічний спосіб копіювання (отримання точних копій виробів). Широко використовується в техніці при виготовленні матриць в поліграфії, прес-форм для пресування грам пластинок і т. П. Цим способом виготовляють металеві сітки, ювелірні вироби, копії скульптур, гравюр, деталі складної конфігурації. Спосіб відрізняється виключно високою точністю відтворення рельєфу вироби.
Гальваностегія - електрохімічний процес покриття одного металу іншим, більш стійким в механічному і хімічному "щодо, наприклад, сталеві деталі покривають хромом, нікелем, мідні - нікелем, сріблом або іншими металами.
В принципі гальванопластика не відрізняється від гальваностегії. Однак гальваностегіческіе і гальванопластичного процеси мають свої особливості і відрізняються насамперед методами підготовки поверхні перед осадженням на неї металу.
У гальваностегії поверхню готується так, щоб покриття міцно трималося на ній. У гальванопластике, навпаки, покриття повинне легко відділятися. Тому в останньому випадку приділяється велика увага нанесення струмопровідних шарів (в разі покриття непроводнікі) і розділових шарів (якщо копія виходить з металу).
Далі, в той час як для гальваностегіческіх покриттів використовують багато металів і сплави (срібло, цинк, олово, нікель, мідь, хром і їхні сплави), в гальванопластике зазвичай застосовують лише відкладення міді, нікелю і срібла і значно рідше - інших металів. У зв'язку з тим що гальванопластичного відкладення відрізняються від гальваностегіческіх значно більшою товщиною, склади електролітів і режими, що застосовуються в гальванопластике, також дещо відрізняються від прийнятих в гальваностегії.
У гальванопластике Метал зазвичай нарощують нема на метал, а на тонкий струмопровідний шар, нанесений на поверхню непроводнікі, або на розділовий, погано провідний шар, нанесений на метал, тому в технологічний процес вводять додаткову порівняно З гальваностегія операцію «затягування» металом - первинне нарощування металу на струмопровідний шар до півноги закриття його. Склади електролітів для ванн затяжки і режим роботи дещо відрізняються від звичайних.
Устаткування для гальваностегії нічим не відрізняється від устаткування, яке застосовується для гальванопластики.
Як гальванічної ванни може бути використана будь-яка скляна банка такого розміру, щоб покриваються металом предмет вільно в ній розміщувався і при цьому не перебував дуже близько від анодних пластин.
Найзручніше користуватися чотирикутними скляними банками (рис. 142).
З товстої мідного дроту або трубок роблять поперечні поперечини, з яких дві (а) служать для підвішування нікелевих або мідних пластин - а н од про в, а третя (б) - для нікеліруемих або омедняется предметів.
У круглій банку анодний пластину доводиться згинати в вигляді циліндра (с) (рис. 143).
Покриваються предмети підвішують на мідних дротах. Анодних пластин повинно бути дві. Важливо, щоб покриваються предмети були звернені до анодам своїми найбільшими площами і перебували з ними приблизно в паралельних площинах. Поперечини, до яких підвішуються аноди і покриваються предмети, необхідно забезпечити клемами для зручності і надійності з'єднання (див. Рис. 142). Дроту, якими прикріплений анод до перекладині, повинні перебувати вище рівня електроліту, особливо якщо вони зроблені з іншого металу. Анодні пластини включаються між собою паралельно і приєднуються обов'язково до клеми «плюс» джерела струму (акумулятора або випрямляча).
Аноди повинні бути ретельно очищені від оксидів, бруду і знежирені, так само як і предмети, призначені для покриття металом.
Важливою умовою успішного нікелювання і міднення є чистота. Якщо в електроліті з'явилася легка муть або утворився осад, електроліт необхідно профільтрувати.
На рис. 144 показана схема включення гальванічної ванни. Як джерело струму можна використовувати автомобільний акумулятор або випрямляч (напругою 6-12 В), який живиться від мережі змінного струму напругою 127-220 В. К. схемою необхідно підключати вольтметр і амперметр. Якщо поверхня покривається предмета менше 2 дм ", можна використовувати міліамперметр на 500.мА. Опір реостата має бути близько 8-10 Ом, щоб можна було змінювати струм в межах часток ампера.
При складанні електричного кола ванни дуже важливо не сплутати полюси у акумулятора або випрямляча, так як анодні пластини повинні бути обов'язково підключені до позитивного полюса, а деталь (предмет) - до негативного. При неправильному включенні буде «розчинятися» метал деталі або предмета, що призведе до псування електроліту.
