Galvanizacija: izrada nakita kod kuće

Nauka je oduvijek pomagala čovječanstvu da izmisli nešto novo i učini nešto izuzetno lijepo. Dakle, metodom galvanizacije, moderno društvo danas pokušava kopirati elemente prirode: lišće, cvijeće, insekte, bube i od njih napraviti prava umjetnička djela. A zašto ne: takvi će proizvodi uvijek biti relevantni i popularni, jer čovjek još nije uspio smisliti bolje oblike od prirode.

Pokušajmo danas barem malo shvatiti što je elektroformiranje, koje primjere elektroformiranja možemo sresti u svakodnevnom životu i kako se njime stvaraju najneobičniji nakit za ljepotu.

Šta je elektroformiranje jednostavnim jezikom?

galvanizacija - tehnologija za izradu tačnih metalnih kopija raznih predmeta, taloženjem različitih metala na model. Drugim riječima, pokupimo objekt koji želimo kopirati do najsitnijih detalja. Dalje, elektrohemijskim uticajem i heterogenim manipulacijama nanosimo tanak sloj metala na ovaj objekat. U sljedećem koraku model se odvaja od premaza. Sve.

Osnovna svrha metode elektroformiranja je dobijanje tačne metalne kopije modela, reprodukcija točnog oblika predmeta ili nanošenje tankog sloja metala. Najvjerovatnije razumijete da ako pokupite list s bilo kojeg drveta, jednostavno ga je nemoguće kopirati do najsitnijih detalja njegovim mehaničkim metodama. Samo mašina ili super precizan robot je sposoban za takve podvige. Međutim, svejedno, kompjuterizovani mozak nije u stanju da reprodukuje sve pregibe, izbočine i najsitnije detalje.

Elektroformiranje je dobilo tako romantično ime iz razloga što metal nataložen u procesu elektrolize "plastično tačno" reproducira proizvod čiji je otisak bio u obliku.

Početak ove tehnologije u Rusiji i širom svijeta povezuje se sa imenom B.S. Jacobi (1801-1874), koji je otkrio metodu elektroformiranja. Jacobi je rođen u Njemačkoj - ovdje se zvao Moritz Hermann. Godine 1835. preselio se u Rusiju.

U 1836-u Jacobi B.S... izumio originalni dizajn bakreno-cink galvanske ćelije. 4. oktobra 1838. B.S. Jacobi je službeno najavio svoj izum u pismu sekretaru Akademije nauka P.N. Praksa do grada Sankt Peterburga. Sledećeg dana, pronalazak je odmah prijavljen na sastanku Akademije nauka. Uz pismo je bila priložena galvanizirana kopija ploče za graviranje s prikazom dvoglavog orla. Ispod orla je bio natpis koji je napravila žena naučnika: "Veliki se uzdiže i zasjenjuje velike."

Metoda elektroformiranja pruža neograničene mogućnosti kopiranja, i, shodno tome, za kreativnost. Ova metoda vam omogućava da kreirate tačan dokumentarni materijal:

• kopije bareljefa;
• grbovi;
• kovanice;
• medalje;
• spomen-ploče;
• amblemi;
• ploče sa natpisima.

I ova tehnologija široko se koristi u restauraciji ili izrada predmeta za interijer, skulptura, figurica, lampi, svijećnjaka, predmeta za domaćinstvo, suvenira itd.

Princip rada

Kako to radi ova metoda je prilično jednostavna. Razmotrite procese korica i kopiranja.

Pokrivenost

Predmet, kao što su kašika, viljuška, tanjir, novčić, plastika, emajl, list sa drveta, stavlja se u kupatilo sa hemijskim rastvorom. Dalje, ceo ovaj sistem je povezan sa izvorom napajanja i pokreće se elektrohemijska reakcija u kojoj se metal iz rastvora (tj. atomi metala prisutni u tečnosti) taloži na površinu objekta. Što se reakcija duže održava, to se deblji sediment dobija na modelu. Zatim se proces zaustavlja, model se hladi i ispere tekućom vodom od reagensa. Sve je spremno, predmet je prekriven slojem metala.

