Гальваника это википедия: Гальванизация — Википедия

Гальванизация — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Гальванизация — это метод покрытия одного металла каким-либо другим путём электролиза. Гальванизируют поверхности в декоративных целях (например, посеребрение). В промышленности же гальванизацию применяют для укрепления металлической поверхности изделий и защиты их от воздействия внешней среды, например от коррозии; обычно гальванизируют цинком (оцинковка), медью, хромом, никелем.

Пример гальванизации серебром (или золотом): В ёмкость с водой добавляется катализатор для усиления электропроводности воды, опускается медная (для большей электропроводности) рама с прикреплённым к ней мешочком с серебром. Также опускается вторая рама с прикреплённой металлической деталью, которую надо посеребрить. Рама с серебром присоединяется к генератору постоянного тока, на клемму «+», а раму с деталью — на клемму «-», включается генератор. Ионы серебра под воздействием тока переходят в воду и оседают на металлической детали. Через некоторое время получается посеребрённая деталь.

См. также

Ссылки

Гальванизация — Википедия с видео // WIKI 2

Гальванизация — это метод покрытия одного металла каким-либо другим путём электролиза. Гальванизируют поверхности в декоративных целях (например, посеребрение). В промышленности же гальванизацию применяют для укрепления металлической поверхности изделий и защиты их от воздействия внешней среды, например от коррозии; обычно гальванизируют цинком (оцинковка), медью, хромом, никелем.

Пример гальванизации серебром (или золотом): В ёмкость с водой добавляется катализатор для усиления электропроводности воды, опускается медная (для большей электропроводности) рама с прикреплённым к ней мешочком с серебром. Также опускается вторая рама с прикреплённой металлической деталью, которую надо посеребрить. Рама с серебром присоединяется к генератору постоянного тока, на клемму «+», а раму с деталью — на клемму «-», включается генератор. Ионы серебра под воздействием тока переходят в воду и оседают на металлической детали. Через некоторое время получается посеребрённая деталь.

Энциклопедичный YouTube

• 1/1

  Просмотров:

  167 008

• ✪ Электролитическое омеднение в домашних условиях

См. также

Ссылки

Эта страница в последний раз была отредактирована 5 мая 2020 в 10:11.

Гальванизация — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Гальванизация — это метод покрытия одного металла каким-либо другим путём электролиза. Гальванизируют поверхности в декоративных целях (например, посеребрение). В промышленности же гальванизацию применяют для укрепления металлической поверхности изделий и защиты их от воздействия внешней среды, например от коррозии; обычно гальванизируют цинком (оцинковка), медью, хромом, никелем.

Пример гальванизации серебром (или золотом): В ёмкость с водой добавляется катализатор для усиления электропроводности воды, опускается медная (для большей электропроводности) рама с прикреплённым к ней мешочком с серебром. Также опускается вторая рама с прикреплённой металлической деталью, которую надо посеребрить. Рама с серебром присоединяется к генератору постоянного тока, на клемму «+», а раму с деталью — на клемму «-», включается генератор. Ионы серебра под воздействием тока переходят в воду и оседают на металлической детали. Через некоторое время получается посеребрённая деталь.

См. также

Ссылки

Гальванические покрытия металлов: описание обработки, таблица пар

Описание процесса гальванического покрытия металла. В каких случаях применяется и с какой целью. Методы гальванирования. Применяемое оборудование и материалы для нанесения покрытий.

Операция гальванического покрытия металлов заключается в нанесении на поверхность металлического изделия тонкой пленки из такого же материала с использованием электролита. В процессе обработки детали молекулы покрывающего металла переносятся токопроводящим раствором и проникают в верхний слой изделия. В итоге происходит внедрение одного металла в поверхностное пространство другого.

Как результат, такой гальванический метод позволяет металлоизделиям приобретать дополнительную твердость, устойчивость к коррозии и износостойкость. У металла с гальваническим покрытием значительно повышается декоративность.

