Galvanointi: korujen valmistus kotona

Tiede on aina auttanut ihmiskuntaa keksimään jotain uutta ja tekemään jotain poikkeuksellisen kaunista. Joten sähköpinnoitusmenetelmää käyttäen moderni yhteiskunta yrittää nykyään kopioida luonnon elementtejä: lehtiä, kukkia, hyönteisiä, kovakuoriaisia ​​ja tehdä niistä todellisia taideteoksia. Ja miksi ei: tällaiset tuotteet ovat aina merkityksellisiä ja suosittuja, koska ihminen ei ole vielä kyennyt keksimään parempia muotoja kuin luonto.

Yritetään tänään ainakin vähän ymmärtää, mitä sähkömuovaus on, mitä esimerkkejä sähkömuovauksesta voimme tavata jokapäiväisessä elämässä ja miten sitä käytetään luomaan mitä erikoisimpia kauneuskoruja.

Mitä sähkömuovaus on selkeällä kielellä?

Galvanointi - tekniikka tarkkojen metallikopioiden tekemiseen erilaisia ​​esineitä kerrostamalla erilaisia ​​metalleja malliin. Toisin sanoen poimimme kohteen, jonka haluamme kopioida pienintä yksityiskohtaa myöten. Lisäksi sähkökemiallisen vaikutuksen ja heterogeenisten manipulaatioiden avulla kerrostamme ohuen metallikerroksen tälle esineelle. Seuraavassa vaiheessa malli irrotetaan pinnoitteesta. Kaikki.

Sähkömuovausmenetelmän päätarkoitus on saada tarkka metallikopio mallista, toistaa kohteen tarkan muodon tai levittää ohuen metallipinnoitteen. Ymmärrät todennäköisesti, että jos poimit lehden mistä tahansa puusta, on yksinkertaisesti mahdotonta kopioida sitä pienimpiin yksityiskohtiin sen mekaanisin menetelmin. Vain kone tai supertarkka robotti pystyy tällaisiin saavutuksiin. Kuitenkin tietokoneistetut aivot eivät pysty toistamaan kaikkia mutkisia, pullistumia ja pienimpiä yksityiskohtia.

Sähkömuovaus sai niin romanttisen nimen siitä syystä, että elektrolyysiprosessissa kerrostunut metalli "plastisesti tarkasti" toistaa tuotteen, jonka jälki oli muodossa.

Tämän tekniikan alku Venäjällä ja kaikkialla maailmassa yhdistetään nimeen B.S. Jacobi (1801-1874), joka löysi sähkömuovausmenetelmän. Jacobi syntyi Saksassa - täällä hänen nimensä oli Moritz Hermann. Vuonna 1835 hän muutti Venäjälle.

Vuonna 1836 city Jacobi B.S... keksi kupari-sinkki galvaanisen kennon alkuperäisen suunnittelun. 4. lokakuuta 1838 B.S. Jacobi ilmoitti virallisesti keksinnöstään kirjeessä tiedeakatemian sihteerille P.N. Meteli Pietarin kaupunkiin. Seuraavana päivänä keksinnöstä ilmoitettiin välittömästi tiedeakatemian kokouksessa. Kirjeen liitteenä oli sähköpinnoitettu kopio kaksipäistä kotkaa kuvaavasta kaiverrustaulusta. Kotkan alla oli tiedemiehen vaimon tekemä kirjoitus: "Suuri kohoaa ja varjostaa suuren."

Sähkömuovausmenetelmä tarjoaa rajattomat kopiointimahdollisuudet, ja vastaavasti luovuudelle. Tämän menetelmän avulla voit luoda tarkkoja dokumentteja:

• kopiot bareljeefeista;
• vaakunat;
• kolikoita;
• mitalit;
• muistolaatat;
• tunnukset;
• levyt kirjoituksilla.

