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

Содержание:

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.

��Искусство гальванопластики. Покрываем медью фигурки и листья

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!

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

Гальванопластика — это электрохимическая операция. Такая технология позволяет восстанавливать изделия из разных материалов за счет осаждения частиц металла на их поверхности. Процесс имеет несколько особенностей, которые нужно учитывать при работе.

Металлический листок (Фото: Instagram / nik_lopatsik)

Описание процесса

Гальванопластика — электрохимический процесс, который позволяет делать копии изделий разной формы и размеров. Преимущество технологии — высокая точность обработки.

Гальваностегия — электрохимическая технология, которая подразумевает покрытие металлических заготовок слоем металла. Покрытие выбирается зависимо от необходимых технических характеристик, которые должны быть выше чем у основы. Чаще для покрытия металлических изделий используют хром, серебро, никель.

Гальванопластика в домашних условиях. Мастер-класс FunChrome. Технология копирования.

Технологии можно назвать одинаковыми, но они различаются способами подготовки рабочих поверхностей. Перед гальваностегией проводиться обработка, нацеленная на создание прочного соединения. Покрытие после гальванопластики должно без труда отделяться от основания.

Сферы применения

Чаще гальванопластика применяется при изготовлении ювелирных изделий: копий монет, орденов, украшений, статуэток. Из наиболее популярных материалов, который применяются для проведения рабочего процесса является медь.

Если работы были проведены с соблюдением технологических этапов, использованием хорошего оборудования, готовую копию будет сложно отличить от оригинала. Отличия видны только по барьерному слою.

Выполнять работы можно в домашних условиях. Перед проведением технологического процесса необходимо убедиться, что поверхность заготовки, с которой будет сниматься копия, проводит электричество. Если это не так, ее нужно покрыть слоем бронзы или графита. Чтобы добиться необходимого результата, человеку нужно разбираться в гальванотехнике.

Серьги (Фото: Instagram / volkova.julianna)

Материалы и оборудование

Для проведения работ нужно подготовить определенное оборудование и материалы:

Дополнительно понадобится термометр. Важно поддерживать рабочий температурный режим в пределах 18°–25°C.

Подготовка материала

Перед проведением работ необходимо подготовить изделия. Для заготовок, проводящих ток, процесс состоит из нескольких этапов:

  • очистки от ржавчины, налета, грязи;
  • обезжиривания детали в заранее подготовленном составе;
  • сушки поверхностей.

Если говорить о диэлектрических заготовках, подготовка выглядит иначе. Пошаговая инструкция:

  1. Поверхности зачищаются от грязи, пыли, обезжириваются, высушиваются.
  2. Если изделие содержит каучук, поверхность необходимо протереть спиртом, высушить. После сушки кистью нанести слой коллоидного графита. Втирать смесь 10 минут. Удалить остатки графита сжатым воздухом.
  3. Чтобы начать работать с деталями со сложным рельефом, необходимо нанести металлическую пленку. Изначально изделие обезжиривается Венской известью, смешанной с синтетическим моющим средством. Пропорции 1 к 1. После обезжиривания необходимо погрузить деталь в раствор сенсибилизации (длительность выдержки — 10 минут).

После обработки химикатами изделие промывают под проточной холодной водой.

Металлическая статуэтка (Фото: Instagram / _galvanoplastika_)

Обработка

Можно выполнить гальванопластику в домашних условиях. Для этого нужно учитывать ряд особенностей, выполнять действия поэтапно. Пошаговая инструкция обработки деталей:

  1. Из многожильного кабеля вытащить 20 см проволоки.
  2. С двух сторон проволоки очистить изоляцию. Одни из концов согнуть под углом 90°.
  3. Угол приклеить к детали из пластика.
  4. Обезжирить предметы после высыхания клеевого состава. Лучше использовать для этого бытовую химию. Растворитель не подойдёт.
  5. Промыть изделие под проточной водой.
  6. Заранее подготовить бронзовую краску. Удерживая деталь за проволоку, медленно опустить ее в емкость с рабочей жидкостью. Важно, чтобы поверхность окрашивалась равномерно.
  7. В течение часа высушивать изделие.
  8. На детали закрепить плюсовой контакт. Погрузить ее в ванную.
  9. Оставить заготовки в емкости под напряжением на 15 часов.
  10. Промыть детали под проточной водой.

