Гальваническое напыление: Гальваническое покрытие металла, нанесение гальванических покрытий в Москве

Содержание

Гальваническое покрытие металла, нанесение гальванических покрытий в Москве

Гальваническое покрытие – это электрохимический метод обработки материалов, который заключается в нанесении на металлическое изделие тонкой поверхностной пленки из другого металла.

Как производится

нанесение гальванических покрытий?

Процесс происходит в специально предназначенных для него гальванических ваннах. Ванна наполняется раствором электролита. В нее помещается обрабатываемое изделие или деталь, а также тот металл, из которого нужно сделать покрытие. Под воздействием электрического тока металл, который послужит покрытием, распадается на ионы и переносится токопроводящим раствором на поверхность обрабатываемого изделия, оседая тонким слоем на его поверхности.

Технология включает три этапа:

— на первом обрабатываемую поверхность подготавливают — очищают ее от загрязнений, проводят обезжиривание, промывают и обрабатывают препятствующими окислению веществами;

— затем деталь погружают в ванну, в которой и наностится гальваническое покрытие металла;

— после завершения электрохимической обработки сцепление покрытия с поверхностью детали тестируют и подтверждают качество работы.

В чем выгода использования

гальванического покрытия деталей?
Создание гальванических покрытий предоставляет сразу несколько серьезных преимуществ:

— стойкий и длительный антикоррозийный эффект;

— возрастание устойчивости поверхностей к трению, износу и ударным нагрузкам;

— изменение электропроводимости – в зависимости от покрытия она может как возрасти, так и снизиться;

— увеличивается способность выдерживать высокие температуры;

— растет защищенность от воздействия агрессивных сред;

— заказчик получает отличный эстетический эффект.

Благодаря таким возможностям, гальваника деталей применяется в таких сферах, как:

— самолетостроение;

— строительное производство;

— машиностроение;

— радиотехника и электроника;

— оптика;

— дизайн.

Какие

гальванические покрытия для вас сделает компания «Оптима»?
В нашем распоряжении – самое современное оборудование для гальваники, поэтому мы предоставим заказчику все актуальные варианты покрытий:

— покрытие цинком (цинкование) – придает изделиям блеск и предотвращает образование ржавчины;

— покрытие никелем (никелирование) делает металлическую деталь устойчивой к внешним воздействиям;

— покрытие медью (омеднение), которое мы делаем по предварительному заказу, формирует для деталей прочную защитную пленку;

— покрытие золотом или серебром (золочение и серебрение), которое осуществляется по особому заказу достаточного объема, обеспечит сочетание предельно дорогого внешнего вида и надежной защиты от коррозии;

— покрытие хромом (хромирование) качественно повышает эстетику изделий, при этом делая их более прочными и увеличивая защиту от агрессивных внешних сред;

— покрытие латунью (латунирование) придает изделиям стильный декоративный вид;

— травление снимает с изделия поверхностный слой, что позволяет убрать окислы и ржавчину и обнаружить внутренние дефекты. Процедура становится отличной подготовкой к нанесению финишного покрытия;

— гальваника алюминия создает гальваническое покрытие на этом непростом в обработке материале и решает сложности, связанные с его поверхностной оксидной пленкой.

Специалисты компании «Оптима» проводят все нужные операции, грамотно подбирая режим электролитического процесса под условия заказа.

Три веских причины поручить выполнение заказа компании «Оптима»
Выбор предложений по
нанесению покрытий сегодня достаточно обширный – но, оценив их все, вы все равно вернетесь к нам. И это не случайно, потому что:

— в нашем распоряжении современное гальваническое оборудование и прекрасно обученные опытные специалисты – и качество нашей работы всегда на высоте;

— мы располагаем достаточным количеством гальванических ванн – поэтому при идеальном качестве изделий мы способны выполнить еще и большие объемы работ;

— мы предлагаем по-настоящему низкие цены на наши услуги.

Выбор очевиден, верно?

Мир современных материалов — Гальваническое покрытие

 

Гальваника – нанесение на металлические изделия твердого защитного слоя, который тоже является металлом.  Для этого процесса используют специальное гальваническое  оборудование, предназначенное для данной операции. Гальваника, как процесс нанесения металлических покрытий на поверхность изделий из металла, осуществляется электрохимическим способом и состоит из нескольких этапов. Подготовительный этап включает механическую обработку деталей, обезжиривание поверхности изделий, травление и полирование. Последующая обработка металлов после нанесения верхнего защитного слоя состоит из осветления, пассивации, пропитки и полирования. В обязательном порядке после каждой операции осуществляется промывка изделий в холодной проточной воде, а после обработки щелочными растворами детали промываются последовательно в теплой и холодной воде, после чего изделие сушится. Схема процесса гальванического нанесения покрытий представлена на рис. 1.

 

 

Рис. 1. Электролитическая ячейка для получения гальванического покрытия.

 

Уникальным свойством является возможность регулирования скорости осаждения покрытия, а также его основных свойств изменением плотности тока.

 Уменьшение пористости покрытий достигают соответствующей подготовкой подложки, введением легируюших добавок и нанесением многослойных покрытий. При введении соответствующих добавок можно получать покрытии, не нуждающиеся в последующей обработке, что особенно важно для благородных металлов.

Наиболее широко используемыми материалами для гальванических по­крытий являются серебро, золото, олово, никель, кадмий, палладий, платина и родий. Такие контактные материалы, как медь и ее сплавы, легко покрываются любым из перечисленных металлов.

На структуру и свойства гальванических покрытий сильное влияние оказывают примеси. Даже более электропроводные, чем основной материал, примеси повышают удельное сопротивление. Металлические примеси могут образовывать с металлом покрытия смешанные кристаллы, интерметаллиды и конгломераты, состоящие из кристаллов покрытия и металла примеси. Повышение электрического сопротивления свежеосажденных покрытий из-за наличия примесей можно ослабить термообработкой, приводящей к частичной упорядоченности и стабилизации кристаллической решетки осажденной металла.

К недостаткам гальванического метода можно отнести возможность возникновения больших внутренних напряжений в покрытиях, ведущих к растрескиванию, а также высокий уровень требований к подготовке поверхности деталей перед нанесением покрытия для обеспечения хорошей адгезии. Кроме того, невозможно подготовить электролиты для всех комбинаций металлов вследствие нестабильности солей металлов в растворе. Но даже если раствор солей стабилен, соотношение компонентов не может регулироваться в широком диапазоне.

Покрытие никеля с высокой адгезией к подложке может быть получено на сталях, алюминии, меди, бронзе, латуни, титане, а также на непроводниках — керамике, пластиках. Благодаря высокой твердости и собственной смазочной способности покрытия никеля обладают высокой износостойкостью. Электроотрицательность никеля по отношению к большинству металлов, низкая пористость, стойкость к действию многих химических веществ и атмосферных факторов делает его идеальным для противокоррозионной защиты подложки. Нанесенный описанным способом никель широко используется в качестве покрытий на алюминии и цинке.

Вас также может заинтересовать:

Гальваническое покрытие и другие методы защиты металлов

В современном мире большую популярность получила процедура обработки металлов различными веществами, которые изолируют их от агрессивного воздействия рабочих сред.

Очень часто для этих целей применяется гальванизация – электрохимический метод нанесения металлической пленки, препятствующей окислению и коррозии поверхностей, придающей им твердость, износостойкость и эстетичный внешний вид.

Гальванизация способствует лучшей термоустойчивости металлов, поэтому этот метод обработки широко применяется в тех отраслях промышленности, которые проводят технологические операции при высоких температурах.

В данной статье мы ответим на самые распространенные вопросы, связанные с гальваническим покрытием:

  • Как оно появилось?
  • Где применяется?
  • Каким образом и какими материалами осуществляется?

— об этом читайте ниже.


История гальванического покрытия

Гальваническое покрытие открыл русский физик Борис Якоби в 1836 году. В процессе экспериментов он пропускал металлы через водные и соляные растворы под воздействием электрического тока.

Во время прохождения через солевые растворы металлы распадались на ионы с разными зарядами. Отрицательные оседали на аноде, положительные – на катоде (как раз его роль в гальванике играют металлы, нуждающиеся в защите).


Принцип гальванизации

Перед началом процесса металлические поверхности тщательно очищаются от загрязнений и обезжириваются.

Предварительная подготовка изделий очень важна, от нее зависит качество гальванизирования.


Для металлических поверхностей существуют специальные средства на основе органических растворителей, которые не вызывают коррозии металла.

Например, очиститель металла MODENGY обеспечивает удаление загрязнений различной химической природы – нефтепродуктов, силиконовых масел, консервационных составов, адсорбированных пленок газов, влаги и др.

В большинстве случаев подготовка изделия к гальванике не ограничивается только очисткой его поверхности и обезжириванием. Выполняются также пескоструйная обработка и последующая шлифовка с использованием наждачной бумаги, специальных паст.

Гальваническое покрытие выделяет все недостатки поверхности, поэтому обрабатываемая деталь должна быть идеально подготовленной – без сколов, царапин и раковин.

Схема, по которой реализуется гальваническое покрытие металла, достаточно проста.

Очищенное изделие помещается в емкость с раствором электролита, на него подается отрицательный заряд (изделие становится катодом). Специальная металлическая пластина, которая послужит для образования покрытия, заряжается положительно и принимает на себя функции анода. При замыкании электрической сети металл анода (пластины) растворяется в электролите и устремляется к отрицательно заряженному изделию (катоду), на котором создает тонкую равномерную пленку.

Такой способ нанесения гальванических покрытий называется анодным. Благодаря ему при возникновении угрозы коррозии разрушению подвергается гальваническая изоляция, металл же длительное время остается нетронутым.

При катодном напылении, которое применяется значительно реже, малейшее нарушение целостности нанесенного слоя приводит к еще более интенсивному разрушению металла под ним, чему способствует сама технология покрытия.

Электролит является проводящим раствором для перемещения металлов с анода на катод. Размер емкостей с этим веществом бывает разным и зависит от производственных задач.

Изделия больших размеров удерживаются в объемных ваннах навесу. Более мелкие детали получают гальваническое покрытие в емкостях барабанного типа, в которых отрицательный заряд подается на барабан, вращающийся в электролите. Для обработки очень мелких изделий (например, метизов или других крепежных элементов) существуют колокольные наливные ванны: в процессе работы они медленно вращаются, в результате чего детали равномерно покрываются защитным металлом.

Плотность тока, проходящего через электролит, имеет большое значение, так как влияет на структуру формируемого осадка. Эта величина измеряется как отношение силы тока к единице поверхности обрабатываемой детали.

При низкой величине плотности осадка не образуется вообще, при слишком большой – порошковых отложений много, что негативно сказывается на качестве покрытия. Именно поэтому процесс гальванизации требует постоянного контроля.


Толщина гальванического покрытия на готовых изделиях обычно составляет от 6 до 20 микрон и определяется особенностями материалов, участвующих в гальванизации. Уровень сцепления металлического сплава с поверхностями определяется специальными тестами.

Все ли металлы совместимы между собой?

При проведении процесса гальванического покрытия существует понятие совместимости материалов. Все металлы в соединениях корродируют. В некоторых случаях это процесс идет замедленно. Однако существуют пары, которые соединять вместе нельзя.

Определенными трудностями сопровождается работа с алюминием и его сплавами, так как на их поверхностях присутствует окисная пленка, затрудняющая процесс гальванизации.

При гальванизации алюминия относятся сочетания: медь – никель – хром; никель – хром; свинец – олово; медь – олово. Допускается латунирование и цинкование алюминия.

В каких сферах гальваническое покрытие металлов наиболее актуально?

Благодаря своей прочности и износостойкости гальванические покрытия получили широкое распространение в таких отраслях промышленности как:

  • Авиастроение
  • Машиностроение
  • Радиотехническая промышленность
  • Электронная промышленность
  • Строительство

Виды гальванических покрытий

В зависимости от целей применения готовых изделий гальванические покрытия подразделяются на защитные, защитно-декоративные и специальные.

Защитные изолируют металлические детали от воздействия агрессивных сред и предохраняют их от механических повреждений. 

Защитно-декоративные препятствуют разрушению изделий под влиянием внешних факторов, а также придают им эстетичный внешний вид.

Гальванические покрытия специального назначения наносятся в целях придания деталям новых улучшенных характеристик: повышенной износостойкости и твердости, магнитных, электроизоляционных свойств.

В некоторых случаях гальванизацию используют для восстановления первоначального вида изделия после его длительной эксплуатации.

Гальваническое покрытие позволяет создавать точные копии деталей, отличающиеся даже очень высокой сложностью рельефа. Этот процесс называют гальванопластикой.


В зависимости от применяемых в качестве покрытий материалов выделяют следующие процедуры гальванизации.

Меднение

Гальваническое покрытие медью (медным купоросом) способствует упрочнению металлических изделий и повышению их токопроводящих качеств. Металлы с медным покрытием часто используют для производства электропроводников.

Однако в связи с тем, что омедненные детали плохо противостоят коррозии и со временем окисляются, процесс меднения чаще всего является промежуточным и предваряет наслоение другого покрытия.


Хромирование

Обработка металлов хромом делает их более прочными и устойчивыми к условиям агрессивной внешней среды, позволяет улучшить внешний вид и восстановить поврежденные детали до первоначальных параметров. Хром образует на поверхностях металлов тонкую пленку, которая обладает не только защитными, но и эстетическими качествами.

В зависимости от изменений технологического режима хромирования получают гальваническое покрытие с различными параметрами и свойствами – серое матовое (увеличивает твердость металла, но не способствует его износоустойчивости), блестящее (обеспечивает износостойкость и твердость изделий), молочное пластичное (способствует эстетичности, коррозионной устойчивости металлов, но не придает им твердости).


Цинкование

Самый популярный вид гальванизации. Тонкая пленка цинка на поверхности металлов придает им блеск и предотвращает образование ржавчины. Цинкование особенно популярно в автомобильной и строительной индустрии. Цинком обрабатывают детали кузовов автомобилей, трубопрокатную продукцию, емкости, кровельные, в том числе опорные конструкции.


Железнение

Применяют для усиления прочности легкоизнашиваемых деталей (например, медных). Железное гальваническое покрытие практически не поддается коррозии.


Никелирование

Использование данного метода обработки металлов является оптимальным для придания металлическому материалу устойчивости к внешним воздействиям окружающей среды. Никелевый слой надежно защищает изделия или детали машин от ржавчины, образующейся под воздействием внешней среды, а также от видов коррозии, возникающих вследствие загрязнения агрессивными средами рабочей среды – щелочами, кислотами, солями. Никелированные изделия демонстрируют высокую устойчивость к сильным механическим повреждениям, истиранию.


