Галванопластика: изработка на бижута у дома

Науката винаги е помагала на човечеството да измисли нещо ново и да направи нещо изключително красиво. И така, използвайки метода на галваничното покритие, съвременното общество днес се опитва да копира елементи от природата: листа, цветя, насекоми, бръмбари и да направи от тях истински произведения на изкуството. И защо не: такива продукти винаги ще бъдат актуални и популярни, тъй като човекът все още не е успял да измисли по-добри форми от природата.

Нека се опитаме днес да разберем поне малко какво е електроформиране, какви примери за електроформиране можем да срещнем в ежедневието и как се използва за създаване на най-необикновените бижута за красота.

Какво е електроформиране на разбираем език?

Галванопластика - технология за изработване на точни метални копия различни предмети, чрез отлагане на различни метали върху модела. С други думи, ние вземаме обект, който искаме да копираме до най-малкия детайл. Освен това, чрез електрохимично въздействие и хетерогенни манипулации, ние отлагаме тънък слой метал върху този обект. В следващата стъпка моделът се отделя от покритието. Всичко.

Основната цел на метода на електроформоване е получаване на точно метално копие на модела, възпроизвеждане на точната форма на обект или нанасяне на тънко покритие от метал. Най-вероятно разбирате, че ако вземете лист от някое дърво, тогава е просто невъзможно да го копирате до най-малкия детайл чрез неговите механични методи. Само машина или супер точен робот е способен на такива подвизи. Въпреки това компютъризираният мозък не е в състояние да възпроизведе всички извивки, изпъкналости и най-малките детайли.

Електроформоването получи толкова романтично име поради причината, че металът, отложен в процеса на електролиза, "пластично точно" възпроизвежда продукта, чийто отпечатък беше във формата.

Началото на тази технология в Русия и по света се свързва с името на Б.С. Якоби (1801-1874), който открива метода на електроформоване. Якоби е роден в Германия - тук се казва Мориц Херман. През 1835 г. се мести в Русия.

В 1836 беше Якоби Б.С... изобретил оригинален дизайн на медно-цинкова галванична клетка. 4 октомври 1838 г. Б.С. Якоби официално обяви своето изобретение в писмо до секретаря на Академията на науките П.Н. Шум до град Санкт Петербург. На следващия ден изобретението веднага е докладвано на заседание на Академията на науките. Към писмото беше прикрепено галванично копие на дъска за гравиране, изобразяваща двуглав орел. Под орела имаше надпис, направен от съпругата на учения: „Великото се извисява и засенчва великото“.

Метод на електроформоване дава най-неограничените възможности за копиране, и съответно за творчество. Този метод ви позволява да създавате документални точни:

• копия на барелефи;
• гербове;
• монети;
• медали;
• паметни плочи;
• емблеми;
• плочи с надписи.

Също и тази технология широко използван при реставрация или създаване на интериорни предмети, скулптури, фигурки, лампи, свещници, предмети за бита, сувенири и др.

принцип на работа

Принцип на действие този метод е доста прост. Помислете за процесите на корицата и копирането.

Обхват

В банята с химически разтвор се поставя предмет като лъжица, вилица, чиния, монета, пластмаса, емайл, лист от дърво. Освен това цялата тази система е свързана към източник на енергия и се задейства електрохимична реакция, при която металът от разтвора (тоест металните атоми, присъстващи в течността) се отлага върху повърхността на обекта. Колкото по-дълго се поддържа реакцията, толкова по-дебел се получава утайката върху модела. След това процесът спира, моделът се охлажда и се измива в течаща вода от реагенти. Всичко е готово, обектът е покрит със слой метал.

копиране

Ако няма да покривате артикул, но напълно копирайте без да го излагате на каквито и да било влияния, тогава пътят е малко по-различен.

• От копирания предмет или продукт (да го наречем модел) първо се взема отпечатък от двете страни върху нискотопим метал, восък, пластилин или гипс, както например се прави отпечатък на ключ за копиране.
• Освен това тези две полукопия на отпечатъците са свързани (залепени) заедно, оставяйки дупка за изливане на моделен материал като восък - този дизайн се нарича леярска форма.
• След това в тази форма се излива течен нискотопим метал.

За позлатяването на куполите на катедралата „Христос Спасител“ в Москва, Исакиевския събор, катедралата „Петър и Павел“ и няколко други, е изградена галванична работилница с участието на Б.С. Якоби похарчи 45 пуда 32 паунда (750,2 кг) злато.