После выполнения металлизации необходимо закончить обработку. Для этого следует нанести серную мазь на рабочие поверхности и подержать над газовой плитой. Медь должна потемнеть.

Существует еще один вариант выполнения работ. Пошаговая инструкция:

  1. Сделать кисточку из многожильного провода. Закрепить один конец на деревянной ручке, другой оголить.
  2. Ко второму концу подключить плюсовой контакт от общей электроцепи.
  3. Залить электролитный раствор в широкую емкость.
  4. Деталь подсоединить к минусовому контакту.
  5. Кисточку обмакнуть в электролит.

Дождаться появления необходимого визуального эффекта.

Последний этап проведения работ — полировка. Понадобится большая болгарка со специальной щеткой. Обработку нужно проводить аккуратными движениями, чтобы не стереть нанесенный слой. Визуальный эффект, который должен получится после проведения работ — черненая бронза с отдельными блестящими участками.

Полировка украшений (Фото: Instagram / obruchalnyekolcasale)

Техника безопасности

Чтобы обезопасить свой организм, нужно соблюдать ряд правил:

  1. Работать используя респиратор, защитные очки, перчатки, спецодежду.
  2. Помещение должно иметь хорошую вентиляцию, чтобы вредный пары выходили наружу.
  3. Из рабочей зоны следует убрать взрывоопасные вещества, разные виды топлива.
  4. При работе нельзя употреблять пищу или воду. Делать это можно только в отдельном помещении.

Соблюдая правила, можно снизить риск отравления, получения травмы.

Гальванопластика применяется для создания точных копий разных изделий. Технология представляет собой восстановление заготовки оседающими металлическими частицами на ее поверхности. Поскольку работа связана с применением едких химических веществ, нужно соблюдать технику безопасности.

Гальванопластика и гальваностегия — what it is? Часть 2

Прежде чем наносить на изделие из металла покрытие, надо его изготовить. Одним из способов его создания может быть получение изделия методом гальванопластики, поэтому я и начну рассмотрение гальванотехнических процессов с этого раздела.

Гальванопластика. Начало.

Пожалуй, наиболее точное определение дано в Большой советской энциклопедии (М.: Советская энциклопедия. 1969–1978): «Гальванопластика — получение легко отделяющихся, относительно толстых, точных копий с различных предметов, т. н. матриц».

Матрицы могут быть изготовлены из различных материалов — как металлических, так и из не проводящих электрический ток материалов.

При использовании материалов, не проводящих электрический ток, для изготовления матриц (резина, пластмассы, гипс и т. д.) сложности возникают при создании токопроводящего слоя (на иллюстрации ниже форма из виксинта, в которой установлены электроды для подключения к источнику постоянного тока).

Прежде чем нанести токопроводящий слой, матрицу нужно подготовить: устранить гигроскопичность поверхности, обеспечить прочное сцепление токопроводящего слоя с основой. Дерево, кружева, гипс и все другие гигроскопичные материалы пропитываются горячей натуральной олифой или расплавленным парафином (воском). Перед нанесением токопроводящего слоя, поверхность матрицы должна быть тщательно вымыта и обезжирена.

Существует несколько разновидностей токопроводящих слоев. Выбор токопроводящего слоя зависит от ряда факторов: материала матрицы, требуемой точности воспроизведения деталей и, не в последнюю очередь, что важно для домашних мастерских, доступности материалов.

Наиболее известный, еще со времен Б. С. Якоби, материал — графит.

В настоящее время выпускаются различные готовые спреи для нанесения токопроводящих слоев (пример на иллюстрации).

Достоинство их использования — простота. Недостаток — значительная стоимость.

Чаще всего используется коллоидный графит. Графит наносят мягкой кисточкой на поверхность матрицы, до тех пор, пока слой не будет выглядеть равномерным и однотонным. Излишки графита сдувают, после чего поверхность промывают водой. Для ускорения работы можно использовать графит, растертый с клеем БФ-2 (для уменьшения вязкости его несколько разбавляют спиртом). Данный метод рекомендуется использовать в том случае, когда есть возможность проникнуть кистью во все полости и равномерно нанести слой графита.

Если нет готового порошка графита, его можно приготовить из грифелей простых мягких карандашей. Грифели нужно тщательно истолочь и просеять через вчетверо сложенный капроновый чулок.