Рівне щільне покриття предмета нікелем або міддю залежить від величини електричного струму, -не перевищує певної межі і залежить від площі поверхні предмета.
Наприклад, якщо норма щільності струму дорівнює 0,5 А на 1 дм 2 і предмет має загальну поверхню близько 0,5 дм2, то струм не повинен перевищувати, 0,5Х 0,5 = 0,25.А. При більшому струмі нікель або мідь будуть відкладатися темним, неміцним, легко відділяється шаром. Якщо предмет має загострені частини, щільність струму слід зменшити в 2-3 рази. Предмети занурюють у ванну під напругою. Для цього їх спочатку підвішують на мідних голих провідниках діаметром 0,8-1 мм до перекладині (мідна трубка), підключають до джерела електричного струму (при цьому реостат вмикають на повний опір) і опускають в ванну з електролітом. Потім, зменшуючи опір реостата, доводять струм до норми.
Під час гальванізації деталь або предмет два-три рази виймають з ванни на короткий час і оглядають. Якщо метал відкладається нерівномірно, змінюють положення предмета, повернувши його до анода тим боком, на якій шар металу виходить тонше.
При правильному процесі нікелювання нікель відкладається матовим, всюди рівним, сріблястим шаром. Поява темних плям свідчить про погане знежирюванні. Тонкий шар металу відкладається на деталі або предмет за 20-30 хв, товстий шар - за кілька годин.
Предмет, вийнятий з ванни, як би добре він не був попередньо відполірований, має матову поверхню. Для додання блиску його полірують найтоншим крейдою (зубним- порошком) за допомогою сукнини. Можна також полірувати крокусом, але дуже обережно, щоб не пошкодити шар нікелю.
Примітка. В аматорських конструкціях широко застосовується алюміній. Анодування можна виконувати змінним струмом 12-24 В. Деталь (лист) полірують до дзеркального блиску, протирають ацетоном і хімічно знежирюють в розчині їдкого натру 50 г / л. Час знежирення 3-5 хв, температура розчину 50 ° С.
Анодування змінним струмом полягає в наступному.
Якщо анодируется деталь (лист), то вона є першим електродом, а другим може бути оброблена алюмінієва болванка або лист.
Контакти токоподводов обов'язково повинні бути алюмінієві. Електролітом служить 20% -ний розчин сірчаної кислоти.
Умови анодування наступні.
1. Для алюмінію і плакированного дюралюмінію щільність струму 1,5-2 А / дм2 при напрузі 12 В. Час анодуванні 25-30 хв, температура електроліту не вище 25 ° С.
2. Для дубльованих дюралюмінію щільність струму 2-3 А / дм 2 при напрузі 12-20 В. Час анодування 20-25 хв, температура електроліту - близько 25е С.
Гальванічна ванна на змінному струмі
Нині гальванотехніка стала галуззю промисловості. За допомогою електролізу полірують і хромують метали, захищають їх від корозії, іржавіння, отримують алюміній, магній та інші метали. Всі процеси здійснюють на постійному струмі.
Ми познайомимо вас з прийомами гальванотехнічних процесів на. змінному тоні.
Роботу почніть з підготовки обладнання. Підберіть відповідний скляну посудину для гальванічної ванни, трансформатор, що знижує змінний струм з 220 до 4-б В; дві металеві пластини (з міді або заліза) і дві штанги - два металевих стрижня.
Перед досвідом нагрійте пластини і покрийте їх тонким шаром воску або парафіну. Потім гострою дерев'яною паличкою нанесіть на віск будь-який малюнок - пейзаж, портрет, текст - і навісьте пластини на штанги. Малюнки повинні «дивитися» один на одного, а відстань між ними має бути 15 - 20 мм. Зміцніть штанги на ванні і залийте в неї електроліт - розчин води з кухонною сіллю (з розрахунку дві столові ложки солі на літр води).
Увімкніть струм. Через 30-40 хвилин можете виймати пластинки з ванни. Вам залишиться нагріти їх до 60-80 °, видалити ганчіркою розплавлений віск - і перед вами буде той малюнок, який ви нанесли перед досвідом.
ОСАДЖЕННЯ СЕРЕБРА
У цій же ванні можна провести ще один цікавий досвід - з осадженням срібла. Відомо, що в малих кількостях воно міститься в фіксажі, відпрацьованому при прояві і друкуванні фотознімків.
Підвісьте на штанги дві маленькі мідні або залізні пластинки, налийте у ванну відпрацьований фіксаж і включіть тон. Через 50 - 70 хвилин, вийнявши пластинки з ванни, ви помітите на нік осезшее срібло.