Galvanické pokovování: výroba šperků doma

Věda vždy pomáhala lidstvu vymyslet něco nového a udělat něco neobyčejně krásného. Moderní společnost se tedy dnes pomocí metody galvanického pokovování snaží kopírovat přírodní prvky: listy, květiny, hmyz, brouky a vytvářet z nich skutečná umělecká díla. A proč ne: takové produkty budou vždy aktuální a oblíbené, protože člověk dosud nebyl schopen vymyslet lepší formy než příroda.

Zkusme dnes alespoň trochu porozumět tomu, co je to galvanoplastika, s jakými příklady galvanoplastiky se můžeme setkat v běžném životě a jak se z ní tvoří ty nejneobyčejnější beauty šperky.

Co je elektroformování v jednoduchém jazyce?

Galvanické pokovování - technologie výroby přesných kovových kopií různé předměty, nanášením různých kovů na model. Jinými slovy, vezmeme do ruky předmět, který chceme zkopírovat do nejmenších detailů. Dále elektrochemickým vlivem a heterogenními manipulacemi nanášíme na tento předmět tenkou vrstvu kovu. V dalším kroku se model oddělí od povlaku. Všechno.

Hlavním účelem metody galvanoplastiky je získání přesné kovové kopie modelu, reprodukování přesného tvaru předmětu nebo nanášení tenké vrstvy kovu. S největší pravděpodobností chápete, že pokud seberete list z jakéhokoli stromu, je prostě nemožné jej mechanickými metodami zkopírovat do nejmenších detailů. Takových výkonů je schopen pouze stroj nebo super přesný robot. Počítačový mozek však přesto není schopen reprodukovat všechny zlomy, vybouleniny a nejmenší detaily.

Elektroformování dostalo tak romantické jméno z toho důvodu, že kov nanesený v procesu elektrolýzy „plasticky přesně“ reprodukuje produkt, jehož otisk byl ve formě.

Začátek této technologie v Rusku a po celém světě je spojen se jménem B.S. Jacobi (1801-1874), který objevil metodu galvanoplastiky. Jacobi se narodil v Německu - zde se jmenoval Moritz Hermann. V roce 1835 se přestěhoval do Ruska.

V 1836 městě Jacobi B.S... vynalezl originální design měděno-zinkového galvanického článku. 4. října 1838 B.S. Jacobi oficiálně oznámil svůj vynález v dopise tajemníkovi Akademie věd P.N. Fuss do města Petrohradu. Druhý den byl vynález okamžitě hlášen na zasedání Akademie věd. K dopisu byla připojena galvanicky pokovená kopie desky s rytinou zobrazující dvouhlavého orla. Pod orlem byl nápis, který udělala manželka vědce: "Velký stoupá a zastiňuje velké."

Metoda galvanoplastiky poskytuje neomezené možnosti kopírování, a tedy pro kreativitu. Tato metoda vám umožňuje vytvářet přesné dokumenty:

• kopie basreliéfů;
• erby;
• mince;
• medaile;
• pamětní desky;
• emblémy;
• desky s nápisy.

I tato technologie široce používané v restaurování nebo vytváření interiérových předmětů, soch, figurek, lamp, svícnů, domácích potřeb, suvenýrů atd.

Princip

Princip činnosti tato metoda je docela jednoduchá. Zvažte procesy obálky a kopírování.

Pokrytí

Předmět, jako je lžíce, vidlička, talíř, mince, plast, smalt, list ze stromu, se umístí do koupelny s chemickým roztokem. Dále je celý tento systém připojen ke zdroji energie a je spuštěna elektrochemická reakce, při které se kov z roztoku (tj. atomy kovu přítomné v kapalině) ukládá na povrch předmětu. Čím déle je reakce udržována, tím silnější je sediment na modelu. Poté se proces zastaví, model se ochladí a promyje v tekoucí vodě z činidel. Vše je připraveno, předmět je pokryt vrstvou kovu.

