Експерименти без експлозии галванопластика и електроформоване
Читалня
О. Олгин. Експерименти без експлозии
След анодизиране на алуминий ще бъде естествено да преминете към следващите електрохимични експерименти, тъй като има електролитна баня, източник на ток и ключ с реостат под ръка. В тези експерименти ще извлечем метала от разтвора и ще го нанесем върху повърхността. Този процес се наричагалванопластика, а покритията -галванопластика. Между другото, анодирането на алуминий също се отнася за галванично покритие.
Първо, нека научим как дананасяме медвърху стоманена повърхност. Медното покритие е много разпространено в индустрията и не само като самостоятелен процес, но и (може би дори по-често) като подготвителна операция преди покриване с други, по-трайни и елегантни филми - хром, никел, сребро. Причината е, че медта, правилно нанесена, прилепва много силно към стоманата и изравнява грапавините и дефектите по повърхността й, докато други метали от своя страна се нанасят добре върху медния филм. Изглежда, че всичко е просто: обработих стоманената част с разтвор на меден сулфат, по-активното желязо измести медта от разтвора и тя се утаи на повърхността. Наистина ще бъде така (можете да проверите, като спуснете чист пирон в разтвор на CuSO4). Но медният слой на повърхността е много разхлабен - лесно се изтрива дори с парцал. И с електрохимична обработка, медният слой е гладък и издръжлив.
Етомного прост начин за медно покритие. Отстранете изолацията от единия край на мекия многожилен проводник и разтрийте тънките медни проводници, за да направите "четка". За удобство го завържете за дървена пръчка или молив, а другия край на жицата свържете към положителния полюс на батерията на фенерчето. Електролит - концентриран разтвор на меден сулфат,за предпочитане леко подкислен - изсипете в широка бутилка, в която ще бъде удобно да потопите "четката".
Подгответе стоманена плоча или друг малък предмет, за предпочитане с равна повърхност. Избършете го с фин шкурка и го обезмаслете чрез кипене в разтвор насода за пране. Поставете пластината във вана или кювета и я свържете с проводник към отрицателния полюс на батерията. Веригата е сглобена, остава само да се въведе електролитът.
Потопете "четката" в разтвора намеден сулфати я прокарайте по плочата, като внимавате да не докоснете повърхността; работете така, че винаги да има слой електролит между плочата и четката. Окабеляването трябва да се навлажнява с разтвора през цялото време. Пред очите плочата ще бъде покрита с червен слой метална мед. Обработката на малка част отнема няколко минути. Ако повърхността е по-голяма, тогава ще е необходимо не само допълнително време, но и допълнителна батерия; свържете го с първия паралелно. След като покритието е нанесено, изсушете частта на въздух и разтрийте матовия меден слой до блясък с вълнен или платнен парцал.
Между другото, този експеримент може да се направи както с алуминиеви, така и с поцинковани плочи. Такъв процес, при който частта не се спуска в електролитната вана, а се обработва отвън на малки участъци, като през цялото време се добавя електролит, понякога се използва в практиката, особено в случаите, когато частта е толкова голяма, че не можете да намерите подходяща вана за нея. Например, когато е необходимо да се поднови покритието на обшивката на океански кораб.
Ако обаче частите са малки, те обикновеносе потапят в електролитна баня- това е по-бързо и по-удобно. Така се прави при никелиране на стомана или по-точно преди никелиране, тъй като без предварително медно покритие в този случай нямаполучавам се.
Металният предмет, който сте решили да никелирате (нека да е кран за вода или плоча на врата), обработете както обикновено с шкурка, за даотстраните оксидния филм, изтъркайте с четка, изплакнете обилно с вода, обезмаслете в горещ разтвор на сода и изплакнете отново. В буркан или чаша спуснете върху жици (за предпочитане медни) две медни пластини -аноди. Между тях закачете предмета на тел (напомняме ви, че е най-удобно да увиете всички тези телове около молив и да го поставите по краищата на консервата). Тези проводници, които идват от медни плочи, се свързват заедно и се свързват към положителния полюс на източника на ток, а частта към отрицателния; включете реостат 200-300 ома или радиосъпротивление във веригата за регулиране на тока и милиамперметър (тестер).DC захранване- две или три батерии за фенерче, свързани паралелно, или батерия с напрежение не повече от 6 V.