Myös tämä tekniikka käytetään laajasti restauroinnissa tai luoda sisustusesineitä, veistoksia, hahmoja, lamppuja, kynttilänjalkoja, taloustavaroita, matkamuistoja jne.

Toiminnan periaate

Toimintaperiaate tämä menetelmä on melko yksinkertainen. Harkitse kansi- ja kopiointiprosesseja.

Kattavuus

Esine, kuten lusikka, haarukka, lautanen, kolikko, muovi, emali, puun lehti, asetetaan kylpyhuoneeseen kemiallisella liuoksella. Lisäksi koko tämä järjestelmä liitetään virtalähteeseen ja käynnistyy sähkökemiallinen reaktio, jossa liuoksen metalli (eli nesteessä olevat metalliatomit) kerrostuu esineen pinnalle. Mitä pidempään reaktiota ylläpidetään, sitä paksumpi sedimentti saadaan malliin. Sitten prosessi pysähtyy, malli jäähdytetään ja pestään juoksevalla vedellä reagensseista. Kaikki on valmis, esine on peitetty metallikerroksella.

kopiointi

Jos et aio päällystää esinettä, mutta kopioida kokonaan altistamatta häntä millekään vaikutukselle, polku on hieman erilainen.

• Kopioidusta esineestä tai tuotteesta (kutsutaanko sitä malliksi) otetaan ensin molemmilta puolilta jälki matalassa sulavassa metallissa, vahassa, muovailuvahassa tai kipsissä, kuten esimerkiksi avaimen painatus tehdään. kopioiminen.
• Lisäksi nämä kaksi tulosteen puolikaskopiota yhdistetään (liimataan) yhteen, jolloin jää reikä mallimateriaalin, kuten vahan, kaatamiseen - tätä mallia kutsutaan valumuotiksi.
• Sen jälkeen tähän muotoon kaadetaan nestemäinen matalassa lämpötilassa sulava metalli.

Moskovan Vapahtajan Kristuksen katedraalin, Iisakin katedraalin, Pietari ja Paavalin katedraalin ja useiden muiden kupolien kultaamista varten sähköpinnoituspaja, johon osallistuu B.S. Jacobi käytti 45 puuta 32 puntaa (750,2 kg) kultaa.

• Muotti asetetaan kylmään paikkaan mestarimallin jäätymistä varten.
• Tuloksena olevan mestarimallin saamiseksi valumuotti sahataan kahteen puolikkaaseen, jotta tuloksena oleva kopio ei vahingoitu millään tavalla. Sitten se poistetaan rasvasta ja altistetaan kuparipinnoitus elektrolyyttihauteessa, eli galvanointi... Metallin kertymisen estämiseksi muotin niille puolille, joilla ei ole painatusta, ne peitetään sulalla vahalla tai parafiinilla harjalla.
• Sähkömuovauksen jälkeen kuparivaippaan suljettu sulava metalli sulatetaan kiehuvassa vedessä, jolloin muodostuu matriisi. Jälkimmäinen täytetään kipsillä tai lyijyllä, ja kopio on valmis.

Menetelmän edut

Kohteiden kopioiminen galvanoimalla tarjoaa useita etuja:

• korkealaatuinen toisto;
• kyky valmistaa tuotteita, joiden helpotuskorkeus on enintään 20 mm;
• mahdollisuus viimeistellä tuotteita sähkömuovauksesta - antaa tietyn värin ja peittää suojamateriaaleilla;
• alhaiset kustannukset verrattuna muihin tekniikoihin - valu ja kohokuviointi;
• kyky valmistaa sekä yksittäisiä tuotteita että suuria eriä;
• sähkömuovauksen nopea tuotantonopeus ja mahdollisuus nopeaan tuotannon aloittamiseen;
• vähemmän sähkömuovatun tuotteen painoa metallivaluon verrattuna.

