Навука заўсёды дапамагала чалавецтву вынаходзіць нешта новае і рабіць нешта незвычайна прыгожае. Так пры дапамозе метаду гальванапластыкі сучаснае грамадства сёння спрабуе скапіяваць элементы прыроды: лісце, кветкі, казюльак, жукоў, і зрабіць з іх сапраўдныя творы мастацтва. А чаму б і не: такія вырабы заўсёды будуць актуальнымі і папулярнымі, бо прыдумаць лепшыя формы, чым зрабіла гэта прырода, чалавеку яшчэ не ўдавалася.
Давайце сёння паспрабуем хоць трохі разабрацца з тым, што такое гальванапластыка, якія прыклады гальванапластыкі мы можам сустрэць у паўсядзённым жыцці, і як яе выкарыстоўваюць для стварэння самых незвычайных па прыгажосці ювелірных упрыгожванняў.
Што такое гальванапластыка зразумелай мовай?
Гальванапластыка – тэхналогія атрымання дакладных металічных копій розных прадметаў, шляхам аблогі разнастайных металаў на мадэлі. Іншымі словамі, мы бярэм у рукі нейкі прадмет, які жадаем скапіяваць да драбнюткіх падрабязнасцяў. Далей з дапамогай электрахімічнага ўплыву і разнастайных маніпуляцый, мы абложваем на гэтым прадмеце тонкі пласт металу. На наступным этапе мадэль адлучаецца ад пакрыцця. Усё.
Асноўнай мэтай метаду гальванапластыкі з'яўляецца атрыманне дакладнай металічнай копіі мадэлі, выкарыстанне дакладнай формы прадмета, або нанясенне тонкага пакрыцця металу. Вы, хутчэй за ўсё, разумееце, што калі ўзяць у рукі ліст з любога дрэва, тое яго механічнымі метадамі проста немагчыма скапіяваць да драбнюткіх падрабязнасцяў. На такія подзвігі здольная толькі машына ці супер дакладны робат. Аднак усё роўна ўсіх перагінаў, выпукласцяў і драбнюткіх дэталяў кампутарызаваны мозг не здольны прайграць.
Гальванапластыка атрымала такую рамантычную назву па тым чынніку, што абложаны падчас электролізу метал «пластычна сапраўды» прайгравае выраб, адбітак якога быў у форме.
Пачатак гэтай тэхналогіі у Расіі і ва ўсім свеце звязана з імем Б.С. Якобі (1801-1874 гг.), які і адкрыў метад гальванапластыкі. Якобі нарадзіўся ў Германіі - тут яго клікалі Морыц Герман. У 1835 годзе ён пераехаў у Расію.
У 1836 г. Якобі Б.С. вынайшаў арыгінальную канструкцыю медна-цынкавага гальванічнага элемента. 4 кастрычніка 1838 года Б.С. Якобі афіцыйна паведаміў аб сваім вынаходстве ў лісце да сакратара Акадэміі навук П.М. Фуса ў горад Санкт-Пецярбург. На наступны дзень аб вынаходстве было неадкладна даложана на пасяджэнні Акадэміі навук. Да ліста была прыкладзена гальванапластычная копія гравіравальнай дошкі, на якой быў намаляваны двухгаловы арол. Пад арлом змяшчаўся надпіс, складзены жонкай навукоўца: "Вялікае вялікім парыць і ахінае".
Метад гальванапластыкі дае самыя неабмежаваныя магчымасці для капіявання, і, адпаведна, для творчасці. Гэта метад дазваляе ствараць дакументальна дакладныя:
- копіі барэльефаў;
- гербаў;
- манет;
- медалёў;
- мемарыяльных дошак;
- эмблем;
- таблічак з надпісамі.
Таксама гэтая тэхналогія шырока прымяняецца пры рэстаўрацыі ці стварэнні прадметаў інтэр'еру, скульптур, статуэтак, свяцілень, падсвечнікаў, прадметаў побыту, сувеніраў і г.д.