Kopírování

Pokud se nechystáte předmět kabát, ale zcela zkopírovat aniž bychom ho vystavovali jakýmkoliv vlivům, pak je cesta trochu jiná.

• Z kopírovaného předmětu nebo výrobku (říkejme mu model) se nejprve z obou stran sejme otisk na nízkotavitelný kov, vosk, plastelínu nebo sádru, jako je např. otisk klíče pro kopírování.
• Dále jsou tyto dvě půlkopie tisků spojeny (slepeny) dohromady, přičemž zůstává otvor pro nalévání modelového materiálu, jako je vosk - tento design se nazývá odlévací forma.
• Poté se do této formy nalije tekutý nízkotavný kov.

Pro zlacení kopulí katedrály Krista Spasitele v Moskvě, katedrály sv. Izáka, katedrály Petra a Pavla a několika dalších byla realizována galvanizační dílna za účasti B.S. Jacobi utratil 45 pudů 32 liber (750,2 kg) zlata.

• Forma se umístí na chladné místo, aby zmrazila hlavní model.
• Pro získání výsledného hlavního modelu je odlévací forma rozřezána na dvě poloviny, aby se výsledná kopie nijak nepoškodila. Poté se odmastí a podrobí pokovování mědí v elektrolytické lázni, tedy galvanické pokovování... Aby se zabránilo usazování kovu na těch stranách formy, kde není žádný otisk, jsou pokryty roztaveným voskem nebo parafínem pomocí štětce.
• Po procesu galvanoplastiky se tavný kov uzavřený v měděném plášti roztaví ve vroucí vodě, čímž se vytvoří matrice. Ten se naplní sádrou nebo olovem a kopie je hotová.

Výhody způsobu

Vytváření kopií předmětů galvanickým pokovováním poskytuje řadu výhod:

• vysoce kvalitní přehrávání;
• schopnost vyrábět výrobky s výškou reliéfu až 20 mm;
• možnost povrchové úpravy výrobků z galvanoplastiky - poskytnutí dané barvy a pokrytí ochrannými materiály;
• nízké náklady ve srovnání s jinými technologiemi - lití a embosování;
• schopnost vyrábět jednotlivé položky i velké série;
• vysoká rychlost výroby galvanoplastiky a možnost rychlého zahájení výroby;
• nižší hmotnost galvanoplastického výrobku ve srovnání s kovovým odlitkem.

Home Galvanizační školení od nuly

Na opakování pokusu doma se budete muset dobře připravit, ale předem vás upozorňujeme, že se budete muset vypořádat s toxickými chemikáliemi. Pokusy proto buď přenechejte odborníkům, nebo je provádějte v dobře větrané místnosti s výkonná kapotaaby se neotrávil.

Оборудование

Jaké vybavení je potřeba sestavit:

• Vzhledem k tomu, galvanická lázeň můžete použít jakoukoli skleněnou nádobu takové velikosti, aby se do ní předmět, který má být pokryt kovem, volně vešel.
• Vzhledem k tomu, aktuální zdroj Můžete použít autobaterii nebo napájecí zdroj s rozsahem napětí 6 až 12V.
• Model přilne k vodiči pomocí měděné dráty... Průměr drátu by měl být přibližně 0,8 ... 1 mm.
• Proudové vedení je obvykle vyrobeno z měděných tyčí, které jsou následně připojeny ke zdroji energie.
• V lázni s činidlem je nutné neustále udržovat určitou teplotu. K tomu budete potřebovat ohřívač a chladič... Jako topidlo můžete použít klasický kotel nebo elektrický sporák. Odborníci nedoporučují používat k vytápění otevřený oheň, protože je obtížné ovládat teplotní režim s otevřeným ohněm, můžete náhodně přehřát roztok, který vůbec nepotřebujeme. Navíc hrozí zkažení drahého plynového sporáku nějakým jedovatým roztokem. Jako chladič můžete do nádoby spustit měkkou hadici a připojit ji ke kohoutku s tekoucí vodou.
• Teploměr pro regulaci teploty v rozmezí 18°… 25°C. Je vhodné použít alkoholový přístroj, protože měří teplotu přesněji než jakýkoli jiný elektrický protějšek.
• Během reakce bude nutné kapalinu neustále míchat. K tomu je možné použít obvyklé aerator nebo oběhové čerpadlo voda do akvária.
• Respirátor a rukavice... Jakákoli chemická činidla jsou s člověkem velmi špatní přátelé, proto je nutné dodržovat bezpečnostní opatření, abyste se pomocí ochranných prostředků chránili před nanesením chemie na ruce a obličej.
• Nádobí... Sadu chemického náčiní (baňky, kelímky, bojlery) je nejlepší koupit na tržnici nebo v bazaru. Pokud však taková příležitost nebyla předložena, můžete použít jakékoli domácí sklo. Dále budete potřebovat skleněné lahve se zabroušeným víčkem. Jsou nezbytné pro skladování činidel a elektrolytů.
• Měřící vybavení... Bez čeho se neobejdete, je váha, protože budete muset měřit reagencie s přesností na 1 gram. Dále budete potřebovat měřič hustoty kapaliny, voltmetr pro napětí a ampérmetr pro proud.

Příprava roztoku

Další příprava roztoku... Pokud chcete na povrch desky uložit měď, například pro pomědění listů, vezměte 150-180 g síranu měďnatého. Musí se opatrně smíchat s 1 litrem čisté (nejlépe destilované) vody. Do této chemie se pro zvýšení elektrické vodivosti přidává kyselina sírová o hustotě 1,4-1,6 g / cm3 a hmotnosti 20-25 g. Pro zlepšení kvality vysrážené mědi se používá alkohol v množství 8-10 g / l lze přidat.

Nezapomeňte, že elektrolyt by neměl obsahovat žádné organické inkluze, které nepříznivě ovlivňují provoz roztoku.

Chemické složení elektrolytů pro niklování, stříbření, zlacení atd. se od sebe liší, ale jejich složení nutně obsahuje kyselinu, vodu a sírany nebo dusičnany aplikovaných kovů.

Výpočet proudové hustoty

Rovnoměrné potažení předmětu kovem (měď, nikl a další kovy) získaná při určité aktuální hodnotě, což závisí na dvou faktorech:

• povrchová plocha objektu;
• přípustná proudová hustota pro daný elektrolyt.

Vyrobeno další výpočet... Například model objektu má celkovou plochu 0,5 dm2. Přípustná proudová hustota v reakci by měla být 0,5 A / dm2. To znamená, že proud by neměl překročit Imax = 0,5-0,5 = 0,25 (A).

Nyní sbíráme obvod

Musíme si připravit dvě elektrody, které se nazývají katoda (elektroda se záporným potenciálem) a anoda (elektroda s kladným potenciálem).

V našem schématu katoda se skládá ze tří částí:

• model, který se má kopírovat;
• měděný vodič;
• aktuální vedení.

Model je velmi pevně fixován rukou na vodiči. Tato část je zase zavěšena na přívodu proudu, který je namontován vodorovně na skleněné nádobě. Dále pomocí běžných vodičů je proudový vodič připojen k zápornému pólu zdroje energie.

Sbíráme anoda... Měly by existovat dvě anodové desky. Obvykle jsou vyrobeny ze dvou silných měděných desek, které jsou instalovány ve vaně v určité vzdálenosti od sebe, paralelně. Vzdálenost je volena tak, aby mezi anodové desky bylo možné volně umístit zavěšený model katody. Anodu však můžete vyrobit i jinak. Vezměte jeden měděný plát a složte jej do válce. Myslete přitom na to, že objem uvnitř válce by měl stačit na to, aby se tam bez problémů vešla katoda se všemi jejími zavěšeními. Je důležité, aby předměty, které mají být potaženy, směřovaly k anodám svými největšími plochami a byly s nimi v přibližně rovnoběžných rovinách.