Золочение и серебрение

Нередко применяются в электротехнической и радиоэлектронной отраслях, ювелирном деле. Золото и серебро придают металлическим изделиям более презентабельный внешний вид, высокие отражающие свойства, защищают их от неблагоприятных внешних факторов, предотвращают коррозию, увеличивают твердость и улучшают токопроводящие качества.


Гальваническое покрытие оловом

Олово придает металлическим деталям им прочность и твердость. Гальванизация этим материалом применяется для алюминия, цинка, стали и меди.


Другие способы защиты металлов

Для того чтобы увеличить прочность и коррозионную стойкость металлов, кроме гальванизации используется множество других методов обработки: закалка, рекристаллизация, чеканка, обкатывание, газопламенное напыление, наплавка и др.

Один из самых простых, эффективных и быстрых способов обеспечить прочность и износостойкость металлических деталей, предотвратить их коррозию и разрушение под действием агрессивных внешних факторов – применение специальных антифрикционных покрытий. По внешнему виду они напоминают краски, однако вместо пигментов содержат частицы твердых смазочных веществ.


Антифрикционные твердосмазочные покрытия образуют на поверхностях тонкую сухую пленку с очень низким коэффициентом трения и высокой несущей способностью. Это особенно важно для металлических деталей, эксплуатируемых в движущихся механизмах, подверженных воздействию экстремальных нагрузок, давлений, температур.

В России такие покрытия выпускаются под брендом MODENGY.

При нанесении на поверхность они заполняют все микронеровности, тем самым увеличивая ее опорную площадь и несущую способность. Благодаря технологии сухой (нелипкой) смазки материалы MODENGY работоспособны в запыленных средах. Они устойчивы к химически агрессивным веществам, обладают высокими противозадирными свойствами, выдерживают условия вакуума и радиации.


Компания «Моденжи» выпускает более 16 видов покрытий, содержащих твердые смазочные материалы различной химической природы: дисульфид молибдена, поляризованный графит, политетрафторэтилен (ПТФЭ), дисульфид вольфрама и др.


Гальваническое покрытие в домашних условиях

В отличие от антифрикционных покрытий, нанесение гальванических требует применения дополнительных приспособлений. Однако учитывая, что методы гальванизации на сегодняшний день достаточно хорошо изучены и отработаны, этот процесс осуществим даже в домашних (а точнее, в гаражных) условиях – конечно, при наличии необходимого оборудования, материалов и знаний об электролизе.

В качестве источника питания домашнего гальванического устройства может выступать выпрямитель электрического тока, оснащенный регулятором выходного напряжения (чтобы изменять мощность при необходимости).

Гальванической ванной может быть любая стеклянная или пластиковая емкость. Она должна вмещать обрабатываемую деталь и требуемое количество электролита, обладать достаточной прочностью и выдерживать высокую температуру (до +80 °С).

Выбирая аноды для гальванического аппарата, следует помнить, что их площадь должна быть больше площади покрываемой поверхности.

Для создания нужной температуры электролита в домашних условиях используется нагревательный прибор с регулировкой интенсивности – например, небольшая электроплитка или утюг.

Пожалуй, единственной сложностью при «домашней» гальванизации является приобретение химических реактивов для электролитического раствора. Организации, производящие и реализующие такие вещества, могут продавать их только тем, кто имеет соответствующие разрешительные документы. Для нанесения декоративных металлизированных покрытий в продаже имеются специальные комплекты, состоящие из всех необходимых компонентов.

Хранить химические реактивы и готовую смесь нужно в стеклянной посуде с притертыми крышками.

Для проведения гальваники в домашних условиях лучше отвести нежилое помещение – гараж или мастерскую, организовать в нем качественную вентиляцию, заземлить оборудование.

Личная безопасность – самое важное правило, которого следует придерживаться. Поэтому обязательным является использование при работе респиратора, резиновых перчаток, клеенчатого фартука и специальных очков.

Химическое нанесение. Гальваническое нанесение — k-avangard.ru

* Работаем с юридическими лицами. Оплата по безналичному расчёту.
Получите бесплатную консультацию по телефону +7 (495) 108-50-98

Размеры гальванических ванн

Способы покрытия:

Гальванизация металла широко применяется в современной промышленности, начиная машиностроением, заканчивая ювелирной и пищевой промышленностью. Технология заключается в покрытии металлического изделия тонким слоем другого металла с целью улучшения его свойств. Гальваническое покрытие защищает металлические детали от коррозии и другого негативного воздействия окружающей среды, часто используется в декоративных целях. В частности, металлические покрытия повышают стойкость деталей к температурным перепадам, агрессивным химическим средам и прочим неблагоприятным условиям эксплуатации.

 

Гальванизация металла широко применяется в современной промышленности, начиная машиностроением, заканчивая ювелирной и пищевой промышленностью. Технология заключается в покрытии металлического изделия тонким слоем другого металла с целью улучшения его свойств. Гальваническое покрытие защищает металлические детали от коррозии и другого негативного воздействия окружающей среды, часто используется в декоративных целях. В частности, металлические покрытия повышают стойкость деталей к температурным перепадам, агрессивным химическим средам и прочим неблагоприятным условиям эксплуатации.

Обработка металлов методом гальванизации бывает следующих видов:

  • покрытие медью. Применяется для разных металлов, чаще всего обработка производится медным купоросом;
  • покрытие золотом. Используется в декоративных целях, чаще всего позолотой покрывают серебро, при этом изделие приобретает свойства золота;
  • покрытие хромом. Повышает эстетическую привлекательность изделия, предотвращая преждевременную порчу в процессе эксплуатации;
  • покрытие серебром. Как и позолота, улучшает характеристики изделий, используется в изготовлении посуды и ювелирных украшений;
  • покрытие никелем. Применяется в сфере выпуска деталей различных приборов, запчастей автомобилей и т. д.;
  • покрытие цинком. Актуально для стальных заготовок, где цинк повышает стойкость металла к окислению;
  • покрытие оловом. Увеличивает прочность цинковых, стальных и медных изделий, улучшает электропроводность деталей.

Сам процесс гальванического покрытия достаточно простой.

Процесс состоит из трех этапов:

  • Подготовка материала. На этом этапе металлическую поверхность очищают от загрязнений.
  • Нанесение гальванического покрытия. Металлические изделия погружают в гальванические ванны под высокой темпаратурой.
  • Обработка материала. Проводят тестирование на проверку сцепления сплава с металлическими материалами.

МИР ISO Услуги гальванического покрытия

Для защиты металлических изделий от повреждений, придания им твёрдости, коррозиеустойчивости, декоративности и других дополнительных характеристик, часто применяют нанесение гальванического покрытия. Достигается путем электрохимической обработки.

Схема нанесения состоит из нескольких этапов. Во-первых, нужно подготовить и обработать заготовку, затем следует сам процесс нанесения и, затем уже, финишная обработка материала. Компоненты данной обработки являются: сама заготовка, нуждающееся в обработке, постоянный ток, емкость с электролитом и металлический сплав. Материал подбирается в зависимости от требуемого покрытия, т.е., если необходимо серебрение, то берется серебро, для нанесения свинца, берется соответствующий материал и т.д.

 

Проведя предварительную подготовку: очистив, обезжирив, промыв и проведя обработку средствами, препятствующими окислению, его погружают в гальваническую ванну с металлической пластиной. На пластину, являющуюся анодом, подаётся положительный заряд тока, на сам предмет обработки подаётся отрицательный заряд. Под воздействием электрического тока металл распадается на ионы. Ионы, заряженные положительно, устремляются к заготовке, подвергающейся обработке и являющемуся в данный момент катодом, образуя, тем самым, антикоррозийное покрытие. Электролит выполняет роль проводника металлических ионов с анода на катод.

 

В зависимости от производственных задач, используются ёмкости разных размеров. Для обработки мелкого сорта целесообразно применять ванны барабанного типа, в них можно сразу обработать большое количество продукции. К барабану, который вращается в ёмкости с электролитом и заведенным туда анодом, подают отрицательный заряд. Достаточно крупные размещают на подвесах в объеме ванной. Отрицательный заряд подается в таком случае к подвесам. Когда антикоррозийное покрытие необходимо наложить на очень большое количество мелких заготовок одновременно, используют колокольные наливные ванны. Продукцию засыпают в емкости с электролитом и устанавливают анод. Ванны приводят в медленное вращение, во время которого происходит равномерная напыление защитным металлом.

 

Гальваническое покрытие металла позволяет создавать стойкую защиту, изолирующую материал от агрессивного влияния рабочих сред.

Изоляция создается из различных материалов с использованием анодного или катодного метода напыления. Анодное покрытие – это когда наносится слой, электродный потенциал которого более отрицательный по сравнению с защищаемым материалом. К его разновидностям относится, например, цинкование. При таком способе сохраняются все параметры защиты. В дальнейшем она надежно защищает от агрессивной среды. При катодной обработке, например, с использованием олова, происходит разрушение более интенсивно при малейшем повреждении защитного слоя.

 

Предназначение гальванического покрытия распределяются на несколько типов. Это зависит от предназначения:

  • Декоративные и защищающие свойства. После гальванизации получатся высокая презентабельная защита, предотвращающая от возможного разрушения продукции.
  • Защищающие. Изоляция деталей из металла от агрессивных факторов и множества форм повреждений.
  • Спец. назначение. Наносится чтобы получить высокие свойства износостойкости. При этом увеличится твердость, магнитно-электроизоляционные параметры.

Какие услуги по гальваническому покрытию можно заказать в МИР «ISO»:
 

  • никелирование;
  • золочение
  • серебрение;
  • меднение;
  • гальваника алюминия.

 

Гальваническое покрытие металла выполняется по следующей технологии.

Первичная обработка осуществляется растворителями, такими как бензин, уайт-спирит и т.п. Далее применяются растворы щелочи или электрохимия. После этого заготовку тщательно очищают горячей водой, осуществляют активацию и слегка протравливают металл, чтобы убрать с поверхности микрочастицы окислов. Это улучшает адгезию. Напыляется специальным прибором.

Гальваническую ванну, наполняют жидким электролитом, помещают аноды и детали, которые требуется покрыть. Выбор вида ванны осуществляется исходя из размера изделия. Раствор электролита нагревается до технологически обоснованного уровня. Далее в ванну направляют ток при помощи прибора с регулятором напряжения. Длительность процесса гальванизации зависит от параметров детали, а также желаемой толщины слоя.

Для ванн выбирают цианидный или сульфатный растворы. Первый вариант широко распространен в производстве, несмотря на высокую токсичность. Его преимуществом является низкая стоимость и простота методики. Второй вариант является более экологичным, также такой раствор позволяет достигать 100% выхода по току.

 

Особенности процесса.

В ряде случаев применяется методика, при которой детали, требующие нанесения гальванического покрытия ГОСТ 9.309 – 86, закрепляют на катодной штанге, размещенной в ванной, а на анодной штанге располагают металлическую пластину. Чтобы добиться нужных свойств, электролит могут смешивать с солями металлов, усилителями блеска и прочими веществами. Электролит перемешивают, тем самым открывая возможность применения тока с большой плотностью. С помощью реверсирования направления токовых импульсов, получается гладкая поверхность.

Опытным путем определяют время, которое требуется на проведение процесса. В заданных условиях на изделие наносят гальваническое покрытие, с дальнейшим замером полученного слоя за определенный временной промежуток. На этапе приладки особенно тщательно отслеживают глубину в полостях детали. С учетом условий последующего использования, определяется размер слоя. Условия использования подразделяются на группы:

  • Легкие (ЛС). В этом случае используется закрытое помещение с отоплением и низкой влажностью воздуха. Либо деталь непродолжительное время применяют во внешней среде без присутствия активных провокаторов коррозии. Один слой наносится толщиной 7 мк, более одного – 15 мк.
  • Средние (СС). Среда эксплуатации имеет средний уровень влажности воздуха, присутствия загрязнений, малую долю выбросов, либо испарений морской воды. Наложение происходит толщиной 15 мк, в несколько слоев – 30 мк.
  • Жесткие (ЖС). В этом случае деталь эксплуатируют в условиях с высоким уровнем влажности воздуха, большим количеством промышленных загрязнений, топливных отходов, твердых веществ, запыленности. Наносится толщиной 30 мк, в несколько слоев – 45 мк.

 

Информацию о размере при однократном покрытии можно посмотреть в ГОСТе 2249-43. Речь идет о цинковании. Многослойное никелирование осуществляется в соответствии с ГОСТом 3002-45. Допускается изменение глубины защитного слоя при наличии конструктивных условий или планового краткосрочного периода использования детали.

 

Как обрабатывают готовое изделие.

Гальваническое покрытие завершает дополнительная обработка деталей. Данный процесс протекает в несколько этапов:

  1. Осветление.
  2. Лакокрасочное покрытие.
  3. Пассивирование.
  4. Удаление оксидно-водородной пленки.
  5. Полировка поверхности или ее промасливание.
  6. Обработка поверхности от тусклости составами для серебрения.

    Как осуществляется контроль над качеством.

Исходя из условий, в которых планируется эксплуатация, выставляются требования к качеству гальванического покрытия металла. Оценка качества проводится поэтапно:

  • С помощью внешнего осмотра и сравнения с образцом, проводится оценка облика готового изделия. Учитываются следующие параметры: цвет, наличие или отсутствие блеска, чистота гальванического покрытия.
  • В условиях лаборатории определяется глубина защитного слоя и его пористость. Также проводится испытание на невосприимчивость к коррозии согласно ТУ или ГОСТ.
  • Испытывается и оценивается ряд параметров, отвечающих за механическую и физическую устойчивость детали к влиянию внешней среды. Это пластичность, твердость, температурное и электрическое сопротивления, износостойкость, отражательные свойства и т.д.
     

Какие преимущества имеет методика гальванического покрытия.

Среди преимуществ описанного метода можно выделить следующие:

  1. высокий уровень сопротивляемости к разрушению.
  2. стойкость к механическому и физическому действию извне.
  3. низкая пористость защитного слоя.
  4. твердость, устойчивость к износу.
  5. способность сопротивляться агрессивной среды промышленного и естественного происхождения.


В связи с высокими стандартами качества деталей и различных изделий, описанная методика обретает популярность. Осаждение металлическими сплавами – сложный технологический процесс, он требует высокой квалификации сотрудников и наличие специализированного оборудования.

Свяжитесь с нами любым удобным способом, для получения консультации на любой вид услуги по гальваническому покрытию.

Тел:  +7 (960) 850-40-16
Email: [email protected]
Часы работы: Пн-Пт с 900 до 1800

Наши специалисты помогут вам с выбором вида и метода гальванического покрытия.