Електролитен разтвор - 20 gмеден сулфати 2-3 mlсярна киселинана 100 ml вода - изсипете в чаша, разтворът трябва да покрие напълно електродите. С помощта на реостат или избиране на съпротивления настройте тока от 10 до 15 mA на квадратен сантиметър от повърхността на частта. След около двадесет минути изключете тока и извадете частта - тя е покрита с тънък слой мед. Не изливайте електролита за медно покритие, той все още ще бъде полезен.
Следва никелиране. Пригответе нов електролит (30 gникелов сулфат, 3,5 gникелов хлориди 3 gборна киселинана 100 ml вода) и изсипете този електролит в друга чаша. Никелирането изисква никелови електроди. Потопете ги в електролита, сглобете веригата по същия начин, както при медното покритие, и включете тока отново за около двадесет минути. Извадете артикулаизплакнете и подсушете. Покрит е със сивкав матов слой никел. За да може покритието да придобие обичайния си блясък, то трябва да бъде полирано.
Електролитът за хромиране обикновено съдържа хромна киселина. Но тъй като вероятно нямате тази киселина, нека прибегнем до заобиколно решение. Вече сте получилизелен хромиран пигмент. Ако не сте правили този експеримент, имайте предвид, чехромово зеленосе продава в магазините.Стопетехромен оксидссодавъв въздуха, т.е. загрейте сместа в чиста метална кутия. Получили сте натриев хромат Na2CrO4. Разтваря се във вода, филтрира се и се подкислява със сярна киселина; в този разтвор може да се извърши хромиране. Разбира се, ако имате готовнатриев хромат, не е необходимо да го варите.
Малък предмет, който ще хромирате, обработете както обикновено с шкурка, обезмаслете, ецвайте със слаб киселинен разтвор и изплакнете. Това ще бъде катодът, свържете го към отрицателния полюс на източника на ток.Анодъттрябва да е инертен, напримерграфит. Разглобете старата батерия и извадете графитния прът от нея.
За да получите достатъчно ток за хромиране, трябва да вземете батерия или няколко батерии за фенерче. Изберете сами времето на експеримента и необходимия ток. В края на електролизата извадете детайла от електролита, изплакнете го обилно и го полирайте до блясък с кърпа с прах за зъби.
Друг много разпространен електрохимичен процес егалванопластика, т.е. отлагане на дебел, масивен слой метал върху повърхността на предмет, чиято форма искат да възпроизведат, копират.Галванопластикасе използва в случаите, когато металната част има много сложна форма и по конвенционални методи (леене илимеханична обработка) е трудно или невъзможно за производство. Така понякога се възпроизвеждат скулптури по модели (колесницата на Аполон на фронтона на Болшой театър е изработена от галванопластика); от стандартния запис са кодирани и метални форми, в които се пресоват грамофонни плочи, възпроизвеждащи точно най-фин релеф на браздите.
Ако не ви е останал разтвор за медно покритие, пригответе го отново. Вземете парче восък или парафин и загладете повърхността му много внимателно, така че да е възможно най-плоска. На тази гладка зона издраскайте надписа, рисунката или шарката. Съветваме ви да напишете инициалите си - тогава ще получите монограм. Най-удобно е да се пише с игла, но моля не оставяйте твърде дълбоки драскотини.
Използвайте мека четка, за да нанесете електропроводимия прах върху шарената повърхност. Можете например да смажете оловото на обикновен молив или графитена батерийна пръчка в хаванче. По краищата на картината натиснете тънки голи медни проводници към повърхността, покрита с графит (те ще служат като проводници) и ги свържете заедно. Закачете восъчната отливка в чаша, налейтеелектролит, спуснете медния електрод и сглобете същата верига като при експериментите с медно покритие. Но за разлика от галванопластиката, тук е необходим много по-нисък ток, около 5-10 mA. Следователно ще трябва да преместите реостатния двигател или да вземете друго радиосъпротивление.