прынцып дзеяння
Прынцып працы гэтага метаду даволі просты. Разгледзім працэсы пакрыцця і капіяванні.
Пакрыццё
Прадмет, напрыклад, лыжка, відэлец, таблічка, манета, пластык, эмаль, лісцік з дрэва змяшчаецца ў ванную з хімічным растворам. Далей гэтая ўся сістэма падлучаецца да крыніцы сілкавання і запускаецца электрахімічная рэакцыя, пры якой метал з раствора (гэта значыць, атамы металу, прысутныя ў вадкасці) абложваецца на паверхні прадмета. Чым даўжэй падтрымліваць праходжанне рэакцыі, чым тоўшчы асадак атрымліваецца на мадэлі. Далей працэс спыняецца, мадэль астуджваецца і прамываецца ў праточнай вадзе ад рэактываў. Усё гатова, прадмет пакрыты пластом металу.
капіраванне
Калі вы сабраліся не вырабіць пакрыццё на прадмет, а цалкам скапіяваць яго, не падвяргаючы ніякім уздзеянням, то шлях крыху іншы.
- З які капіюецца прадмета ці вырабы (назавем яго мадэллю) першым чынам здымаюць адбітак з двух бакоў на лёгкаплаўкім метале, воску, пластыліне ці гіпсе, як, напрыклад, робіцца адбітак ключа для капіявання.
- Далей гэтыя дзве палоўкі-копіі адбіткаў злучаюць (склейваюць) паміж сабой, пакідаючы адтуліну для залівання мадэльнага матэрыялу тыпу воску гэтая канструкцыя завецца ліцейнай формай.
- Пасля ў гэтую форму заліваецца вадкі лёгкаплаўкі метал.
Для пазалоты купалоў храма Хрыста Збавіцеля ў Маскве, Ісакіеўскага сабора, Петрапаўлаўскага сабора і некалькіх іншых гальванапластычная майстэрня пры ўдзеле Б.С. Якобі выдаткавала 45 пудоў 32 фунта (750,2 кг) золата.
- Ліцейная форма змяшчаецца ў халоднае месца, каб майстар-мадэль застыла.
- Каб дастаць атрыманую майстар-мадэль, ліцейную форму распілоўваюць на дзве палоўкі такім чынам, каб ні ў якім разе не пашкодзіць атрыманую копію. Далей яе абястлушчваюць і падвяргаюць медненню ў электралітычнай ванне, гэта значыць, гальванапластыцы.. Для таго каб метал не адкладаўся на тых баках формы, дзе няма адбітку, іх пакрываюць расплаўленым воскам ці парафінам пры дапамозе пэндзліка.
- Пасля працэсу гальванапластыкі лёгкаплаўкі метал, заключаны ў медную абалонку, расплаўляюць у кіпячай вадзе, атрымліваючы такім чынам матрыцу. Апошнюю заліваюць гіпсам або свінцом, і копія гатова.
перавагі метаду
Выраб копій прадметаў метадам гальванапластыкі дае шэраг пераваг:
- высокая якасць прайгравання;
- магчымасць выканання вырабаў з вышынёй рэльефу да 20 мм;
- магчымасць фінішнага аздаблення вырабаў з гальванапластыкі – наданне зададзенага колеру і пакрыццё ахоўнымі матэрыяламі;
- нізкі кошт у параўнанні з іншымі тэхналогіямі - ліццём і чаканкай;
- магчымасць вырабу як адзінкавых вырабаў, так і буйных партый;
- высокая хуткасць вырабу гальванапластыкі і магчымасць хуткага пачатку вытворчасці;
- меншая вага выраба з гальванапластыкі ў параўнанні з металічнай адліўкай.
