科學一直在幫助人類發明新事物並做出非常美麗的事情。 所以,今天的現代社會用電鍍的方法,試圖複製大自然的元素:樹葉、花朵、昆蟲、甲蟲,並用它們製作真正的藝術品。 為什麼不呢:這樣的產品將永遠具有相關性和流行性,因為人類還沒有能夠想出比自然更好的形式。
今天讓我們試著至少了解一點電鑄是什麼,我們在日常生活中可以遇到哪些電鑄的例子,以及如何使用它來創造最非凡的美容首飾。
什麼是通俗的電鑄?
電鍍- 製作精確金屬副本的技術 不同的物體,通過在模型上沉積不同的金屬。 換句話說,我們拿起一個我們想要復製到最小細節的對象。 此外,通過電化學影響和異質操作,我們在這個物體上沉積了一層薄薄的金屬。 在下一步中,模型與塗層分離。 一切。
電鑄法的主要目的是 獲得模型的精確金屬副本,再現物體的精確形狀,或塗上薄薄的金屬塗層。 您很可能明白,如果您從任何樹上撿起一片葉子,那麼通過其機械方法根本不可能將其複製到最小的細節。 只有機器或超級精確的機器人才能完成這樣的壯舉。 然而,儘管如此,計算機化的大腦無法重現所有的扭結、凸起和最小的細節。
電鑄之所以有這樣一個浪漫的名字,是因為在電解過程中沉積的金屬“精確地”再現了產品,其印記在形式上。
這項技術的開始 在俄羅斯和全世界都與 B.S. Jacobi (1801-1874),他發現了電鑄方法。 雅可比出生在德國 - 他的名字是莫里茨赫爾曼。 1835年,他移居俄羅斯。
在城市1836的 雅可比... 發明了銅鋅原電池的原始設計。 4 年 1838 月 XNUMX 日雅各比在給美國科學院秘書 P.N. 的一封信中正式宣布了他的發明。 大驚小怪的聖彼得堡市。 第二天,該發明立即在科學院會議上報告。 這封信附有一塊刻有雙頭鷹的雕刻板的電鍍副本。 在鷹的下方,刻有科學家妻子的題詞:“偉人翱翔,遮蓋偉人。”
電鑄法 提供最無限的複制可能性,因此,對於創造力。 這種方法可以讓你準確地創建紀錄片:
- 淺浮雕副本;
- 紋章;
- 硬幣;
- 獎牌;
- 紀念牌匾;
- 標誌;
- 有銘文的盤子。
還有這個技術 廣泛用於修復 或創造室內物品、雕塑、小雕像、燈、燭台、家居用品、紀念品等。
操作原理
的操作原理 這個方法很簡單。 考慮封面和復印過程。
Покрытие
一個物體,如勺子、叉子、盤子、硬幣、塑料、搪瓷、樹上的葉子,用化學溶液放在浴室裡。 此外,整個系統連接到電源並觸發電化學反應,其中溶液中的金屬(即液體中存在的金屬原子)沉積在物體表面。 反應保持的時間越長,模型上獲得的沉積物就越厚。 然後該過程停止,模型被冷卻並用流動水從試劑中清洗。 萬事俱備,物體上覆蓋著一層金屬。
仿形
如果您不打算塗上一件物品,但是 完全複製 不讓他受到任何影響,那麼路徑就略有不同。
- 從復制的物體或產品(我們稱其為模型),首先,在低熔點金屬、蠟、橡皮泥或石膏上從兩面獲取印記,例如,製作鑰匙印記是為了複製。
- 此外,印刷品的這兩個半副本被連接(膠合)在一起,留下一個用於澆注模型材料(例如蠟)的孔——這種設計被稱為鑄模。
- 之後,將液態低熔點金屬倒入這種形式。
對於莫斯科救世主大教堂、聖以撒大教堂、彼得和保羅大教堂以及其他幾個大教堂的圓頂鍍金,B.S. 雅可比花了 45 普特 32 磅(750,2 公斤)黃金。
- 模具放置在寒冷的地方凍結主模型。