Графит обладает большим электрическим сопротивлением, поэтому только через некоторое время (иногда продолжительное) весь предмет оказывается покрыт слоем металла. Осаждение ведут при минимальной для данной площади плотности тока.

Вторым доступным вариантом нанесения токопроводящего слоя является использование бронзовой пудры (продается в комплекте «Краска бронзовая») .

Небольшие предметы окунают в жидкий нитролак (НЦ-222, НЦ-218) или клей БФ-2. Затем, быстро стряхнув капли лака, густо обсыпают бронзовым порошком. Излишки его удаляют. На более крупные предметы наносят кистью клей БФ-2 (здесь замена другим клеем или лаком не допускается) и по высохшей клеевой пленке кистью же наносят бронзовый порошок, смешанный с ацетоном до полужидкой консистенции. Очень важно, чтобы клеевой слой был без пропусков и пузырей, а порошок наложен ровным слоем. После просушки и последующей промывки бронзированную поверхность смачивают раствором двухлористого олова (5 г на 20 мл воды) в течение одной минуты, а затем промывают в проточной воде. Если поверхность не полностью смачивается водой, обработку оловом повторяют.

Новая ювелирная технология FunCromeArt. Рисуем кольца, кулоны карандашом. Гальванопластика меднение

После промывки модель помещают в ванну. Электропроводность получившегося слоя хорошая, осаждение меди ведется током средней плотности.

Случается, что по разным причинам некоторые места не затягиваются медью. Тогда модель из ванны вынимают, промывают, сушат, дополнительно покрывают незатянувшиеся места и снова помещают в ванну.

Для создания токопроводящих слоев применяются и другие методики. Я разобрал наиболее доступные из существующих.

При использовании металлических матриц возникает иная сложность: создание разделительного слоя обеспечивающего отделение полученного изделия от матрицы (на иллюстрации ниже — использование готового состава).

Для этой цели можно применять 0,1-процентный раствор воска в скипидаре, иногда с добавкой 1°/0 сероуглерода. Другим раствором может служить состав из 100 г воска, 50 г канифоли и 400 г графита, смешанных в 1 л четыреххлористого углерода. Одним из указанных растворов протирают поверхность матриц перед покрытием. При этом следует учитывать, что наиболее дефицитным компонентом будет четыреххлористый углерод. Можно экспериментальным путем подобрать аналог, сходный по свойствам и доступный в свободой продаже.

Разделительный слой образуют также путем погружения матриц из меди и медных сплавов в раствор сернистого натрия, или посредством обработки матрицы сероводородом ( патинировании). Некоторые металлы, например, хром, алюминий и олово, после горячего лужения образуют естественные оксидные пленки, служащие хорошим разделительным слоем. Однако применение этих металлов для покрытия или изготовления матриц весьма ограничено.

В обоих случаях требуется тщательная обработка матриц для избежания неприятных сюрпризов при завершении процесса наращивания изделия.

Успехов и удачи всем, кто интересуется и использует гальванотехнику в своем творчестве.

Как это делается. Гальваника. Гальванопластика. Электрохимия.

С уважением А. Н.

Гальванопластика — что это такое.

Хочу немного рассказать о технологии с помощью которой сделанны практически все наши изделия. Так как она достаточно редкая и малоизвестная то мне кажется эта информация будет не лишней.

Настоящее гальваническое хромирование FunChrome. Составы для домашнего никелирования и хромирования.

Гальванопластика (от гальвано… и греч. plastike — ваяние), получение точных металлических копий методом электролитического осаждения металла на металлическом или неметаллическом оригинале.

Она была известна еще в XIX в., но широко ее использовать в промышленности начали в середине XX в. Сначала ее применяли для изготовления скульптурных портретов и барельефов. Широкое применение гальванопластики в промышленных масштабах началось в середине XX в.: производство грампластинок и волноводов, форм для литья и прессования, сеток и фольги, печатных плат, предметов искусства и сложных конструкций.

С помощью гальванопластики можно с большей точностью, чем любым другим способом, воспроизводить предметы до мельчайших подробностей. Появляется возможность изготовлять предметы столь сложных форм, что производство их другими способами либо невозможно, либо слишком дорогостояще.