сделать заказ.

 

Гальваническое покрытие ООО «ИРМЗ»

Главная \ Гальваника

Гальваника (гальваническое покрытие) – способ обработки металлических изделий путем покрытия поверхности пленочным слоем другого металла. В зависимости от способа толщина поверхностного слоя может варьировать от долей микрометра (нанопокрытия) до десятых долей миллиметра. В зависимости от предназначения гальваника применяется для улучшения износостойкости, увеличения антифрикционных свойств, повышения стойкости к коррозии, придания большей прочности, либо для создания декоративного покрытия. Кроме того этот способ обработки металлов может усилить морозоустойчивость деталей, защитить их от воздействия агрессивных сред. Поэтому интерес к гальванизации весьма велик во всех отраслях промышленности: автомобилестроение, радиоэлектроника, авиационная промышленность, судостроение и строительство, дизайн помещений и интерьера, медицина — это далеко не полный перечень тех областей, в которых можно найти изделия с гальваническими покрытиями.

Принцип образования гальванических покрытий

Гальваника основывается на процессе электрокристаллизации, при котором изделие, выступающее в роли катода или анода, покрывается ионами из раствора солей, несущими противоположный заряд. Обычно изделие заряжается отрицательно, но в случае с оксидированием к обрабатываемой детали подключают электрод, несущий положительный заряд. Количественный контроль гальваники осуществляется согласно законам Фарадея (с поправкой на побочные процессы), а качественный – путем регулирования состава электролита, режимом протекания электролитических процессов и скоростью перемешивания.

Если рассматривать катодную гальванизацию, то важнейшую функцию восполнения ионов в ней выполняют аноды, поэтому их качество должно быть высочайшим. Малейшее наличие примесей ухудшает течение процесса, и покрытие уже будет иметь совершенно иные характеристики, чем предполагалось изначально. Обычно аноды делаются из металла, который будет покрывать поверхность изделия. Золочение, хромирование и другие процессы протекают с применением нерстворимых анодов из металлов, устойчивых к воздействию электролита (токопроводящей среды, в которой образуются ионы).

Использование электролитов на основе простых соединений обходится значительно дешевле за счет простоты и, соответственно, невысокой их стоимости. Однако при необходимости получения добротных гальванопокрытий с равномерным слоем на всех участках заготовок сложной геометрической формы и мелкокристаллической структурой поверхностного слоя, гораздо предпочтительнее применение электролитов на основе комплексных соединений или с использованием простых солей и поверхностно-активных веществ. Чтобы сохранить постоянство состава электролитического раствора введение в него солей металла, который будет осаждаться на поверхности изделия, осуществляется регулярно, по мере расхода.

Особенности гальваники

Электролитические ванны, в которых проводится процесс гальванизации, покрываются для защиты от агрессивных электролитов и в зависимости от размеров емкости свинцовым или полимерным слоем. Процесс создания гальванического покрытия может осуществляться вручную, полуавтоматически и автоматически. Выбор способа гальваники зависит от следующих факторов:

  • металла, из которого изготовлена деталь;
  • необходимых химических, физически и механических свойств покрытия;
  • экономической рациональности применения данного метода.

Для большей качественности гальванопокрытия, поверхность обрабатываемого изделия очищают от разделяющих веществ (жиромасляных загрязнений), окислов. Очистка может происходить как механическим способом (пескоструйной обработкой, шлифованием), так и химическим путем (травлением).

СЕРЕБРЕНИЕ. Покрытие серебром. Гальваника. Гальваническое покрытие. Серебрение поверхностей. Гальвано установка. Гальванизация

Заниматься гальваникой, как и любым другим делом, можно где угодно. Но желательно все же слегка оборудовать свое рабочее место. Прежде всего, необходимо учесть две вещи. В процессе работы, вы будете иметь дело с концентрированными кислотами и прочими едкими веществами. И второй момент — на различных этапах гальваники будут выделяться всякие ядовитые газы, едкие пары и прочие испарения. Поэтому желательно обустроить место там, где сложно что-нибудь прожечь и там должна быть вентиляция.

Первая мысль — это кухня. Сразу практический совет. Если на кухне есть вытяжка очень хорошо, только на вытяжке не должны стоять фильтры!

 

Первый эксперимент автора по получению концентрированной серной кислоты, закончился тем, что из вытяжки начала сыпаться всякая труха и мусор, типа сеточек и волокон. Это от паров серной кислоты разрушился фильтр и, следовательно, пришлось покупать вытяжку. Так что повторюсь, хорошая вентиляция, залог успеха всего процесса гальваники.

    1. Респиратор.

      Очень нужная вещь. Как мы уже упоминали, во время гальванизации выделяется много всякой газообразной гадости, которая здоровью никак не полезна. Добавим сюда же резиновые перчатки. Лучше найти прозекторские. Они достаточно прочные и в тоже время не грубые. Работать без перчаток — получить химические ожоги и другие проблемы для кожи рук. Очень рекомендую фартук из плотной клеенки. Обязательно на ноги какие-нибудь тапки.

        2. Гальваническая станция.

          Необходим блок питания на ток 30-50А, с амперметром, плавной регулировкой и желательно стабилизацией силы тока. Напряжение достаточно иметь в интервале 12-24В. Схему нетрудно найти в Интернете. Нужны 2 куска кабеля, площадью побольше, для соединения анода и детали с блоком питания. Если взять кабель с меньшей площадью, то он будет сильно греться, так как ток большой. Нужна неметаллическая емкость, такого объема, что бы туда помещалась твоя деталь целиком, плюс анод с такой же площадью. В качестве емкости можно использовать пластиковый тазик. Если электролит в тазике не хранить, то он прослужит долго, проверено.

            3. Нагревательные приборы.

              Использовать открытый огонь для нагрева — не советую. Не потому, что мы делаем что-то взрывчатое, нет. Просто с открытым огнем тяжело контролировать температурный режим, можно, невзначай, накипятить раствор, который кипятить совсем не надо и т.п. К тому же, есть риск испортить дорогую газовую плиту каким-нибудь раствором. Поэтому будем использовать электроплитку. Еще понадобится утюг с рабочим терморегулятором, чтобы можно было установить температуру подошвы от 80 градусов. Понадобится песчаная баня.

                4. Посуда.

                  Лучше, конечно, найти где-нибудь набор химической посуды (колбы, чашки, кипелки). Но если нет, можно пользоваться любой бытовой стеклянной. Еще понадобится фарфоровая чашка для выпаривания, желательно со сферическим дном. Желательно найти стеклянные бутылки с притертой крышкой, для хранения реактивов и электролитов.

                    5. Измерительное оборудование.

                      Прежде всего, нужны весы, так как отмерять реактивы придется с точностью до грамма. Если есть возможность, используй заводские, если нет — можно изготовить самому. Берете стальной стержень d=10 мм, 1=200 мм. Точно находите середину, сверлите отверстие для подвеса. На оба конца стержня нарезаете резьбу миллиметров по 15, накручиваете гайки. Сразу за резьбой сверлите отверстия для подвеса чашек. Под подвес весов, крепите спицу под углом 90 градусов (нужно точно замерить угол). Спица это указатель шкалы. Подвешиваете чашки. Далее подвешиваете весы. Гайками юстируете положение, важно, чтобы спица была направленная вертикально вниз (можно проверить отвесом). Все весы готовы. Осталось найти гирьки и можно «отвешивать». В качестве гирек можно использовать старые советские монеты. Их номинал довольно точно соответствует весу (1 коп. — 1 г, 2 коп. — 2 г, 3 коп. — 3 г, 5 коп. — 5 г).

                      И, наконец, нужен термометр. Диапазон шкалы 10-130 градусов.

                      ГАЛЬВАНИКА — расходные материалы

                      В принципе, все необходимое можно купить в конторах торгующими химическими реактивами. Но по России этот процесс, в последнее время, стал очень тяжелым занятием. Покупателю реактивов требуется представить доверенность, какую-то выписку из разрешительного документа, что мол данное юридическое лицо может заниматься какой-то там деятельностью, оплата обычно безналичная и прочие сложности. Для решения этой задачи можно пойти более простым путем — хозмагазины, рынки, СТО, товарищи.

                      Здесь будем рассматривать только СЕРЕБРЕНИЕ поверхностей. Соответствующим будет и набор реактивов. Для меднения или никелирования химреактивы нужны другие (см. ниже).

                      Для СЕРЕБРЕНИЯ потребуется:

                      • Серная кислота (H2SO4) — СТО и автомагазины продают кислоту для заправки аккумуляторов, довольно хорошего качества. Те присадки и примеси что там есть, нашему занятию совершенно не мешают. Если брать кислоту на рынке — есть вероятность нарваться на плохую и в дальнейшем это отразится на качестве покрытия. Так что осторожнее. Обычно, она продается в пластиковых канистрах на 3 л, концентрация — 36%. На наши цели шесть литров — достаточно.
                      • Хлорид натрия (NaCl) — он же, пищевая соль. Покупаем в продмаге, 2 пачки (2 кг).
                      • Гидрокарбонат натрия (NaHCO3) — он же, пищевая сода. Опять идем в продмаг. Нужна одна пачка (100 г).
                      • Нитрат натрия (NaNO3) — известен под именем «натриевая селитра». Продается в магазинах, торгующими удобрениями. Берете пакет на 5 кг или немного меньше. Важное замечание, продавцы удобрениями могут посоветовать купить смесь из натриевой и аммиачной селитры (типа лучше) — не брать! Нужен, только, NaNO3, желательно без примесей и добавок.
                      • Силикат натрия (Na2SiO3) — или «Жидкое стекло» (он же силикатный конторский клей — можно купить в магазине канцелярских принадлежностей). В магазин стройматериалов или на рынок — 1 кг достаточно.
                      • Карбонат натрия (Na2CO3) — он же кальцинированная сода, он же стиральная сода. Вперед на рынок стройматериалов или магазины, торгующие моющими средствами. У кого-то из них эта сода обязательно будет. Пару килограмм достаточно.
                      • Железистосинеродистый калий (K4[Fe(CN)6]), он ещё известен под названием «жёлтая кровяная соль». Наиболее доступное место, где он может быть, школьная или институтская химическая лаборатория. Необходимо 200 г.
                      • Серебряный лом (Ag) — тут подойдут и любые серебросодержащие сплавы (серебряная ложка, сережки, контакты и т.п.). Количество — где-то на 15-20 грамм чистого металла.
                      • Любое моющее средство — 1 бутылка.

                      СЕРЕБРЕНИЕ — процесс

                      Прежде всего, изготовим концентрированную серную кислоту. Делаем емкость из пивной 0,5 л бутылки, желательно прозрачного стекла (легче контролировать процесс). Для этого отрезаем горлышко где-то на уровне верхней трети. Острые края бутылки желательно обработать напильником. Готовим песчаную баню — старая железная кастрюлька или большая кружка, заполненная песком слоем 10 см.

                      Заливаем аккумуляторную серную кислоту где-то на одну треть. Помещаем ее в песчаную баню. Включаем нагрев.

                      При нагревании серная кислота теряет влагу и ее концентрация растет. Дожидаемся, пока не появится легкий дымок. Это пошла окись серы. Не перегрейте смесь — окись серы моментом вытягивает влагу из воздуха и превращается в серную кислоту в виде взвеси — вдыхать ее не полезно. Быстренько снимаем баню с плитки и накрываем бутылку стеклом.

                      Выдерживаем в бане минут 15-20. Горячая серная кислота весьма опасна. В случае разлива обильно засыпаем это место пищевой содой, если попадет на кожу — проест быстрее, чем почувствуешь боль. Так что респиратор и перчатки должны быть в использовании. Подобным образом, повторяя, отгоняем где-то 300-400 мл концентрата. Храним в стеклянной посуде, лучше с притертой крышкой.

                      Далее понадобится азотная кислота — делаем сами! Берем 2 бутылки, желательно «попузатее». В одну бутылку кладем 165 грамм натриевой селитры и заливаем туда же 100 мл концентрированной серной кислоты. Быстренько соединяем горлышками с пустой бутылкой и заматываем это место скотчем, чтобы внутрь не попадал воздух. Наклоняем получившуюся конструкцию так, что бы пустая бутылка была чуть выше. Начинаем нагревать бутылку со смесью, пустая заполняется красно-бурым газом — окисью азота, а селитра потихоньку растворяется в кислоте. Не перегревай! Сильный нагрев увеличивает газообразование, и окись азота стравится через соединение. После полного растворения, прекращаем нагрев.

                      Бутылки ставим в холодное место, часа на 3. Получаем в бутылке жидкость с осадком. Осадок, глауберова соль, нам не нужна, а жидкость — концентрированная азотная кислота, на воздухе она «дымит». Повторяя процесс, получаем 150-200 мл. Для временного хранения подойдет пластиковая бутылка, но для длительного нужно все-таки стекло.

                      Разбавляем азотную кислоту водой 1:1. То есть из 150 мл концентрата получаем 300 мл рабочего раствора. Начинаем растворять серебро или его сплавы. Чем мельче будут кусочки, тем быстрее пойдет процесс. При растворении выделяется красно-бурый газ (окись азота), весьма ядовит, так что нужна вентиляция! Пока растворяется серебро, готовим перенасыщенный раствор поваренной соли. В 300 мл воды, при 80°С добавляем соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Фильтруем. Охлаждаем. Выпадает осадок (соль), снова фильтруем.

                      После растворения металла, начинаем приливать мелкими порциями раствор соли. Начинает интенсивно выпадать осадок. Подождем, пока осядет, приливаем еще чуть-чуть. Повторяем до тех пор, пока не прекратится выпадение осадка.

                      Не бойтесь переборщить с солью, лишнее останется в растворе. Далее рабочий раствор с осадком нагреваем до 90°С. и выдерживаем при такой температуре 10 минут.

                      Тонкий осадок при этом укрупнится. Далее аккуратно сливаем раствор с осадка, приливаем воду, взбалтываем, отстаиваем, опять сливаем раствор. Этот процесс называется декантация. Таким образом, хорошо промываем осадок. Жидкость с осадком фильтруем через промокашку. Полученный фильтрат и есть хлорид серебра (AgCl), который используется в большинстве рецептов для СЕРЕБРЕНИЯ. Но хранить его долго не получится. Это соединение весьма неустойчиво и довольно быстро разлагается до металлического серебра, особенно под действием света.

