Galvanisering: gör smycken hemma

Vetenskapen har alltid hjälpt mänskligheten att uppfinna något nytt och göra något utomordentligt vackert. Så genom att använda metoden för galvanisering försöker det moderna samhället idag kopiera naturelement: löv, blommor, insekter, skalbaggar och göra verkliga konstverk av dem. Och varför inte: sådana produkter kommer alltid att vara relevanta och populära, eftersom människan ännu inte har kunnat komma på bättre former än naturen gjorde.

Låt oss idag försöka förstå åtminstone lite vad elektroformning är, vilka exempel på elektroformning vi kan möta i vardagen och hur det används för att skapa de mest extraordinära skönhetssmyckena.

Vad är elektroformning i klartext?

galvanisering - teknik för att göra exakta metallkopior olika föremål, genom avsättning av olika metaller på modellen. Vi plockar med andra ord upp ett föremål som vi vill kopiera in i minsta detalj. Vidare, genom elektrokemisk påverkan och heterogena manipulationer, avsätter vi ett tunt lager av metall på detta föremål. I nästa steg separeras modellen från beläggningen. Allt.

Huvudsyftet med elektroformningsmetoden är få en exakt metallkopia av modellen, reproducera den exakta formen på ett föremål eller applicera en tunn beläggning av metall. Du förstår troligen att om du plockar upp ett löv från vilket träd som helst, är det helt enkelt omöjligt att kopiera det till minsta detalj med dess mekaniska metoder. Endast en maskin eller en supernoggrann robot är kapabel till sådana bedrifter. Men ändå kan den datoriserade hjärnan inte reproducera alla veck, utbuktningar och de minsta detaljerna.

Elektroformning fick ett så romantiskt namn av anledningen att metallen som avsatts i elektrolysprocessen "plastiskt exakt" återger produkten, vars avtryck var i formen.

Början av denna teknik i Ryssland och i hela världen förknippas med namnet B.S. Jacobi (1801-1874), som upptäckte metoden för elektroformning. Jacobi föddes i Tyskland - här hette han Moritz Hermann. 1835 flyttade han till Ryssland.

I 1836 city Jacobi B.S... uppfann en originaldesign av en galvanisk koppar-zinkcell. 4 oktober 1838 f.Kr. Jacobi tillkännagav officiellt sin uppfinning i ett brev till vetenskapsakademins sekreterare P.N. Bråk till staden St Petersburg. Dagen efter rapporterades uppfinningen omedelbart vid ett möte i Vetenskapsakademien. Till brevet var bifogat en galvaniserad kopia av en gravyrtavla som föreställer en tvåhövdad örn. Under örnen fanns en inskription gjord av vetenskapsmannens hustru: "Den store svävar och överskuggar den stora."

Elektroformningsmetod ger de mest obegränsade kopieringsmöjligheterna, och följaktligen för kreativitet. Denna metod låter dig skapa dokumentär korrekt:

• kopior av basreliefer;
• vapensköldar;
• mynt;
• medaljer;
• minnestavlor;
• emblem;
• plåtar med inskriptioner.

Även denna teknik används i stor utsträckning vid restaurering eller skapa inredningsföremål, skulpturer, figurer, lampor, ljusstakar, husgeråd, souvenirer, etc.

Princip för verksamheten

Funktionsprincip denna metod är ganska enkel. Tänk på omslaget och kopieringsprocesserna.

Покрытие

Ett föremål, som en sked, gaffel, tallrik, mynt, plast, emalj, löv från ett träd, placeras i badrummet med en kemisk lösning. Vidare är hela detta system anslutet till en strömkälla och en elektrokemisk reaktion utlöses, där metallen från lösningen (det vill säga metallatomerna som finns i vätskan) avsätts på ytan av föremålet. Ju längre reaktionen upprätthålls, desto tjockare erhålls sedimentet på modellen. Sedan avbryts processen, modellen kyls och tvättas i rinnande vatten från reagens. Allt är klart, föremålet är täckt med ett lager av metall.

kopiering

Om du inte ska belägga ett föremål, men helt kopiera utan att utsätta honom för några influenser, då är vägen något annorlunda.

