Videnskaben har altid hjulpet menneskeheden med at opfinde noget nyt og gøre noget ekstraordinært smukt. Så ved hjælp af elektropletteringsmetoden forsøger det moderne samfund i dag at kopiere naturelementer: blade, blomster, insekter, biller og lave ægte kunstværker ud af dem. Og hvorfor ikke: sådanne produkter vil altid være relevante og populære, da mennesket endnu ikke har været i stand til at komme med bedre former, end naturen gjorde.
Lad os prøve i dag at forstå i det mindste lidt, hvad elektroformning er, hvilke eksempler på elektroformning vi kan møde i hverdagen, og hvordan det bruges til at skabe de mest ekstraordinære skønhedssmykker.
Hvad er elektroformning i almindeligt sprog?
galvanisering - teknologi til at lave nøjagtige metalkopier forskellige genstande, ved aflejring af uens metaller på modellen. Vi samler med andre ord et objekt op, som vi vil kopiere ned til mindste detalje. Yderligere, gennem elektrokemisk påvirkning og heterogene manipulationer, afsætter vi et tyndt lag metal på dette objekt. I næste trin løsnes modellen fra belægningen. Alt.
Hovedformålet med elektroformningsmetoden er opnåelse af en nøjagtig metalkopi af modellen, gengivelse af en genstands nøjagtige form eller påføring af en tynd belægning af metal. Du forstår højst sandsynligt, at hvis du henter et blad fra et træ, så er det simpelthen umuligt at kopiere det til mindste detalje ved dets mekaniske metoder. Kun en maskine eller en super præcis robot er i stand til sådanne bedrifter. Men alligevel er den computeriserede hjerne ikke i stand til at gengive alle knæk, buler og de mindste detaljer.
Elektroformning fik et så romantisk navn af den grund, at metallet aflejret i elektrolyseprocessen "plastisk nøjagtigt" gengiver produktet, hvis aftryk var i form.
Begyndelsen af denne teknologi i Rusland og i hele verden er forbundet med navnet B.S. Jacobi (1801-1874), der opdagede metoden til elektroformning. Jacobi er født i Tyskland - her hed han Moritz Hermann. I 1835 flyttede han til Rusland.
I 1836 city Jacobi B.S... opfundet et originalt design af en kobber-zink galvanisk celle. 4. oktober 1838 B.S. Jacobi annoncerede officielt sin opfindelse i et brev til sekretæren for Videnskabsakademiet P.N. Pjat til byen St. Petersborg. Dagen efter blev opfindelsen straks rapporteret på et møde i Videnskabsakademiet. Vedhæftet brevet var en galvaniseret kopi af en graveringstavle, der forestillede en tohovedet ørn. Under ørnen var der en inskription lavet af videnskabsmandens kone: "Den store svæver og overskygger den store."
Elektroformningsmetode giver de mest ubegrænsede kopieringsmuligheder, og dermed for kreativitet. Denne metode giver dig mulighed for at skabe nøjagtig dokumentar:
- kopier af basrelieffer;
- våbenskjolde;
- mønter;
- medaljer;
- mindeplader;
- emblemer;
- plader med inskriptioner.
Også denne teknologi meget brugt til restaurering eller skabe interiørartikler, skulpturer, figurer, lamper, lysestager, husholdningsartikler, souvenirs mv.
Princippet om drift
Virkemåde denne metode er ret enkel. Overvej omslaget og kopieringsprocesserne.
Dækning
En genstand, såsom en ske, gaffel, tallerken, mønt, plastik, emalje, blade fra et træ, placeres i badeværelset med en kemisk opløsning. Yderligere er hele dette system forbundet til en strømkilde, og en elektrokemisk reaktion udløses, hvor metallet fra opløsningen (det vil sige metalatomerne, der er til stede i væsken) aflejres på overfladen af objektet. Jo længere reaktionen opretholdes, jo tykkere opnås sedimentet på modellen. Derefter stopper processen, modellen afkøles og vaskes i rindende vand fra reagenser. Alt er klar, genstanden er dækket af et lag metal.
kopiering
Hvis du ikke skal overtrække en vare, men helt kopiere uden at udsætte ham for nogen påvirkninger, så er vejen lidt anderledes.