Навучанне працы з гальванапластыкай дома з нуля
Для паўтарэння эксперыменту дома вам давядзецца добра падрыхтавацца, аднак мы загадзя перасцерагаем вас, што давядзецца мець справу з атрутнымі хімічнымі рэактывамі. Таму ці ўсё ж пакіньце эксперыменты для адмыслоўцаў, ці праводзіце вашыя досведы ў добра якое ветрыцца пакоі з магутнай выцяжкай, Каб не атруціцца.
Абсталяванне
Якое абсталяванне трэба сабраць:
- У якасці гальванічнай ванны можна выкарыстоўваць любую шкляную ёмістасць такіх памераў, каб які пакрываецца металам прадмет вольна ў ёй размяшчаўся.
- У якасці крыніцы току можна выкарыстоўваць аўтамабільны акумулятар або крыніца харчавання з дыяпазонам напругі ад 6 да 12 У.
- Мадэль будзе чапляцца на токаправод пры дапамозе медных правадоў. Дыяметр провада павінен складаць прыблізна 0,8...1 мм.
- Токападвод робіцца звычайна з медных стрыжняў, якія потым у сваю чаргу далучаюцца да крыніцы харчавання.
- У ванну з рэактывам неабходна ўвесь час падтрымліваць пэўную тэмпературу. Для гэтага вам спатрэбіцца награвальнік і ахаладжальнік. У якасці награвальніка можна выкарыстоўваць звычайны кіпяцільнік ці электрычную пліту. Выкарыстоўваць адкрыты агонь для нагрэву спецыялісты не раяць, бо з адкрытым агнём цяжка кантраляваць тэмпературны рэжым, можна выпадкова перагрэць раствор, чаго нам зусім не трэба. Да таго ж, ёсць рызыка сапсаваць дарагую газавую пліту якім-небудзь атрутным растворам. У якасці ахаладжальніка вы можаце апусціць у ёмістасць мяккі шланг і далучыць яго да крана з праточнай вадой.
- тэрмометр для кантролю тэмпературы ў межах 18 … 25 ° C. Пажадана выкарыстоўваць спіртавы прыбор, бо ён больш сапраўды вымярае тэмпературу, чым любыя іншыя электрычныя аналогі.
- У працэсе рэакцыі вадкасць неабходна будзе ўвесь час змешваць. Для гэтага можна выкарыстоўваць звычайны аэратар або цыркулятар вады для акварыума.
- Рэспіратар і пальчаткі. Любыя хімічныя рэактывы вельмі дрэнна сябруюць з чалавекам, таму трэба абавязкова выконваць тэхніку бяспекі, каб засцерагчы сябе ад траплення хіміі на рукі і твар з дапамогай ахоўных сродкаў.
- посуд. Лепш за ўсё прыкупіць на рынку або рынку набор хімічнага посуду (колбы, кубкі, кіпелкі). Але калі такой магчымасці не прадставілася, то можна карыстацца любым бытавым шкляным посудам. Яшчэ спатрэбіцца шкляныя бутэлькі з прыцёртым вечкам. Яны неабходны для захоўвання рэактываў і электралітаў.
- Вымяральнае абсталяванне. Без чаго нельга абысціся так гэта без вагаў, бо адмяраць рэактывы давядзецца з дакладнасцю да 1 грама. Таксама неабходны будзе вымяральнік шчыльнасці вадкасці, вальтметр для напругі і амперметр для току.
Рыхтуем раствор
Далей падрыхтоўка раствора. Калі вы хочаце на паверхні пласціны аблажыць медзь, напрыклад, для меднення лісця, тады бяруць 150-180 г меднага купарваса. Яго неабходна старанна перамяшчаць з 1 літрам чыстай (пажадана дыстыляванай) воды. У гэтую хімію для падвышэння электраправоднасці дадаюць серную кіслату шчыльнасцю 1,4-1,6 г/см3 масай 20-25 г. Для падвышэння якасці абложанай медзі можна дадаць спірт у колькасці 8-10 г/л.