- 為了得到最終的主模型,鑄模被鋸成兩半,以免以任何方式損壞生成的副本。 然後對其進行脫脂處理 在電解槽中鍍銅,即電鍍... 為防止金屬沉積在模具沒有印刷的那些側面,使用刷子用熔化的蠟或石蠟覆蓋它們。
- 電鑄工藝後,封閉在銅護套中的易熔金屬在沸水中熔化,從而形成基體。 後者填充石膏或鉛,副本準備就緒。
該方法的優點
通過電鍍複製物品具有許多優點:
- 高品質播放;
- 能夠製造浮雕高度高達 20 毫米的產品;
- 通過電鑄完成產品的可能性 - 賦予給定的顏色並用保護材料覆蓋;
- 與其他技術相比成本低 - 鑄造和壓花;
- 生產單件和大批量的能力;
- 電鑄生產速度快,生產速度快;
- 與金屬鑄件相比,電鑄產品的重量更輕。
家庭電鍍培訓從零開始
要在家裡重複實驗,您必須做好充分準備,但我們提前警告您,您將不得不處理有毒化學品。 因此,要么讓專家進行實驗,要么在通風良好的房間內進行實驗。 強大的引擎蓋以免中毒。
Оборудование
需要組裝哪些設備:
- 由於 電鍍浴 您可以使用任何大小的玻璃容器,以便用金屬覆蓋的物體可以自由地放入其中。
- 由於 電流源 您可以使用電壓範圍為 6 至 12V 的汽車電池或電源。
- 該模型將使用 銅線... 線徑應約為 0,8 ... 1 毫米。
- 電流引線通常由銅棒製成,然後依次連接到電源。
- 需要在裝有試劑的浴槽中不斷保持一定的溫度。 為此,您將需要 加熱器和冷卻器... 作為加熱器,您可以使用傳統的鍋爐或電爐。 專家不建議使用明火加熱,因為用明火控制溫度範圍很困難,您可能會不小心使溶液過熱,而我們根本不需要。 此外,還有一些有毒溶液會損壞昂貴的燃氣灶的風險。 作為冷卻器,您可以將軟軟管放入容器中,然後將其連接到帶有自來水的水龍頭。
- 溫度計 用於溫度控制在 18°…25°C 以內。 建議使用酒精設備,因為它比任何其他電子設備更準確地測量溫度。
- 在反應過程中,液體需要不斷攪拌。 為此,可以使用通常的 增氧機 或 循環器 水族館的水。
- 呼吸器和手套... 任何化學試劑對人來說都是非常糟糕的朋友,因此,必須遵守安全預防措施,以便在防護設備的幫助下保護自己免受手和臉上的化學物質的影響。
- 陶器... 最好在市場或集市上購買一套化學用具(燒瓶、杯子、鍋爐)。 但如果沒有出現這樣的機會,那麼您可以使用任何家用玻璃器皿。 您還需要帶磨砂蓋的玻璃瓶。 它們對於儲存試劑和電解質至關重要。
- 測量設備... 您離不開天平,因為您必須以 1 克的精度測量試劑。 您還需要一個液體密度計、一個電壓表和一個電流表。
準備解決方案
進一步 溶液製備... 如果要在板材表面沉積銅,例如用於葉子的鍍銅,則取150-180克硫酸銅。 它必須與 1 升乾淨(最好是蒸餾水)的水小心混合。 向該化學品中加入密度為1,4-1,6 g/cm3、質量為20-25 g的硫酸以增加導電性。為了提高沉澱銅的質量,酒精用量為8-10 g/l可以添加。
請記住,電解液不應包含任何會對溶液運行產生不利影響的有機夾雜物。
電解液的化學成分 鍍鎳、鍍銀、鍍金等。 彼此不同,但它們的成分必須包含所應用金屬的酸、水和硫酸鹽或硝酸鹽。
電流密度的計算
用金屬(銅、鎳和其他金屬)均勻塗覆物體 在某個電流值下獲得,這取決於兩個因素:
- 物體的表面積;