Для проведения гальванического процесса необходима ванна, которая является основой всего оборудования. В нее заливается токопроводящий раствор, в который помещаются 2 анода.

Для гальванизации металлов существуют линии оборудования. Устанавливаются они в отдельных цехах. Поскольку работа связана с химическими реактивами, в помещении монтируется вентиляция.

Несмотря на сложность гальванического процесса, он достаточно хорошо изучен. Поэтому его можно проводить и в домашних условиях. При этом следует помнить основное правило: общая площадь анодов должна превышать этот же параметр обрабатываемой детали.

Для чего гальванизируют металл

Во время гальванической обработки металла преследуются определенные цели. Все зависит от условий, в которых будет работать данное изделие, и требований, которые к нему будут применяться.

Цели гальванизации металла бывают следующие:

1. Придание поверхностному слою защитных функций. Как вариант – никелирование.
2. В целях улучшения декоративности предметов. Например, хромирование.
3. Для получения копий деталей, отличающихся сложностью рельефа поверхности.
4. Нашло широкое применение гальваническое цинкование продукции. Проводится оно с трубопрокатными, кровельными и строительными конструкциями. Это придает им устойчивость в условиях повышенной влажности.
5. В ювелирном деле. Поверхностный слой украшений насыщается золотом и серебром. При этом не только улучшаются декоративные качества продукции, но и верхний слой золотых изделий увеличивает свою твердость в 2 раза.

Процесс гальванизации металлов отличается характерной особенностью. На поверхности изделий формируется пленка. Вне зависимости от сложности конфигурации ее толщина везде будет одинаковая. Это особенно важно, когда на первый план выходит внешний вид продукции.

Методы гальваники

Процесс образования защитной пленки другим металлом осуществляется двумя методами:

1. Гальваническое катодное напыление. Такая технология покрытия металла отличается тем, что при небольшом ее нарушении происходит быстрая коррозия основного изделия. Этому процессу способствует сам поверхностный слой. В качестве примера можно привести лужение оловом.
2. Гальваническое анодное нанесение. Относится к надежным гальваническим покрытиям. При возникновении угрозы коррозии в первую очередь начинаются разрушения в поверхностном слое. Основной металл длительное время сохраняет первоначальную форму. При этом он надежно защищен не только от внешней среды, но и от механических воздействий.

Процесс гальванического покрытия металла

Гальваническая обработка металла состоит из 3 этапов:

1. Подготовка. Это наиболее трудоемкий процесс. В случае наличия на поверхности металла жира, заусенцев или пыли качество гальванизирования будет низким. Изделия должны быть обработаны вручную или на пескоструйной машине. При наличии остатков жира их следует обработать химическим раствором.
2. Сам процесс гальванической обработки металла. Электролит заливается в ванну, в него помещаются 2 анода и покрываемая деталь. Проводится нагрев электролита с помощью специального устройства до температуры, указанной в технологии. Затем включается ток, который контролируется регулятором напряжения. Катодом является сама деталь. Положительно заряженные ионы движутся через электролит и оседают на отрицательно заряженном изделии, образуя поверхностный слой. Длительность второго этапа продолжается до тех пор, пока поверхностный слой металла не достигнет требуемой величины.
3. После гальванической процедуры детали нуждаются в дополнительной обработке. Заключается она в осветлении, пассивировании или промасливании поверхности. Для этого изделия погружаются в специальный раствор с реактивами. В результате идет образование поверхностной пленки толщиной 1 мм.

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

О совместимости гальванических пар таблица дает наглядное представление.