- Fra den kopierede genstand eller produkt (lad os kalde det en model) tages der først og fremmest et aftryk fra begge sider på lavtsmeltende metal, voks, plasticine eller gips, som for eksempel et aftryk af en nøgle er lavet til kopiering.
- Yderligere er disse to halve kopier af printene forbundet (limet) sammen, hvilket efterlader et hul til at hælde et modelmateriale som voks - dette design kaldes en støbeform.
- Derefter hældes flydende lavtsmeltende metal i denne form.
Til forgyldning af kuplerne i Kristi Frelsers katedral i Moskva, Isak-katedralen, Peter og Paul-katedralen og flere andre, en galvaniseringsworkshop med deltagelse af B.S. Jacobi brugte 45 pund 32 pund (750,2 kg) guld.
- Formen stilles et koldt sted for at fryse mastermodellen.
- For at få den resulterende mastermodel saves støbeformen i to halvdele for ikke at beskadige den resulterende kopi på nogen måde. Derefter affedtes det og udsættes for kobberplettering i et elektrolytisk bad, det vil sige galvanisering... For at forhindre metal i at aflejre sig på de sider af formen, hvor der ikke er tryk, dækkes de med smeltet voks eller paraffin med en børste.
- Efter elektroformningsprocessen smeltes det smeltelige metal indesluttet i en kobberkappe i kogende vand, hvorved der dannes en matrix. Sidstnævnte er fyldt med gips eller bly, og kopien er klar.
Metode Fordele
At lave kopier af genstande ved galvanisering giver en række fordele:
- høj kvalitet afspilning;
- evnen til at fremstille produkter med en aflastningshøjde på op til 20 mm;
- muligheden for at færdiggøre produkter fra elektroformning - give en given farve og dække med beskyttende materialer;
- lave omkostninger sammenlignet med andre teknologier - støbning og prægning;
- evnen til at fremstille både enkeltvarer og store partier;
- høj hastighed af produktionen af elektroformning og muligheden for en hurtig start af produktionen;
- mindre vægt af et elektroformet produkt sammenlignet med en metalstøbning.
Hjemme galvaniseringstræning fra bunden
For at gentage eksperimentet derhjemme skal du forberede dig godt, men vi advarer dig på forhånd om, at du bliver nødt til at håndtere giftige kemikalier. Overlad derfor enten forsøgene til specialister, eller lav dine forsøg i et velventileret rum med kraftig hættefor ikke at blive forgiftet.
Оборудование
Hvilket udstyr skal samles:
- Som galvanisk bad du kan bruge enhver glasbeholder af en sådan størrelse, at den genstand, der skal dækkes med metal, passer frit ind i den.
- Som nuværende kilde Du kan bruge et bilbatteri eller strømforsyning med et spændingsområde på 6 til 12V.
- Modellen vil klæbe til lederen vha kobbertråde... Tråddiameteren skal være ca. 0,8 ... 1 mm.
- Strømledningen er normalt lavet af kobberstænger, som så igen er tilsluttet strømkilden.
- Det er nødvendigt konstant at opretholde en vis temperatur i badet med reagenset. Til dette skal du bruge varmelegeme og køler... Som varmelegeme kan du bruge en konventionel kedel eller en elektrisk komfur. Eksperter anbefaler ikke at bruge en åben ild til opvarmning, da det er svært at kontrollere temperaturregimet med en åben ild, du kan ved et uheld overophede løsningen, som vi slet ikke har brug for. Derudover er der risiko for at ødelægge et dyrt gaskomfur med en eller anden giftig opløsning. Som køler kan du sænke en blød slange ned i beholderen og tilslutte den til en hane med rindende vand.