                      Отсыпаем хлорид серебра в количестве необходимом для СЕРЕБРЕНИЯ (об этом ниже), а остаток ведь не выбрасывать же! Поэтому оставшийся реактив заливаем водой. Бросаем туда мелкие, но такие, чтобы можно было, потом заметить кусочки оцинкованной проволоки, по весу в 2 раза больше чем хлорида серебра. Туда же приливаем грамм 50 раствора поваренной соли. Нагреваем эту смесь до 80-90°С и поддерживаем эту температуру. Весьма быстро хлорид серебра восстанавливается до металла. Греем и помешиваем до тех пор, пока весь осадок не станет серого цвета. Удаляем кусочки проволоки. Далее опять декантируем раствор. Последние порции промывки желательно делать дистиллятом. Полученный осадок фильтруем на промокашку. Фильтрат — чистое серебро.

                      В отдельной посуде, опять разводим концентрированную азотную кислоту с водой (желательно дистиллятом) в отношении 1:1. В посудину, где находится порошок серебра, мелкими дозами аккуратно приливаем раствор азотной кислоты до тех пор, пока не растворится весь металл (газы — вентиляция). Полученный раствор выпариваем до сухого остатка. Это азотнокислое серебро (AgNO3). Храним его в темном месте в стеклянной посуде с притертой крышкой. Реактив весьма едкий и может оставить язвы на руках, обращаться осторожно! В случае необходимости получить хлорид серебра — растворяем в воде, приливаем раствор соли и фильтруем (см. выше).

                      Теперь необходимо подготовить поверхность детали для СЕРЕБРЕНИЯ. Сначала обезжириваем. Готовим раствор:

                      • Вода — 1 л
                      • Жидкое стекло — 50 г
                      • Кальцинированная сода — 25 г
                      • Средство для мытья посуды — 25 г.

                      Нагреваем раствор до 70°С и опускаем туда деталь. Время обработки — 20 мин. Руками не трогать! Там где схватишься, серебро слезет. Непосредственно перед серебрением — декапируем поверхность (удаляем оксидную плёнку) — помещаем деталь в раствор азотной кислоты (1:1 — 15-20%) на 40-60 секунд и сразу в раствор для серебрения.

                      Итак, начнем серебрить

                      Рекомендуется делать СЕРЕБРЕНИЕ электрохимическим способом. Гораздо более стойкое и качественное покрытие.

                      Для сравнения приведем краткое описание альтернативы, если кто-то хочет попробовать другой метод СЕРЕБРЕНИЯ.

                      СЕРЕБРЕНИЕ химическим способом

                      • 20 г хлористого серебра
                      • 120 г поваренной соли
                      • 150 г лимонной кислоты
                      • вода — 1л

                      Кипятим раствор 15 мин. Затем помещаем деталь на подвесах в ёмкость и кипятим. Постепенно она покрывается слоем серебра.

                      Недостаток данного способа серебрения — невозможно проконтролировать толщину покрытия серебром и низкая механическая стойкость. Подобным способом можно пользоваться только для декоративных целей.

                      СЕРЕБРЕНИЕ электрохимическим способом

                      Раствор:

                      • хлористое серебро — 20 г
                      • желтая кровяная соль — 50 г
                      • кальцинированная сода — 60 г
                      • вода — 1 л

                      Анод — графит, катод — деталь. Плотность тока — 0,1 А/кв. дм. Температура раствора — 20°С. Время гальванизации подбирается индивидуально, постоянно контролируя процесс. Очень важно чтобы источник питания был стабилизированный и давал чистый постоянный ток. На выходные цепи желательно повесить большую емкость 60000-100000 мкФ. Пульсирующий ток испортит поверхность.

                      После СЕРЕБРЕНИЯ есть рекомендации пассивировать поверхность в 1% растворе хромпика с выдержкой 20 мин. Пассивация — это нанесение оксидной пленки, предотвращающее дальнейшее окисление. Во многих случаях она не требуется.

                      Покрытие металлов никелем, цинком, хромом, серебром и даже золотом можно делать без гальванической ванны с помощью несложного приспособления — миниатюрной гальванической установки. Она состоит из специальной кисти, внутрь которой может заливаться электролит, понижающего трансформатора с напряжением 4-12 В и током 0,8-1,0 А и соединительного шнура.

                      Щетина кисти обматывается медным проводом. Диод (с током более 2 А) устанавливается внутри кисти или снаружи. Диаметр кисти 20-25 мм. «Минус» источника напряжения соединяется при помощи зажима «крокодил» с обрабатываемым куском металла, а «плюс» — с намотанной на щетину проволокой. Вместо щетины можно применить пористую губку. Покрываемые металлические предметы должны быть тщательно очищены от грязи, жира, ржавчины и т. п. Ржавчину удаляют травлением в кислоте, а остатки краски — шлифовкой наждачной шкуркой. После этого поверхность протирается чистым куском материи и обезжиривается специальным раствором. Чем ровней и чище будет поверхность, тем прочнее будет гальваническое покрытие. После очистки покрываемых металлических предметов делают все указанные выше соединения, включают трансформатор в сеть, заливают электролит в кисть и равномерными движениями проводят кистью по поверхности металла, не отрывая кисть от поверхности. Тотчас же будет замечаться тонкий металлический осадок, который постепенно наращивается. Как правило, для прочного покрытия требуется до 20-25 раз пройти кистью по одному и тому же месту поверхности.

                      Электролит доливают в кисть по мере надобности.

                      После окончания гальванического покрытия деталь споласкивают водой и полируют смоченной в воде тряпкой, а затем промывают еще раз и сушат. Для каждого вида гальванического покрытия берется строго определенный электролит, который составляется по приведенным ниже рецептам (в граммах на 1 л раствора).

                      Электролит для меднения:

                      1. Медный купорос (сернокислая медь) — 200

                      2. Серная кислота чистая — 50

                      3. Этиловый спирт или фенол — 1-2

                      Электролит для никелирования:

                      1. Сернокислый никель — 70

                      2. Сернокислый натрий — 40

                      3. Борная кислота — 20

                      4 . Хлористый натрий — 5

                      Электролит для хромирования:

                      1. Хромовый ангидрид — 250

                      2. Серная кислота (уд. вес 1,84) — 2,5

                      Электролит для цинкования:

                      1. Сернокислый цинк — 300

                      2. Сернокислый натрий — 70

                      3. Алюминиевые квасцы — 30

                      4 . Борная кислота — 20

                      Электролит для серебрения:

                      1. Хлористое серебро свежеосажденное — 3-15

                      2. Железисто-синеродистый калий — 6-30

                      3. Сода кальцинированная — 6-30

                      Электролит для золочения:

                      1. Хлорное Золото — 2,65

                      2. Железисто-синеродистый калий — 15-50

                      3. Сода безводная — 20-25

                      Состав для обезжиривания:

                      1. Едкий натрий — 100-150

                      2. Сода кальцинированная — 40-50

                      3. Растворимое стекло — 3-5

                      В зависимости от степени загрязнения покрываемые предметы выдерживаются в обезжиривающем составе от 15 минут до одного часа при температуре состава 80-100°С. Номера 1, 2, 3, 4 в рецептах указывают на порядок приготовления растворов. Сначала берут 200-300 мл воды, в которой растворяют первый компонент, потом второй, третий и так далее, а затем доливают воду до 1 литра раствора.

                      Если необходимо приготовить меньшее количество раствора, то вес всех компонентов нужно уменьшить пропорционально новому объему раствора (например, на 0,5 л раствора соответственно в 2 раза, на 0,25 л — в 4 раза). Воду необходимо применять дистиллированную (в крайнем случае, кипяченую) при температуре, 15-40°С. Следует иметь в виду, что хотя вышеупомянутые растворы не содержат сильно ядовитых веществ, обращаться с ними во избежание ожогов и отравлений нужно с большой осторожностью. Растворы лучше хранить в темной стеклянной посуде с плотно закрывающимися крышками.


                      Похожие статьи:

                      Прошлые статьи:


                      Как работает гальваника — Объясни, что материал

                      Криса Вудфорда. Последнее изменение: 28 июля 2020 г.

                      Не существует такой вещи, как алхимия — волшебным образом превращающая обычные химические элементы в редкие и ценные — но гальваника, возможно, является следующим лучшим занятием. Идея состоит в том, чтобы использовать электричество для покрытия относительно приземленных металл, например медь, с тонким слоем другого, более ценного металл, например золото или серебро. Гальваника имеет много других применений, помимо того, что дешевые металлы выглядят дорогими.Мы можем использовать это, чтобы сделать устойчивые к ржавчине вещи, например, для производства различных полезных сплавы, такие как латунь и бронза, и даже чтобы пластик был похож на металл. Как работает этот удивительный процесс? Давайте посмотрим внимательнее!

                      Фото: Гальваника в действии — выставка в Think Tank (музей науки в Бирмингеме, Англия). Эти две вилки являются электродами, и синий раствор (сульфат меди) используется для медного покрытия одной из них.

                      Что такое гальваника?

                      Фото: Позолоченное: Когда астронавт Эд Уайт совершил первый выход в открытый космос в 1965 году, на его шлеме был позолоченный козырек, защищавший глаза от солнечного излучения.Фото любезно предоставлено НАСА в палате общин.

                      Гальваника включает пропускание электрического тока через раствор, называемый электролит. Это делается путем погружения двух клемм, называемых электроды в электролит и подключив их к цепь с аккумулятором или другим источником питания. Электроды и электролит состоит из тщательно подобранных элементов или соединений. Когда электричество проходит через цепь, которую они образуют, электролит расщепляется, и некоторые из атомов металла, которые он содержит, наносится тонким слоем поверх одного из электродов — он становится гальваническим.Все виды металлов могут быть покрытым таким образом, в том числе золотом, серебром, олово, цинк, медь, кадмий, хром, никель, платина и свинец.

                      Гальваника очень похожа на электролиз. (используя электричество для расщепления химического раствора), что является обратным процессу, при котором батареи производят электрические токи. Все это примеры электрохимия: химические реакции, вызванные или производящие электричество, которое дает полезные в научном или промышленном отношении конечные продукты.

                      Фото: Серебряные столовые приборы дороги и тускнеют; нержавеющая сталь с хромовым покрытием является хорошей заменой для многих людей. Несмотря на то, что он устойчив к ржавчине и долговечен, покрытие со временем изнашивается, как вы можете видеть в коричневатой области в центре этого пирогового сервера. Маркировка «EPNS» на столовых приборах является окончательным знак покрытия: это гальванический нейзильбер.

                      Как работает гальваника?

                      Во-первых, вы должны выбрать правильные электроды и электролит, определив химическая реакция или реакции, которые должны произойти, когда электрический ток включен.Атомы металла, покрывающие ваш объект, исходят из электролит, поэтому, если вы хотите что-то медить, вам понадобится электролит изготовлен из раствора медной соли, а для золочения понадобится электролит на основе золота и так далее.

                      Затем вы должны убедиться, что электрод, который вы хотите наклеить, полностью чистый. В противном случае, когда атомы металла из электролита осаждаются на это, они не сформируют хорошую связь, и они могут просто стереться снова. Как правило, чистка выполняется путем погружения электрода в прочный кислотным или щелочным раствором или (кратковременно) подключив гальваника в обратном направлении.Если электрод действительно чистый, атомы металла покрытия эффективно связываются с ним, соединяясь очень сильно на внешние края его кристаллической структуры.

                      Изображение: Медное покрытие латуни: Вам понадобится медный электрод (серый, слева), латунный электрод (желтый, справа) и немного раствора сульфата меди (синий). Латунный электрод становится отрицательно заряженным и притягивает из раствора положительно заряженные ионы меди, которые прилипают к нему и образуют внешнее покрытие медной пластины.

                      Теперь мы готовы к основной части гальваники. Нам нужны два электрода из различные проводящие материалы, электролит и электричество поставлять. Обычно один из электродов делается из металла, который мы пытаясь пластину и электролит представляет собой раствор соли тот же металл. Так, например, если мы покрываем медью латунь, мы нужен медный электрод, латунный электрод и раствор соединение на основе меди, такое как раствор сульфата меди. Металлы, такие как золото и серебро не растворяются легко, поэтому их нужно превращать в растворы с использованием сильнодействующих и опасно неприятных химикатов на основе цианидов.Электрод, на который будет наноситься покрытие, обычно изготавливается из более дешевой металл или неметалл, покрытый проводящим материалом, например графит. В любом случае он должен проводить электричество или не проводить электричество. ток будет течь, и никакого покрытия не произойдет.

                      Мы окунаем два электрода в раствор и соединяем их в цепь так, чтобы медь становится положительным электродом (или анодом), а латунь становится отрицательным электродом (или катодом). Когда мы включаем мощности раствор сульфата меди расщепляется на ионы (атомы с мало или слишком много электронов).Ионы меди (которые положительно заряжены) притягиваются к отрицательно заряженному латунному электроду и медленно нанесите на него, производя тонкий позже из медной пластины. Между тем, сульфат-ионы (которые отрицательно заряжены) приходят к положительно заряженному медному аноду, высвобождая электроны которые движутся через батарею к отрицательному латунному электроду.

                      Гальваническим атомам требуется время, чтобы накапливаться на поверхности отрицательного электрода. Сколько именно времени зависит от силы электрического тока у вас использование и концентрация электролита.Увеличение любого из это увеличивает скорость, с которой ионы и электроны движутся через схема и скорость процесса нанесения покрытия. Пока по мере того как ионы и электроны продолжают двигаться, ток продолжает течь, и процесс нанесения покрытия продолжается.

                      Можно ли гальванизировать пластмассы?

                      Фото: Пластик с покрытием часто используется для деталей, которым требуется блестящая отделка металла без его прочности и тяжести, и вот три примера из моего собственного дома. Вверху: переключатель, стрелки и безель (рамка циферблата) этого будильника выглядят блестящими и металлическими, но на самом деле они пластиковые.В центре: детали сантехники, которые не должны быть прочными, часто изготавливаются из плакированного пластика, поэтому они остаются прохладными на ощупь и гармонируют с металлическими трубами. Регулятор температуры на этом душе (справа, с красной кнопкой) сделан из пластика, но похож на основные металлические детали слева. Внизу: компьютерный USB-микрофон имеет глянцевую поверхность, чтобы он выглядел дорогим и высококачественным.

                      Недорогой, легко поддающийся формованию, легкий и одноразовый, пластмассы быстро стали наиболее распространенными и гибкими материалами в 20 веке.Но для многих это не только преимущество, но и недостаток: пластик дешевый и дешевый — и именно так они выглядят. Одно из решений — покрыть дешевый пластик тонким слоем металла, чтобы придать ему все преимущества пластика с привлекательной блестящей отделкой. металл. Таким способом можно покрыть множество различных пластиков, в том числе АБС-пластик, фенольные пластики, карбамидоформальдегид, нейлон и т. Д. и поликарбонат. Вы часто найдете детали на автомобилях, сантехнике, бытовой и электрической арматуре, которые выглядят металлическими, но на самом деле являются пластиковыми покрытиями.Они легче, дешевле, устойчивы к ржавчине и не требуют полировки после нанесения покрытия.