• Формата се поставя на студено място за замразяване на майстор модела.
• За да се получи полученият главен модел, леярската форма се разрязва на две половини, за да не се повреди по никакъв начин полученото копие. След това се обезмаслява и се подлага на медно покритие в електролитна баня, тоест галванично покритие... За да се предотврати отлагането на метал върху онези страни на формата, където няма отпечатък, те се покриват с разтопен восък или парафин с помощта на четка.
• След процеса на електроформоване, топимият метал, затворен в медна обвивка, се разтопява във вряща вода, като по този начин се образува матрица. Последният се запълва с гипс или олово и копието е готово.

Предимства на метода

Изработването на копия на артикули чрез галванично покритие осигурява редица предимства:

• висококачествено възпроизвеждане;
• възможността за производство на продукти с височина на релефа до 20 mm;
• възможност за завършване на изделия от електроформоване - придаване на даден цвят и покриване със защитни материали;
• ниска цена в сравнение с други технологии - леене и щамповане;
• възможността за производство както на единични артикули, така и на големи партиди;
• висока скорост на производство на електроформоване и възможност за бърз старт на производството;
• по-малко тегло на електроформован продукт в сравнение с метална отливка.

Обучение за домашно галванично покритие от нулата

За да повторите експеримента у дома, ще трябва да се подготвите добре, но предварително ви предупреждаваме, че ще трябва да се справите с токсични химикали. Затова или оставете експериментите на специалисти, или провеждайте експериментите си в добре проветриво помещение с мощна качулказа да не се отрови.

Оборудование

Какво оборудване трябва да бъде сглобено:

• Тъй като галванична вана можете да използвате всеки стъклен съд с такъв размер, че предметът, който ще бъде покрит с метал, да се побере свободно в него.
• Тъй като източник на ток Можете да използвате автомобилна батерия или захранване с диапазон на напрежение от 6 до 12V.
• Моделът ще се придържа към проводника с помощта на медни проводници... Диаметърът на проводника трябва да бъде приблизително 0,8 ... 1 mm.
• Токовият проводник обикновено е направен от медни пръти, които след това са свързани към източника на захранване.
• Необходимо е постоянно да се поддържа определена температура във ваната с реактива. За това ще ви трябва нагревател и охладител... Като нагревател можете да използвате конвенционален бойлер или електрическа печка. Експертите не съветват да използвате открит огън за отопление, тъй като е трудно да се контролира температурният режим с открит огън, можете случайно да прегреете разтвора, от който изобщо не се нуждаем. Освен това съществува риск от разваляне на скъпа газова печка с някакъв отровен разтвор. Като охладител можете да спуснете мек маркуч в контейнера и да го свържете към кран с течаща вода.
• термометър за контрол на температурата в рамките на 18°…25°C. Препоръчително е да използвате алкохолно устройство, тъй като то измерва температурата по-точно от всеки друг електрически аналог.
• По време на реакцията течността ще трябва да се разбърква непрекъснато. За това е възможно да се използва обичайното аератор или циркулатор вода за аквариума.
• Респиратор и ръкавици... Всички химически реактиви са много лоши приятели с човек, следователно е наложително да спазвате предпазните мерки, за да се предпазите от попадане на химия върху ръцете и лицето си с помощта на защитно оборудване.
• глинени съдове... Най-добре е да закупите комплект химически прибори (колби, чаши, бойлери) на пазара или базара. Но ако такава възможност не беше представена, тогава можете да използвате всякакви домакински стъклени съдове. Ще ви трябват и стъклени бутилки със смлян капак. Те са от съществено значение за съхранение на реагенти и електролити.
• Измервателно оборудване... Това, без което не можете, е везна, тъй като ще трябва да измервате реагентите с точност до 1 грам. Ще ви трябват също измервател на плътност на течности, волтметър за напрежение и амперметър за ток.

Приготвяне на разтвора

Още приготвяне на разтвор... Ако искате да поставите мед върху повърхността на плочата, например за медно покритие на листата, вземете 150-180 g меден сулфат. Трябва внимателно да се смеси с 1 литър чиста (за предпочитане дестилирана) вода. Към тази химия се добавя сярна киселина с плътност 1,4-1,6 g/cm3 и маса 20-25 g за повишаване на електропроводимостта.За подобряване на качеството на утаената мед може да се добави алкохол в количество 8-10 г/л.

Не забравяйте, че електролитът не трябва да съдържа никакви органични включвания, които влияят неблагоприятно върху работата на разтвора.