Запомніце, што ў электраліце не павінны прысутнічаць ніякія арганічныя ўключэнні, якія шкодна ўплываюць на працу раствора.
Хімічныя склады электралітаў для нікелявання, сярэбранасці, залачэння, і да т.п. адрозніваюцца сябар ад сябра, але ў іх складзе абавязкова прысутнічае кіслата, вада і сульфаты ці нітраты якія наносяцца металаў.
Разлік шчыльнасці току
Роўнае шчыльнае пакрыццё прадмета металам (меддзю, нікелем і іншымі металамі) атрымліваецца пры вызначанай велічыні току, якая залежыць ад двух фактараў:
- плошчы паверхні прадмета;
- дапушчальнай для дадзенага электраліта шчыльнасці току.
вырабляецца наступны разлік. Напрыклад, мадэль прадмета мае агульную паверхню роўную 0,5 дм2. Дапушчальная шчыльнасць току ў рэакцыі павінна складаць 0,5 А/дм2. Гэта значыць, што ток не павінен перавышаць Iмакс = 0,5-0,5 = 0,25 (А).
Цяпер збіраем схему
Нам трэба падрыхтаваць два электроды, якія называюць катод (электрод з адмоўным патэнцыялам) і анод (электрод са станоўчым патэнцыялам).
У нашай схеме катод складаецца з трох дэталяў:
- мадэлі, якую трэба скапіяваць;
- меднага токаправода;
- токападводу.
Мадэль вельмі цвёрда замацоўваецца ўручную на токаправодзе. Гэтая дэталь у сваю чаргу вешаецца на токоподвод, які ў гарызантальным становішчы мацуецца на шкляной тары. Далей пры дапамозе звычайных правадоў токападвод далучаецца да адмоўнага полюса крыніцы харчавання.
збіраем анод. Анодных пласцін павінна быць дзве. Звычайна яны вырабляюцца з двух тоўстых пласцін медзі, якія ўсталёўваюцца ў ванну на вызначанай адлегласці сябар ад сябра, раўналежна. Адлегласць выбіраецца такім чынам, каб паміж аноднымі пласцінамі вольна змяшчалася падвешаная мадэль катода. Аднак можна зрабіць анод іншым спосабам. Вазьміце адну медную пласціну і загніце яе ў форме цыліндру. Пры гэтым майце на ўвазе, што аб'ёму ўнутры цыліндру павінна быць столькі, каб туды без праблем змяшчаўся катод, з усімі сваімі падвескамі. Важна, каб якія пакрываюцца прадметы былі звернутыя да анодаў сваімі найвялікімі пляцамі і знаходзіліся з імі прыкладна ў раўналежных плоскасцях.
Далей аноды мацуюцца да гарызантальных токападводаў. Гэтыя ашэсткі, неабходна забяспечыць клемамі для выгоды і надзейнасці злучэння. Дроту, якімі прымацаваны анод да перакладзіны, павінны знаходзіцца вышэй за ўзровень электраліта, асабліва калі яны зроблены з іншага металу. Інакш у гэтым месцы дрот патанчаецца і перагарае.
Аноды павінны быць вельмі старанна вычышчаны ад вокіслаў, бруду і абястлушчаны, гэтак жа як і прадметы, прызначаныя для пакрыцця металам.
Важнай умовай поспеху дадзенай тэхналогіі з'яўляецца чысціня. Калі ў электраліце з'явілася лёгкая каламута ці ўтварыўся асадак, то раствор неабходна прафільтраваць. Для гэтага знайдзіце пустую ёмістасць дастатковага памеру. Вымыйце яе. Прасушыце. За гэты час увесь бруд у растворы пасядзецца. Акуратна, не перакульваючы шкляную ванную, з дапамогай трубачкі (як зліваюць бензін з машыны) або кубкі (метадам зачэрпвання), пераліце раствор. Гушчу са дна зачэрпваць не варта. Яе лепш проста утылізаваць. Аднак рэшткі раствора не варта змываць у каналізацыю. З трубамі могуць потым працаваць сантэхнікі, якія проста папаляць сабе рукі, пры кантакце з вашымі хімікатамі, ды і працы ад такога раствора вам дзякуй не скажуць.