- termometer til temperaturstyring inden for 18 °… 25 °C. Det er tilrådeligt at bruge et alkoholapparat, da det måler temperaturen mere nøjagtigt end nogen anden elektrisk modpart.
- Under reaktionen skal væsken konstant omrøres. Til dette er det muligt at bruge det sædvanlige belufter eller cirkulationspumpe vand til akvariet.
- Åndedrætsværn og handsker... Alle kemiske reagenser er meget dårlige venner med en person, derfor er det bydende nødvendigt at overholde sikkerhedsforanstaltninger for at beskytte dig selv mod at få kemi på dine hænder og ansigt ved hjælp af beskyttelsesudstyr.
- porcelæn... Det er bedst at købe et sæt kemiske redskaber (kolber, kopper, kedler) på markedet eller i basaren. Men hvis en sådan mulighed ikke blev præsenteret, kan du bruge ethvert husholdningsglas. Du skal også bruge glasflasker med et slebet låg. De er afgørende for opbevaring af reagenser og elektrolytter.
- Måleudstyr... Hvad du ikke kan undvære er en balance, da du skal måle reagenserne med en nøjagtighed på 1 gram. Du skal også bruge en væsketæthedsmåler, et voltmeter til spænding og et amperemeter til strøm.
Forberedelse af løsningen
Næste forberedelse af opløsning... Hvis du vil afsætte kobber på overfladen af pladen, for eksempel til kobberbelægning af blade, så tag 150-180 g kobbersulfat. Det skal omhyggeligt blandes med 1 liter rent (gerne destilleret) vand. Svovlsyre med en densitet på 1,4-1,6 g / cm3 og en masse på 20-25 g tilsættes til denne kemi for at øge den elektriske ledningsevne. For at forbedre kvaliteten af udfældet kobber, alkohol i en mængde på 8-10 g / l kan tilføjes.
Husk, at elektrolytten ikke må indeholde organiske indeslutninger, som påvirker opløsningens funktion negativt.
Kemiske sammensætninger af elektrolytter til fornikling, forsølvning, forgyldning mv. adskiller sig fra hinanden, men deres sammensætning indeholder nødvendigvis syre, vand og sulfater eller nitrater af de anvendte metaller.
Beregning af strømtæthed
Selv tæt belægning af en genstand med metal (kobber, nikkel og andre metaller) opnået ved en bestemt aktuelle værdi, hvilket afhænger af to faktorer:
- objektets overfladeareal;
- tilladt strømtæthed for en given elektrolyt.
Produceret næste beregning... For eksempel har en model af et objekt en samlet overflade på 0,5 dm2. Den tilladte strømtæthed i reaktionen skal være 0,5 A / dm2. Det betyder, at strømmen ikke må overstige Imax = 0,5-0,5 = 0,25 (A).
Nu samler vi kredsløbet
Vi skal forberede to elektroder, som kaldes katoden (negativ potentialelektrode) og anoden (positiv potentialelektrode).
I vores ordning katoden består af tre dele:
- modellen, der skal kopieres;
- kobber leder;
- nuværende ledning.
Modellen er meget stift fastgjort i hånden på lederen. Denne del er til gengæld hængt på en strømledning, som er monteret vandret på en glasbeholder. Yderligere, ved hjælp af almindelige ledninger, er strømledningen forbundet til strømkildens negative pol.
Vi samler anode... Der skal være to anodeplader. Normalt er de lavet af to tykke kobberplader, som er installeret i badet i en vis afstand fra hinanden, parallelt. Afstanden er valgt på en sådan måde, at en ophængt model af katoden er frit placeret mellem anodepladerne. Du kan dog lave anoden på en anden måde. Tag en kobberplade og fold den til en cylinder. Samtidig skal du huske på, at volumenet inde i cylinderen skal være nok til, at katoden kan passe der uden problemer, med alle dens ophæng. Det er vigtigt, at de genstande, der skal coates, vender mod anoderne med deres største områder og er med dem i omtrent parallelle planer.
