Galvanisieren: Schmuck zu Hause herstellen

Die Wissenschaft hat der Menschheit immer geholfen, etwas Neues zu erfinden und etwas außergewöhnlich Schönes zu tun. Mit der Methode der Galvanik versucht die moderne Gesellschaft heute also, die Elemente der Natur: Blätter, Blüten, Insekten, Käfer zu kopieren und daraus echte Kunstwerke zu machen. Und warum nicht: Solche Produkte werden immer relevant und beliebt sein, denn bessere Formen als die Natur hat der Mensch noch nicht entwickelt.

Versuchen wir heute, zumindest ein wenig zu verstehen, was Galvanoforming ist, welche Beispiele für Galvanoforming wir im Alltag treffen können und wie es verwendet wird, um den außergewöhnlichsten Schönheitsschmuck herzustellen.

Was ist Galvanoforming im Klartext?

Galvanisieren - Technologie zur Herstellung exakter Metallkopien verschiedene Objekte, durch die Abscheidung unterschiedlicher Metalle auf dem Modell. Mit anderen Worten, wir nehmen ein Objekt auf, das wir bis ins kleinste Detail kopieren wollen. Außerdem scheiden wir durch elektrochemischen Einfluss und heterogene Manipulationen eine dünne Metallschicht auf diesem Objekt ab. Im nächsten Schritt wird das Modell von der Beschichtung gelöst. Alles.

Der Hauptzweck des Galvanoformverfahrens ist Erhalten einer genauen Metallkopie des Modells, die exakte Form eines Objekts reproduzieren oder eine dünne Metallschicht aufbringen. Sie verstehen wahrscheinlich, dass es einfach unmöglich ist, es mit seinen mechanischen Methoden bis ins kleinste Detail zu kopieren, wenn Sie ein Blatt von einem Baum aufheben. Nur eine Maschine oder ein supergenauer Roboter ist zu solchen Kunststücken fähig. Trotzdem ist das computergesteuerte Gehirn nicht in der Lage, alle Knicke, Ausbuchtungen und kleinsten Details zu reproduzieren.

Die Galvanoformung erhielt einen so romantischen Namen, weil das bei der Elektrolyse abgeschiedene Metall "plastisch exakt" das Produkt wiedergibt, dessen Aufdruck in der Form lag.

Der Anfang dieser Technologie in Russland und auf der ganzen Welt ist mit dem Namen B.S. Jacobi (1801-1874), der die Methode des Galvanisierens entdeckte. Jacobi wurde in Deutschland geboren - hier hieß er Moritz Hermann. 1835 zog er nach Russland.

In 1836 war Jacobi B.S... erfand ein originelles Design einer galvanischen Kupfer-Zink-Zelle. 4. Oktober 1838 v. Jacobi kündigte seine Erfindung offiziell in einem Brief an den Sekretär der Akademie der Wissenschaften P.N. Auf in die Stadt St. Petersburg. Am nächsten Tag wurde die Erfindung sofort auf einer Sitzung der Akademie der Wissenschaften gemeldet. Dem Brief beigefügt war eine galvanisierte Kopie einer Gravurtafel, die einen zweiköpfigen Adler darstellte. Unter dem Adler befand sich eine Inschrift der Frau des Wissenschaftlers: "Der Große erhebt sich und überschattet den Großen."

Galvanoformverfahren bietet die grenzenlosesten Kopiermöglichkeiten, und dementsprechend für Kreativität. Mit dieser Methode können Sie Dokumentationen genau erstellen:

• Kopien von Flachreliefs;
• Wappen;
• Münzen;
• Medaillen;
• Gedenktafeln;
• Embleme;
• Tafeln mit Inschriften.

Auch diese Technologie weit verbreitet in der Restaurierung oder Erstellen von Einrichtungsgegenständen, Skulpturen, Figuren, Lampen, Kerzenständern, Haushaltsgegenständen, Souvenirs usw.

Arbeitsprinzip

Arbeitsprinzip diese Methode ist ziemlich einfach. Betrachten Sie die Cover- und Kopierprozesse.