Используя метод художественной гальванопластики мы так же покрываем металом тонкие или хрупкие вещи. Тем самым придавая им прочность необходимую для того что бы их можно было использовать при создании бижутерных украшений или для украшения интерьера. При этом сама вещь остается внутри а металл полностью повторяет ее форму. Тоесть внутри всех наших изделий будь то листик или перышко находится настоящая созданная природой вещь. Именно благодаря этому они совершенно неповторимы)

Гальваническое осаждение металла на поверхности предмета возможно лишь тогда, когда поверхность эта или весь предмет являются проводниками электрического тока, Поэтому для изготовления моделей или форм желательно использовать металлы. Наиболее подходят для этой цели легкоплавкие металлы: свинец, олово, припои, сплав Вуда.

Однако наибольшие возможности для изготовления моделей все же представляют диэлектрические (не токопроводящие) материалы ( листья, перья, кружево итд). Чтобы металлизировать такие модели, нужно придать их поверхности электропроводность. Успех или неудача в конечном итоге зависят в основном от качества токопроводящего слоя. Слой этот может быть нанесен одним из трех способов. Самый распространенный способ — графитирование, он пригоден для моделей из пластилина и других материалов, допускающих растирание графита по поверхности. Следующий прием — бронзирование, способ хорош для моделей относительно сложной формы, для разных материалов, однако за счет толщины бронзового слоя несколько искажается передача мелких деталей. И, наконец, серебрение, пригодное во всех случаях, но особенно незаменимое для хрупких моделей с очень сложной формой — растений, насекомых и т. п

Медь осаждается не только на противостоящей аноду стороне, но и на обратной, а также на торцах металлизируемого предмета.

Выбор токопроводящего слоя зависит от материала, из которого сделан предмет, его конфигурации, фактуры поверхности и, конечно, от имеющихся в распоряжении веществ.

Изначально неметалические изделия покрываются медью а уже потом мы можем дополнительно покрыть их никелем, серебром или золотом для придания нужных нам свойст и цвета.

Касательно деталей процесса могу рассказать позже, если это будет интересно.

Дело по душе. Гальванопластика

Гальванопластика и гальваностегия. Что такое гальванопластика и гальваностегия

Сегодня хотелось поговорить о таких электрохимических процессах как гальваностегия и гальванопластика. Оба метода завязаны на использовании такого явления как электролиз. Электролиз – это процесс прохождения электрического тока через предоставленную жидкость. Образование электрической цепи приводит к разложению жидкости на составляющие. Например, проводя электролиз через воду, мы получим вместо h3O, отдельно водород и кислород.

Гальванопластика – это процесс получения посредством электролизом точной копии определенного объекта, подверженного гальванизму. Основан процесс на появлении определенных отложений на поверхности копируемого объекта и последующего отделения получившейся результата. Отметим, что полученный, в результате электрохимического процесса, результат схож с исходным объектом практически на 100%. Подобный метод активно применяется в копировании ювелирных изделий, различных статуэток, сложных деталей и прочего.

Гальваностегия это процесс покрытия любой детали из низко ценящегося метала более благородным материалом. Процесс предназначен для придания предмету, выполненному из меди, например, более роскошного внешнего вида. Применяя процесс гальваностегии для бронзовых статуэток, мы получим в результате те же бронзовые статуэтки, но при этом покрытые благородным металлов. Внешне, их будет не отличить от подобных изделий, полностью отлитых из серебра, к примеру такой метод используется при создании статуэток из серебра итальянской фирмы производителя Brunel.

Различия между гальванопластикой и гальваностегией

В своей основе, эти два процесса крайне схожи. Они основаны на нанесении при помощи электролиза на поверхность деталей различного рода металлов. Различия проявляются в нюансах и способов подготовки изделий и наносимых металлов этих процессов. К примеру, исходя из целей процессов, очевидно, что покрытие при гальванопластике отделяется от искомого объекта гораздо проще и легче, чем при гальваностегии, где покрытие должно плотно держаться на поверхности покрываемого материала. Это достигается за счет различных способов подготовки обрабатываемого изделия.

Процесс гальваностегии позволяет использовать гораздо больше металлов для покрытия гальванизируемых объектов. Используются такие материалы как серебро, золото, хром, цинк и прочие материалы, предназначенные для улучшения внешнего вида или повышения определенных функциональных характеристик объекта. В гальванопластике используются отложения таких металлов как никель, серебро или медь. Учитывая, что отложения при гальванопластическом процессе должны формировать гораздо больший слой, нежели при гальваностегии, состав электролитов и прочие нюансы процесса значительно отличаются.