Электрычная схема падлучэння
Электрычную схему падключэння вы можаце без праблем знайсці ў інтэрнэце. Аднак трэба памятаць адно простае правіла. Для атрымання добрага асадку неабходна, каб у працэсе рэакцыі падтрымлівалася належная сіла току на адзінку паверхні катода. Для рэгулявання электрычнай схемы карыстаюцца рэастатам, які ўводзяць праз правады да ванны. А каб ведаць напругу на электродах, ставіцца вальтметр.
Прыклады вырабаў з гальванапластыкі вы маглі бачыць у цэрквах, музеях, выставах. Гэта іконы, гербы, таблічкі з надпісамі.
фініш
Запомніце, што прадмет, выняты з ванны, як бы добра ён ні быў папярэдне адпаліраваны, мае матавую паверхню. Для надання бляску яго паліруюць найтонкім мелам (зубным парашком) пры дапамозе суконкі ці прагумаванага круга.
Пакрыццё металам неметалічных прадметаў: жукоў
Для пакрыцця металам розных казурак, матылькоў, жукоў, іншых прадметаў іх неабходна падрыхтоўваць які адпавядае спосабам. Казурак вымочваюць у 1,5% растворы сулемы (хларыд ртуці II, бясколернае крышталічнае растваральнае ў вадзе вельмі атрутнае злучэнне). Далей іх высушваюць, пакрываюць спецыяльным лакам або тонкім пластом воску. Затым усю паверхню трэба зрабіць токаправоднай, інакш метал не ляжа. Для гэтага жука пры дапамозе пэндзліка змазваюць вадкай кашыцай з графіту, разведзенага на спірце або гарэлцы. Пасля высыхання лішкі графіту выдаляюць.
Пасля гэтага казурка падвешваюць на некалькіх тонкіх медных правалоках дыяметрам 0,1-0,2 мм і змяшчаюць у гальвана-пластычную ванну. Для ўхілення плавучасці ў электраліце матылька ці жучка прымацоўваюць парафінам да грузіка. Гэта можа быць шкло ці кавалачак пластмасы. Працягласць гэтага працэсу звычайна займае некалькі гадзін. Таўшчыня пакрыцця можа вагацца ад 0,1 да 2 мм у залежнасці ад вытрымкі.
Ці магчыма рабіць упрыгожванні па метадзе гальванапластыкі ў хатніх умовах
На гэтае пытанне ёсць толькі адзін адказ: так, усё ў вас можа атрымацца, але прыйдзецца добра "напружыцца". Прычын тут некалькі:
- У прынцыпе, усё неабходнае для доследаў можна сёння купіць у канторах гандлюючымі хімічнымі рэактывамі. Але ёсць адно "але". У Расіі працэс набыцця хіміі ў апошні час стаў вельмі цяжкім заняткам. Пакупніку рэактываў патрабуецца прадставіць даверанасць, нейкую выпіску з дазвольнага дакумента, што, маўляў, дадзеная асоба можа займацца адпаведнай дзейнасцю, аплата звычайна безнаяўная і іншыя складанасці. Для рашэння гэтай задачы можна пайсці прасцейшым шляхам і звярнуцца ў хозмагазины, на рынкі, СТА ці да таварышаў.
- Апроч рэактываў, неабходна закупляцца нармальным абсталяваннем. Тут звычайным слоікам не абыйдзешся. Як мінімум вам спатрэбіцца чысты, якасна зроблены акварыум. Інакш, рэактыў будзе на стале, нагах, падлозе, усюды, дзе толькі можна. А гэта не зусім бяспечна для здароўя.