- 給定電解質允許的電流密度。
出品 下一個計算... 例如,一個物體模型的總表面積為 0,5 dm2。 反應中允許的電流密度應為0,5 A/dm2。 這意味著電流不應超過 Imax = 0,5-0,5 = 0,25 (A)。
現在我們收集電路
我們需要準備兩個電極,分別稱為陰極(負電位電極)和陽極(正電位電極)。
在我們的方案中 陰極由三部分組成:
- 要復制的模型;
- 銅導體;
- 當前的鉛。
該模型用手非常牢固地固定在導體上。 反過來,這部分掛在電流引線上,電流引線水平安裝在玻璃容器上。 此外,使用普通電線,電流引線連接到電源的負極。
我們收集 陽極... 應該有兩個陽極板。 通常它們是由兩塊厚銅板製成,它們以一定的距離平行安裝在浴槽中。 選擇距離的方式是,陰極的懸掛模型可以自由放置在陽極板之間。 但是,您可以用另一種方式製作陽極。 取一塊銅板,將其折疊成圓柱體。 同時,請記住,圓柱體內部的體積應該足以讓陰極能夠毫無問題地安裝在那裡,並且帶有所有懸掛裝置。 重要的是,要塗覆的物體以最大面積面對陽極並與它們處於大致平行的平面中。
進一步 陽極連接到水平電流引線... 為了方便和可靠的連接,這些橫桿必須配備端子。 將陽極固定在棒上的電線必須高於電解液水平面,尤其是當它們由不同的金屬製成時。 否則,在這個地方,電線變細並燒壞。
陽極必須非常徹底地清除氧化物、污垢和油脂,以及打算塗上金屬的物品。
這項技術成功的一個重要條件是純度... 如果電解液中出現輕微混濁或形成沉澱物,則必須過濾溶液。 為此,請找到一個足夠大的空容器。 給她洗。 乾燥。 在此期間,溶液中的所有污垢都會靜置。 小心地,不要翻倒玻璃浴室,將溶液倒入管子(如從汽車中倒汽油)或杯子(使用舀取法)。 你不應該從底部舀起厚的。 最好簡單地處理它。 但是,不應將剩餘的溶液衝入下水道。 然後水管工可以使用管道,他們會在接觸到您的化學品時燙傷他們的手,而這種解決方案的工作不會感謝您。
電氣連接圖
你可以在網上找到接線圖,沒有任何問題。 但是,有一個簡單的規則需要牢記。 為了獲得良好的沉積物,必須在反應過程中保持陰極每單位表面積適當的安培數。 為了調節電路,使用了變阻器,該變阻器通過電線引入浴槽。 為了知道電極兩端的電壓,安裝了一個電壓表。
你可以在教堂、博物館、展覽中看到電鍍產品的例子。 這些是圖標、標誌、帶有銘文的盤子。
完
請記住,從浴缸中取出的物品,無論經過多麼出色的預拋光,都會呈現啞光效果。 為了使它發光,使用布或橡膠圈用最好的粉筆(牙粉)拋光。
非金屬物體的金屬電鍍:甲蟲
要用金屬覆蓋各種昆蟲、蝴蝶、甲蟲和其他物體,必須以適當的方式準備它們。 昆蟲 浸泡 在 1,5% 的氯化汞溶液中(氯化汞 II,一種無色結晶水溶性劇毒化合物)。 然後將它們乾燥,覆蓋上特殊的清漆或一層薄薄的蠟。 然後整個表面必須導電,否則金屬不會躺下。 為此,甲蟲用酒精或伏特加稀釋的石墨液體用刷子塗抹。 乾燥後,去除多餘的石墨。
之後,昆蟲 懸掛在幾根細銅線上 直徑為 0,1-0,2 毫米,置於電鍍槽中。 為了消除電解質中的浮力,蝴蝶或蟲子用石蠟連接到重物上。 它可以是玻璃或一塊塑料。 這個過程通常需要幾個小時。 塗層的厚度可以從 0,1 到 2 毫米不等,具體取決於暴露時間。
在家可以用電鍍的方法製作首飾嗎?