Næste anoder er fastgjort til vandrette strømledninger... Disse tværstænger skal være forsynet med terminaler for bekvemmelighed og pålidelighed af forbindelsen. Trådene, der holder anoden til stangen, skal være over elektrolytniveauet, især hvis de er lavet af et andet metal. Ellers på dette sted bliver ledningen tyndere og brænder ud.
Anoder skal renses meget grundigt for oxider, snavs og fedt samt emner, der er beregnet til at blive belagt med metal.
En vigtig betingelse for succes med denne teknologi er renhed... Hvis der opstår en let uklarhed i elektrolytten, eller der dannes et bundfald, skal opløsningen filtreres. For at gøre dette skal du finde en tom beholder af tilstrækkelig størrelse. Vask hende op. Tør. I løbet af denne tid vil alt snavs i opløsningen sætte sig ned. Forsigtigt, uden at vælte glasbadeværelset, hæld opløsningen gennem et rør (som benzin drænes fra en bil) eller en kop (ved brug af øsemetoden). Du skal ikke øse det tykke op fra bunden. Det er bedre blot at kassere det. Den resterende opløsning bør dog ikke skylles ned i afløbet. VVS-installatører kan så arbejde med rør, som blot brænder deres hænder ved kontakt med dine kemikalier, og arbejdet fra en sådan løsning vil ikke takke dig.
Elektrisk tilslutningsdiagram
Du kan finde ledningsdiagrammet på internettet uden problemer. Der er dog en simpel regel at huske på. For at opnå en god aflejring er det nødvendigt, at den korrekte strømstyrke opretholdes pr. overfladeenhed af katoden under reaktionen. For at regulere det elektriske kredsløb anvendes en reostat, som indføres gennem ledningerne til badet. Og for at kende spændingen over elektroderne er der installeret et voltmeter.
Du kan se eksempler på galvaniseringsprodukter i kirker, museer, udstillinger. Disse er ikoner, emblemer, plader med inskriptioner.
Afslut
Husk, at en genstand fjernet fra badekarret, uanset hvor godt den er forpoleret, har en mat finish. For at få det til at skinne poleres det med det fineste kridt (tandpulver) ved hjælp af en klud eller gummieret cirkel.
Metalbelægning af ikke-metalliske genstande: biller
For at dække forskellige insekter, sommerfugle, biller og andre genstande med metal, skal de forberedes på en passende måde. Insekter suge i en 1,5 % opløsning af kviksølvchlorid (kviksølvklorid II, en farveløs krystallinsk vandopløselig meget giftig forbindelse). Derefter tørres de, dækkes med en speciel lak eller et tyndt lag voks. Så skal hele overfladen gøres ledende, ellers vil metallet ikke ligge ned. Til dette smøres billen med en flydende vælling af grafit fortyndet med alkohol eller vodka med en børste. Efter tørring fjernes overskydende grafit.
Derefter insektet ophængt i flere tynde kobbertråde med en diameter på 0,1-0,2 mm og anbragt i et galvaniseringsbad. For at eliminere opdrift i elektrolytten, er en sommerfugl eller bug fastgjort med paraffin til en vægt. Det kan være glas eller et stykke plastik. Denne proces tager normalt flere timer. Tykkelsen af belægningen kan variere fra 0,1 til 2 mm afhængig af eksponeringstiden.
Er det muligt at lave smykker ved hjælp af metoden til galvanisering derhjemme?
Der er kun ét svar på dette spørgsmål: ja, du kan alt, men du bliver nødt til at "anstrenge dig" godt. Det er der flere grunde til:
- I princippet kan alt, hvad du har brug for til eksperimenter, købes i dag på kontorer, der sælger kemiske reagenser. Men der er et "men". I Rusland er processen med at erhverve kemi for nylig blevet en meget vanskelig opgave. Køberen af reagenser er forpligtet til at fremvise en fuldmagt, en slags uddrag fra et tilladelsesdokument, som, de siger, denne person kan deltage i den relevante aktivitet, betaling er normalt ikke-kontant og andre vanskeligheder. For at løse dette problem kan du gå en enklere vej og kontakte husholdningsbutikker, markeder, tankstationer eller kammerater.