И хотя различие такого, казалось бы, одинакового процесса как электролиз, заключается в столь небольших нюансах, для данных процессов используются довольно разные составы электролитов. Однако ванны, необходимые для проведения процессов вполне универсальны для обоих методов.

Описание процесса гальванопластики

Как мы выше разобрались, процесс нанесения покрытия заключается только в подготовке и использовании электролитов различного состава. Ниже будет описан сам процесс электролиза, применяемый в гальванопластике и гальваностегии.

1. Небольшую ванну, выполненную из диэлектрического материала, наполняют раствором необходимого состава. Отметим, что состав обязательно должен быть токопроводящим.

2. Внутрь ванны опускается два проводника тока, называемые электродами. Причем один из проводников должен быть той самой искомой деталью (в данном случае, это бронзовая статуэтка Brunel, покрывающаяся серебром), который будет металлизироваться. Зная основы процесса электролиза, мы знаем, что при разложении жидкости металлический осадок будет покрывать объект, который является точкой выхода ток из ванны. То есть наш объект будет подсоединен к отрицательному полюсу источника тока. Такой электрод будет называться катодом. Легко предположить, что точкой входа тока в жидкость будет электрод, подключенный к положительному полюсу генератора, и будет называться анодом. Обратите внимание, что катод и анод не должны соприкасаться друг с другом. Иначе ток потечет не через жидкость, а через точку соприкосновения, не проводя процесс электролиза.

3. В процессе движения тока по образовавшейся цепи, анод будет постепенно растворяться, в то время как объект, являющийся катодом, будет металлизироваться выбранным материалом до необходимого значения.

4. В ходе процесса раствор в ванной будет обедняться, но процесс является полностью возобновляемым. Существует множество способов гальванизации подобным способом, и каждый из них имеет свои особенности.

Сделав определенный вывод из выше написанного, можно сказать, что процессы гальванопластики и гальваностегии отлично подходят для создания необходимого покрытия на необходимой поверхности выполненной, фактически из любого материала. Используя данные техники, мы добиваемся отличного соотношения цена-качество. Малое использование благородных металлов позволяет нам снизить цены, а Вам приобрести роскошно выглядящую, покрытую серебром, бронзовую статуэтку фирмы Brunel по хорошей цене.

Гальванизация как технология: гальваностегия и гальванопластика

Гальваника подходит для улучшения внешнего вида и защиты изделий от механических повреждений, влаги, других неблагоприятных внешних воздействий. При правильной подготовке технологию не слишком сложно воспроизвести без ошибок в домашних условиях.

Гальванические ванны применяют в производственных предприятиях для решения масштабных задач

Суть гальванического процесса

При пропускании постоянного тока через жидкость ионы с отрицательным (положительным) зарядом притягиваются к аноду и катоду, соответственно. При соответствующем составе раствора можно организовать формирование слоя из меди, цинка, других материалов на поверхности электродов. Этот процесс называют гальванированием. Его используют для создания защитных и декоративных поверхностей на обрабатываемых изделиях.

Что такое процесс гальванизации

Выяснив, что такое гальваника, можно приступить к изучению важных подробностей. Если для осаждения используют катод, то анод подбирают из соответствующего материала. Принцип действия – постепенное разрушение для восполнения убыли в растворе рабочих ингредиентов.

Состав среды приходится подбирать так, чтобы минимизировать (исключить полностью) ухудшение качества покрытия из-за наличия определенных примесей. Также надо учесть следующие факторы:

  • для увеличения эффективности полезных физических и химических процессов пригодится повышение температуры;
  • понадобится достаточно мощный источник постоянного тока;
  • чтобы не выполнять некоторые действия вручную, нужны средства контроля и автоматики.

Важно! Так как предполагается организовать производство в домашних условиях, необходимо особое внимание уделить вопросам безопасности.

Цели гальванического покрытия металла

Что это такое гальваника для бытового применения? Теоретически не слишком сложно найти специализированное предприятие, заключить договор, получить готовое изделие с официальными гарантиями. Однако практическое воплощение подобных идей сопряжено с разными трудностями:

  • оплатой услуг и потерями времени;
  • отсутствием хороших специалистов или соответствующих производств поблизости;
  • нежеланием исполнителей для выполнения сравнительно небольшого объема работ перенастраивать имеющееся оборудование.