Kodin galvanointikoulutus tyhjästä

Toistaaksesi kokeen kotona, sinun on valmistauduttava hyvin, mutta varoitamme sinua etukäteen, että joudut käsittelemään myrkyllisiä kemikaaleja. Siksi joko jätä kokeet asiantuntijoille tai suorita kokeilusi hyvin ilmastoidussa huoneessa voimakas huppujotta ei myrkyttyisi.

Оборудование

Mitä laitteita pitää koota:

• Kuten galvaaninen kylpy voit käyttää mitä tahansa sen kokoista lasiastiaa, että metallilla peitettävä esine mahtuu siihen vapaasti.
• Kuten nykyinen lähde Voit käyttää auton akkua tai virtalähdettä, jonka jännitealue on 6–12 V.
• Malli tarttuu johtimeen käyttämällä kuparilangat... Langan halkaisijan tulee olla noin 0,8 ... 1 mm.
• Virtajohto on yleensä valmistettu kuparitankoista., jotka vuorostaan ​​kytketään virtalähteeseen.
• On välttämätöntä ylläpitää jatkuvasti tietty lämpötila kylvyssä reagenssilla. Tätä varten tarvitset lämmitin ja jäähdytin... Lämmittimenä voit käyttää tavanomaista kattilaa tai sähköliesi. Asiantuntijat eivät suosittele avoimen tulen käyttöä lämmitykseen, koska lämpötilaa on vaikea hallita avotulella, voit vahingossa ylikuumentaa ratkaisun, jota emme tarvitse ollenkaan. Lisäksi on olemassa riski pilata kallis kaasuliesi jollain myrkyllisellä liuoksella. Jäähdyttimenä voit laskea pehmeän letkun säiliöön ja liittää sen juoksevan veden hanaan.
• lämpömittari lämpötilan säätelyyn 18…25 °C:n sisällä. On suositeltavaa käyttää alkoholilaitetta, sillä se mittaa lämpötilaa tarkemmin kuin mikään muu sähkölaite.
• Reaktion aikana nestettä on sekoitettava jatkuvasti. Tätä varten on mahdollista käyttää tavallista ilmastin tai kiertovesipumppu vettä akvaarioon.
• Hengityssuojain ja käsineet... Kaikki kemialliset reagenssit ovat erittäin huonoja ystäviä ihmisen kanssa, joten on välttämätöntä noudattaa varotoimenpiteitä suojautuaksesi käsiisi ja kasvoihisi kemialta suojavarusteiden avulla.
• saviastiat... On parasta ostaa joukko kemiallisia välineitä (pulloja, kuppeja, kattiloita) torilta tai basaarilta. Mutta jos tällaista mahdollisuutta ei esitetty, voit käyttää mitä tahansa kotitalouslasitavaraa. Tarvitset myös lasipulloja, joissa on hiottu kansi. Ne ovat välttämättömiä reagenssien ja elektrolyyttien varastoinnissa.
• Mittauslaitteet... Ilman vaakaa ei voi tehdä, sillä reagenssit on mitattava 1 gramman tarkkuudella. Tarvitset myös nestetiheysmittarin, volttimittarin jännitteelle ja ampeerimittarin virralle.

Liuoksen valmistaminen

Edelleen liuoksen valmistus... Jos haluat kerrostaa kuparia levyn pinnalle esimerkiksi lehtien kuparointia varten, ota 150-180 g kuparisulfaattia. Se on sekoitettava huolellisesti 1 litraan puhdasta (mieluiten tislattua) vettä. Tähän kemiaan lisätään rikkihappoa, jonka tiheys on 1,4-1,6 g/cm3 ja massa 20-25 g lisäämään sähkönjohtavuutta.Saostetun kuparin laadun parantamiseksi voidaan lisätä alkoholia 8-10 g/l.

Muista, että elektrolyytti ei saa sisältää orgaanisia sulkeumia, jotka vaikuttavat haitallisesti liuoksen toimintaan.