這個問題只有一個答案:是的,你可以做任何事情,但你必須很好地“約束自己”。 有幾個原因:
- 原則上,您實驗所需的一切今天都可以在出售化學試劑的辦公室購買。 但是有一個“但是”。 在俄羅斯,獲得化學的過程最近成為一項非常艱鉅的任務。 試劑的購買者需要出示授權書,某種許可證文件的摘錄,他們說,這個人可以從事相關活動,付款通常是非現金等困難。 要解決這個問題,你可以通過更簡單的方法聯繫家居商店、市場、服務站或同志。
- 除了試劑,還需要購買 普通設備... 你不能用普通的罐子做。 至少,您需要一個乾淨、製作精良的水族箱。 否則,試劑將盡可能放在桌子、腿、地板上。 這對健康來說並不完全安全。
- 你會在互聯網和書籍上找到大量關於電鑄算法的描述,但是 錯誤和缺乏經驗沒有被取消... 在開始生產之前,您需要花一個多小時的時間來思考:選擇哪種電流更好,如何正確清潔產品表面的污垢,如何正確製作表格等。
- 記住一個 忠告:如果您要使用銀金屬或用金覆蓋任何由銀製成的物品,那麼最好在普通銅或鎳上磨練您的技能。 不要直接購買昂貴的金屬。 你只是把錢扔進下水道,沒有任何真正的效果。
在家使用電鍍技術製作珠寶大師班
大多數情況下,我們從製作各種珠寶(珠寶首飾和珠寶)的角度對電鍍技術感興趣。 讓我們用一個簡單的例子來弄清楚, 你怎麼在家 用樹葉做裝飾品。
- 首先,有必要從新鮮葉子上去除印跡,為此,將蠟組合物倒入厚紙模具中,然後使其冷卻幾乎完全硬化,但使其表面具有彈性. 然後將葉子放在蠟的表面並用玻璃壓制。 當玻璃被移除時,蠟組合物上會留下清晰的印記。
- 蠟完全硬化後,必須準備導電塗層。 印記用軟刷仔細石墨化以形成導電層。 導電層可以通過還原某些金屬(銀、銅、鎳)或通過機械方式施加:用軟毛刷將片狀石墨摩擦到表面或塗上石墨清漆。
- 接下來,您需要測量葉子以確定沉積表面的面積,計算變阻器的電流密度和電阻。
- 之後,如果浴室至少已經使用過一次,則需要準備電流引線。 它們用砂紙小心地去除各種氧化物、污垢,用布擦拭並用流水沖洗。
- 不要忘記準備陽極。
- 使用加熱器或鍋爐開始加熱浴的過程。
- 此外,在模板上安裝了導體後,負載(陰極)被懸掛並降低到電鍍槽中。
- 反應過程開始。
- 在塗上足夠的表面金屬層後,關閉設備。
- 美女從浴缸中取出,與導體斷開,在純蒸餾水中清洗並拋光。
因此,您可能在閱讀本文時感到困惑。 這是明確的業務。 為了重現整個算法,需要來自許多科學和技術分支的足夠知識。 在這裡,您離不開準備。 然而,一切都是經驗,偉大的科學家不是天生的,而是成為的,克服了大量的書籍,參觀了許多實驗室,經歷了嘗試和失敗。 因此,如果您想嘗試或只是與偉大的化學家一起玩,那麼不要被聰明的詞和一長串的作品嚇倒,而是要行動,很快結果就會出現在地平線上。