Только самому можно создать уникальное гальванопокрытие с особыми характеристиками. Технология открывает широкие возможности для индивидуального творчества. Как станет понятно после изучения представленных в публикации данных, технологию получится воспроизвести качественно без чрезмерных затрат.

Гальваническое покрытие – это безупречный внешний вид изделий сложной формы

Фотография наглядно демонстрирует отличное качество обработки мельчайших деталей и труднодоступных участков. Кроме улучшения эстетических параметров, металлогальваника помогает создать на изоляторе слой с низким электрическим сопротивлением.

Нержавейка стоит дорого. Вместо нее повышают стойкость изделий при повышенной влажности с помощью меднения. Технология подходит для изготовления эффектных ювелирных украшений, декоративных и функциональных элементов мебели. С ее помощью упрочняют миниатюрные детали, обеспечивают химическую нейтральность.

В косметологии гальванический разряд малой интенсивности применяют для улучшения функционального состояния кожных покровов, удаления отдельных дефектов

Оборудование для гальваники

Не надо «отбирать хлеб» у владельцев профессиональных салонов красоты. Соответствующие методики выполнять приходится особенно аккуратно, чтобы не нанести вред здоровью. Однако любой обычный человек в состоянии подготовить качественный набор оборудования для решения технических задач.

Главный компонент – надежный и достаточно мощный источник постоянного тока. Пригодятся регулировки в нужном диапазоне напряжения (1-12,5 вольт) и тока (до 50-60 А) с встроенным индикатором измерительного прибора. Значения необходимых электрических параметров подбирают после определения с рабочими настройками технологических операций.

Емкость с подходящими габаритами выбирают из химически нейтрального материала. Подойдет термостойкий пластик. Однако лучше применить стекло с учетом следующих преимуществ:

  • длительное сохранение потребительских свойств;
  • прочность, устойчивость к высоким температурам;
  • простота очистки.

Как видно на фото, электроды можно закрепить на стенках. Применение «крокодилов» ускоряет подключение. Для нагрева до нужной температуры пригодится электроплитка с плавной регулировкой мощности. Весы нужны для точной подготовки смеси.

Виды основных гальванических покрытий

Популярной гальванизацией металла является медирование. Привлекают дешевизна исходных ингредиентов, быстрота создания слоя. Электролит создают на основе медного купороса. Созданный слой обладает хорошей электропроводностью. Несложно приобрести электрод из такого металла по разумной цене.

Также используют покрытие:

  • золотом;
  • серебром;
  • хромом;
  • никелем;
  • цинком;
  • оловом.

Многослойные комбинации применяют для получения особых технических и эстетических параметров. В следующих разделах будет показано, как совместное применение нескольких металлов улучшает внешний вид и другие характеристики защитно-декоративного слоя.

Важно! Необходимо учитывать совместимость отдельных материалов. Гальваническая пара медь-алюминий не применяется. Такая комбинация активизирует процесс электрохимической коррозии. Гальванопара в данном случае образует своеобразный источник тока. Величина ЭДС такой «аккумуляторной батареи» определяет скорость разрушительных процессов.

Отдельно следует упомянуть особенности латунирования. В отличие от иных процессов, здесь используют электролит, в котором одновременно присутствуют два главных компонента: цинк и медь. Именно из них создают сплав латунь. В данном примере, с применением электрохимической обработки, тонкий слой наносят на металлическую заготовку.

Особенности гальванического серебрения и золочения

Ниже представлены технологии, которые отличаются сравнительно высокими затратами на расходные материалы. Для серебрения создают раствор на основе хорошо очищенной дистиллированной воды. Добавляют кальцинированную соду, калий железноцианистый и основной ингредиент – хлористое серебро.

Поддерживают сравнительно небольшую (от +18°C до +22°C) температуру рабочей среды. Расчет по току выполняют с учетом плотности на единицу площади электрода. В данном случае хватит 0,1-0,12 А на дм кв. Подойдет анод, изготовленный из графита. Размер его должен быть больше обрабатываемого изделия.