Kopiranje

Ako nećete premazati neki predmet, ali potpuno kopirati bez izlaganja bilo kakvim uticajima, onda je put malo drugačiji.

• Od kopiranog predmeta ili proizvoda (nazovimo ga modelom), prije svega, uzima se otisak s obje strane na metalu niskog taljenja, vosku, plastelinu ili gipsu, kao što je npr. otisak ključa za kopiranje.
• Nadalje, ove dvije polukopije otisaka su povezane (zalijepljene) zajedno, ostavljajući rupu za izlivanje materijala modela kao što je vosak - ovaj dizajn se naziva kalup za livenje.
• Nakon toga, tečni metal niskog taljenja se ulijeva u ovaj oblik.

Za pozlatu kupola Sabornog hrama Hrista Spasitelja u Moskvi, Isaakovske katedrale, Saborne crkve Petra i Pavla i još nekoliko drugih, održana je galvanizovana radionica uz učešće B.S. Jacobi je potrošio 45 funti 32 funte (750,2 kg) zlata.

• Kalup se stavlja na hladno mesto da se glavni model zamrzne.
• Da bi se dobio rezultujući master model, kalup za livenje se reže na dve polovine kako se ni na koji način ne bi oštetila nastala kopija. Zatim se odmašćuje i podvrgava bakariranje u elektrolitičkoj kupki, odnosno galvanizacija... Kako bi se spriječilo taloženje metala na onim stranama kalupa na kojima nema otiska, četkom se prekrivaju rastopljenim voskom ili parafinom.
• Nakon procesa elektroformiranja, topljivi metal zatvoren u bakreni omotač se topi u kipućoj vodi, formirajući tako matricu. Potonji je ispunjen gipsom ili olovom, a kopija je spremna.

Prednosti metode

Izrada kopija predmeta galvanizacijom pruža niz prednosti:

• visoka kvaliteta reprodukcije;
• mogućnost proizvodnje proizvoda s visinom reljefa do 20 mm;
• mogućnost završne obrade proizvoda od elektroformiranja - davanje zadate boje i prekrivanje zaštitnim materijalima;
• niska cijena u usporedbi s drugim tehnologijama - livenje i utiskivanje;
• mogućnost proizvodnje pojedinačnih artikala i velikih serija;
• velika brzina proizvodnje elektroformiranja i mogućnost brzog početka proizvodnje;
• manja težina elektroformiranog proizvoda u odnosu na metalni odljevak.

Trening galvanizacije od nule

Da biste ponovili eksperiment kod kuće, morat ćete se dobro pripremiti, ali vas unaprijed upozoravamo da ćete morati da se nosite sa otrovnim hemikalijama. Stoga, ili prepustite eksperimente stručnjacima, ili provodite eksperimente u dobro prozračenoj prostoriji moćna haubada se ne bi otrovali.

Oprema

Koju opremu treba sastaviti:

• Kao galvanska kupka možete koristiti bilo koju staklenu posudu takve veličine da predmet koji ćete prekriti metalom slobodno stane u nju.
• Kao izvor struje Možete koristiti automobilsku bateriju ili napajanje sa naponom od 6 do 12V.
• Model će se zalijepiti za provodnik pomoću bakarne žice... Prečnik žice treba da bude približno 0,8 ... 1 mm.
• Strujni vod je obično napravljen od bakrenih šipki, koji su zatim povezani na izvor napajanja.
• Potrebno je stalno održavati određenu temperaturu u kadi sa reagensom. Za ovo će vam trebati grijač i hladnjak... Kao grijač možete koristiti konvencionalni bojler ili električni štednjak. Stručnjaci ne preporučuju korištenje otvorene vatre za grijanje, jer je teško kontrolirati temperaturni režim otvorenom vatrom, možete slučajno pregrijati rješenje, što nam uopće nije potrebno. Osim toga, postoji opasnost da skupi plinski štednjak pokvarite nekom otrovnom otopinom. Kao hladnjak, možete spustiti meko crijevo u posudu i spojiti ga na slavinu s tekućom vodom.
• Termometar za kontrolu temperature unutar 18°…25°C. Preporučljivo je koristiti alkoholni uređaj, jer on mjeri temperaturu preciznije od bilo kojeg drugog električnog uređaja.
• Tokom reakcije, tečnost će se morati stalno mešati. Za to je moguće koristiti uobičajeno aerator ili cirkulator voda za akvarijum.
• Respirator i rukavice... Bilo koji hemijski reagensi su jako loši prijatelji s osobom, stoga je neophodno pridržavati se sigurnosnih mjera kako biste se zaštitili od hemije na rukama i licu uz pomoć zaštitne opreme.
• Posuđe... Komplet hemijskog pribora (boce, šolje, bojlere) najbolje je kupiti na pijaci ili bazaru. Ali ako takva prilika nije bila predstavljena, onda možete koristiti bilo koje stakleno posuđe za kućanstvo. Trebat će vam i staklene boce sa brušenim poklopcem. Oni su neophodni za skladištenje reagensa i elektrolita.
• Mjerna oprema... Ono bez čega ne možete je vaga, jer ćete morati da merite reagense sa tačnošću od 1 grama. Trebat će vam i mjerač gustoće tekućine, voltmetar za napon i ampermetar za struju.

Priprema rešenja

dalje priprema rastvora... Ako želite da nanesete bakar na površinu ploče, na primjer, za bakariranje listova, uzmite 150-180 g bakar sulfata. Mora se pažljivo pomiješati sa 1 litrom čiste (po mogućnosti destilovane) vode. Za povećanje električne provodljivosti ovoj hemiji se dodaje sumporna kiselina gustine 1,4-1,6 g/cm3 i mase 20-25 g. Za poboljšanje kvaliteta istaloženog bakra koristi se alkohol u količini od 8-10 g/l može se dodati.

Zapamtite da elektrolit ne smije sadržavati nikakve organske inkluzije koje negativno utječu na rad otopine.

Hemijski sastavi elektrolita za niklovanje, posrebrenje, pozlata, itd. međusobno se razlikuju, ali njihov sastav obavezno sadrži kiselinu, vodu i sulfate ili nitrate primijenjenih metala.

Proračun gustoće struje

Ravnomjerno gusto premazivanje predmeta metalom (bakar, nikl i drugi metali) dobijene na određenoj trenutnoj vrijednosti, što zavisi od dva faktora:

• površina objekta;
• gustina struje dozvoljena za dati elektrolit.

Proizvedeno sledeća kalkulacija... Na primjer, model objekta ima ukupnu površinu od 0,5 dm2. Dozvoljena gustina struje u reakciji treba biti 0,5 A / dm2. To znači da struja ne bi trebalo da prelazi Imax = 0,5-0,5 = 0,25 (A).

Sada skupljamo krug

Moramo pripremiti dvije elektrode, koje se zovu katoda (elektroda s negativnim potencijalom) i anoda (elektroda s pozitivnim potencijalom).

U našoj šemi katoda se sastoji od tri dijela:

• model koji se kopira;
• bakarni provodnik;
• trenutni vod.

Model je vrlo čvrsto pričvršćen rukom za provodnik. Ovaj dio je zauzvrat obješen na strujni vod, koji je postavljen vodoravno na staklenu posudu. Nadalje, pomoću običnih žica, strujni vod je spojen na negativni pol izvora napajanja.

Prikupljamo anoda... Trebale bi postojati dvije anodne ploče. Obično se izrađuju od dvije debele bakrene ploče, koje se ugrađuju u kadu na određenoj udaljenosti jedna od druge, paralelno. Udaljenost je odabrana na način da se viseći model katode slobodno postavi između anodnih ploča. Međutim, anodu možete napraviti i na drugi način. Uzmite jednu bakarnu ploču i savijte je u cilindar. Istovremeno, imajte na umu da bi zapremina unutar cilindra trebala biti dovoljna da katoda stane tamo bez ikakvih problema, sa svim svojim suspenzijama. Važno je da predmeti koji se premazuju budu okrenuti prema anodama svojim najvećim površinama i da budu s njima u približno paralelnim ravnima.

dalje anode su pričvršćene na horizontalne strujne vodove... Ove prečke moraju biti opremljene stezaljkama za praktičnost i pouzdanost veze. Žice koje drže anodu za šipku moraju biti iznad nivoa elektrolita, posebno ako su napravljene od drugog metala. Inače, na ovom mjestu žica postaje tanja i izgara.