Металл	Алюминий	Бронза	Дюраль	Латунь	Медь	Никель	Олово	Сплав олово со свинцом	Углеродистая сталь и чугун	Хром	Цинк
Алюминий	+	—	+	—	—	—	—	—	+	—	+
Бронза	—	+	—	+	+	+	Пайка	Пайка	—	+	—
Дюраль	+	—	+	—	—	—	—	—	+	—	+
Латунь	—	+	—	+	+	+	Пайка	Пайка	—	+	—
Медь	—	+	—	+	+	+	Пайка	Пайка	—	+	—
Никель	—	+	—	+	+	+	Пайка	Пайка	+	Отсутствуют данные	+
Олово	—	Пайка	—	Пайка	Пайка	Отсутствуют данные	+	+	+	Отсутствуют данные	+
Сплав свинца с оловом	—	Пайка	—	Пайка	Пайка	Пайка	+	+	+	Отсутствуют данные	+
Углеродистая сталь и чугун	+	—	+	—	—	+	+	+	+	+	+
Хром	—	+	—	+	+	Отсутствуют данные	Отсутствуют данные	Отсутствуют данные	+	+	+
Цинк	+	—	+	—	—	+	+	+	+	+	+

Используемые материалы и оборудование

Для всех видов гальванизации металла применяется однотипное гальваническое оборудование. Емкость, куда погружаются изделия из металла, называется ванной. Различие наблюдается только в разновидности электролита.

Исключение составляет холодное цинкование, совершаемое «Гальвонолом». Это жидкая суспензия, которая непосредственно наносится на металл. Отличается неустойчивостью к некоторым растворителям, поэтому нуждается в финишном покрытии.

Различается несколько групп гальванических ванн:

1. Крупные. Рассчитаны на крупногабаритные изделия.
2. Средние. В них нет возможности поместить большое изделие. При этом они остаются наиболее востребованными в условиях средних масштабов производства.
3. Мелкие. В них можно проводить гальванизацию только мелких деталей.

В ванну помещаются анодные пластины. Изготавливаются из разных материалов. Их основная задача заключается в восполнении убывающего металла с изделия в процессе гальванизации.

Важными составляющими являются разновидность электролита и плотность тока. Эти параметры меняются в зависимости от вида операции.

Составы цианидных ванн для серебрения представлены в таблице.

Состав	Номер электролита
	1	2	3	4
Цианистое серебро	2	6	30	100
Цианистый натрий	70	70	—	—
Цианистый калий	—	—	70	100
Углекислый натрий	10	10	—	—
Углекислый калий	—	—	10	25
Гипосульфит натрия	—	—	0,4	0,5
Аммиак водный, мл/л	—	—	1-2	2
Едкий калий	—	—	—	15

Величина плотности тока оказывает влияние на структуру формируемого осадка. Измеряется как отношение силы тока к единице поверхности обрабатываемой детали.

Такой параметр имеет важное значение во время работы. При низкой величине плотности осадка вообще не образуется. Слишком большая его величина приводит к образованию порошкового отложения. Поэтому гальванический процесс требует контроля этого показателя.

Виды гальванических покрытий

Процессы гальванического нанесения покрытия на металл отличаются своими особенностями в зависимости от применяемого материала. К видам гальванических покрытий относятся:

• ­ хромирование;
• ­ цинкование;
• ­ травление;
• ­ золочение и серебрение;
• ­ меднение;
• ­ латунирование;
• ­ гальваника алюминия.

Хромирование

Это процесс внедрения в поверхность металла хрома с использование электролита под воздействием тока. В результате изделие приобретает коррозионную устойчивость к агрессивной среде. Увеличивается твердость поверхностного слоя. Обработанные детали находят применение во многих отраслях промышленности.

Цинкование

При проведении цинкования металлическая поверхность покрывается слоем цинка. Образующаяся гальваническая пара хорошо работает в агрессивной среде. Продолжительность эксплуатации такого изделия зависит от времени разрушения цинка. До этих пор расположенный внутри металл не будет подвергаться коррозии.

Травление

Травление – это электролитическое снятие поверхностного слоя с изделия. Процедура проводится с целью обнаружения внутренних дефектов, устранения ржавчины или окислов. После такой операции часто детали подвергаются финишному покрытию. Обработанные поверхности заготовок хорошо сопрягаются друг с другом.

Золочение и серебрение

Золочение и серебрение применяются в ювелирном деле. Ванна заполняется электролитом, куда опускается обрабатываемое украшение. В электролите растворяются ионы серебра или золота. По окончании процедуры на поверхности изделия образуется тонкий поверхностный слой драгоценного металла.