Для нанесения металла на диэлектрик необходимо создание промежуточного проводящего слоя

Этот электролит создают из водного раствора золота, смешанного с кислотой. Рекомендуется тщательная подготовка заготовки. Для улучшения адгезии, кроме тщательной очистки (обезжиривания), применяют погружение в азотнокислую ртуть. Чтобы уменьшить расход ингредиентов и предотвратить брак, сначала применяют меднение.

Важно! Для безопасного использования агрессивных химических соединений необходимо интенсивное проветривание либо выполнение рабочих операций на открытом воздухе.

Гальванопластика без проблем!!!

Особенности гальванизации с различными металлами дома

Ниже приведены нюансы, которые следует учитывать при воспроизведении отдельных технологий.

Никелирование металлических изделий

Для этого процесса применяют повышение температуры (от +24°C до +26°C) и гальванического тока до 1,2 А на дм кв., по сравнению с представленным выше серебрением. Тщательно контролируют водородный показатель. Рекомендованный диапазон pH – от 3 до 6. Прочный слой успеет образоваться за 30-40 мин.

Покрытие медью без погружения

Изделие из стали закрепляют в держателе, подключают к источнику постоянного тока (минус). Кисточку, сделанную из многожильного медного провода, обмакивают в электролит. Этот инструмент подключают к плюсу. Им водят по обрабатываемой части поверхности.

Электрохимическое цинкование

Электролит создают из следующих ингредиентов:

  • дистиллированная вода – 2 литра;
  • сернокислый аммоний – 100 г.;
  • сернокислый цинк – 400 г.;
  • натрий уксусный – 30 г.

Обработка длительностью 30-40 минут создаст прочный слой, хорошо защищающий детали от коррозии. Этот способ дешевле, чем применение аналогичных деталей из нержавеющей стали.

Хромирование изделий из металла

Для надежности этот слой закрепляют на технологической подложке из никеля. Такое решение не образует гальваническую пару. Повышением температуры увеличивают блеск декоративного покрытия. Прочные покрытия получают при плотности тока более 90 А на дм кв., что сложно обеспечить в домашних условиях.

Гальванические покрытия ГОСТ

Для решения разных задач подходит гальваника, что это такое с точки зрения профессионалов, можно уточнить в специализированных нормативах. Необходимые сведения приведены в официальных стандартах.

Таблица тематических ГОСТов

Номер документа Тематика, особенности
9.309.-86 Создание равномерных покрытий при средней плотности тока не более 5А на дм кв.
9.308-85 Технологии испытаний
12.3.008-75 Правила техники безопасности
9.005-72 Допустимые комбинации металлов, которые не образуют гальванический элемент
9.313-89 Создание покрытий на изделиях из полимерных материалов
9.908-85 Определение коррозийной стойкости для выбора блока гальванической развязки
12.1.007-75 Классификация вредных веществ
ИСО 4042 Создание гальванических покрытий на крепежных изделиях
2789-73 Шероховатость поверхностей

Как подготовить изделие к процедуре

Механической обработкой удаляют окалину, заусенцы, иные дефекты. Для обезжиривания применяют мыльные растворы, спирт, ацетон. В некоторых ситуациях финишное покрытие наносят на один или несколько промежуточных слоев.

Подготовка электролита

Для последующего хранения подбирают тару. Подходящий вариант для «химии» – стеклянная банка с притертой крышкой. Некоторые ингредиенты придется взвешивать с точностью до сотых долей грамма, поэтому понадобятся соответствующие весы.

Следует помнить! Продажа некоторых опасных соединений и веществ запрещена частным лицам.

Материалы, не способные удалить чистящие химикаты

В этом перечне приведены загрязнения, которые сложно или вовсе невозможно устранить обычными моющими средствами:

  • эпоксидная смола;
  • асфальт, битум;
  • шлак и другие дефекты сварочных работ;
  • синтетическое масло, лаки, краски, иные продукты нефтехимии;
  • толстый слой жира, стеарина, воска.

Гальванопластика, гальваностегия, патинирование

Гальванопластикой называют технологию копирования. Суть процессов не отличается от приведенных выше описаний. Однако адгезия снижена, чтобы упростить отделение готового изделия от заготовки.

Гальваностегия – это улучшение механических параметров комбинированного слоя. Хром, например, предотвращает повреждение стальных изделий за счет высокой прочности.