Anode moraju biti vrlo temeljno očišćene od oksida, prljavštine i masnoće, kao i predmeta koji su predviđeni za premazivanje metalom.

Važan uslov za uspeh ove tehnologije je čistoća... Ako se u elektrolitu pojavi blago zamućenje ili se formira talog, tada se otopina mora filtrirati. Da biste to učinili, pronađite praznu posudu dovoljne veličine. Operi je. Suha. Za to vrijeme sva prljavština u otopini će sjesti. Pažljivo, bez prevrtanja staklene kupaonice, sipajte otopinu kroz cijev (kao što se benzin odvodi iz automobila) ili šolju (pomoću lopatice). Ne biste trebali grabiti gustinu odozdo. Bolje ga je jednostavno odložiti. Međutim, preostali rastvor ne treba ispirati u odvod. Vodoinstalateri tada mogu raditi s cijevima, koji jednostavno opeku ruke pri kontaktu s vašim hemikalijama, a rad iz takvog rješenja vam neće zahvaliti.

Šema električnog povezivanja

Shemu ožičenja možete pronaći na internetu bez ikakvih problema. Međutim, postoji jedno jednostavno pravilo koje treba imati na umu. Da bi se dobio dobar depozit, potrebno je da se održava odgovarajuća amperaža po jedinici površine katode tokom reakcije. Za regulaciju električnog kruga koristi se reostat, koji se kroz žice uvodi u kadu. A da bi se znao napon na elektrodama, ugrađen je voltmetar.

Mogli ste vidjeti primjere proizvoda za galvanizaciju u crkvama, muzejima, izložbama. To su ikone, amblemi, ploče sa natpisima.

Završi

Imajte na umu da predmet izvađen iz kade, bez obzira na to koliko je dobro bio prethodno poliran, ima mat završnicu. Da bi zablistao, polira se najfinijim kredom (praškom za zube) krpom ili gumiranim krugom.

Metalne obloge nemetalnih predmeta: bube

Da bi se metalom prekrili različiti insekti, leptiri, bube i drugi predmeti, moraju biti pripremljeni na odgovarajući način. Insekti soak u 1,5% rastvoru živinog hlorida (živin hlorid II, bezbojno kristalno, vrlo otrovno jedinjenje rastvorljivo u vodi). Zatim se osuše, prekrivaju posebnim lakom ili tankim slojem voska. Tada se cijela površina mora učiniti provodljivom, inače metal neće ležati. Za to se buba četkom namaže tečnom kašom od grafita razrijeđenom alkoholom ili votkom. Nakon sušenja, višak grafita se uklanja.

Nakon toga insekt okačen na nekoliko tankih bakrenih žica prečnika 0,1-0,2 mm i stavljen u kadu za galvanizaciju. Da bi se eliminirala uzgona u elektrolitu, leptir ili buba se pričvršćuju parafinom na uteg. Može biti staklo ili komad plastike. Ovaj proces obično traje nekoliko sati. Debljina premaza može varirati od 0,1 do 2 mm, ovisno o vremenu izlaganja.

Da li je moguće napraviti nakit metodom galvanizacije kod kuće?