Abdeckung

Ein Gegenstand wie ein Löffel, eine Gabel, ein Teller, eine Münze, Plastik, Emaille oder ein Baumblatt wird mit einer chemischen Lösung in das Badezimmer gelegt. Weiterhin wird dieses gesamte System an eine Stromquelle angeschlossen und eine elektrochemische Reaktion ausgelöst, bei der das Metall aus der Lösung (also die in der Flüssigkeit vorhandenen Metallatome) auf der Oberfläche des Objekts abgeschieden wird. Je länger die Reaktion aufrechterhalten wird, desto dicker wird das Sediment auf dem Modell erhalten. Dann stoppt der Prozess, das Modell wird abgekühlt und in fließendem Wasser von Reagenzien gewaschen. Alles ist fertig, das Objekt ist mit einer Metallschicht bedeckt.

Kopieren

Wenn Sie einen Artikel nicht beschichten, aber komplett kopieren ohne ihn irgendwelchen Einflüssen auszusetzen, dann ist der Weg etwas anders.

• Von dem kopierten Objekt oder Produkt (nennen wir es ein Modell) wird zunächst von beiden Seiten ein Abdruck auf niedrig schmelzendem Metall, Wachs, Plastilin oder Gips genommen, wie zum Beispiel ein Abdruck eines Schlüssels angefertigt wird Kopieren.
• Außerdem werden diese beiden Halbkopien der Drucke miteinander verbunden (geklebt), so dass ein Loch zum Eingießen eines Modellmaterials wie Wachs übrig bleibt - dieses Design wird als Gussform bezeichnet.
• Danach wird flüssiges niedrigschmelzendes Metall in diese Form gegossen.

Für die Vergoldung der Kuppeln der Christ-Erlöser-Kathedrale in Moskau, der St. Isaaks-Kathedrale, der Peter-und-Paul-Kathedrale und einigen anderen wurde ein Galvanik-Workshop unter Beteiligung von B.S. Jacobi gab 45 Pud 32 Pfund (750,2 kg) Gold aus.

• Die Form wird an einen kalten Ort gestellt, um das Meistermodell einzufrieren.
• Um das resultierende Meistermodell zu erhalten, wird die Gussform in zwei Hälften gesägt, um die resultierende Kopie in keiner Weise zu beschädigen. Dann wird es entfettet und Verkupfern in einem elektrolytischen Bad, also Galvanisieren... Um zu verhindern, dass sich auf den Seiten der Form, an denen keine Aufdrucke vorhanden sind, Metall ablagert, werden sie mit einem Pinsel mit geschmolzenem Wachs oder Paraffin bedeckt.
• Nach dem Galvanoformprozess wird das in einem Kupfermantel eingeschlossene Schmelzmetall in kochendem Wasser aufgeschmolzen und bildet so eine Matrix. Letzteres wird mit Gips oder Blei gefüllt und die Kopie ist fertig.

Vorteile

Das Anfertigen von Kopien von Gegenständen durch Galvanisieren bietet eine Reihe von Vorteilen:

• hochwertige Wiedergabe;
• die Fähigkeit, Produkte mit einer Reliefhöhe von bis zu 20 mm herzustellen;
• die Möglichkeit, Produkte aus der Galvanoformung zu veredeln - eine bestimmte Farbe zu geben und mit Schutzmaterialien abzudecken;
• niedrige Kosten im Vergleich zu anderen Technologien - Gießen und Prägen;
• die Fähigkeit, sowohl Einzelstücke als auch große Chargen herzustellen;
• hohe Produktionsgeschwindigkeit beim Galvanisieren und die Möglichkeit eines schnellen Produktionsstarts;
• geringeres Gewicht eines galvanisierten Produkts im Vergleich zu einem Metallguss.

Galvanik-Training von Grund auf zu Hause

Um das Experiment zu Hause zu wiederholen, müssen Sie sich gut vorbereiten, aber wir warnen Sie im Voraus, dass Sie mit giftigen Chemikalien umgehen müssen. Überlassen Sie die Experimente daher entweder Spezialisten oder führen Sie Ihre Experimente in einem gut belüfteten Raum mit leistungsstarke Haubeum nicht vergiftet zu werden.