Включете тока и бъдете търпеливи, защото при този токмедта ще се отлага върху графитната повърхност поне пет часа, ако не и повече, но не е необходимо да увеличавате тока: качеството на работа ще бъде много по-лошо. Отворете веригата и отстранете восъчната отливка от стъклото. Внимателно потопете восъка в гореща вода - той ще се разтопи. И в ръцете ви ще бъде тънък меден лист смодел. Внимателно откъснете проводниците надолу от него. Получено е точно копие на чертежа.
Сега можете да преминете към едно много полезно нещо: производството нагалванопластикауникални значки. Те ще бъдат само във вашата колекция! Ако направите двадесет или тридесет сувенири в чаша, те ще напомнят на вас и вашите другари за поход, за спортни състезания за дълго време.
Вашият детайл е мек. За да го втвърдите,покрийте го с медвъв вана за покритие. По принцип вече знаете как да го направите; тук ще намерите съвети за правене на значки.
Пробийте заготовките по ръба с игла и прекарайте тънка медна тел в дупката. Изплакнете заготовките, избършете сбензини прах за зъби, изплакнете отново и, като държите висулката или с пинсети, потопете за половин минута в разреден, приблизително 5% разтвор наазотна киселина. Накрая изплакнете в течаща вода и окачете на метален прът. Спуснете цялата суспензия в чаша с две медни анодни плочи (иконите ще бъдаткатоди). Листовете фолио трябва да бъдат разположени на различни нива, така че да не се покриват един друг. Изсипете електролит в чаша - 25 gмеден сулфати 1,5 mlсярна киселинана 100 ml вода,за предпочитане дестилирана. Източник на ток -батерия; Можете също да използвате трансформатор с токоизправител. Токът във веригата е около 10 mA на 1 cm 2. Дебелината на медния слой трябва да бъде 0,5-0,8 mm.
Когато медното покритие приключи, измийте частите. Ако решите да направите релефно изображение или надписи върху иконата, маркирайте ги с игла. Покрийте тази част от повърхността, която не е необходимо да се покрива с тънък слой BF лепило, лак или парафин, спуснете детайлите в електролита и включете отново тока, така че отворениятсекциите са покрити със слой мед - тогава те ще станат изпъкнали. След това отстранете лепилото или парафина.
Ако можете, гравирайте надпис или изображение върху значката и не забравяйте да запоите щифт отзад.
И накрая, нека придадем изискан вид на иконата. Химическото боядисване и никелирането са доста подходящи. Но значките "старо сребро" изглеждат още по-добре.
Пригответе 2-3% разтвор насребърен нитрат(можете да разтворите аптеченмоливвъв вода). Добавете солна киселина на малки порции - три до четири обема на обем разтвор. Отцедете разтвора от утаения сребърен хлорид, измийте утайката няколко пъти с дестилирана вода, като водата се отцежда много внимателно, върху стъклена пръчка, за да не се загубисребърен хлорид. Добавете 30% разтвор накалиев йодидна малки порции към измитата утайка, докато утайката се разтвори напълно. Добавете вода, за да доведете обема на разтвора до първоначалния. Трябва да имате толкова електролит за сребърно покритие, колкото сте подготвили за медно покритие.
Потопете значките в този електролит (те отново ще бъдат катоди).Анодитемогат да бъдат графитни пръти, за предпочитане от батерии, а не от моливи, защото тяхната площ трябва да е малко по-голяма от площта на иконите. Плътността на тока е малка, около 1 mA/cm 2 .
Това създаваслой от сребровърху значките и, разбира се, те изглеждат като нови. Все пак не е чак такъв трик да почерниш значките под старото сребро. Воден разтвор накалиев сулфидс концентрация приблизително 0,5-1% се нагрява до 50 o C. Иконите в този разтвор постепенно ще променят цвета си - първо ще станат сиви, след това синкави и накрая черни. Изплакнете значките и ги разтрийте с филц или кърпа. Тогава изпъкналите части ще изсветлеят, останалитеповърхността ще остане черна и значките ще изглеждат точно като старите сребърни предмети.