• Från det kopierade föremålet eller produkten (låt oss kalla det en modell) tas först och främst ett avtryck från båda sidor på lågsmältande metall, vax, plasticine eller gips, som till exempel ett avtryck av en nyckel är gjord för kopiering.
• Vidare är dessa två halvkopior av utskrifterna sammankopplade (limmade) tillsammans, vilket lämnar ett hål för att hälla ett modellmaterial som vax - denna design kallas en gjutform.
• Därefter hälls flytande lågsmältande metall i denna form.

För förgyllning av kupolerna i Kristus Frälsarens katedral i Moskva, Isakskatedralen, Peter och Paul-katedralen och flera andra, en galvaniseringsworkshop med deltagande av B.S. Jacobi spenderade 45 pund 32 pund (750,2 kg) guld.

• Formen placeras på en kall plats för att frysa in mastermodellen.
• För att få den resulterande mastermodellen sågas gjutformen i två halvor för att inte skada den resulterande kopian på något sätt. Sedan avfettas den och utsätts för kopparplätering i ett elektrolytiskt bad, det vill säga galvanisering... För att förhindra att metall avsätts på de sidor av formen där det inte finns något tryck, täcks de med smält vax eller paraffin med en borste.
• Efter elektroformningsprocessen smälts den smältbara metallen innesluten i ett kopparhölje i kokande vatten och bildar på så sätt en matris. Den senare är fylld med gips eller bly, och kopian är klar.

Fördelarna med metoden

Att göra kopior av föremål genom galvanisering ger ett antal fördelar:

• högkvalitativ uppspelning;
• förmågan att tillverka produkter med en avlastningshöjd på upp till 20 mm;
• möjligheten att efterbehandla produkter från elektroformning - ge en given färg och täcka med skyddsmaterial;
• låg kostnad i jämförelse med andra tekniker - gjutning och prägling;
• förmågan att tillverka både enstaka föremål och stora partier;
• hög hastighet för produktion av elektroformning och möjligheten till en snabb produktionsstart;
• mindre vikt av en elektroformad produkt jämfört med en metallgjutning.

Hem galvanisering utbildning från grunden

För att upprepa experimentet hemma måste du förbereda dig väl, men vi varnar dig i förväg att du kommer att behöva ta itu med giftiga kemikalier. Lämna därför antingen experimenten till specialister, eller genomför dina experiment i ett välventilerat rum med kraftfull huvaför att inte bli förgiftad.

Оборудование

Vilken utrustning behöver monteras:

• Eftersom galvaniskt bad du kan använda vilken glasbehållare som helst av sådan storlek att föremålet som ska täckas med metall passar fritt i den.
• Eftersom nuvarande källa Du kan använda ett bilbatteri eller ett nätaggregat med ett spänningsområde på 6 till 12V.
• Modellen kommer att hålla fast vid ledaren med hjälp av koppartrådar... Tråddiametern bör vara cirka 0,8 ... 1 mm.
• Strömledningen är vanligtvis gjord av kopparstavar, som sedan i sin tur ansluts till strömkällan.
• Det är nödvändigt att ständigt upprätthålla en viss temperatur i badet med reagenset. För detta behöver du värmare och kylare... Som värmare kan du använda en konventionell panna eller en elektrisk spis. Experter rekommenderar inte att du använder öppen eld för uppvärmning, eftersom det är svårt att kontrollera temperaturregimen med öppen eld, du kan av misstag överhetta lösningen, vilket vi inte behöver alls. Dessutom finns det risk att man förstör en dyr gasolkök med någon giftig lösning. Som kylare kan du sänka ner en mjuk slang i behållaren och ansluta den till en kran med rinnande vatten.
• termometer för temperaturkontroll inom 18 °… 25 °C. Det är tillrådligt att använda en alkoholenhet, eftersom den mäter temperaturen mer exakt än någon annan elektrisk motsvarighet.
• Under reaktionen kommer vätskan att behöva omröras konstant. För detta är det möjligt att använda det vanliga luftare eller cirkulationspump vatten till akvariet.
• Andningsskydd och handskar... Alla kemiska reagenser är mycket dåliga vänner med en person, därför är det absolut nödvändigt att observera säkerhetsåtgärder för att skydda dig från att få kemi på händer och ansikte med hjälp av skyddsutrustning.
• porslin... Det är bäst att köpa en uppsättning kemiska redskap (flaskor, koppar, pannor) på marknaden eller basaren. Men om en sådan möjlighet inte presenterades, kan du använda vilket hushållsglas som helst. Du behöver även glasflaskor med inslipat lock. De är viktiga för att lagra reagenser och elektrolyter.
• Mätutrustning... Vad du inte klarar dig utan är en balans, eftersom du måste mäta reagenserna med en noggrannhet på 1 gram. Du behöver också en vätskedensitetsmätare, en voltmeter för spänning och en amperemeter för ström.

Förbereder lösningen

Nästa lösningsberedning... Om du vill avsätta koppar på plattans yta, till exempel för kopparplätering av löv, ta sedan 150-180 g kopparsulfat. Det måste blandas försiktigt med 1 liter rent (helst destillerat) vatten. Svavelsyra med en densitet på 1,4-1,6 g / cm3 och en massa på 20-25 g läggs till denna kemi för att öka den elektriska ledningsförmågan. För att förbättra kvaliteten på utfälld koppar kan alkohol tillsättas i en mängd av 8-10 g/l.

Kom ihåg att elektrolyten inte bör innehålla några organiska inneslutningar som negativt påverkar lösningens funktion.

Kemiska sammansättningar av elektrolyter för förnickling, silverplätering, förgyllning m.m. skiljer sig från varandra, men deras sammansättning innehåller nödvändigtvis syra, vatten och sulfater eller nitrater av de applicerade metallerna.

Beräkning av strömtäthet

Även tät beläggning av ett föremål med metall (koppar, nickel och andra metaller) erhålls vid ett visst aktuellt värde, vilket beror på två faktorer:

• ytan av föremålet;
• strömtäthet tillåten för en given elektrolyt.

Producerad nästa beräkning... Till exempel har en modell av ett objekt en total yta på 0,5 dm2. Den tillåtna strömtätheten i reaktionen bör vara 0,5 A / dm2. Detta innebär att strömmen inte bör överstiga Imax = 0,5-0,5 = 0,25 (A).

Nu samlar vi kretsen

Vi måste förbereda två elektroder, som kallas katoden (negativ potentialelektrod) och anoden (positiv potentialelektrod).

I vårt schema katoden består av tre delar:

• modellen som ska kopieras;
• kopparledare;
• nuvarande ledning.

Modellen är mycket styvt fixerad för hand på ledaren. Denna del hängs i sin tur på en strömledning, som är monterad horisontellt på en glasbehållare. Vidare, med hjälp av vanliga ledningar, är strömledningen ansluten till strömkällans negativa pol.

Vi samlar anod... Det ska finnas två anodplattor. Vanligtvis är de gjorda av två tjocka kopparplattor, som installeras i badet på ett visst avstånd från varandra, parallellt. Avståndet väljs så att en upphängd modell av katoden placeras fritt mellan anodplattorna. Du kan dock göra anoden på annat sätt. Ta en kopparplatta och vik den till en cylinder. Tänk samtidigt på att volymen inuti cylindern ska räcka för att katoden ska få plats där utan problem, med alla dess upphängningar. Det är viktigt att föremålen som ska beläggas är vända mot anoderna med sina största ytor och med dem i ungefär parallella plan.