Ausrüstung

Welche Ausrüstung muss zusammengebaut werden:

• Da der galvanisches Bad Sie können jeden Glasbehälter verwenden, der so groß ist, dass der mit Metall zu bedeckende Gegenstand frei hineinpasst.
• Da der Stromquelle Sie können eine Autobatterie oder ein Netzteil mit einem Spannungsbereich von 6 bis 12 V verwenden.
• Das Modell klammert sich an den Dirigenten mit Kupferkabel... Der Drahtdurchmesser sollte ca. 0,8 ... 1 mm betragen.
• Die Stromzuleitung besteht normalerweise aus Kupferstäben, die dann wiederum mit der Stromquelle verbunden sind.
• Es ist notwendig, im Bad mit dem Reagenz ständig eine bestimmte Temperatur aufrechtzuerhalten. Dafür brauchst du Heizung und Kühler... Als Heizung können Sie einen herkömmlichen Boiler oder einen Elektroherd verwenden. Experten empfehlen nicht, ein offenes Feuer zum Heizen zu verwenden, da es schwierig ist, das Temperaturregime mit einem offenen Feuer zu kontrollieren, Sie können die Lösung versehentlich überhitzen, die wir überhaupt nicht benötigen. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass ein teurer Gasherd mit einer giftigen Lösung verdorben wird. Als Kühler können Sie einen weichen Schlauch in den Behälter absenken und an einen Wasserhahn mit fließendem Wasser anschließen.
• Thermometer zur Temperaturregelung von 18 °… 25 °C. Es ist ratsam, ein Alkoholgerät zu verwenden, da es die Temperatur genauer misst als jedes andere elektrische Gegenstück.
• Während der Reaktion muss die Flüssigkeit ständig gerührt werden. Hierfür können die üblichen Luftsprudler oder Umwälzpumpe Wasser für das Aquarium.
• Atemschutzmaske und Handschuhe... Alle chemischen Reagenzien sind mit einer Person sehr schlecht befreundet, daher ist es unbedingt erforderlich, Sicherheitsvorkehrungen zu treffen, um sich mit Hilfe von Schutzausrüstung davor zu schützen, dass Chemikalien auf Ihre Hände und Ihr Gesicht gelangen.
• Geschirr... Am besten kaufen Sie auf dem Markt oder Basar ein Set an chemischen Utensilien (Kolben, Tassen, Kessel). Wenn eine solche Gelegenheit jedoch nicht gegeben wurde, können Sie jedes Haushaltsglas verwenden. Außerdem benötigen Sie Glasflaschen mit eingeschliffenem Deckel. Sie sind für die Aufbewahrung von Reagenzien und Elektrolyten unerlässlich.
• Messwerkzeug... Worauf Sie nicht verzichten können, ist eine Waage, da Sie die Reagenzien auf 1 Gramm genau abmessen müssen. Außerdem benötigen Sie ein Messgerät für die Flüssigkeitsdichte, ein Voltmeter für die Spannung und ein Amperemeter für den Strom.

Lösung vorbereiten

Weiter Lösungsvorbereitung... Wenn Sie Kupfer auf der Oberfläche der Platte abscheiden möchten, zum Beispiel zum Verkupfern von Blättern, nehmen Sie 150-180 g Kupfersulfat. Es muss vorsichtig mit 1 Liter sauberem (vorzugsweise destilliertem) Wasser gemischt werden. Dieser Chemie wird Schwefelsäure mit einer Dichte von 1,4-1,6 g / cm3 und einer Masse von 20-25 g zugesetzt, um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen.Um die Qualität des gefällten Kupfers zu verbessern, kann Alkohol in einer Menge von 8-10 . hinzugefügt werden g/l.

Denken Sie daran, dass der Elektrolyt keine organischen Einschlüsse enthalten sollte, die die Funktion der Lösung beeinträchtigen.