Další anody jsou připojeny k horizontálním proudovým vodičům... Tyto příčky musí být vybaveny svorkami pro pohodlí a spolehlivost připojení. Dráty držící anodu k tyči musí být nad hladinou elektrolytu, zvláště pokud jsou vyrobeny z jiného kovu. V opačném případě se v tomto místě drát ztenčí a vyhoří.

Anody musí být velmi důkladně očištěny od oxidů, nečistot a mastnoty, stejně jako předmětů určených k potažení kovem.

Důležitou podmínkou úspěchu této technologie je čistota... Pokud se v elektrolytu objeví mírný zákal nebo se vytvoří sraženina, je nutné roztok přefiltrovat. Chcete-li to provést, najděte prázdnou nádobu dostatečné velikosti. Umyjte ji. Suchý. Během této doby se všechny nečistoty v roztoku posadí. Opatrně, aniž byste převrátili skleněnou koupelnu, nalijte roztok přes hadičku (jako nalévání benzínu z auta) nebo šálek (pomocí metody nabírání). Hustou byste neměli nabírat ze dna. Je lepší ho jednoduše zlikvidovat. Zbývající roztok by však neměl být splachován do odpadu. S trubkami pak mohou pracovat instalatéři, kteří si při kontaktu s vašimi chemikáliemi jednoduše popálí ruce a práce z takového řešení se vám nepoděkuje.

Schéma elektrického zapojení

Schéma zapojení bez problémů najdete na internetu. Je však třeba mít na paměti jedno jednoduché pravidlo. Pro získání dobrého nánosu je nutné, aby byl během reakce udržován správný proud na jednotku plochy katody. K regulaci elektrického obvodu se používá reostat, který se zavádí dráty do vany. A aby bylo možné znát napětí na elektrodách, je nainstalován voltmetr.

Ukázky galvanických výrobků jste mohli vidět v kostelech, muzeích, na výstavách. Jedná se o ikony, emblémy, desky s nápisy.

Dokončit

Pamatujte, že předmět vyjmutý z vany, bez ohledu na to, jak dobře byl předleštěn, má matný povrch. Aby se leskla, leští se nejjemnější křídou (práškem na zuby) pomocí hadříku nebo pogumovaného kruhu.

Pokovování nekovových předmětů: brouci

K pokrytí různého hmyzu, motýlů, brouků a dalších předmětů kovem je třeba je vhodným způsobem připravit. Hmyz namočit v 1,5% roztoku chloridu rtuťnatého (chlorid rtuťnatý II, bezbarvá krystalická ve vodě rozpustná velmi toxická sloučenina). Poté jsou vysušeny, pokryty speciálním lakem nebo tenkou vrstvou vosku. Potom musí být celý povrch vodivý, jinak kov nelehne. Za tímto účelem je brouk potřen štětcem tekutou kaší z grafitu zředěnou alkoholem nebo vodkou. Po vysušení se přebytečný grafit odstraní.

Poté hmyz zavěšené na několika tenkých měděných drátech o průměru 0,1-0,2 mm a umístí se do galvanizační lázně. Pro odstranění vztlaku v elektrolytu je motýl nebo brouček připevněn parafínem k závaží. Může to být sklo nebo kus plastu. Tento proces obvykle trvá několik hodin. Tloušťka povlaku se může lišit od 0,1 do 2 mm, v závislosti na době expozice.

Je možné vyrobit šperky metodou galvanického pokovování doma?