Elektrolyyttien kemialliset koostumukset nikkelipinnoitus, hopeapinnoitus, kultaus jne. eroavat toisistaan, mutta niiden koostumus sisältää välttämättä happoa, vettä ja käytettyjen metallien sulfaatteja tai nitraatteja.

Virrantiheyden laskeminen

Esineen tasainen pinnoitus metallilla (kuparilla, nikkelillä ja muilla metalleilla) saatu tietyllä nykyarvolla, joka riippuu kahdesta tekijästä:

• kohteen pinta-ala;
• tietylle elektrolyytille sallittu virrantiheys.

Tuotettu seuraava laskelma... Esimerkiksi esineen mallin kokonaispinta-ala on 0,5 dm2. Reaktion sallitun virrantiheyden tulee olla 0,5 A / dm2. Tämä tarkoittaa, että virta ei saa ylittää arvoa Imax = 0,5-0,5 = 0,25 (A).

Nyt keräämme piirin

Meidän on valmistettava kaksi elektrodia, joita kutsutaan katodiksi (negatiivinen potentiaalielektrodi) ja anodiksi (positiivinen potentiaalielektrodi).

Meidän kaavassa katodi koostuu kolmesta osasta:

• kopioitava malli;
• kupari johdin;
• nykyinen johto.

Malli on erittäin jäykästi kiinnitetty käsin johtimeen. Tämä osa puolestaan ​​on ripustettu virtajohtoon, joka on asennettu vaakasuoraan lasiastiaan. Lisäksi tavallisilla johtoilla virtajohto kytketään virtalähteen negatiiviseen napaan.

Keräämme anodi... Anodilevyjä tulee olla kaksi. Yleensä ne on valmistettu kahdesta paksusta kuparilevystä, jotka asennetaan kylpyyn tietylle etäisyydelle toisistaan ​​rinnakkain. Etäisyys valitaan siten, että katodin ripustusmalli voidaan vapaasti sijoittaa anodilevyjen väliin. Voit kuitenkin tehdä anodin toisella tavalla. Ota yksi kuparilevy ja taita se sylinteriksi. Samanaikaisesti pitää muistaa, että sylinterin sisällä olevan tilavuuden tulee olla riittävä, jotta katodi mahtuu sinne ilman ongelmia, kaikkine jousituksineen. On tärkeää, että pinnoitettavat kohteet ovat anodeihin päin suurimmalla alueellaan ja ovat niiden kanssa suunnilleen yhdensuuntaisissa tasoissa.

Edelleen anodit on kiinnitetty vaakasuuntaisiin virtajohtoihin... Nämä poikkipalkit on varustettava liittimillä liitoksen mukavuuden ja luotettavuuden vuoksi. Anodin tankoon kiinnittävien johtimien on oltava elektrolyyttitason yläpuolella, varsinkin jos ne on valmistettu eri metallista. Muuten tässä paikassa lanka ohuenee ja palaa.

Anodit on puhdistettava erittäin perusteellisesti oksideista, lialta ja rasvasta sekä esineistä, jotka on tarkoitettu metallipinnoitettaviksi.

Tärkeä edellytys tämän tekniikan onnistumiselle on puhtaus... Jos elektrolyytissä on lievää sameutta tai muodostuu sakkaa, liuos on suodatettava. Tätä varten etsi riittävän kokoinen tyhjä säiliö. Pese hänet. Kuiva. Tänä aikana kaikki liuoksessa oleva lika laskeutuu. Kaada liuos varovasti, kaatamatta lasikylpyhuonetta, putken (koska bensiini valuu autosta) tai kupin läpi (kauhausmenetelmällä). Paksua ei kannata kauhaa pohjasta. On parempi yksinkertaisesti hävittää se. Jäljelle jäävää liuosta ei kuitenkaan saa huuhdella viemäriin. Putkimiehet voivat sitten työskennellä putkien kanssa, jotka yksinkertaisesti polttavat kätensä joutuessaan kosketuksiin kemikaalien kanssa, eikä tällaisen ratkaisun työ kiitä sinua.