Chemische Zusammensetzungen von Elektrolyten für Vernickeln, Versilbern, Vergolden usw. unterscheiden sich voneinander, aber ihre Zusammensetzung enthält notwendigerweise Säure, Wasser und Sulfate oder Nitrate der verwendeten Metalle.

Berechnung der Stromdichte

Gleichmäßige dichte Beschichtung eines Objekts mit Metall (Kupfer, Nickel und andere Metalle) erhalten bei einem bestimmten Stromwert, die von zwei Faktoren abhängt:

• Oberfläche des Objekts;
• zulässige Stromdichte für einen gegebenen Elektrolyten.

Produziert von nächste Berechnung... Ein Modell eines Objekts hat beispielsweise eine Gesamtfläche von 0,5 dm2. Die zulässige Stromdichte in der Reaktion sollte 0,5 A / dm2 betragen. Dies bedeutet, dass der Strom Imax = 0,5-0,5 = 0,25 (A) nicht überschreiten sollte.

Jetzt sammeln wir die Schaltung

Wir müssen zwei Elektroden vorbereiten, die als Kathode (Elektrode mit negativem Potenzial) und Anode (Elektrode mit positivem Potenzial) bezeichnet werden.

In unserem Schema die Kathode besteht aus drei Teilen:

• das zu kopierende Modell;
• Kupferleiter;
• aktuelle Leitung.

Das Modell wird sehr starr von Hand auf dem Dirigenten befestigt. Dieses Teil wiederum hängt an einer Stromleitung, die waagerecht an einem Glasbehälter angebracht ist. Außerdem wird die Stromleitung mit gewöhnlichen Drähten an den Minuspol der Stromquelle angeschlossen.

Wir sammeln анод... Es sollten zwei Anodenplatten vorhanden sein. In der Regel bestehen sie aus zwei dicken Kupferplatten, die in einem gewissen Abstand zueinander parallel in das Bad eingebaut werden. Der Abstand ist so gewählt, dass ein hängendes Modell der Kathode frei zwischen den Anodenplatten platziert wird. Sie können die Anode jedoch auch auf andere Weise herstellen. Nehmen Sie eine Kupferplatte und falten Sie sie zu einem Zylinder. Beachten Sie dabei, dass das Volumen im Zylinder ausreichen sollte, damit die Kathode mit all ihren Aufhängungen problemlos hineinpasst. Wichtig ist, dass die zu beschichtenden Gegenstände mit ihren größten Flächen den Anoden zugewandt sind und sich mit diesen in etwa parallelen Ebenen befinden.

Weiter Anoden werden an horizontalen Stromleitungen befestigt... Diese Kreuzschienen müssen aus Gründen der Bequemlichkeit und Zuverlässigkeit der Verbindung mit Klemmen versehen sein. Die Drähte, die die Anode am Stab halten, müssen über dem Elektrolytniveau liegen, insbesondere wenn sie aus einem anderen Metall bestehen. Andernfalls wird der Draht an dieser Stelle dünner und brennt durch.

Anoden müssen sehr gründlich von Oxiden, Schmutz und Fett sowie von Gegenständen, die mit Metall beschichtet werden sollen, gereinigt werden.

Eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg dieser Technologie ist Reinheit... Tritt im Elektrolyten eine leichte Trübung oder ein Niederschlag auf, muss die Lösung filtriert werden. Suchen Sie dazu einen leeren Behälter mit ausreichender Größe. Wasch sie ab. Trocken. Während dieser Zeit setzt sich der gesamte Schmutz in der Lösung ab. Gießen Sie die Lösung vorsichtig, ohne das Glasbad umzukippen, durch ein Rohr (wie Benzin aus einem Auto abgelassen wird) oder eine Tasse (mit der Schöpfmethode). Sie sollten das Dicke nicht von unten aufschöpfen. Es ist besser, es einfach zu entsorgen. Die restliche Lösung sollte jedoch nicht in den Abfluss gespült werden. Klempner können dann mit Rohren arbeiten, die sich beim Kontakt mit Ihren Chemikalien einfach die Hände verbrennen, und die Arbeit mit einer solchen Lösung wird es Ihnen nicht danken.