Na tuto otázku existuje jediná odpověď: ano, můžete všechno, ale budete se muset dobře „napnout“. Důvodů je několik:

• V zásadě platí, že vše, co potřebujete pro experimenty, lze dnes koupit v kancelářích prodávajících chemická činidla. Ale je tu jedno "ale". V Rusku se proces získávání chemie v poslední době stal velmi obtížným úkolem. Kupující reagencií je povinen předložit plnou moc, nějaký výpis z dokumentu povolení, že prý tato osoba může vykonávat příslušnou činnost, platba je obvykle bezhotovostní a další potíže. Chcete-li tento problém vyřešit, můžete jít jednodušší cestou a kontaktovat obchody pro domácnost, trhy, čerpací stanice nebo kamarády.
• Kromě činidel je nutné zakoupit běžné vybavení... S obyčejnou plechovkou si nevystačíte. Minimálně budete potřebovat čisté, dobře udělané akvárium. Jinak bude činidlo na stole, nohách, podlaze, kdekoli to bude možné. A to není úplně bezpečné pro zdraví.
• Na internetu a v knihách však najdete obrovské množství popisů galvanoplastických algoritmů chyby a nedostatek zkušeností nebyly zrušeny... Před nastavením výroby budete muset strávit více než jednu hodinu kouzlením, abyste pochopili: jaký proud je lepší zvolit, jak správně vyčistit povrch výrobků od nečistot, jak správně vytvářet formuláře atd.
• Zapamatuj si jeden rada: pokud se chystáte na stříbrné kovy nebo pokrýt zlatem jakékoli předměty ze stříbra, pak je lepší zdokonalit své dovednosti na obyčejné mědi nebo niklu. Nechoďte rovnou k drahým kovům. Prostě vyhodíte peníze do kanálu a ve skutečnosti nic nefunguje.

Mistrovská třída pro výrobu šperků technikou galvanického pokovování doma

Nejčastěji nás zajímá technika galvanického pokovování z pohledu výroby různých šperků, jak bižuterních, tak šperkařských. Pojďme na to přijít na jednoduchém příkladu, jak doma můžeš vyrobit ozdobu z listů.

• Nejprve je nutné odebrat otisky z čerstvých listů, pro které se vosková kompozice nalije do formy ze silného papíru, poté se nechá vychladnout téměř do úplného vytvrzení, ale tak, aby byl jeho povrch elastický . Poté se listy položí na povrch vosku a přitlačí se sklem. Po odstranění skla zůstane na voskové kompozici čistý otisk.
• Po úplném vytvrzení vosku je třeba připravit vodivý povlak. Otisk je pečlivě grafitizován měkkým štětcem, aby se vytvořila elektricky vodivá vrstva. Vodivá vrstva může být nanášena redukcí určitých kovů (stříbro, měď, nikl) nebo mechanickými prostředky: vetřením formy vločkovitého grafitu do povrchu měkkým kartáčem na vlasy nebo nanesením grafitového laku.
• Dále musíte změřit listy, abyste určili plochu uloženého povrchu, vypočítali hustotu proudu a odpor reostatu.
• Poté, pokud byla koupelna již alespoň jednou použita, je nutné připravit přívody proudu. Pečlivě se očistí brusným papírem od různých oxidů, nečistot, otřou hadříkem a umyjí v tekoucí vodě.
• Nezapomeňte si připravit anodu.
• Proces ohřevu lázně je zahájen pomocí ohřívače nebo kotle.
• Dále po instalaci vodičů na formu je zátěž (katoda) zavěšena a spuštěna do galvanické lázně.
• Spustí se reakční proces.
• Po nanesení dostatečné vrstvy povrchového kovu se jednotka vypne.
• Kráska je vyjmuta z vany, odpojena od vodičů, omyta v čisté destilované vodě a vyleštěna.

Takže jste pravděpodobně zmateni čtením tohoto článku. Je to jasný byznys. K reprodukci celého tohoto algoritmu je zapotřebí dostatečné množství znalostí z mnoha oblastí vědy a techniky. Zde se bez přípravy neobejdete. Vše však přichází se zkušenostmi, velcí vědci se nerodí, ale stávají, překonávají obrovské hromady knih, navštěvují mnoho laboratoří, podstupují pokusy i neúspěchy. Pokud tedy chcete experimentovat nebo si jen hrát s velkým chemikem, nenechte se zastrašit chytrými slovy a dlouhým seznamem děl, ale jednejte a výsledek se brzy objeví na obzoru.