- Ud over reagenser er det nødvendigt at købe normalt udstyr... Du kan ikke klare dig med en almindelig dåse. Som minimum har du brug for et rent, vellavet akvarium. Ellers vil reagenset være på bordet, benene, gulvet, hvor det er muligt. Og dette er ikke helt sikkert for helbredet.
- Du vil dog finde et stort antal beskrivelser af elektroformningsalgoritmer på internettet og i bøger fejl og manglende erfaring er ikke blevet annulleret... Før du starter produktionen, skal du bruge mere end en time på at trylle frem for at forstå: hvilken strøm der er bedre at vælge, hvordan man korrekt renser overfladen af produkter fra snavs, hvordan man laver formularer korrekt osv.
- Husk en rådgivning: hvis du skal til sølvmetaller eller til at dække genstande lavet af sølv med guld, så er det bedre at finpudse dine færdigheder på almindeligt kobber eller nikkel. Gå ikke direkte til dyre metaller. Man smider bare penge i kloakken, og intet fungerer rigtigt.
Master class til fremstilling af smykker ved hjælp af teknikken til galvanisering derhjemme
Oftest er vi interesserede i teknikken til galvanisering ud fra synspunktet om at lave forskellige smykker, både bijouteri og smykker. Lad os finde ud af det med et simpelt eksempel, hvordan hjemme du kan lav et ornament af blade.
- Til at begynde med er det nødvendigt at fjerne udskrifter fra friske blade, for hvilke en vokssammensætning hældes i en form af tykt papir, så lader de det køle ned næsten til fuldstændig hærdning, men på en sådan måde, at overfladen er elastisk . Derefter lægges blade på overfladen af voksen og presses med glas. Når glasset fjernes, efterlades et tydeligt tryk på vokssammensætningen.
- Efter at voksen er helt hærdet, skal der fremstilles en ledende belægning. Aftrykket er omhyggeligt grafitiseret med en blød børste for at skabe et elektrisk ledende lag. Det ledende lag kan påføres ved at reducere visse metaller (sølv, kobber, nikkel) eller ved mekaniske midler: at gnide en form for flaget grafit ind i overfladen med en blød hårbørste eller belægning med grafitlak.
- Derefter skal du måle bladene for at bestemme arealet af den aflejrede overflade, beregne strømtætheden og modstanden af rheostaten.
- Derefter, hvis badeværelset allerede er blevet brugt mindst én gang, er det nødvendigt at forberede de nuværende ledninger. De rengøres omhyggeligt med sandpapir fra forskellige oxider, snavs, tørres af med en klud og vaskes i rindende vand.
- Glem ikke at forberede anoden.
- Processen med at opvarme badet startes ved hjælp af en varmelegeme eller en kedel.
- Efter at have installeret lederne på formen, suspenderes belastningen (katoden) og sænkes ned i det galvaniske bad.
- Reaktionsprocessen starter.
- Efter påføring af et tilstrækkeligt lag overflademetal, slukkes enheden.
- Skønhed tages ud af badet, kobles fra lederne, vaskes i rent destilleret vand og poleres.
Så du er sandsynligvis forvirret ved at læse denne artikel. Det er en klar forretning. For at reproducere hele denne algoritme kræves en tilstrækkelig mængde viden fra mange grene af videnskab og teknologi. Her kan du ikke undvære forberedelse. Men alt kommer med erfaring, store videnskabsmænd fødes ikke, men bliver, overvinder enorme dynger af bøger, besøger mange laboratorier, gennemgår forsøg og fiaskoer. Derfor, hvis du vil eksperimentere eller bare lege med den store kemiker, så lad dig ikke skræmme af smarte ord og en lang række af værker, men handle, og snart vil resultatet dukke op i horisonten.