Na ovo pitanje postoji samo jedan odgovor: da, možete sve, ali ćete se morati dobro "napregnuti". Postoji nekoliko razloga za to:

• U principu, sve što vam je potrebno za eksperimente danas se može kupiti u uredima koji prodaju kemijske reagense. Ali postoji jedno "ali". U Rusiji je proces usvajanja hemije nedavno postao veoma težak zadatak. Kupac reagensa dužan je da priloži punomoć, neku vrstu izvoda iz dokumenta o dozvoli da se, kažu, ova osoba može baviti odgovarajućom djelatnošću, plaćanje je najčešće bezgotovinsko i druge poteškoće. Da biste riješili ovaj problem, možete ići jednostavnijim putem i kontaktirati trgovine za domaćinstvo, pijace, servise ili drugove.
• Pored reagensa potrebno je kupiti normalna oprema... Ne možete sa običnom konzervom. Kao minimum, trebat će vam čist, dobro napravljen akvarij. U suprotnom, reagens će biti na stolu, nogama, podu, gdje god je to moguće. A to nije sasvim sigurno za zdravlje.
• Međutim, na Internetu i u knjigama naći ćete ogroman broj opisa algoritama za elektroformiranje greške i nedostatak iskustva nisu poništeni... Prije postavljanja proizvodnje, morat ćete potrošiti više od jednog sata na dočaravanje da shvatite: koju struju je bolje odabrati, kako pravilno očistiti površinu proizvoda od prljavštine, kako pravilno napraviti forme itd.
• Zapamtite jednu savet: ako ćete posrebriti metale ili prekriti zlatom bilo koje predmete od srebra, onda je bolje da usavršavate svoje vještine na običnom bakru ili niklu. Nemojte ići direktno na skupe metale. Samo bacite novac u kanalizaciju i ništa stvarno ne ispadne.

Majstorska klasa za izradu nakita tehnikom galvanizacije kod kuće

Najčešće nas zanima tehnika galvanizacije sa stanovišta izrade raznog nakita, kako bižuterije tako i nakita. Hajde da to shvatimo na jednostavnom primjeru, kako možete kod kuće napravite ukras od listova.

• Za početak, potrebno je ukloniti otiske sa svježih listova, za koje se voštani sastav ulije u kalup od debelog papira, zatim ga ostavite da se ohladi gotovo do potpunog stvrdnjavanja, ali na takav način da mu površina bude elastična. . Zatim se listovi stavljaju na površinu voska i pritiskaju staklom. Kada se staklo ukloni, na kompoziciji voska ostaje jasan otisak.
• Nakon što se vosak potpuno stvrdne, mora se pripremiti provodljivi premaz. Otisak je pažljivo grafitiziran mekom četkom kako bi se stvorio elektroprovodljivi sloj. Provodljivi sloj se može nanositi redukcijom određenih metala (srebro, bakar, nikal) ili mehaničkim putem: utrljavanjem oblika ljuskavog grafita u površinu mekom četkom za kosu ili premazivanjem grafitnim lakom.
• Zatim je potrebno izmjeriti listove kako bi se odredila površina nanesene površine, izračunala gustoća struje i otpor reostata.
• Nakon toga, ako je kupatilo već bar jednom korišteno, potrebno je pripremiti strujne vodove. Pažljivo se čiste brusnim papirom od raznih oksida, prljavštine, brišu krpom i peru tekućom vodom.
• Ne zaboravite da pripremite anodu.
• Proces zagrijavanja kupke počinje pomoću grijača ili bojlera.
• Nadalje, nakon postavljanja vodiča na formu, opterećenje (katoda) se suspendira i spušta u galvansku kupku.
• Počinje proces reakcije.
• Nakon nanošenja dovoljnog sloja površinskog metala, jedinica se isključuje.
• Ljepota se vadi iz kade, odvaja od provodnika, pere u čistoj destilovanoj vodi i polira.

Dakle, vjerovatno ste zbunjeni čitanjem ovog članka. To je čist posao. Da bi se reproducirao cijeli ovaj algoritam, potrebna je dovoljna količina znanja iz mnogih grana nauke i tehnologije. Ovdje ne možete bez pripreme. Međutim, sve dolazi sa iskustvom, veliki naučnici se ne rađaju, već postaju, savladavajući ogromne hrpe knjiga, obilazeći mnoge laboratorije, trpeći pokušaje i neuspehe. Stoga, ako želite eksperimentirati ili se samo igrati s velikim hemičarem, nemojte se plašiti pametnih riječi i dugačkog popisa radova, već djelujte i uskoro će se rezultat pojaviti na horizontu.