Elektrischer Anschlussplan

Den Schaltplan finden Sie problemlos im Internet. Dabei gilt es jedoch eine einfache Regel zu beachten. Um eine gute Abscheidung zu erhalten, ist es notwendig, dass die richtige Stromstärke pro Oberflächeneinheit der Kathode während der Reaktion beibehalten wird. Um den Stromkreis zu regeln, wird ein Rheostat verwendet, der durch die Drähte in das Bad eingeführt wird. Und um die Spannung an den Elektroden zu kennen, wird ein Voltmeter installiert.

Beispiele für Galvanikprodukte können Sie in Kirchen, Museen und Ausstellungen sehen. Dies sind Ikonen, Embleme, Schilder mit Inschriften.

Fertig

Denken Sie daran, dass ein aus der Badewanne entnommener Gegenstand, egal wie gut er vorpoliert wurde, eine matte Oberfläche hat. Um es zum Glänzen zu bringen, wird es mit feinster Kreide (Zahnpulver) mit einem Tuch oder einem gummierten Kreis poliert.

Metallisierung von nichtmetallischen Gegenständen: Käfer

Um verschiedene Insekten, Schmetterlinge, Käfer und andere Gegenstände mit Metall zu bedecken, müssen diese in geeigneter Weise vorbereitet werden. Insekten einweichen in einer 1,5 %igen Lösung von Quecksilberchlorid (Quecksilberchlorid II, eine farblose, kristalline, wasserlösliche, sehr giftige Verbindung). Dann werden sie getrocknet, mit einem speziellen Lack oder einer dünnen Wachsschicht bedeckt. Dann muss die gesamte Oberfläche leitfähig gemacht werden, sonst legt sich das Metall nicht. Dazu wird der Käfer mit einem mit Alkohol oder Wodka verdünnten flüssigen Graphitbrei mit einem Pinsel bestrichen. Nach dem Trocknen wird der überschüssige Graphit entfernt.

Danach das Insekt aufgehängt an mehreren dünnen Kupferdrähten mit einem Durchmesser von 0,1-0,2 mm und in ein Galvanikbad gelegt. Um den Auftrieb im Elektrolyten zu beseitigen, wird ein Schmetterling oder eine Wanze mit Paraffin an einem Gewicht befestigt. Es kann Glas oder ein Stück Plastik sein. Dieser Vorgang dauert in der Regel mehrere Stunden. Die Schichtdicke kann je nach Einwirkzeit von 0,1 bis 2 mm variieren.

Ist es möglich, Schmuck mit der Methode der Galvanisierung zu Hause herzustellen?

Auf diese Frage gibt es nur eine Antwort: Ja, Sie können alles, aber Sie müssen sich gut "anstrengen". Dafür gibt es mehrere Gründe:

• Im Prinzip kann man heute alles, was man zum Experimentieren braucht, in Verkaufsstellen für chemische Reagenzien kaufen. Aber es gibt ein "aber". In Russland ist der Erwerb von Chemie in letzter Zeit zu einer sehr schwierigen Aufgabe geworden. Der Käufer von Reagenzien muss eine Vollmacht, einen Auszug aus einem Genehmigungsdokument vorlegen, der besagt, dass diese Person die entsprechende Tätigkeit ausüben kann, die Zahlung erfolgt in der Regel bargeldlos und andere Schwierigkeiten. Um dieses Problem zu lösen, können Sie einen einfacheren Weg gehen und sich an Haushaltsgeschäfte, Märkte, Tankstellen oder Kameraden wenden.
• Zusätzlich zu den Reagenzien muss gekauft werden normale Ausrüstung... Mit einer gewöhnlichen Dose geht das nicht. Sie benötigen mindestens ein sauberes, gut gemachtes Aquarium. Andernfalls befindet sich das Reagenz nach Möglichkeit auf dem Tisch, den Beinen oder dem Boden. Und das ist nicht ganz ungefährlich für die Gesundheit.
• Im Internet und in Büchern finden Sie jedoch eine Vielzahl von Beschreibungen von Galvanoformalgorithmen Fehler und mangelnde Erfahrung wurden nicht annulliert... Bevor Sie die Produktion einrichten, müssen Sie mehr als eine Stunde damit verbringen, zu beschwören, um zu verstehen: Welcher Strom ist besser zu wählen, wie man die Oberfläche von Produkten richtig von Schmutz befreit, wie man Formen richtig herstellt usw.
• Erinnere dich an einen совет: Wenn Sie Silbermetalle verwenden oder Gegenstände aus Silber mit Gold bedecken möchten, ist es besser, Ihre Fähigkeiten an gewöhnlichem Kupfer oder Nickel zu verbessern. Gehen Sie nicht direkt zu teuren Metallen. Sie werfen einfach Geld in den Abfluss und nichts funktioniert wirklich.