Химични състави на електролити за никелиране, сребро покритие, позлата и др. се различават един от друг, но съставът им задължително съдържа киселина, вода и сулфати или нитрати на вложените метали.

Изчисляване на плътността на тока

Равномерно плътно покритие на обект с метал (мед, никел и други метали) получени при определена текуща стойност, което зависи от два фактора:

• повърхностна площ на обекта;
• допустима плътност на тока за даден електролит.

Произведено следващо изчисление... Например, модел на обект има обща повърхност от 0,5 dm2. Допустимата плътност на тока в реакцията трябва да бъде 0,5 A / dm2. Това означава, че токът не трябва да надвишава Imax = 0,5-0,5 = 0,25 (A).

Сега събираме веригата

Трябва да подготвим два електрода, които се наричат ​​катод (електрод с отрицателен потенциал) и анод (електрод с положителен потенциал).

В нашата схема катодът се състои от три части:

• моделът, който ще копирате;
• меден проводник;
• ток.

Моделът е много здраво фиксиран на ръка върху проводника. Тази част от своя страна е окачена на токов проводник, който е монтиран хоризонтално върху стъклен съд. Освен това, използвайки обикновени проводници, токовият проводник е свързан към отрицателния полюс на източника на захранване.

Ние събираме анод... Трябва да има две анодни плочи. Обикновено те са направени от две дебели медни плочи, които се монтират във ваната на определено разстояние една от друга, успоредно. Разстоянието е избрано по такъв начин, че окачен модел на катода е свободно поставен между анодните плочи. Можете обаче да направите анода по друг начин. Вземете една медна плоча и я сгънете в цилиндър. В същото време имайте предвид, че обемът вътре в цилиндъра трябва да е достатъчен, за да може катодът да се побере там без проблеми, с всичките му окачвания. Важно е обектите, които ще бъдат покрити, да са обърнати към анодите с най-големите им площи и да са с тях в приблизително успоредни равнини.

Още анодите са прикрепени към хоризонтални токови проводници... Тези напречни греди трябва да бъдат снабдени с клеми за удобство и надеждност на връзката. Проводниците, придържащи анода към шината, трябва да са над нивото на електролита, особено ако са направени от различен метал. В противен случай на това място жицата става по-тънка и изгаря.

Анодите трябва да бъдат много старателно почистени от оксиди, мръсотия и мазнини, както и предмети, предназначени да бъдат покрити с метал.

Важно условие за успеха на тази технология е чистотата... Ако в електролита се появи лека мътност или се образува утайка, тогава разтворът трябва да се филтрира. За да направите това, намерете празен контейнер с достатъчен размер. Измийте я. Суха. През това време цялата мръсотия в разтвора ще седне. Внимателно, без да преобръщате стъклената баня, изсипете разтвора през тръба (както бензинът се източва от кола) или чаша (по метода на загребване). Не бива да загребвате дебелото от дъното. По-добре е просто да го изхвърлите. Останалият разтвор обаче не трябва да се отмива в канализацията. Тогава водопроводчиците могат да работят с тръби, които просто изгарят ръцете си при контакт с вашите химикали и работата от такова решение няма да ви благодари.

Схема на електрическо свързване

Можете да намерите схемата на окабеляване в интернет без никакви проблеми. Има обаче едно просто правило, което трябва да имате предвид. За да се получи добър депозит, е необходимо да се поддържа правилният ампераж на единица повърхностна площ на катода по време на реакцията. За регулиране на електрическата верига се използва реостат, който се въвежда през проводниците към ваната. И за да се знае напрежението на електродите, е инсталиран волтметър.

Можете да видите примери за галванични продукти в църкви, музеи, изложби. Това са икони, емблеми, табели с надписи.

завършек

Не забравяйте, че един елемент, изваден от ваната, без значение колко добре е бил предварително полиран, има матово покритие. За да блести, се полира с най-фината креда (прах за зъби) с помощта на плат или гумиран кръг.

Метално покритие на неметални предмети: бръмбари

За покриване на различни насекоми, пеперуди, бръмбари и други предмети с метал, те трябва да бъдат подготвени по подходящ начин. насекоми накиснете в 1,5% разтвор на живачен хлорид (живачен хлорид II, безцветно кристално водоразтворимо много токсично съединение). След това те се изсушават, покриват се със специален лак или тънък слой восък. Тогава цялата повърхност трябва да бъде направена проводима, в противен случай металът няма да легне. За това бръмбарът се намазва с течна графитна каша, разредена с алкохол или водка с четка. След изсушаване излишният графит се отстранява.