Меднение

Меднение является промежуточной операцией, поскольку такая поверхность плохо противостоит коррозии. С течением времени она окисляется. В дальнейшем идет наслоение еще одного покрытия. В качестве электролитов используются щелочные и кислотные составы.

Латунирование

При работе используются цианистые электролиты меди, цинка, натрия или калия. Латунная поверхность наносится с целью улучшения декоративных качеств. Особенно это касается белого латунирования. Еще такой обработке подвергаются стальные заготовки, которые обклеиваются резиной.

Гальваника алюминия

К гальваническим покрытиям алюминия относятся сочетания:

• ­ медь – никель – хром;
• ­ никель – хром;
• ­ свинец – олово;
• ­ медь – олово;
• ­ латунирование;
• ­ цинкование.

Работа с алюминием и его сплавами сопровождается определенными трудностями. На их поверхностях присутствует окисная пленка, которая затрудняет процесс гальванизации.

Гальваническое покрытие металлических изделий проводится не только в промышленных масштабах. Домашние условия тоже позволяют заняться этим видом деятельности. Если у кого-то есть опыт проведения таких мероприятий, большая просьба поделиться им в комментариях к этой статье.

Гальваника Википедия

Гальваноте́хника — раздел прикладной электрохимии, описывающий физические и электрохимические процессы, происходящие при осаждении катионов металла на каком-либо виде катода.

Так же под гальванотехникой понимается набор технологических приёмов, режимных параметров и оборудования, применяемого при электрохимическом осаждении каких-либо металлов на заданной подложке.

Гальванотехника подразделяется на гальваностегию и гальванопластику. Гальванопластика — процесс осаждения металла на форме, позволяющий создавать идеальные копии исходного предмета.

История[ | ]

Гальванопластику открыл российский физик Борис Якоби, брат математика Карла Якоби. Первым изделием, полученным с помощью гальванотехники, стала монета. Якоби сначала использовал монету для получения матрицы-негатива, а с неё создал копию, находящейся в обороте, монеты. Осознав, что он открыл новый метод фальшивомонетничества, учёный уничтожил полученное изделие^[1]. Технология быстро распространилась в Российской империи. В частности, таким способом были созданы скульптуры на нефах Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге (см. рисунок). Борис Семёнович получил за своё открытие Демидовскую премию и большую золотую медаль Парижской выставки.

Гальванопластические скульптуры на Исаакиевском соборе

Теория[ | ]

Теория гальванотехники базируется на существующих представлениях о составе и свойствах электролитов, в частности, речь идёт о диссоциации соединений на заряженные катионы и анионы, о способности катионов двигаться под действием внешнего электрического поля и восстанавливаться до металла, принимая электроны. В то же время практика гальванотехники требует формирования в результате протекающих физико-химических процессов сплошного равномерного металлического слоя на поверхности подложки, а этот результат определяется прежде всего накопленным опытом использования различных электролитов, проводящих грунтов, пред- и постобработок изделий и электролитов, подбора оптимальных составов и концентраций, значений плотностей тока и выравнивания этих плотностей по всей поверхности изделия.

Теоретический материальный баланс гальванического процесса может быть определён по закону Фарадея. Однако, фактический выход по току осаждаемого металла всегда оказывается меньше теоретически предсказанного. Отчасти это связано с тем, что в электролите всегда присутствуют посторонние катионы, которые или имеют иные отношения заряда к массе (например, примесь ионов серебра в растворе медного купороса), или не оседают на катоде, а выводятся из электролита при восстановлении (например, H⁺). Оказывает своё влияние конечность скоростей движения ионов в электролите (потери на нагрев электролита), диффузионные явления, перемешивание электролита за счёт вибрационных, конвективных и иных механических воздействий.