Nästa anoder är anslutna till horisontella strömledningar... Dessa tvärstänger måste förses med terminaler för bekvämlighet och tillförlitlighet för anslutningen. Trådarna som håller anoden mot stången måste vara över elektrolytnivån, speciellt om de är gjorda av en annan metall. Annars, på denna plats, blir tråden tunnare och brinner ut.

Anoder måste vara mycket noggrant rengjorda från oxider, smuts och fett, samt föremål som är avsedda att beläggas med metall.

En viktig förutsättning för framgången för denna teknik är renhet... Om en lätt grumlighet uppträder i elektrolyten eller en fällning bildas, måste lösningen filtreras. För att göra detta, hitta en tom behållare av tillräcklig storlek. Tvätta upp henne. Torr. Under denna tid kommer all smuts i lösningen att sitta ner. Försiktigt, utan att välta glasbadrummet, häll lösningen genom ett rör (eftersom bensin tappas ur en bil) eller en kopp (med scooping-metoden). Du ska inte ösa upp det tjocka från botten. Det är bättre att helt enkelt kassera det. Resterande lösning ska dock inte spolas ner i avloppet. Rörmokare kan då arbeta med rör, som helt enkelt bränner sina händer vid kontakt med dina kemikalier, och arbetet från en sådan lösning kommer inte att tacka dig.

Elektriskt anslutningsschema

Du kan hitta kopplingsschemat på Internet utan problem. Det finns dock en enkel regel att tänka på. För att få en bra avsättning är det nödvändigt att rätt strömstyrka bibehålls per ytenhet av katoden under reaktionen. För att reglera den elektriska kretsen används en reostat, som förs in genom ledningarna till badet. Och för att veta spänningen över elektroderna installeras en voltmeter.

Du kan se exempel på galvaniseringsprodukter i kyrkor, museer, utställningar. Dessa är ikoner, emblem, plattor med inskriptioner.

Slutlinje

Kom ihåg att ett föremål som tas bort från badkaret, oavsett hur väl det har förpolerats, har en matt finish. För att få den att glänsa poleras den med den finaste krita (tandpulver) med en trasa eller gummerad cirkel.

Metallplätering av icke-metalliska föremål: skalbaggar

För att täcka olika insekter, fjärilar, skalbaggar och andra föremål med metall måste de förberedas på ett lämpligt sätt. Insekter blöta i en 1,5% lösning av kvicksilverklorid (kvicksilverklorid II, en färglös kristallin vattenlöslig mycket giftig förening). Sedan torkas de, täcks med en speciell lack eller ett tunt lager vax. Då måste hela ytan göras ledande, annars kommer metallen inte att ligga ner. För detta smetas skalbaggen med en flytande välling av grafit utspädd med alkohol eller vodka med en borste. Efter torkning avlägsnas överskottet av grafit.

Efter det insekten upphängd i flera tunna koppartrådar med en diameter på 0,1-0,2 mm och placeras i ett galvaniseringsbad. För att eliminera flytkraften i elektrolyten fästs en fjäril eller insekt med paraffin på en vikt. Det kan vara glas eller en bit plast. Denna process tar vanligtvis flera timmar. Beläggningens tjocklek kan variera från 0,1 till 2 mm, beroende på exponeringstiden.

Är det möjligt att göra smycken med metoden för galvanisering hemma?