След това насекомото окачени на няколко тънки медни проводника с диаметър 0,1-0,2 мм и поставени в галванична вана. За да се елиминира плаваемостта в електролита, пеперуда или бъг се прикрепя с парафин към тежест. Може да е стъкло или парче пластмаса. Този процес обикновено отнема няколко часа. Дебелината на покритието може да варира от 0,1 до 2 мм, в зависимост от времето на излагане.

Възможно ли е да се правят бижута по метода на галванопластика у дома?

Отговорът на този въпрос е само един: да, можете да направите всичко, но ще трябва да се „напрегнете“ добре. Има няколко причини за това:

• По принцип всичко необходимо за експерименти може да се купи днес в офиси, които продават химически реактиви. Но има едно "но". В Русия процесът на придобиване на химия напоследък се превърна в много трудна задача. Купувачът на реактиви е длъжен да представи пълномощно, някакъв вид извлечение от разрешителен документ, че, казват те, това лице може да се занимава със съответната дейност, плащането обикновено е безкасово и други трудности. За да разрешите този проблем, можете да отидете по-прост начин и да се свържете с домакински магазини, пазари, сервизи или другари.
• В допълнение към реагентите е необходимо да се закупят нормално оборудване... Не можете да направите с обикновена кутия. Като минимум ще ви трябва чист, добре направен аквариум. В противен случай реагентът ще бъде на масата, краката, пода, където е възможно. И това не е напълно безопасно за здравето.
• В интернет и в книгите обаче ще намерите огромен брой описания на алгоритми за електроформиране грешки и липса на опит не са отменени... Преди да настроите производството, ще трябва да прекарате повече от един час, за да разберете: кой ток е по-добре да изберете, как правилно да почистите повърхността на продуктите от мръсотия, как да направите правилно форми и т.н.
• Запомни едно съвет: ако ще сребърните метали или ще покриете със злато предмети от сребро, тогава е по-добре да усъвършенствате уменията си върху обикновена мед или никел. Не отивайте направо към скъпите метали. Просто хвърляте пари на вятъра и нищо наистина не се получава.

Майсторски клас за изработка на бижута с техниката на галванопластика у дома

Най-често се интересуваме от техниката на галваничното покритие от гледна точка на изработването на различни бижута, както бижутерия, така и бижута. Нека го разберем с прост пример, как у дома можеш направете украшение от листа.

• За начало е необходимо да се вземат отпечатъци от пресни листа, за които восъчен състав се излива във форма от дебела хартия, след което се оставя да се охлади почти до пълно втвърдяване, но по такъв начин, че повърхността му да е еластична . След това листата се поставят върху повърхността на восъка и се притискат със стъкло. Когато стъклото се отстрани, върху восъчната композиция остава ясен отпечатък.
• След като восъкът се втвърди напълно, трябва да се подготви проводящо покритие. Отпечатъкът е внимателно графитизиран с мека четка за създаване на електропроводим слой. Провеждащият слой може да се нанесе чрез редуциране на определени метали (сребро, мед, никел) или чрез механични средства: втриване на форма на люспест графит в повърхността с мека четка за коса или покритие с графитен лак.
• След това трябва да измерите листата, за да определите площта на отложената повърхност, да изчислите плътността на тока и съпротивлението на реостата.
• След това, ако банята вече е била използвана поне веднъж, е необходимо да се подготвят текущите проводници. Почистват се внимателно с шкурка от различни оксиди, мръсотия, избърсват се с кърпа и се измиват в течаща вода.
• Не забравяйте да подготвите анода.
• Процесът на нагряване на банята започва с нагревател или бойлер.
• Освен това, след като се монтират проводниците върху формата, товарът (катодът) се окачва и се спуска в галваничната баня.
• Процесът на реакция започва.
• След нанасяне на достатъчен слой повърхностен метал, уредът се изключва.
• Красотата се изважда от ваната, изключва се от проводниците, измива се в чиста дестилирана вода и се полира.

Така че, вероятно сте объркани, като прочетете тази статия. Това е ясен бизнес. За да се възпроизведе целия този алгоритъм, е необходимо достатъчно количество знания от много клонове на науката и технологиите. Тук не можете без подготовка. Всичко обаче идва с опита, големи учени не се раждат, а стават, преодолявайки огромни купища книги, посещавайки много лаборатории, претърпявайки опити и неуспехи. Ето защо, ако искате да експериментирате или просто да играете с великия химик, тогава не се плашете от умни думи и дълъг списък от произведения, а действайте и скоро резултатът ще се появи на хоризонта.