Технология гальваники — процесс гальванического покрытия: методы

Содержание статьи:

1. Назначение гальванического метода
2. Суть технологического процесса
3. Гальванический метод
4. Предварительный осмотр детали
5. Подготовка электролита
6. Технология присоединения электродов
7. Гальванический процесс
8. Стадии процесса гальваники
9. Гальванические технологии
10. Самостоятельный гальванический процесс
11. Оценка результата

Гальваника появилась несколько веков назад как альтернатива дорогим материалам. А также как способ получить свойства конкретного металла, если из него невозможно сделать изделие с хорошими механическими свойствами.

Гальваническое покрытие– это нанесенный химическим или электрохимическим способом слой металла или неметалла.

Понятие «гальваника» обозначает способ обработки, сам процесс этой обработки и строгую последовательность действий, приводящую к результату.

Весь выше обозначенный процесс обработки, а именно гальванику можно осуществить с приложением электрического тока, но существуют случаи, когда он возможен без приложения электрического поля.

Гальванический метод обработки металлических поверхностей активно применяют сегодня в различных отраслях производства. Таким способом можно наносить на детали и целые изделия тончайший слой декоративного или защитного гальванического покрытия. Подобные технологии активно применяются научно-производственным предприятием «6 микрон» в Москве.ООО «6 микрон» — это научно-производственная компания, работающая в области гальваники (электрохимического и химического нанесения металлов).Гальваника – раздел электрохимии, который изучает процессы осаждения металлов на определенной поверхности. Так проводят золочение, серебрение, родирование металлов для придания им красоты, долговечности, износостойкости и других необходимых изделию свойств.
Чтобы понять преимущества процесса гальваники, необходимо ознакомиться с технологическими особенностями применения гальванических ванн, спецификой подбора электролитов для каждого типа поверхности, расчетом толщины осаждаемого металла.

Назначение гальванического метода

Гальванику металла на поверхности используют для придания им свойств конкретного материала (серебро, золото, никель и т.д.). Либо если из этого материала невозможно изготовить предмет, а также если цена будет неоправданно высока.

Например, нанесение хрома придает твердость и антикоррозионные свойства простой стали. Эта технология широко применялась для покрытия деталей и механизмов станков. Хром кроме твердости, дает зеркальный блеск, и обеспечивает хорошую защиту от коррозии. Хром твердый, но хрупкий металл, и изготовление из него деталей и предметов не возможно. Нанесение его на поверхность гальваникой хорошая тому альтернатива, а также возможность использовать свойства хрома в обиходе.

Процесс гальваники проводят в специальных ваннах. Туда заливается электролит, содержащий соли того металла, который осаждается на поверхности обрабатываемой детали. По сравнению с прочими методами, технология гальваники имеет преимущества. При применении, например, пульверизатора или иных приспособлений для распыления (очень многие организации выдают такой метод металлизации за гальванику) невозможно добиться идеально ровного покрытия, качественной адгезии и получить на поверхности свойства металла. Обычно путем распыления наносят непроводящий полимерный слой, проще говоря, краску, либо тонкий серебряный слой (реакция серебряного зеркала см. школьную программу), а сверху прозрачный или калорированный лак. Процесс гальваники позволяет получать равномерное, плотное, хорошо адгезированное покрытие, обладающее всеми свойствами осажденного металла.

Суть технологического процесса

Гальванику применяют для получения толстых технических и тонких декоративных слоев металла. Функции гальваники определяются не слоем, который наносят на поверхность, а его характеристиками: толщиной, подслойкой, подготовкой (травление, полировка).

Метод гальваники достаточно прост:

1. Обрабатываемая деталь тщательно осматривается на предмет имеющихся покрытий и состояния поверхности.
2. Проводятся процедуры обезжиривания, травления и активации поверхности детали.
3. Подбирается состав жидкого электролита, в который будет погружено изделие.
4. В специальную ванну, к которой подсоединено один или два анода, заливается электролит.
5. В нее опускается деталь, подсоединенная к катоду.
6. Запускается электрический ток.
7. Под его воздействием частицы солей металла направляются к отрицательно заряженному изделию.
8. На всей поверхности изделия тонким равномерным слоем оседает металл.
9. После завершения гальванического процесса прекращается подача электрического тока, изделие извлекается, тщательно промывается и сушится, при необходимости дополнительно обрабатывается.