Meisterkurs für die Herstellung von Schmuck mit der Technik des Galvanisierens zu Hause

Am häufigsten interessieren wir uns für die Technik des Galvanisierens im Hinblick auf die Herstellung verschiedener Schmuckstücke, sowohl Bijouterie als auch Schmuck. Lassen Sie es uns an einem einfachen Beispiel herausfinden, wie zu hause kannst du aus Blättern ein Ornament machen.

• Zunächst müssen Abdrücke von frischen Blättern entfernt werden, für die eine Wachszusammensetzung in eine Form aus dickem Papier gegossen wird. Anschließend lassen sie sie fast vollständig aushärten, aber so, dass ihre Oberfläche elastisch ist . Dann werden Blätter auf die Oberfläche des Wachses gelegt und mit Glas gepresst. Wenn das Glas entfernt wird, bleibt ein klarer Druck auf der Wachszusammensetzung zurück.
• Nach dem vollständigen Aushärten des Wachses muss eine leitfähige Beschichtung vorbereitet werden. Der Aufdruck wird mit einem weichen Pinsel vorsichtig graphitiert, um eine elektrisch leitfähige Schicht zu erzeugen. Die leitfähige Schicht kann durch Reduktion bestimmter Metalle (Silber, Kupfer, Nickel) oder mechanisch aufgebracht werden: mit einem weichen Haarpinsel eine Form von Graphitflocken in die Oberfläche einreiben oder mit Graphitlack überziehen.
• Als nächstes müssen Sie die Blätter messen, um die Fläche der abgelagerten Oberfläche zu bestimmen, die Stromdichte und den Widerstand des Rheostats zu berechnen.
• Danach, wenn das Badezimmer bereits mindestens einmal benutzt wurde, müssen die Stromleitungen vorbereitet werden. Sie werden sorgfältig mit Schleifpapier von verschiedenen Oxiden und Schmutz gereinigt, mit einem Tuch abgewischt und unter fließendem Wasser gewaschen.
• Vergessen Sie nicht, die Anode vorzubereiten.
• Das Aufheizen des Bades wird mit einer Heizung oder einem Boiler gestartet.
• Nach der Installation der Leiter auf der Form wird die Last (Kathode) aufgehängt und in das galvanische Bad abgesenkt.
• Der Reaktionsprozess beginnt.
• Nach dem Auftragen einer ausreichenden Schicht Oberflächenmetall wird das Gerät ausgeschaltet.
• Schönheit wird aus dem Bad genommen, von den Leitern getrennt, in reinem destilliertem Wasser gewaschen und poliert.

Sie sind also wahrscheinlich verwirrt, wenn Sie diesen Artikel lesen. Es ist ein klares Geschäft. Um diesen gesamten Algorithmus nachbilden zu können, bedarf es ausreichender Kenntnisse aus vielen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Hier kommt man nicht ohne Vorbereitung aus. Aber alles kommt mit Erfahrung, große Wissenschaftler werden nicht geboren, sondern werden, riesige Bücherhaufen überwinden, viele Labors besuchen, Versuche und Misserfolge durchmachen. Wenn Sie also mit dem großen Chemiker experimentieren oder einfach nur spielen möchten, dann lassen Sie sich nicht von klugen Worten und einer langen Liste von Werken einschüchtern, sondern handeln Sie, und bald wird das Ergebnis am Horizont erscheinen.