                      Как гальванизируют пластмассы?

                      « … мой приятель … сказал мне, что у него есть процесс металлизации пластмасс. Я сказал, что это невозможно, потому что нет проводимости; нельзя прикрепить провод. Но он сказал, что может наклеить металлическими пластинами все, что угодно … «

                      Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард Фейнман

                      Если вы знаете что-нибудь о пластике, вы сразу заметите очевидную проблему: пластик обычно не проводит электричество.Теоретически это должно полностью исключить гальваническое покрытие; на практике это просто означает, что мы должны дополнительно обработать наш пластик, чтобы он стал электропроводящим, прежде чем мы начнем. Есть несколько этапов. Во-первых, пластик необходимо тщательно очистить от таких вещей, как пыль, грязь, жир и следы с поверхности. Затем его протравливают кислотой и обрабатывают катализатором (ускорителем химической реакции), чтобы обеспечить прилипание покрытия к его поверхности. Затем его окунают в ванну из меди или никеля (медь более распространена), чтобы получить очень тонкое покрытие из электропроводящего металла (толщиной менее микрона, 1 мкм или одной тысячной миллиметра).Как только это будет сделано, на него можно будет нанести гальваническое покрытие, как на металл. В зависимости от того, сколько износа должна выдержать металлическая деталь, толщина покрытия может быть от 10 до 30 микрон.

                      Зачем нужна гальваника?

                      Фото: Это автомобильное колесо изготовлено из металлического алюминия, покрытого никель в более экологически чистом процессе, разработанном Metal Arts Company, Inc. В процессе Microsmooth ™ используется примерно на 30 процентов меньше электроэнергии, почти на 60 процентов меньше природного газа и вдвое меньше воды, чем требуется для традиционных процессов гальваники.Фото: Metal Arts Company, Inc. любезно предоставлено Министерством энергетики США (DOE).

                      Гальваника обычно выполняется по двум совершенно разным причинам: украшение и защита. Металлы, такие как золото и серебро, покрываются для украшения: дешевле иметь золото или посеребренные украшения, чем цельные изделия из этих тяжелых, дорогие, ценные вещества. Потому что разные металлы разных цветов, гальваника может использоваться для изготовления таких вещей, как кольца, цепочки, значки, медали и т. д. широкий выбор привлекательной декоративной отделки, включая блестящие, матовые и старинные варианты золота, серебра, меди, никеля и бронзы.Металлы, такие как олово и цинк (которые не особенно привлекательны на вид), покрываются гальваническим покрытием, защитный внешний позже. Например, пищевые контейнеры часто покрывают оловом, чтобы сделать их устойчивыми к коррозии, в то время как многие предметы быта из железа покрыты цинк (в процессе, называемом гальванизацией) по той же причине. Некоторые формы гальваники являются как защитными, так и декоративными. Крылья автомобилей и «отделка салона», например, когда-то широко изготовлен из прочной стали с покрытием с хромом, чтобы сделать их привлекательно блестящими и устойчивы к ржавчине (теперь более вероятны недорогие и естественно устойчивые к коррозии пластмассы для использования на автомобилях).Сплавы, такие как латунь и бронза, также могут быть покрыты обеспечение содержания в электролите солей всех металлов, которые должен присутствовать в сплаве. Гальваника также используется для изготовление дубликатов печатных форм в процессе, называемом электротипирование и гальванопластика (альтернатива литье предметов из расплавленных металлов).

                      Насколько толсто гальваническое покрытие?

                      Независимо от того, покрыты ли предметы для украшения или защиты, толщина слоя покрытия является еще одним важным фактором. рассмотрение.Очевидно, что чем толще покрытие, тем дольше оно прослужит и тем большую защиту будет давать, но даже самая толстая обшивка намного тоньше, чем можно было ожидать. Типичная толщина плакированного металла варьируется от примерно От 0,5 микрон (0,5 миллионных долей метра или 0,0005 миллиметра) до примерно 20 микрон (20 миллионных долей метра или 0,02 миллиметра) — так это очень тонкий. (Чтобы дать вам некоторое представление, алюминиевая кухонная фольга находится примерно в середине этого диапазона, с самая толстая и прочная фольга — около 10–20 микрон.) Что-то вроде позолоченного корпуса часов будет иметь покрытие в 20 микрон, которое может легко выдержать повседневные грубые дела. и кувыркается несколько десятилетий.

                      Если вам понравилась эта статья …

                      … вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

                      Узнать больше

                      На этом сайте

                      Деятельность

                      Гальваника — это то, с чем можно легко поэкспериментировать в школе или (с помощью взрослого) дома.Вот несколько сайтов, которые вы можете безопасно исследовать:

                      Видео

                      • Гальваника — как это делается: четкое введение в теорию и практику гальваники и огромное количество повседневных вещей, для которых она используется. Также описывается, как на пластмассы можно наносить гальваническое покрытие и почему гальванику часто необходимо наносить несколькими отдельными слоями или «слоями».
                      • Гальваника четверти: ясно и просто объяснено в этом коротком видео от учителя химии г-на Кента.

                      Книги

                      Для читателей постарше
                      • Гальваника: Инженерное руководство Лоуренса Дж. Дерни (ред.). Springer, 2014. Еще один подробный справочник, в основном предназначенный для людей, работающих в индустрии обработки металлов.
                      • Гальваника: основные принципы, процессы и практика Нассера Канани. Elsevier, 2004. Подробное введение для студентов-химиков, а также производителей.
                      • Современное гальваническое покрытие Мордехая Шлезингера, Милана Пауновича (ред.).Wiley, 2011. Огромное и подробное руководство с главами по гальванике всех распространенных металлов, включая медь, никель, золото и олово; плюс освещение электроосаждения, полупроводников, органических пленок и многих других тем.
                      • Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард П. Фейнман. Vintage, 1992. Глава под названием «Главный химик-исследователь корпорации MetaPlast Corporation» (стр. 41 моего издания) представляет собой короткий, но забавный анекдот о гальванических пластиках, первым из которых, как оказалось, был Фейнман.
                      Для младших читателей

                      Они лучше всего подходят для детей 9–12 лет, но эксперименты можно адаптировать для детей старшего и младшего возраста.

                      • Химия для каждого ребенка: 101 простой эксперимент, который действительно работает, Дженис ВанКлив. Jossey-Bass, 2010. Очень хорошее практическое введение в химию (с добавлением немного физики и биологии, если это необходимо). Первоначально опубликовано в 1989 году, но не менее актуально сегодня. Мероприятие 43 (Зеленые пенни) является примером металлизации.
                      • Пошаговые научные эксперименты в химии Дженис ВанКлив. Розен, 2013. Более новая и короткая подборка того же автора.
                      • Роберт Уинстон «Это элементарно». ДК, 2007/2016. Общее введение в химию для детей в возрасте 8–10 лет, посвященное элементам.

                      Статьи

                      Современная обшивка
                      Исторические статьи из архивов

                      Патенты

                      Для получения более подробной технической информации их стоит просмотреть:

                      • Патент США 6,527,920: устройство для гальваники меди Стивена Т.Майер и др., Novellus Systems, Inc., 4 марта 2003 г. Подробное описание видов гальванических процессов, используемых при создании интегральных схем.
                      • Патент США 4 039 714: процесс гальваники меди, Ютака Окинака, AT&T Bell Laboratories. 4 сентября 1984 г. Описывается типичная современная ванна для меднения.
                      • Патент США 4 039 714: Предварительная обработка пластических материалов для металлизации, автор — Иржи Рубаль и Иоахим Корпиун. 2 августа 1977 года. Здесь подробно рассказывается о том, как поверхность пластика может быть подготовлена ​​к гальванике.

                      Как работает гальваника — Объясните, что материал

                      Криса Вудфорда. Последнее изменение: 28 июля 2020 г.

                      Не существует такой вещи, как алхимия — волшебным образом превращающая обычные химические элементы в редкие и ценные — но гальваника, возможно, является следующим лучшим занятием. Идея состоит в том, чтобы использовать электричество для покрытия относительно приземленных металл, например медь, с тонким слоем другого, более ценного металл, например золото или серебро. Гальваника имеет много других применений, помимо того, что дешевые металлы выглядят дорогими.Мы можем использовать это, чтобы сделать устойчивые к ржавчине вещи, например, для производства различных полезных сплавы, такие как латунь и бронза, и даже чтобы пластик был похож на металл. Как работает этот удивительный процесс? Давайте посмотрим внимательнее!

                      Фото: Гальваника в действии — выставка в Think Tank (музей науки в Бирмингеме, Англия). Эти две вилки являются электродами, и синий раствор (сульфат меди) используется для медного покрытия одной из них.

                      Что такое гальваника?

                      Фото: Позолоченное: Когда астронавт Эд Уайт совершил первый выход в открытый космос в 1965 году, на его шлеме был позолоченный козырек, защищавший глаза от солнечного излучения.Фото любезно предоставлено НАСА в палате общин.

                      Гальваника включает пропускание электрического тока через раствор, называемый электролит. Это делается путем погружения двух клемм, называемых электроды в электролит и подключив их к цепь с аккумулятором или другим источником питания. Электроды и электролит состоит из тщательно подобранных элементов или соединений. Когда электричество проходит через цепь, которую они образуют, электролит расщепляется, и некоторые из атомов металла, которые он содержит, наносится тонким слоем поверх одного из электродов — он становится гальваническим.Все виды металлов могут быть покрытым таким образом, в том числе золотом, серебром, олово, цинк, медь, кадмий, хром, никель, платина и свинец.

                      Гальваника очень похожа на электролиз. (используя электричество для расщепления химического раствора), что является обратным процессу, при котором батареи производят электрические токи. Все это примеры электрохимия: химические реакции, вызванные или производящие электричество, которое дает полезные в научном или промышленном отношении конечные продукты.

                      Фото: Серебряные столовые приборы дороги и тускнеют; нержавеющая сталь с хромовым покрытием является хорошей заменой для многих людей. Несмотря на то, что он устойчив к ржавчине и долговечен, покрытие со временем изнашивается, как вы можете видеть в коричневатой области в центре этого пирогового сервера. Маркировка «EPNS» на столовых приборах является окончательным знак покрытия: это гальванический нейзильбер.

                      Как работает гальваника?

                      Во-первых, вы должны выбрать правильные электроды и электролит, определив химическая реакция или реакции, которые должны произойти, когда электрический ток включен.Атомы металла, покрывающие ваш объект, исходят из электролит, поэтому, если вы хотите что-то медить, вам понадобится электролит изготовлен из раствора медной соли, а для золочения понадобится электролит на основе золота и так далее.

                      Затем вы должны убедиться, что электрод, который вы хотите наклеить, полностью чистый. В противном случае, когда атомы металла из электролита осаждаются на это, они не сформируют хорошую связь, и они могут просто стереться снова. Как правило, чистка выполняется путем погружения электрода в прочный кислотным или щелочным раствором или (кратковременно) подключив гальваника в обратном направлении.Если электрод действительно чистый, атомы металла покрытия эффективно связываются с ним, соединяясь очень сильно на внешние края его кристаллической структуры.

                      Изображение: Медное покрытие латуни: Вам понадобится медный электрод (серый, слева), латунный электрод (желтый, справа) и немного раствора сульфата меди (синий). Латунный электрод становится отрицательно заряженным и притягивает из раствора положительно заряженные ионы меди, которые прилипают к нему и образуют внешнее покрытие медной пластины.

                      Теперь мы готовы к основной части гальваники. Нам нужны два электрода из различные проводящие материалы, электролит и электричество поставлять. Обычно один из электродов делается из металла, который мы пытаясь пластину и электролит представляет собой раствор соли тот же металл. Так, например, если мы покрываем медью латунь, мы нужен медный электрод, латунный электрод и раствор соединение на основе меди, такое как раствор сульфата меди. Металлы, такие как золото и серебро не растворяются легко, поэтому их нужно превращать в растворы с использованием сильнодействующих и опасно неприятных химикатов на основе цианидов.Электрод, на который будет наноситься покрытие, обычно изготавливается из более дешевой металл или неметалл, покрытый проводящим материалом, например графит. В любом случае он должен проводить электричество или не проводить электричество. ток будет течь, и никакого покрытия не произойдет.

                      Мы окунаем два электрода в раствор и соединяем их в цепь так, чтобы медь становится положительным электродом (или анодом), а латунь становится отрицательным электродом (или катодом). Когда мы включаем мощности раствор сульфата меди расщепляется на ионы (атомы с мало или слишком много электронов).Ионы меди (которые положительно заряжены) притягиваются к отрицательно заряженному латунному электроду и медленно нанесите на него, производя тонкий позже из медной пластины. Между тем, сульфат-ионы (которые отрицательно заряжены) приходят к положительно заряженному медному аноду, высвобождая электроны которые движутся через батарею к отрицательному латунному электроду.

                      Гальваническим атомам требуется время, чтобы накапливаться на поверхности отрицательного электрода. Сколько именно времени зависит от силы электрического тока у вас использование и концентрация электролита.Увеличение любого из это увеличивает скорость, с которой ионы и электроны движутся через схема и скорость процесса нанесения покрытия. Пока по мере того как ионы и электроны продолжают двигаться, ток продолжает течь, и процесс нанесения покрытия продолжается.

                      Можно ли гальванизировать пластмассы?

                      Фото: Пластик с покрытием часто используется для деталей, которым требуется блестящая отделка металла без его прочности и тяжести, и вот три примера из моего собственного дома. Вверху: переключатель, стрелки и безель (рамка циферблата) этого будильника выглядят блестящими и металлическими, но на самом деле они пластиковые.В центре: детали сантехники, которые не должны быть прочными, часто изготавливаются из плакированного пластика, поэтому они остаются прохладными на ощупь и гармонируют с металлическими трубами. Регулятор температуры на этом душе (справа, с красной кнопкой) сделан из пластика, но похож на основные металлические детали слева. Внизу: компьютерный USB-микрофон имеет глянцевую поверхность, чтобы он выглядел дорогим и высококачественным.