Технология гальваники несложная, но требует наличия специального оборудования, достаточной квалификации исполнителей.

Гальванический метод используют для придания механизмам, контактным группам или поверхностям, свойств наносимого металла. Например, нанесение драгоценных металлов (золото, палладий, родий) на электрические контакты, используют для придания химической стойкости, а также сохранения постоянного сопротивления. При этом видовые характеристики не важны. Конечно, необходимо соблюдать заданную зернистость покрытия, но эта проблема появляется на толщине нанесения металла более 20 микрон. Толстая гальваника дает высокую износостойкость и беспористые металлы, значит реакционные свойства основного материала можно не принимать в расчет.

Технические покрытия гальваникой Никелем делают для агрегатов, предметов которые испытывают на себе постоянное механическое воздействие. Никель — твердый недорогой металл. Его наносят на стальные изделия, которым требуется защита от коррозии.

Часто встречаются покрытия-смазки, при нанесении которых не столько учитываются химические характеристки самого металла, сколько необходимо обеспечить, например, плотную притирку деталей, но по какой-то причине нельзя использовать смазочные материалы. Это оловянные, свинцовые, индиевые покрытия. В данных случаях толщина нанесения лежит в пределах от 30 до 50 микрон.

Наша организация — ООО «6 микрон» оказывает услуги по нанесению технических покрытий, оборонным предприятиям, предприятиям космической, авиационной отрасли, электронной промышленности.

Часты случаи, когда металлы наносятся только в декоративных целях или для придания цвета (золото, серебро и т.д.), без запросов по твердости или плотности.

Гальванический метод

Гальванический метод нанесения покрытий применяется в следующих отраслях деятельности:

• Обработка изделий от коррозии;
• Покрытие деталей и узлов сложных станков, оборудования;
• Обработка бижутерии и ювелирных украшений;
• Обеспечение паяемости и смачиваемости поверхности деталей;
• Придание антиокислительных и декоративных свойств поверхности (в основном, драгоценные покрытия).

Если в сфере машиностроения, автомобилестроения, производства металлоконструкций требуются большие промышленные гальванические ванны, то при производстве и гальванике ювелирных украшений и контактных групп используют компактное оборудование.

Ювелирные предприятия составляют число постоянных клиентов нашей организации. Производство украшений из драгоценных металлов и ювелирных сплавов периодически требует нанесения защитного или декоративного слоя гальваники на поверхность. Например, бижутерные сплавы, покрытые слоем настоящего золота в несколько раз вырастают в цене, при этом себестоимость украшений сравнительно невысока. Этим часто пользуются владельцы громких имен, выпуская коллекции бижутерии в золотом или родиевом покрытии при том что цена покрытых сережек часто сравнима с ценой на серьги сделанные из чистого золота.

Требования к электролитам и результату обработки на ювелирном предприятии очень высоки: необходимо выдерживать класс поверхности, оттенок нанесенного металла, толщину его нанесения. Обычно в ювелирных, а также декоративных целях толщина нанесения не превышает 2 микрометров, поэтому перечисленные требования выполнимы.

В сфере нанесения декоративных покрытий на ювелирные украшения, ООО «6 микрон» сотрудничает с заводами из Московской области, Санкт-Петербурга, Костромы, Калининградской области, а также других субъектов Российской Федерации.

Для нашей организации обширная область деятельности – нанесение гальваники на сувениры, подарки, предметы обихода. Подарить сувенир, покрытый золотом или серебром, сделать гальванику старинных часов, восстановить ее на антикварной посуде – все это наши ежедневные услуги. Например, в подарок строителю делают золотую каску, а хоккеисту – золотую шайбу. Список идей тут ограничивается только человеческой фантазией. Любую вещь можно обработать гальваническим золотом — получить оригинальный сувенир или памятный подарок. Золочение выполняется только золотом пробы 999. Гальваника единственный способ нанесения настоящего золота или серебра.