Det finns bara ett svar på denna fråga: ja, du kan göra allt, men du måste "anstränga dig" väl. Det finns flera anledningar till detta:

• I princip kan allt du behöver för experiment köpas idag på kontor som säljer kemiska reagenser. Men det finns ett "men". I Ryssland har processen att förvärva kemi nyligen blivit en mycket svår uppgift. Köparen av reagenser måste uppvisa en fullmakt, något slags utdrag från ett tillståndsdokument som, de säger, denna person kan engagera sig i den relevanta verksamheten, betalningen är vanligtvis icke-kontant och andra svårigheter. För att lösa detta problem kan du gå en enklare väg och kontakta hushållsbutiker, marknader, bensinstationer eller kamrater.
• Förutom reagens är det nödvändigt att köpa normal utrustning... Du klarar dig inte med en vanlig burk. Som ett minimum behöver du ett rent, välgjort akvarium. Annars kommer reagenset att ligga på bordet, benen, golvet, när det är möjligt. Och detta är inte helt säkert för hälsan.
• Du hittar dock ett stort antal beskrivningar av elektroformningsalgoritmer på Internet och i böcker misstag och bristande erfarenhet har inte annullerats... Innan du sätter igång produktionen måste du spendera mer än en timme på att trolla fram för att förstå: vilken ström som är bättre att välja, hur man ordentligt rengör ytan på produkter från smuts, hur man gör formulär korrekt, etc.
• Kom ihåg en råd: om du ska till silvermetaller eller täcka med guld några föremål gjorda av silver, då är det bättre att finslipa dina kunskaper på vanlig koppar eller nickel. Gå inte direkt till dyra metaller. Du bara slänger pengar i sjön, och ingenting fungerar riktigt.

Mästarklass för att göra smycken med tekniken för galvanisering hemma

Oftast är vi intresserade av tekniken för galvanisering ur synvinkeln att göra olika smycken, både bijouteri och smycken. Låt oss ta reda på det med ett enkelt exempel, hur hemma du kan gör en prydnad av löv.

• Till att börja med är det nödvändigt att ta bort utskrifter från färska löv, för vilka en vaxkomposition hälls i en form gjord av tjockt papper, sedan låter de det svalna nästan till fullständig härdning, men på ett sådant sätt att dess yta är elastisk. Sedan läggs löv på vaxets yta och pressas med glas. När glaset tas bort lämnas ett tydligt tryck på vaxkompositionen.
• Efter att vaxet har härdat helt måste en ledande beläggning förberedas. Avtrycket är noggrant grafitiserat med en mjuk borste för att skapa ett elektriskt ledande lager. Det ledande lagret kan appliceras genom att reducera vissa metaller (silver, koppar, nickel) eller på mekanisk väg: gnugga in en form av flagnande grafit i ytan med en mjuk hårborste eller beläggning med grafitlack.
• Därefter måste du mäta bladen för att bestämma arean på den deponerade ytan, beräkna reostatens strömtäthet och motstånd.
• Efter det, om badrummet redan har använts minst en gång, är det nödvändigt att förbereda de nuvarande ledningarna. De rengörs noggrant med sandpapper från olika oxider, smuts, torkas av med en trasa och tvättas i rinnande vatten.
• Glöm inte att förbereda anoden.
• Processen att värma badet startas med hjälp av en värmare eller en panna.
• Vidare, efter att ha installerat ledarna på formen, hängs lasten (katoden) upp och sänks ner i det galvaniska badet.
• Reaktionsprocessen startar.
• Efter applicering av ett tillräckligt lager ytmetall stängs enheten av.
• Skönhet tas ur badet, kopplas bort från ledarna, tvättas i rent destillerat vatten och poleras.

Så du blir förmodligen förvirrad av att läsa den här artikeln. Det är en klar affär. För att kunna reproducera hela denna algoritm krävs en tillräcklig mängd kunskap från många grenar av vetenskap och teknik. Här kan du inte klara dig utan förberedelser. Men allt kommer med erfarenhet, stora vetenskapsmän föds inte, utan blir, övervinner enorma högar av böcker, besöker många laboratorier, genomgår försök och misslyckanden. Därför, om du vill experimentera eller bara leka med den store kemisten, låt dig inte skrämmas av smarta ord och en lång lista med verk, utan agera, och snart kommer resultatet att dyka upp vid horisonten.