                      Недорогой, легко поддающийся формованию, легкий и одноразовый, пластмассы быстро стали наиболее распространенными и гибкими материалами в 20 веке.Но для многих это не только преимущество, но и недостаток: пластик дешевый и дешевый — и именно так они выглядят. Одно из решений — покрыть дешевый пластик тонким слоем металла, чтобы придать ему все преимущества пластика с привлекательной блестящей отделкой. металл. Таким способом можно покрыть множество различных пластиков, в том числе АБС-пластик, фенольные пластики, карбамидоформальдегид, нейлон и т. Д. и поликарбонат. Вы часто найдете детали на автомобилях, сантехнике, бытовой и электрической арматуре, которые выглядят металлическими, но на самом деле являются пластиковыми покрытиями.Они легче, дешевле, устойчивы к ржавчине и не требуют полировки после нанесения покрытия.

                      Как гальванизируют пластмассы?

                      « … мой приятель … сказал мне, что у него есть процесс металлизации пластмасс. Я сказал, что это невозможно, потому что нет проводимости; нельзя прикрепить провод. Но он сказал, что может наклеить металлическими пластинами все, что угодно … «

                      Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард Фейнман

                      Если вы знаете что-нибудь о пластике, вы сразу заметите очевидную проблему: пластик обычно не проводит электричество.Теоретически это должно полностью исключить гальваническое покрытие; на практике это просто означает, что мы должны дополнительно обработать наш пластик, чтобы он стал электропроводящим, прежде чем мы начнем. Есть несколько этапов. Во-первых, пластик необходимо тщательно очистить от таких вещей, как пыль, грязь, жир и следы с поверхности. Затем его протравливают кислотой и обрабатывают катализатором (ускорителем химической реакции), чтобы обеспечить прилипание покрытия к его поверхности. Затем его окунают в ванну из меди или никеля (медь более распространена), чтобы получить очень тонкое покрытие из электропроводящего металла (толщиной менее микрона, 1 мкм или одной тысячной миллиметра).Как только это будет сделано, на него можно будет нанести гальваническое покрытие, как на металл. В зависимости от того, сколько износа должна выдержать металлическая деталь, толщина покрытия может быть от 10 до 30 микрон.

                      Зачем нужна гальваника?

                      Фото: Это автомобильное колесо изготовлено из металлического алюминия, покрытого никель в более экологически чистом процессе, разработанном Metal Arts Company, Inc. В процессе Microsmooth ™ используется примерно на 30 процентов меньше электроэнергии, почти на 60 процентов меньше природного газа и вдвое меньше воды, чем требуется для традиционных процессов гальваники.Фото: Metal Arts Company, Inc. любезно предоставлено Министерством энергетики США (DOE).

                      Гальваника обычно выполняется по двум совершенно разным причинам: украшение и защита. Металлы, такие как золото и серебро, покрываются для украшения: дешевле иметь золото или посеребренные украшения, чем цельные изделия из этих тяжелых, дорогие, ценные вещества. Потому что разные металлы разных цветов, гальваника может использоваться для изготовления таких вещей, как кольца, цепочки, значки, медали и т. д. широкий выбор привлекательной декоративной отделки, включая блестящие, матовые и старинные варианты золота, серебра, меди, никеля и бронзы.Металлы, такие как олово и цинк (которые не особенно привлекательны на вид), покрываются гальваническим покрытием, защитный внешний позже. Например, пищевые контейнеры часто покрывают оловом, чтобы сделать их устойчивыми к коррозии, в то время как многие предметы быта из железа покрыты цинк (в процессе, называемом гальванизацией) по той же причине. Некоторые формы гальваники являются как защитными, так и декоративными. Крылья автомобилей и «отделка салона», например, когда-то широко изготовлен из прочной стали с покрытием с хромом, чтобы сделать их привлекательно блестящими и устойчивы к ржавчине (теперь более вероятны недорогие и естественно устойчивые к коррозии пластмассы для использования на автомобилях).Сплавы, такие как латунь и бронза, также могут быть покрыты обеспечение содержания в электролите солей всех металлов, которые должен присутствовать в сплаве. Гальваника также используется для изготовление дубликатов печатных форм в процессе, называемом электротипирование и гальванопластика (альтернатива литье предметов из расплавленных металлов).

                      Насколько толсто гальваническое покрытие?

                      Независимо от того, покрыты ли предметы для украшения или защиты, толщина слоя покрытия является еще одним важным фактором. рассмотрение.Очевидно, что чем толще покрытие, тем дольше оно прослужит и тем большую защиту будет давать, но даже самая толстая обшивка намного тоньше, чем можно было ожидать. Типичная толщина плакированного металла варьируется от примерно От 0,5 микрон (0,5 миллионных долей метра или 0,0005 миллиметра) до примерно 20 микрон (20 миллионных долей метра или 0,02 миллиметра) — так это очень тонкий. (Чтобы дать вам некоторое представление, алюминиевая кухонная фольга находится примерно в середине этого диапазона, с самая толстая и прочная фольга — около 10–20 микрон.) Что-то вроде позолоченного корпуса часов будет иметь покрытие в 20 микрон, которое может легко выдержать повседневные грубые дела. и кувыркается несколько десятилетий.

                      Если вам понравилась эта статья …

                      … вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

                      Узнать больше

                      На этом сайте

                      Деятельность

                      Гальваника — это то, с чем можно легко поэкспериментировать в школе или (с помощью взрослого) дома.Вот несколько сайтов, которые вы можете безопасно исследовать:

                      Видео

                      • Гальваника — как это делается: четкое введение в теорию и практику гальваники и огромное количество повседневных вещей, для которых она используется. Также описывается, как на пластмассы можно наносить гальваническое покрытие и почему гальванику часто необходимо наносить несколькими отдельными слоями или «слоями».
                      • Гальваника четверти: ясно и просто объяснено в этом коротком видео от учителя химии г-на Кента.

                      Книги

                      Для читателей постарше
                      • Гальваника: Инженерное руководство Лоуренса Дж. Дерни (ред.). Springer, 2014. Еще один подробный справочник, в основном предназначенный для людей, работающих в индустрии обработки металлов.
                      • Гальваника: основные принципы, процессы и практика Нассера Канани. Elsevier, 2004. Подробное введение для студентов-химиков, а также производителей.
                      • Современное гальваническое покрытие Мордехая Шлезингера, Милана Пауновича (ред.).Wiley, 2011. Огромное и подробное руководство с главами по гальванике всех распространенных металлов, включая медь, никель, золото и олово; плюс освещение электроосаждения, полупроводников, органических пленок и многих других тем.
                      • Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард П. Фейнман. Vintage, 1992. Глава под названием «Главный химик-исследователь корпорации MetaPlast Corporation» (стр. 41 моего издания) представляет собой короткий, но забавный анекдот о гальванических пластиках, первым из которых, как оказалось, был Фейнман.
                      Для младших читателей

                      Они лучше всего подходят для детей 9–12 лет, но эксперименты можно адаптировать для детей старшего и младшего возраста.

                      • Химия для каждого ребенка: 101 простой эксперимент, который действительно работает, Дженис ВанКлив. Jossey-Bass, 2010. Очень хорошее практическое введение в химию (с добавлением немного физики и биологии, если это необходимо). Первоначально опубликовано в 1989 году, но не менее актуально сегодня. Мероприятие 43 (Зеленые пенни) является примером металлизации.
                      • Пошаговые научные эксперименты в химии Дженис ВанКлив. Розен, 2013. Более новая и короткая подборка того же автора.
                      • Роберт Уинстон «Это элементарно». ДК, 2007/2016. Общее введение в химию для детей в возрасте 8–10 лет, посвященное элементам.

                      Статьи

                      Современная обшивка
                      Исторические статьи из архивов

                      Патенты

                      Для получения более подробной технической информации их стоит просмотреть:

                      • Патент США 6,527,920: устройство для гальваники меди Стивена Т.Майер и др., Novellus Systems, Inc., 4 марта 2003 г. Подробное описание видов гальванических процессов, используемых при создании интегральных схем.
                      • Патент США 4 039 714: процесс гальваники меди, Ютака Окинака, AT&T Bell Laboratories. 4 сентября 1984 г. Описывается типичная современная ванна для меднения.
                      • Патент США 4 039 714: Предварительная обработка пластических материалов для металлизации, автор — Иржи Рубаль и Иоахим Корпиун. 2 августа 1977 года. Здесь подробно рассказывается о том, как поверхность пластика может быть подготовлена ​​к гальванике.

                      Гальваника | Промышленная обработка металла

                      Что такое гальваника?

                      Гальваника — это процесс нанесения одного или нескольких слоев металла на деталь путем пропускания положительно заряженного электрического тока через раствор, содержащий растворенные ионы металла (анод), и отрицательно заряженный электрический ток через вашу деталь, подлежащую покрытию (катод). .

                      Гальваника: проверенное решение

                      История компании восходит к древним египтянам, которые покрывали металлы и неметаллы золотом с помощью процесса, известного как «золочение», первой известной обработки поверхности.Некоторые металлы наносятся более равномерно, чем другие, но использование электричества означает, что осаждаемый металл легче течет к участкам с высоким током или краям детали. Эта тенденция особенно ярко проявляется на сложных формах или при попытке покрыть внутреннюю или внутреннюю часть детали.

                      Доступны индивидуальные решения для гальваники
                      В дополнение к нанесению только отдельных металлов, можно одновременно наносить листы на сплавы таких материалов, как олово и свинец или цинк и железо, для достижения желаемых индивидуальных свойств.

                      Типы гальванических покрытий:

                      • Кадмий
                      • Медь
                      • Золото
                      • Твердый хром
                      • Никель
                      • Серебро
                      • Олово
                      • Олово-Свинец
                      • Цинк
                      • Цинк-железо
                      • Черный Никель
                      • Черный хром

                      Характеристики гальваники:

                      • Коррозионная стойкость
                      • Износостойкость
                      • Внешний вид
                      • Смазывающая способность
                      • Паяемость

                      Применения для гальваники:

                      • Военное оружие
                      • Медицинские диагностические инструменты Оптика
                      • Инструменты и штампы
                      • Детали самолетов
                      • Детали машин
                      • Электроника и компьютерные устройства
                      • Корпуса, шасси и радиаторы
                      • Механические узлы


                      Если у вас возникнут вопросы или дополнительная информация по любой из наших отделок и покрытий по индивидуальному заказу, или для того, чтобы начать выбор подходящей отделки для вашего проекта Свяжитесь с нами сегодня .

                      Свяжитесь с нами в Интернете
                      (315) 471-6143

                      Энциклопедия электрохимии — гальваника

                      Вернуться к: Домашняя страница энциклопедии — Содержание — Именной указатель — Предметный указатель — Поиск — Словарь — Домашняя страница ESTIR — Домашняя страница ECS

                      гальваническое покрытие

                      Мордехай Шлезингер
                      Физический факультет
                      Виндзорский университет
                      Виндзор, ON N9B 3P4, Канада

                      (сентябрь 2002 г.)

                      Гальваника за последние десятилетия превратилась из искусства в точную науку.Это развитие считается ответственным за постоянно растущее число и расширение типов приложений этой области практической науки и техники. Некоторые из технологических областей, в которых средства и методы нанесения гальванических покрытий являются важным компонентом, — это все аспекты электроники: макро и микро, оптика, оптоэлектроника и датчики большинства типов, и это лишь некоторые из них. Кроме того, ряд ключевых отраслей, таких как автомобильная промышленность (которая использует, например, хромирование для повышения устойчивости металлических деталей к коррозии ), применяют эти методы даже там, где другие методы, такие как испарение, распыление, химическое осаждение из паровой фазы (CVD). и тому подобное — вариант.Это сделано из соображений экономии и удобства. В качестве иллюстрации следует отметить, что современная гальваника дает практикующему специалисту возможность предварительно проектировать свойства поверхностей, а в случае гальванопластики — свойства всей детали. Кроме того, возможность нанесения очень тонких многослойных материалов (менее одной миллионной см) с помощью гальваники представляет собой новое направление в производстве новых материалов.

                      Рис.1. Схема электролизера для покрытия металла «М» из раствора соли металла «МА».
                      Гальваническое покрытие часто также называют «электроосаждением», и эти два термина используются как взаимозаменяемые. Фактически, можно считать, что «гальваника» происходит в процессе электроосаждения. Электроосаждение — это процесс нанесения покрытия, обычно металлического, на поверхность под действием электрического тока. Нанесение металлического покрытия на объект достигается путем нанесения отрицательного заряда на объект, на который нужно нанести покрытие, и его погружения в раствор, содержащий соль осаждаемого металла (другими словами, объект, на который нужно наносить покрытие, изготавливается катод электролитической ячейки).Ионы металлов соли несут положительный заряд и, таким образом, притягиваются к объекту. Когда они достигают отрицательно заряженного объекта (который должен быть покрыт гальваническим покрытием), он обеспечивает электроны для восстановления положительно заряженных ионов до металлической формы. Фиг.1 представляет собой схематическое изображение электролитической ячейки для гальванического покрытия металла «М» из водного (водного) раствора соли металла «МА».

                      Чтобы проиллюстрировать вышесказанное, давайте предположим, что у кого-то есть предмет, сделанный из одного из обычных металлов, например меди, и что он был должным образом предварительно очищен.Мы должны покрыть его, скажем, никелем. К объекту нужно будет прикрепить провод, а другой конец провода — к отрицательному полюсу батареи (или источника питания). К положительному полюсу аккумулятора (или источника питания) подключаем другой провод, другим его концом соединяемый со стержнем из никеля. Затем мы заполняем ячейку раствором соли металла, который нужно покрыть. Можно использовать расплав соли, и в некоторых не очень распространенных случаях, например, при осаждении вольфрама, именно это и делают.В большинстве случаев соль просто растворяется в воде. В нашем настоящем примере соль хлорида никеля диссоциирует в воде на положительно заряженные катионы никеля и отрицательно заряженные анионы хлорида. Поскольку покрываемый объект имеет отрицательный заряд, он притягивает положительно заряженные катионы никеля, и электроны текут от объекта к катионам, чтобы нейтрализовать их (восстановить) до металлической формы. Между тем отрицательно заряженные хлорид-анионы притягиваются к положительно заряженному никелевому стержню (известному как анод электролитической ячейки).На аноде электроны удаляются из металлического никеля, окисляя его до катионов никеля. Таким образом, мы видим, что никель растворяется в растворе в виде ионов. Таким образом, в раствор добавляется никель, заменяющий гальванический, и сохраняется раствор хлорида никеля в ячейке.

                      Хлорид никеля используется здесь для иллюстрации процесса гальваники по ряду причин. Первое среди них — простота. Однако не рекомендуется использовать никель, скажем, для школьных научных демонстраций, потому что у некоторых людей на него сильная аллергия.Мы также не рекомендуем использовать хлоридные соли, потому что они способны выделять газообразный хлор. Для школьной или любительской демонстрации мы рекомендуем покрывать медные монеты цинком или никелевые монеты медью.