Sähkökytkentäkaavio

Löydät kytkentäkaavion Internetistä ilman ongelmia. Yksi yksinkertainen sääntö on kuitenkin pidettävä mielessä. Hyvän kerrostuman saamiseksi on välttämätöntä, että oikea ampeerimäärä säilyy katodin pinta-alayksikköä kohti reaktion aikana. Sähköpiirin säätämiseen käytetään reostaattia, joka viedään johtojen kautta kylpyyn. Ja tietääksesi jännitteen elektrodien yli, asennetaan volttimittari.

Voit nähdä esimerkkejä galvanoivista tuotteista kirkoissa, museoissa, näyttelyissä. Nämä ovat kuvakkeita, tunnuksia, levyjä, joissa on kirjoituksia.

Maalilinja

Muista, että kylpyammeesta poistettu esine on mattapintainen riippumatta siitä, kuinka hyvin se on esikiillotettu. Kiiltoa varten se kiillotetaan hienoimmalla liidulla (hammasjauheella) kankaalla tai kumisella ympyrällä.

Ei-metallisten esineiden metallipinnoitus: kovakuoriaiset

Erilaisten hyönteisten, perhosten, kovakuoriaisten ja muiden esineiden peittämiseksi metallilla ne on valmisteltava asianmukaisesti. Ötökät liota 1,5-prosenttisessa elohopeakloridiliuoksessa (elohopeakloridi II, väritön kiteinen vesiliukoinen erittäin myrkyllinen yhdiste). Sitten ne kuivataan, peitetään erityisellä lakalla tai ohuella kerroksella vahaa. Sitten koko pinta on tehtävä johtavaksi, muuten metalli ei makaa. Tätä varten kovakuoriainen levitetään nestemäisellä grafiittimurskalla, joka on laimennettu alkoholilla tai vodkalla harjalla. Kuivauksen jälkeen ylimääräinen grafiitti poistetaan.

Sen jälkeen hyönteinen ripustettu useisiin ohuisiin kuparijohtoihin jonka halkaisija on 0,1-0,2 mm ja asetetaan galvanointihauteeseen. Elektrolyytin kelluvuuden poistamiseksi painoon kiinnitetään parafiinilla perhonen tai bug. Se voi olla lasia tai muovia. Tämä prosessi kestää yleensä useita tunteja. Pinnoitteen paksuus voi vaihdella 0,1 - 2 mm, riippuen valotusajasta.

Onko mahdollista tehdä koruja sähköpinnoitusmenetelmällä kotona?

Tähän kysymykseen on vain yksi vastaus: kyllä, voit tehdä kaiken, mutta sinun on "rasitettava itseäsi" hyvin. Tähän on useita syitä:

• Periaatteessa kaiken kokeisiin tarvitsemasi voi ostaa tänään kemiallisia reagensseja myyvistä toimistoista. Mutta on yksi "mutta". Venäjällä kemian hankintaprosessista on viime aikoina tullut erittäin vaikea tehtävä. Reagenssien ostajalta vaaditaan valtakirja, jonkinlainen ote lupaasiakirjasta, että tämä henkilö voi kuulemma harjoittaa asianmukaista toimintaa, maksaminen on yleensä ei-käteistä ja muita vaikeuksia. Voit ratkaista tämän ongelman yksinkertaisemmin ja ottaa yhteyttä kotitalousliikkeisiin, markkinoihin, huoltoasemille tai tovereille.
• Reagenssien lisäksi on ostettava normaalit varusteet... Tavallisella tölkillä ei pärjää. Tarvitset vähintään puhtaan, hyvin tehdyn akvaarion. Muussa tapauksessa reagenssi on pöydällä, jaloilla, lattialla aina kun mahdollista. Ja tämä ei ole täysin turvallista terveydelle.
• Löydät kuitenkin valtavan määrän kuvauksia sähkömuovausalgoritmeista Internetistä ja kirjoista virheitä ja kokemuksen puutetta ei ole peruttu... Ennen tuotannon aloittamista joudut viettämään yli tunnin loihtimiseen ymmärtääksesi: mikä virta on parempi valita, kuinka puhdistaa tuotteiden pinta kunnolla lialta, kuinka muotoilla oikein jne.
• Muista yksi neuvot: jos aiot tehdä hopeametalleja tai päällystää kullalla mitä tahansa hopeasta valmistettuja esineitä, on parempi hioa taitojasi tavallisella kuparilla tai nikkelillä. Älä mene suoraan kalliisiin metalleihin. Heität vain rahat viemäriin, eikä mikään oikeasti toimi.