- Вы знойдзеце вялікую колькасць апісанняў алгарытмаў гальванапластыкі ў інтэрнэце і ў кнігах, аднак памылкі і недахоп досведу ніхто не адмяняў. Перш чым наладзіць вытворчасць, вам прыйдзецца не адну гадзіну павядзьмарыць, каб зразумець: які ток лепш абраць, як правільна чысціць паверхню вырабаў ад бруду, як правільна рабіць формы і г.д.
- Запомніце адзін савет: калі вы сабраліся срэбрыць металы ці пакрываць золатам якія-небудзь вырабы са срэбра, то лепш адтачыце сваё майстэрства на звычайнай медзі ці нікелі. Не звяртайцеся адразу да дарагіх металаў. Вы проста выкінеце грошы на вецер, і нічога толкам не атрымаецца.
Майстар-клас выраба ўпрыгожвання па тэхніцы гальванапластыкі ў хатніх умовах
Часцей за ўсё нас цікавіць тэхніка гальванапластыкі з пункту гледжання вырабу розных упрыгожванняў, як біжутэрыі, так і ювелірных вырабаў. Давайце на простым прыкладзе разбярэмся, як у хатніх умовах можна вырабіць упрыгожванне з лісця.
- Для пачатку са свежага лісця неабходна зняць адбіткі, для чаго ў формачку са шчыльнай паперы заліваюць васковую кампазіцыю, Далей даюць ёй астыць амаль да поўнага ацвярдзення, але з такім разлікам, каб паверхня яе была эластычнай. Затым на паверхню воску накладваюць лісце і прыціскаюць іх шклом. Калі шкло здымаюць, на васковай кампазіцыі застаецца дакладны адбітак.
- Пасля поўнага зацвярдзення воску трэба прыгатаваць токаправоднае пакрыццё. Форму з адбіткам асцярожна графітуюць мяккім пэндзлем для стварэння электраправоднага пласта. Які праводзіць пласт можа быць нанесены спосабам узнаўлення некаторых металаў (срэбра, медзі, нікеля) ці механічнымі шляхамі: уціраннем у паверхню формы лускаватага графіту мяккім валасяным пэндзлем або нанясеннем пакрыцця графітавага лаку.
- Далей неабходна абмяраць лісце, каб вызначыць плошчу абложванай паверхні, разлічыць шчыльнасць току і супраціў рэастата.
- Пасля гэтага, калі ванная хоць раз ужо была выкарыстаная, неабходна падрыхтаваць токападводы. Іх акуратна зачышчаюць наждачнай паперай ад розных вокіслаў, бруду, праціраюць тканінай і прамываюць у праточнай вадзе.
- Не забываем падрыхтаваць анод.
- Запускаецца працэс нагрэву ванны пры дапамозе награвальніка ці кіпяцільніка.
- Далей, усталяваўшы правадыры на форме, падвешваюць груз (катод) і апускаюць яе ў гальванічную ванну.
- Запускаецца працэс рэакцыі.
- Пасля нанясення дастатковага пласта павярхоўнага металу ўсталёўку выключаюць.
- Прыгажосць вымаюць з ванны, адлучаюць ад токаправодаў, адмываюць у чыстай дыстыляванай вадзе і паліруюць.
Такім чынам, вы, напэўна, разгубіліся, прачытаўшы гэты артыкул. Зразумелая справа. Для таго каб прайграць увесь гэты алгарытм, патрабуецца дастатковая колькасць ведаў з многіх галін навукі і тэхнікі. Тут без падрыхтоўкі не абысціся. Аднак усё прыходзіць з досведам, вялікімі навукоўцамі не нараджаюцца, а становяцца, пераадольваючы велізарныя кучы кніг, наведваючы мноства лабараторый, перажываючы спробы і няўдачы. Таму калі вы захацелі паэксперыментаваць ці проста пагуляцца ў вялікага хіміка, тады не палохайцеся разумных слоў і доўгага спісу прац, а дзейнічайце, і хутка на гарызонце з'явіцца вынік.