Патинирование применяют для изменения декоративных свойств поверхности. В частности, создают искусственно состаренный внешний вид.

Стрелками отмечены участки, созданные по технологии «радужного» патинирования

Гальваническая пара электродов

Гальванические элементы – это проводники, изготовленные из разных материалов. Вторым обязательным условием для данного термина является соединение цепи для обеспечения электрического контакта и образования электродвижущей силы между контактами. Опускание таких деталей в раствор с явно выраженными щелочными (кислотными) характеристиками активизирует коррозию. Чтобы исключить быстрое разрушение, кроме пары медь-алюминий, не рекомендуются следующие комбинации:

  • титан-алюминий;
  • олово-серебро;
  • свинец-платина;
  • никель-магниевый сплав и др.

Техника безопасности при работах

Обязательно проверяют соответствие сети питания высокой мощности потребления. При необходимости пользуются отдельной линией, которую подключают в электрощитке к отдельному защитному автомату. Источник постоянного тока заземляют. Применяют только исправное оборудование.

Для безопасного выполнения работ лучше использовать гараж, иное техническое помещение, площадку на открытом воздухе. Дополнительно применяют стандартные средства индивидуальной защиты:

  • резиновые перчатки;
  • респираторы, марлевые повязки;
  • прозрачные маски, очки;
  • одежду с длинными рукавами.

История развития и преимущества гальваники

Основой для технологии является публикация знаменитого итальянца Л. Гальвани «О силах электричества» (1779). Первая рабочая методика создана Б. Якоби в 1838 г. Уже тогда были получены хорошие практические результаты. Многовековое совершенствование процессов обеспечивает в наше время следующие преимущества:

  • высокая точность обработки даже на сложные по форме изделия;
  • возможность контроля толщины одного или нескольких слоев;
  • качественная равномерная структура покрытия;
  • хорошее сцепление с разными поверхностями;
  • отличные эстетические характеристики.

Перечисленными плюсами можно пользоваться при правильном выполнении технологических правил. Существенное значение имеет подготовка. Достаточное внимание следует уделять выбору оборудования.

Видео

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».

Ток 60А в домашних условиях или кустарная гальваника

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..

начинающим гальваникам

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..

Гальваностегия Википедия

Гальваноте́хника — раздел прикладной электрохимии, описывающий физические и электрохимические процессы, происходящие при осаждении катионов металла на каком-либо виде катода.

Так же под гальванотехникой понимается набор технологических приёмов, режимных параметров и оборудования, применяемого при электрохимическом осаждении каких-либо металлов на заданной подложке.

Гальванотехника подразделяется на гальваностегию и гальванопластику. Гальванопластика — процесс осаждения металла на форме, позволяющий создавать идеальные копии исходного предмета.

История[ | ]

Гальванопластику открыл российский физик Борис Якоби, брат математика Карла Якоби. Первым изделием, полученным с помощью гальванотехники, стала монета. Якоби сначала использовал монету для получения матрицы-негатива, а с неё создал копию, находящейся в обороте, монеты. Осознав, что он открыл новый метод фальшивомонетничества, учёный уничтожил полученное изделие [1] . Технология быстро распространилась в Российской империи. В частности, таким способом были созданы скульптуры на нефах Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге (см. рисунок). Борис Семёнович получил за своё открытие Демидовскую премию и большую золотую медаль Парижской выставки.

Гальванопластические скульптуры на Исаакиевском соборе

Теория[ | ]

Теория гальванотехники базируется на существующих представлениях о составе и свойствах электролитов, в частности, речь идёт о диссоциации соединений на заряженные катионы и анионы, о способности катионов двигаться под действием внешнего электрического поля и восстанавливаться до металла, принимая электроны. В то же время практика гальванотехники требует формирования в результате протекающих физико-химических процессов сплошного равномерного металлического слоя на поверхности подложки, а этот результат определяется прежде всего накопленным опытом использования различных электролитов, проводящих грунтов, пред- и постобработок изделий и электролитов, подбора оптимальных составов и концентраций, значений плотностей тока и выравнивания этих плотностей по всей поверхности изделия.

Теоретический материальный баланс гальванического процесса может быть определён по закону Фарадея. Однако, фактический выход по току осаждаемого металла всегда оказывается меньше теоретически предсказанного. Отчасти это связано с т

Оцените статью
Блог Кудрявцевой по рукоделию