Mestarikurssi korujen valmistukseen sähköpinnoitustekniikalla kotona

Useimmiten olemme kiinnostuneita galvanoinnin tekniikasta erilaisten korujen, niin jalokivi- kuin korujen, valmistuksen näkökulmasta. Selvitetään se yksinkertaisella esimerkillä, miten kotona voit tee koriste lehdistä.

• Aluksi on otettava tulosteet tuoreista lehdistä, joita varten vahakoostumus kaadetaan paksun paperin muottiin, sitten ne antavat sen jäähtyä melkein täydelliseen kovettumiseen, mutta siten, että sen pinta on joustava. . Sitten lehdet asetetaan vahan pinnalle ja puristetaan lasilla. Kun lasi poistetaan, vahakoostumukseen jää kirkas jälki.
• Kun vaha on täysin kovettunut, on valmistettava johtava pinnoite. Jälki on huolellisesti grafitoitu pehmeällä harjalla sähköä johtavan kerroksen luomiseksi. Johtava kerros voidaan levittää pelkistämällä tiettyjä metalleja (hopea, kupari, nikkeli) tai mekaanisin keinoin: hieromalla pintaan hiutaleista grafiittia pehmeällä hiusharjalla tai pinnoittamalla grafiittilakalla.
• Seuraavaksi sinun on mitattava lehdet kerrostetun pinnan alueen määrittämiseksi, laskettava reostaatin virrantiheys ja vastus.
• Tämän jälkeen, jos kylpyhuonetta on jo käytetty vähintään kerran, on tarpeen valmistella virtajohdot. Ne puhdistetaan huolellisesti hiekkapaperilla erilaisista oksideista, lialta, pyyhitään liinalla ja pestään juoksevalla vedellä.
• Älä unohda valmistella anodia.
• Kylvyn lämmitysprosessi aloitetaan lämmittimellä tai kattilalla.
• Sitten, kun johtimet on asennettu muottiin, kuorma (katodi) ripustetaan ja se lasketaan galvaaniseen kylpyyn.
• Reaktioprosessi alkaa.
• Riittävän pintametallikerroksen levittämisen jälkeen laite sammutetaan.
• Kauneus otetaan pois kylvystä, irrotetaan johtimista, pestään puhtaalla tislatulla vedellä ja kiillotetaan.

Joten olet todennäköisesti hämmentynyt lukiessasi tämän artikkelin. Se on selvä bisnes. Koko tämän algoritmin toistamiseksi tarvitaan riittävä määrä tietoa useilta tieteen ja teknologian aloilta. Täällä et voi pärjätä ilman valmistautumista. Kaikki tulee kuitenkin kokemuksen myötä, suuret tiedemiehet eivät synny, vaan heistä tulee valtavia kirjakasoja, vierailevat monissa laboratorioissa, kokevat yrityksiä ja epäonnistumisia. Siksi, jos haluat kokeilla tai vain leikkiä suuren kemistin kanssa, älä pelkää älykkäitä sanoja ja pitkää luetteloa teoksista, vaan toimi, ja pian tulos näkyy horisontissa.