                      История

                      Прежде чем продолжить более подробное обсуждение рассматриваемого предмета, будет представлена ​​краткая история гальваники. Раннюю историю гальваники можно проследить примерно до 1800 года. Профессор университета, или, говоря современным языком: химик, Луиджи Бругнателли считается первым человеком, применившим процесс электроосаждения к гальваническому золоту.Бругнателли был другом Аллисандро Вольта (в честь которого была названа электрическая единица «вольт»), который незадолго до этого открыл химические принципы, которые сделают возможным развитие «гальванических» электрических элементов. Первая реальная демонстрация этого Вольта называлась « Voltaic Pile ». Как следствие этого развития, ранние работы Бругнателли с использованием гальванического электричества позволили ему экспериментировать с различными решениями для гальваники. К 1803 году он достаточно усовершенствовал свой процесс, чтобы нанести тонкий слой золота на большие серебряные металлические предметы.Он написал в бельгийском журнале физики и химии (позже переизданном в Великобритании) письмо, в котором говорится (доступно в WWW):

                      «Недавно я полностью позолочил две большие серебряные медали, связав их с помощью стальной проволоки с отрицательным полюсом гальванической батареи и поместив их одну за другой в новый аммиурет из золота. сделано и хорошо пропитано ».

                      К несчастью для Бругнателли, разногласия или разногласия с Французской академией наук, ведущим научным органом Европы в то время, не позволили опубликовать работу Бругнателли в научных журналах того времени.Его работа оставалась в значительной степени неизвестной за пределами его родной Италии, за исключением небольшой группы сотрудников. К 1839 году, однако, ученые в Великобритании, а также в России независимо разработали процессы осаждения металлов, аналогичные методам Бругнателли для гальваники медных пластин печатных станков. К 1840 году это открытие было адаптировано и усовершенствовано Генри и Джорджем Элкингтонами из Бирмингема, Англия, для нанесения золотых и серебряных покрытий. Сотрудничая со своим партнером Джоном Райтом и используя формулы, разработанные последним для ванн для гальваники цианида калия, семья Элкингтонов смогла получить первые жизнеспособные патенты на гальваническое покрытие золота и серебра, выданные на свое имя.Из Великобритании процесс гальваники золота и серебра быстро распространился по остальной Европе, а затем и в Соединенных Штатах.

                      С растущими знаниями и пониманием предмета электрохимии и ее важности для понимания процессов «электроосаждения» появилась способность осаждать другие металлы. К 1850-м годам методы гальваники блестящего никеля, латуни, олова и цинка получили коммерческое распространение и стали применяться в инженерных и специальных коммерческих целях.Со временем индустриальный век и финансовый капитал распространились с Великобритании на весь остальной мир. В результате объемы процессов электроосаждения расширялись и находили все более широкое применение в производстве различных товаров и услуг. Пока происходило это расширение, никаких значительных научных открытий не было сделано до появления электронной промышленности в середине сороковых годов прошлого века. Единственным исключением из этого правила были усовершенствования источников питания постоянного тока, которые использовались / используются вместо батарей.Таким образом, говорят, что годы с 1870 по 1940 год были спокойным периодом в отношении гальваники, значительным только в постепенном улучшении крупномасштабных производственных процессов, принципов анодной и катодной реакции и формул гальванических ванн. В последние годы сороковых годов произошло повторное открытие тяжелых позолоченных покрытий для электронных компонентов. По сравнению с этим, в период с середины до конца пятидесятых годов для крупномасштабного коммерческого использования были разработаны и внедрены новые и более «удобные для пользователя» гальванические ванны на основе кислотных формул (а не на основе сильно ядовитых цианидов).Завершая это краткое историческое резюме, следует отметить, что сегодня ряд регулирующих законов (принятых в основном в 1970-х годах), например, касающихся выбросов сточных вод и утилизации отходов, задают тон / направление для индустрии электроосаждения / гальваники для следующие тридцать лет.

                      Сегодня, благодаря впечатляющему прогрессу и более глубокому пониманию основных электрохимических принципов электроосаждения, были разработаны сложные формулы гальванических ванн, которые постоянно используются.Они обеспечивают гораздо больший контроль рабочих характеристик процесса осаждения, чем раньше. Толщина слоя, характеристики гальванических покрытий — вот атрибуты, которые находятся под строгим контролем. Новые разработки обеспечивают более высокую скорость нанесения покрытия, лучшую метательную силу (способность раствора для нанесения покрытия обеспечивать относительно равномерное распределение металла на катоде неправильной формы), а также надежную металлическую отделку. Кроме того, гальваника таких материалов, как платина, осмий и рутений, в настоящее время широко используется в электронике для разъемов, печатных плат, контактов и т. Д.Писатель считает, что новая и инновационная технология нанесения гальванических покрытий будет способствовать быстрому расширению телекоммуникационной отрасли. В целом, рост электронной промышленности в целом и потребность в поддержке расширения ее базовой инфраструктуры будут по-прежнему приводить к улучшениям во всем мире в индустрии электроосаждения / гальваники. Чтобы проиллюстрировать возможные направления развития, отметим необходимость дальнейшего совершенствования и контроля источников питания постоянного тока.Такой прогресс должен привести к дальнейшим достижениям в гальванической и металлообрабатывающей промышленности. И последнее, но не менее важное: более безопасные производственные методы и процессы, включая переработку сточных вод, должны снизить воздействие опасных химикатов и побочных продуктов на рабочем месте.

                      В последнее время наблюдается всплеск интереса к электроосаждению. Это связано с тремя основными факторами / технологиями:

                      • Осаждение металлов для изготовления интегральных схем.
                      • Нанесение устройств магнитной записи (головки, диски).
                      • Нанесение многослойных конструкций.
                      В качестве иллюстрации мы упоминаем здесь, что электроосаждение меди для изготовления интегральных схем успешно используется с 1997 года для производства соединительных линий шириной менее 0,02 микрона (микрон = одна миллионная метра). Методы электроосаждения представляют собой очень привлекательную альтернативу традиционным до сих пор методам изготовления.

                      Подготовка поверхности

                      Общепринято и часто цитируется специалистами по нанесению гальванических покрытий, что можно добиться плохого качества покрытия с отличной предварительной обработкой, но нельзя добиться отличного покрытия с плохой предварительной обработкой .Предварительная обработка поверхности химическими и / или механическими средствами важна не только в случае подготовки к гальванике, но также необходима при подготовке к покраске. В любом из этих методов разработаны методы, обеспечивающие хорошее сцепление покрытия или краски с поверхностью. Большинство операций по обработке поверхности (металла) и нанесению покрытия состоит из трех основных этапов.
                      • Очистка или подготовка поверхности. Обычно это включает использование растворителей, щелочных очистителей, кислотных очистителей, абразивных материалов и / или воды.
                      • Модификация поверхности. Это включает в себя изменение свойств поверхности, таких как нанесение (металлических) слоев и / или упрочнение.
                      • Ополаскивание или другие операции отделки деталей для производства / получения конечного продукта.
                      Об очистке или подготовке поверхности поговорим подробнее. Успех гальваники или преобразования поверхности зависит от удаления загрязнений и пленок с подложки. Органические и неметаллические пленки мешают склеиванию, вызывая плохую адгезию и даже предотвращая осаждение.Поверхностное загрязнение может быть внешним, включая органический мусор и минеральную пыль из окружающей среды или предшествующих процессов. Он также может быть внутренним, одним из примеров является слой естественного оксида. Методы очистки разработаны таким образом, чтобы минимизировать повреждение подложки при удалении пленки или мусора. Если известны химический состав (металлической) поверхности и история обработки, можно предвидеть потребности и методы очистки. На практике внешние органические и неорганические загрязнения возникают в результате обработки субстрата перед нанесением покрытия, а также из окружающей среды.Конкретные остатки включают смазочные материалы, фосфатное покрытие, закалочные масла, антикоррозийные масла, составы для волочения и смазочные материалы для штамповки. Короче говоря, смесь потенциальных загрязнителей, которым подвергается деталь, обычно сложна. Опять же, в случае металлической подложки следует помнить, что все металлы образуют оксидные и неорганические пленки в определенной степени с окружающими газами и химическими веществами. Некоторые из них защищают от продолжающегося воздействия, например, оксид алюминия, образующийся на алюминиевых сплавах (см. Также анодирование , ).Это явление является причиной использования алюминиевого сайдинга в некоторых домах. С другой стороны, некоторые из них не являются защитными, например оксид железа на стали. Некоторые из этих пленок могут быть даже покрыты никелем непосредственно поверх оксида алюминия, например, поверх алюминия. На этапах очистки и активации необходимо учитывать тот факт, что поверхностный оксид повторно образуется с разной скоростью на разных металлах. В частности, в случае железа или никеля оксид повторно образуется достаточно медленно, чтобы деталь можно было переносить из очищающего раствора в ванну для нанесения покрытия с нормальной скоростью.В случае алюминия или магния оксид очень быстро реформируется, поэтому требуются специальные этапы обработки для сохранения поверхности металла во время его переноса на гальваническое покрытие. Процессы очистки основаны на двух подходах. При физической очистке вводится механическая энергия для удаления как внешних, так и внутренних загрязнений с (металлической) поверхности. Примерами являются ультразвуковое перемешивание и истирание щеткой. При химической очистке пленки загрязняющих веществ удаляются активными веществами, растворенными или эмульгированными в чистящем растворе.Внешние загрязнения удаляются с помощью поверхностно-активных химикатов, в то время как химическая энергия невысока. Внутренние пленки удаляются с помощью агрессивных химикатов, растворяющих загрязнения и часто вступающих в реакцию с самой поверхностью (металлом). Энергия, необходимая для подготовки поверхности, значительна.

                      Осаждение

                      К настоящему времени должно быть очевидно, что электроосаждение или гальваническое покрытие следует определять как процесс, в котором осаждение (обычно) тонкого слоя (металла) формируется «электролитически» на подложке (что часто, но не всегда, также является металл).Целью такого процесса может быть улучшение или изменение внешнего вида и / или свойств подложки (таких как устойчивость к коррозии , ). Примерами являются нанесение золота или серебра на ювелирные изделия и посуду, а также нанесение хрома на детали автомобилей. Гальваника выполняется в жидком растворе, называемом электролитом, иначе называемым «гальванической ванной». Ванна представляет собой специально разработанный химический раствор, который содержит желаемый металл (например, золото, медь или никель), растворенный в форме субмикроскопических металлических частиц (положительно заряженных ионов).Кроме того, в ванну вводятся различные вещества (добавки) для получения гладких и светлых отложений. Гальванизируемый объект погружается в электролит (гальваническую ванну). Помещенный обычно в центре ванны, покрываемый объект действует как отрицательно заряженный катод. Положительно заряженный анод (аноды) замыкает электрическую цепь; они могут быть на противоположных краях гальванического резервуара, что вызывает осаждение пленки на обеих сторонах катода. Источник питания в виде батареи или выпрямителя (который преобразует электричество переменного тока в регулируемый постоянный ток низкого напряжения) обеспечивает необходимый ток.Этот тип схемы расположения направляет электроны (отрицательные носители заряда) по пути от источника питания (выпрямителя) до катода (объекта, подлежащего покрытию). Теперь в ванне электрический ток переносится в основном положительно заряженными ионами от анода (ов) к отрицательно заряженному катоду. Это движение заставляет ионы металла в ванне мигрировать к дополнительным электронам, которые расположены на поверхности внешнего слоя катода или рядом с ним. Наконец, посредством электролиза ионы металлов удаляются из раствора и осаждаются на поверхности объекта в виде тонкого слоя.Именно этот процесс мы называем «электроосаждением». Более подробное техническое обсуждение некоторых аспектов процесса см. В Приложении.

                      Из вышесказанного может показаться, что толщина гальванического слоя на подложке определяется продолжительностью нанесения покрытия. Другими словами, чем дольше объект остается в рабочей гальванической ванне, тем толще будет полученный гальванический слой. Обычно толщина слоя может варьироваться от 0,1 до 30 микрон (микрон = одна миллионная метра), хотя ничто не препятствует нанесению более толстых или более тонких слоев по желанию.Геометрическая форма и контур покрываемого объекта влияют на толщину нанесенного слоя. Как правило, объекты с острыми углами и элементами имеют тенденцию иметь более толстые отложения на внешних углах и более тонкие в углублениях. Причина этой разницы в толщине результирующего слоя заключается в том, что постоянный ток течет более плотно к острым краям, чем к менее доступным углубленным областям, другими словами, распределение тока не является однородным. (Другое, более точное объяснение этого явления связано с геометрией линий электрического поля, которые существуют между катодом и анодом в растворе).На практике такой предмет, как, скажем, часы или аналогичный предмет с острыми гранями, трудно (практически невозможно) равномерно покрыть пластиной. Метод нанесения покрытия, известный как химическое покрытие «, который выходит за рамки данной статьи, обеспечивает однородность толщины покрытия даже на объектах очень неправильной формы. В случае нанесения гальванического покрытия, размещение анода (анодов) в судебном порядке, а также модификации плотности тока необходимы для преодоления эффектов неоднородности толщины.Процессы гальваники, как правило, не скрывают ранее существовавших дефектов поверхности, таких как царапины, вмятины или ямки. На самом деле процесс нанесения покрытия чаще всего делает большинство поверхностных дефектов еще более выраженными. Таким образом, перед нанесением покрытия важно удалить любые нежелательные следы с поверхности.

                      Рис. 2. Типичная вольтамперограмма для осаждения одного металла (ток и потенциал нанесены в произвольных масштабах; катодный ток отрицателен по международному соглашению, абсолютное значение нанесено для простоты).
                      Электрохимический процесс, который происходит при осаждении одного металла, известен и используется эмпирически уже более века. В этом случае нет особой необходимости изучать детали механизма и все различные (и многочисленные) параметры, которые могут повлиять на процесс (и выходят за рамки данной статьи).

                      Однако при попытке восстановить два или более различных металла из одного раствора важно учитывать процессы, происходящие на катоде.Самый эффективный инструмент для анализа процессов — вольтамперограмма, график зависимости тока от потенциала электрода (рисунок 2). Такая кривая предоставляет всю информацию, необходимую для выбора подходящего потенциала восстановления желаемого металла индивидуально, без необходимости тщательного анализа всех вовлеченных взаимодействий. Таким образом, например, если рассматривать два металла «А» и «В», причем металл «А» является менее благородным (то есть с более отрицательным стандартным потенциалом), чем «В», вольтамперометрическая кривая для любого из них будет напоминать следующую. показано на рисунке 2.Для целей селективного осаждения важным различием между двумя металлами является появление пиков восстановления на вольтамперограммах и их разделение. В частности, если два пика четко разделены, можно восстановить только металл «B» при некотором потенциале, в то время как оба могут быть уменьшены при более отрицательном потенциале. При более отрицательном потенциале соотношение между количеством каждого осажденного металла, присутствующего в образованном сплаве, определяется в первую очередь их относительной концентрацией в растворе.С другой стороны, если два вольтамперометрических пика значительно перекрываются, может быть нанесен только сплав.