Также, клиенты обращаются к нам с целью получения красивого химически стойкого покрытия сантехники – смесителей, кнопок, рычагов, вентилей.

Последние 5 лет гальванику также часто применяют для золочения украшений из настоящих древесных листиков, цветов, веточек. В недавнее время эта идея стала популярна и запросы на такую работу поступают все чаще.

Предварительный осмотр детали

Перед началом работ эксперт проведет предварительное обследование, оценивая размер, форму, геометрию изделия, наличие декоративных элементов, гравировки, рельефных деталей. Состав металла тоже важен.

На основе полученных сведений подбирается состав электролита. С заказчиком заранее оговаривается точная толщина гальванического слоя. Чем толще будет покрытие, тем дольше оно прослужит, тем значительнее расходы на обработку и, следовательно, выше стоимость работы.

При необходимости металл дополнительно обезжиривается и чистится. Полировка возможна только в небольшом объеме и только на простых деталях. Если необходимо получить зеркальное покрытие на изделии, нужно предварительно его отполировать у ювелира или самостоятельно. Только таким способом можно получить идеально ровное гальваническое покрытие. Целостность изделия при нанесении гальванического покрытия не нарушается. Если деталь сложная, то обязательно требуется разборка на отдельные детали до процесса гальваники.

Часто до начала самого процесса нанесения металла требуется провести предварительную механическую её обработку. Это необходимо, так как наносимый металл полностью сохраняет структуру поверхности, которая была до обработки. Поэтому если нужно проводить полную реставрацию поверхности, заранее оговариваются дефекты, уточняем что можно поправить, а что останется после обработки.

Тщательность механической обработки поверхности зависит от глубины дефектов (царапин, ударов, шлифовки, коррозионных каверн и т.д.). Механическая обработка (от грубой к тонкой обработке):

• пескоструйная обработка;
• шлифовка;
• крацовка;
• полировка.

После механической обработки приступают непосредственно к самому нанесению металла на поверхность, то есть непосредственно к электрохимии. Технологическая карта гальванического процесса пишется в зависимости от исходного материала и финишного покрытия.

Большое значение имеет последовательность действий и время между ваннами. Всю линейку гальваники необходимо пройти без длительных перерывов.

Подготовка электролита для гальваники

Состав электролита подбирают индивидуально. Эксперты учитывают следующие особенности:

• тип формируемого покрытия;
• его толщина;
• материал обрабатываемого изделия.

Для каждого изделия, попадающего на гальваническое производство состав раствора индивидуален, или даже разрабатывается новая рецептура.

Присоединение электродов

К ванне и изделию подсоединяют электроды для запуска электрического тока. Положительная клемма подключена к анодам, а обрабатываемая деталь – к отрицательной клемме. После запуска гальванической системы через электролит проходит электрический ток, поэтому катионы металла налипают на поверхность отрицательно заряженного изделия. Металл, который содержится в электролите, ровным однородным слоем оседает на детали. Два анода применяют, чтобы обработать поверхность с обеих сторон одновременно. Это очень упрощенная, но верная схема гальванического процесса.

Гальванический процесс

Система запускается через источник постоянного тока с регулировкой уровня входящего напряжения или тока. Чем дольше длится воздействие электрического тока на электролит и изделие, тем толще становится слой защитного покрытия. Иногда деталь обрабатывают несколько раз, в зависимости от конкретной технологии и конечной задачи от клиента.

Важна температура электролита. Иногда используется дополнительное нагревательное устройство, которое погружается в гальваническую ванну или находится вне ее.

Строгие требования предъявляют к помещению, где проходит обработка. Обязательное условие – эффективная вентиляция, проточная вода и пожарная безопасность. Работы проходят в лабораториях компании «6 микрон», которые специально оборудованы для выполнения таких заданий. Здесь созданы оптимальные микроклиматические условия, поддерживается требуемая температура и влажность воздуха. Эксперты работают в специальных защитных костюмах. Технология гальваники металла досконально изучена представителями научно-производственного предприятия.