                      Еще одно предостережение: не следует слишком сильно увеличивать катодный потенциал (и ток), чтобы избежать паразитных реакций, которые могут произойти помимо «реакций перенапряжения» на Рисунке 2. В случаях практического применения, будь то электролитическое рафинирование, электролитическое извлечение или нанесение гальванического покрытия Практика интересует только вес металла, нанесенного на катод. Любой ток, вызывающий другие изменения, считается «потраченным впустую».Конечно, согласно закону Фарадея общее количество химических изменений, производимых любым заданным количеством электричества, можно точно учесть. Таким образом, мы определяем КПД по току как отношение между фактическим количеством нанесенного металла и ожидаемым теоретически из закона Фарадея. Другими словами, отношение веса фактически осажденного металла к весу, которое получилось бы, если бы весь ток был использован для осаждения, называется эффективностью катода, и желательно поддерживать его как можно ближе к 100%.


                      Рис. 3. Схема гальванической установки для изготовления многослойных сверхрешеток.
                      Возможность нанесения покрытия на два металла из одного и того же раствора при разных потенциалах, как обсуждалось выше, позволяет создавать сложные структуры с относительно простыми процессами. На рисунке 3 изображена схема практической ячейки электроосаждения для производства многослойных сверхрешеток.В этом случае осаждение выполняется с помощью потенциостата, управляемого компьютером, который регулирует потенциал покрываемой детали (катода) относительно электрода сравнения. Усиливается потенциал в форме последовательности импульсов, что приводит к многослойному осаждению. Если рассматривать систему медь / никель, разность потенциалов между двумя уровнями будет примерно половиной вольта, при этом чистая медь осаждается при более положительном потенциале, а сплав — при более отрицательном потенциале.Толщина слоев регулируется шириной импульсов, очень тонкие слои (менее одной миллионной доли сантиметра) могут быть нанесены за несколько миллисекунд (тысячных доли секунды) на слой. Таким образом, многослойные покрытия из двух металлов могут быть нанесены с использованием ванны и одной ванны для создания магнитных / многослойных структур, которые будут использоваться в считывающих головках для компьютерных жестких дисков. Этот пример показывает, насколько сложными и изощренными могут быть методы электроосаждения.

                      Приложение

                      Электроосаждение или электрохимическое осаждение (металлов или сплавов) включает восстановление ионов металлов из водных, органических или плавленых солевых электролитов.В простейшей форме реакция в водной среде на катоде следует уравнению

                      [1] M + n + ne ==> M

                      с соответствующей анодной реакцией. Материал анода может быть металлом, который нужно осаждать (в этом случае электродная реакция — это растворение электродов, которое непрерывно поставляет ионы металла), либо анод может быть инертным материалом, а анодная реакция — выделением кислорода (в этом случае раствор для нанесения покрытия представляет собой в конечном итоге обеднен ионами металлов).

                      Осаждение, в принципе, может осуществляться двумя разными путями:

                      Реакция осаждения, представленная в уравнении [1], представляет собой реакцию заряженных частиц на границе раздела между твердым (металлическим) электродом и жидким раствором. Два типа заряженных частиц, которые могут пересекать границу раздела, — это ионы металла «M + n » и электроны «e ».

                      Реакция осаждения включает четыре типа проблем. Они есть:

                      • Интерфейс металл-раствор как место процесса осаждения.
                      • Кинетика и механизм процесса осаждения.
                      • Процесс зарождения и роста металлической решетки (М-решетка).
                      • Состав и свойства месторождений.

                      Подробное обсуждение этих вопросов выходит за рамки данной статьи и может быть найдено в книгах, перечисленных в библиографии.

                      Восстановление металла, которое происходит в процессе нанесения покрытия, было обобщено в виде уравнения [1] для одного металлического иона.Очевидно, что для восстановления одного моля данного металла требуется n молей электронов. То есть, общий катодный заряд, использованный при осаждении «Q» (кулон), является произведением количества грамм-молей нанесенного металла «m», количества электронов, участвующих в восстановлении «n», числа Авогадро » N a «(число атомов в моль), а электрический заряд на электрон» Q e «(кулон). Таким образом, следующее уравнение дает заряд, необходимый для восстановления m моль металла:

                      [2] Q = m n N a Q e

                      Теперь произведение двух последних членов в этом уравнении — это «постоянная Фарадея» «F».Следовательно, количество молей металла, уменьшенное за счет заряда Q, может быть получено как:

                      [3] т = Q / (п F)

                      С другой стороны, общий заряд, используемый при осаждении, может быть получен как произведение тока «I» (ампер) и времени осаждения «t» (секунда), если ток осаждения поддерживается постоянным. Или, если ток изменяется во время осаждения:

                      [4]

                      Итак, количество отложившихся родинок можно рассчитать как:

                      [5]

                      Вес наплавленного металла «w» (грамм) теперь можно получить, умножив уравнение [5] на атомный вес наплавленного металла «M w ».Наконец, чтобы рассчитать толщину осадка, мы должны использовать плотность металла «D» (грамм / см 3 ):

                      [6] D = w / V = ​​w / (A T)

                      где «V» — объем наплавленного металла в см 3 , «A» — площадь наплавленного металла в см 2 , а «T» — его толщина в см. Решая для толщины, используя уравнения [5] и [6], мы получаем полезное практическое выражение:

                      [7]

                      Как упоминалось выше, если ток поддерживался постоянным во время осаждения, интеграл в уравнении [7] можно заменить простым произведением тока и времени «I × t».

                      Статьи по теме

                      Осаждение атомных слоев с помощью электрохимии
                      Распределение плотности тока в электрохимических ячейках
                      Влияние магнитных полей на гальваническое покрытие.
                      Химическое осаждение
                      Извлечение металлов из сульфидных руд
                      Производство металлических порошков электролизом

                      Библиография

                      • Modern Electroplating (4 -е издание ), М.Шлезингер и М. Паунович (редакторы), Wiley, Нью-Йорк, 2000.
                      • Основы электрохимического осаждения , М. Паунович и М. Шлезингер, Wiley, Нью-Йорк, 1998.
                      • Гальванизм (английский перевод), Л. В. Бругнателли, The Philosophical Magazine Vol. 21, p 187, 1805. Доступно в Интернете.
                      • Galvanisme, L. V. Brugnatelli, Journal de chimie et de Physique, ou recueil priodique des dcouvertes dans les science chimiques et Physiques, tant en France que chez l’etranger Vol.5, pp 357-358, 1803. Доступно в Интернете.

                      Списки книг по электрохимии, обзорных глав, сборников трудов и полные тексты некоторых исторических публикаций также доступны в Информационном ресурсе по науке и технологиям по электрохимии (ESTIR). (http://knowledge.electrochem.org/estir/)


                      Вернуться к: Верх — Домашняя страница энциклопедии — Содержание — Именной указатель — Предметный указатель — Поиск — Словарь — Домашняя страница ESTIR — Домашняя страница ECS

                      Процесс нанесения гальванических покрытий — как и почему — Continental Diamond Tool

                      Гальваника — это процесс, при котором металлический объект покрывается тонким слоем другого металла с помощью электролиза.Для большинства применений эти металлические покрытия тонкие, толщиной менее 0,002 дюйма. С помощью алмазных инструментов на инструмент наносится прочный слой металла, чтобы прикрепить один слой алмаза к инструменту. Это добавляет прочности инструменту и, кроме того, делает инструмент, который может шлифовать даже самые твердые материалы.

                      Как работает процесс гальваники?

                      Раствор создается с использованием «соли» металлического покрытия и воды. Это называется электролитической ванной. Предмет или инструмент, на который будет наноситься покрытие, помещают в электролитическую ванну.Затем в ванну добавляется металлический пруток. Это может быть металл, используемый для покрытия, или другой материал, на который не повлияли (нерастворимый электрод). После этого объект подключается к источнику постоянного тока, а также подключается штанга. При подаче питания происходит процесс электролиза с образованием покрытия. Можно нанести несколько слоев для достижения желаемого уровня плиты.

                      Для чего используются гальванические инструменты?

                      Инструменты с гальваническим покрытием прочнее стандартных или композитных инструментов.При правильном покрытии старый, изношенный инструмент или колесо могут быть острее и прочнее, чем когда-либо. Они используются при механической обработке в основном для шлифования или резки. Эти инструменты используются в производстве компонентов для автомобильной промышленности, медицины, авиакосмической промышленности, компьютеров и заводских работ. Прочность, доступность и удобство использования гальванических инструментов делают их востребованными на всех уровнях производственного процесса.

                      Теперь, когда вы больше разбираетесь в гальванических и алмазных инструментах, возможно, пришло время определить лучшие варианты для вашего бизнеса.CDT (Continental Diamond Tool) продает новые алмазные инструменты с гальваническим покрытием, или мы можем работать с вами, чтобы покрыть гальваническим покрытием ваши существующие инструменты, чтобы помочь вам достичь большего, чем вы когда-либо считали возможным. Позвоните или свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о наших услугах и решениях, с которыми мы будем работать с вами!

                      Краткая история гальваники

                      Компании по нанесению гальванических и гальванических покрытий существуют уже много лет, обеспечивая население и предприятия различными требованиями к отделке металла.Гальваника полезна для множества старых и более современных применений, демонстрируя свою высокую востребованность на протяжении всей истории. Мы гордимся тем, что являемся компанией по отделке металлов, которая предоставляет услуги по нанесению гальванических покрытий, которым доверяют уже 50 лет. Но где же начался процесс гальваники?

                      Как появилась гальваника?

                      Гальваника была изобретена в 1805 году итальянским изобретателем Луиджи В. Бругнателли. Он сделал это, соединив провод между растворенным золотым раствором и батареей, также известной как вольтовская куча.Затем к проводу был присоединен металлический предмет, что позволило золоту прикрепиться к нему. Это привело к тому, что металлический предмет приобрел блестящее золотое покрытие.

                      В то время гальваника и обработка металлов были еще относительно неизвестны. Лишь в 1840-х годах работы Бругнателли стали популярными в Великобритании и России, где процесс гальваники использовался для покрытия печатных форм медным раствором. В то же время человек по имени Джон Райт добавил знания в процесс гальваники.Он создал совершенно новый раствор для гальваники: цианистый калий.

                      После широкой популярности двоюродные братья Джордж и Генри Элкингтон осознали, что гальваническая промышленность и услуги по нанесению покрытий на металлы быстро растут. Они купили патент у Джона Райта и получили несколько других патентов, таких как гальваника серебра и золота.

                      Как услуги по нанесению гальванических покрытий стали популярными сегодня?

                      После того, как Элкингтон купил патент, популярность гальваники продолжала расти.В 1940-х годах обычные растворы цианида калия были заменены кислотными ваннами, что обеспечило более безопасный раствор для гальваники. Новые, более строгие и безопасные правила были введены в 1970-х годах по мере использования более совершенного оборудования. Это означало, что процесс стал более эффективным, что принесло пользу многим коммерческим компаниям, занимающимся металлической обработкой металла.

                      Современные технологические достижения и разработки означают, что гальваника может безопасно наноситься на широкий спектр материалов, от цинка до нержавеющей стали.Многие отрасли промышленности теперь используют гальванику для улучшения свойств и эстетического вида своей продукции.

                      Откройте для себя полный спектр услуг по нанесению гальванических и металлических покрытий в Dorsetware. Получите бесплатное предложение и узнайте больше, связавшись с нашей командой экспертов по телефону 01202 677939. Мы предлагаем быстрое выполнение заказа с помощью экспресс-доставки!

                      Применение гальваники | Sciencing

                      Гальваника используется для покрытия поверхности тонким слоем металла с помощью электрохимических процессов.Как студенты, мы можем помнить такие демонстрации из научного класса, в которых гальваника использовалась для иллюстрации химических принципов, лежащих в основе процесса, но эта техника имеет множество практических применений.

                      Покрываемый объект помещают в раствор, содержащий ионы металла, которым он должен быть покрыт. Когда к объекту прикладывается отрицательный заряд, положительно заряженные ионы металла притягиваются к нему. Когда эти ионы касаются отрицательно заряженного объекта, ионы химически восстанавливаются, то есть становятся нейтральными.Больше не заряженные, они становятся нерастворимыми и осаждаются в виде твердого металла очень тонким слоем на покрываемом объекте.

                      Эстетика

                      Некоторые металлы считаются гораздо более привлекательными и ценными, чем другие, золото и серебро — самые старые и очевидные примеры. Но золото и серебро редки и дороги. Благодаря гальванике очень тонкий слой золота или серебра может покрыть менее ценный металл, создавая конечный продукт со всем блеском и красотой этих редких металлов за небольшую часть стоимости.Это было первое коммерческое применение гальваники, которое использовалось с начала 1800-х годов. Тонкие слои хрома часто используются в бытовых приборах и автомобилях для придания им приятного и блестящего внешнего вида.

                      Защита

                      Гальваника также может защитить поверхности, покрывая их тонким слоем металла, который будет более устойчивым к коррозии, чем материал, из которого они в основном состоят. Цинк и кадмий защищают нижележащую поверхность, будучи более реактивными, вызывая коррозию раньше, чем основной металл под ней.Медь, никель и хром образуют защитное, инертное покрытие.

                      Проводимость

                      Золото и серебро являются отличными проводниками электричества, но, как уже отмечалось, они слишком дороги. С помощью методов гальваники очень небольшие количества этих драгоценных металлов с высокой проводимостью могут быть включены в электронные компоненты и интегральные схемы. Сотовые телефоны, компьютеры и другие электронные устройства используют в своих схемах гальваническое покрытие.

                      Другие области применения

                      Хотя красота, защита от коррозии и электрическая проводимость являются свойствами, наиболее часто получаемыми с помощью гальваники, как описано выше, гальваника также может использоваться для уменьшения трения, защиты от истирания, защиты от излучения или иного придания желаемого эффекта. характеристики поверхности, которой не хватает этих свойств. Гальваника также используется не для придания свойств гальванического вещества, а просто для контроля размеров деталей машин.Гальваника позволяет утолщать детали меньшего размера точно до желаемого размера.

                      Добавить комментарий

                      Ваш адрес email не будет опубликован.