Стадии процесса гальваники

• • химическая гальваническая очисткаХимическая очистка проводится для удаления остатков полировальных паст, масел, жира с пальцев рук и т.д. Операция очистки проводится химическим, либо электрохимическим способом. Выбор способа очистки зависит в основном от формы детали. Простые формы обрабатывают под током, сложные формы с большими внутренними полостями, отверстиями и вогнутыми поверхностями обрабатываются химически.

    Главный показатель правильно проведенной очистки – полная смачиваемость поверхности. Плохая очистка поверхности самая значимая ошибка гальванических процессов.

  • травлениеПроцедура травления проводится для улучшения адгезии к поверхности металла. Травление также проводится как химическим, так и электрохимическим способом.

    Процедуру травления не применяют для зеркальных поверхностей, так как по классу поверхности деталь после травления будет хуже, чем была изначально. Гальваника в некоторых случаях компенсирует травление, но это скорее исключение, чем правило.

  • нанесение подслойной гальваники

Гальваника работает по строгим законам и требует соблюдать очередь нанесения. Так, например, медь и золото необходимо разделять слоем никеля во избежание диффузионных процессов золота в медь. Кроме того, данные подслойки требуются для повышения блеска самой поверхности, повышения адгезии и наращивания габаритных размеров детали.

Линейка различных подслоев часто представляет из себя так называемый классический гальванический пирог, состоящий, например, из таких прослоек как никель-медь-никель.

Во многих случаях эта универсальная схема требует корректировки и доработки.

На производствах технологические карты расписываются для каждого процесса индивидуально, с указанием рабочих режимов, временем выдержки и последовательностью операций.

Получение новых изделий требует разработки индивидуальной технологической карты. В этом заключается основная сложность небольшого гальванического производства – разноплановые изделия требуют ежедневной работы по настройке процесса.

Исправление ошибок в 90 процентах случаев подразумевает полную очистку от некачественно нанесенных элементов. Причем чаще всего это приходится делать механически, химический способ снятия имеет в гальванике ограниченное применение.

• нанесение финишного гальванического покрытияЗаключительное нанесение металла осуществляется только на полностью подготовленную, чистую, не окисленную наружность изделия.

  Гальваника в целом и финишное покрытие в частности, не улучшает класс механической обработки. Если после нанесения всех подготовительных покрытий деталь не выглядит качественной (не блестящая, имеются дефекты покрытия или исходной поверхности), то нет смысла наносить финишное покрытие. Не принятие во внимание данного факта одна из самых частых ошибок начинающего мастера гальваника.

  Заданная в техническом задании толщина нанесения металла на поверхность (3 мкм, 6 мкм, 20 мкм) относится как раз к финишному покрытию. Именно она обеспечивает его износостойкость. Подслойки же могут быть любой толщины, если нет строгих требований к ним.

  Перед нанесением финишной гальваники требуется тщательная промывка изделия от остатков подслойных элементов (электролитов). Промывку осуществляют проточной горячей, а затем холодной водой, а после дополнительно промывают в дистиллированной воде. Последняя нужна чтобы не позволить проточной воде попасть в электролиты драгоценных металлов, ведь хлориды, соли тяжелых металлов, сульфаты – губительны для серебряного и золотого электролита.

  Накопление примесей в драгоценных металлах нельзя допускать. Испорченные же электролиты подлежат длительной проработке, либо утилизации.

  На этом этапе гальваника окончена, но часто требуется провести и дополнительную доработку.

• сопутствующие операции.Иногда финишное покрытие – это последняя стадия гальванического процесса, но часто это не так.

  Пример: после нанесения финишного гальванического серебрения требуется обязательное крацевание поверхности. Это делают вручную, любо используются «галтовочные барабаны». Если предусмотрена такая постобработка, серебро (или другой металл) наносят на 2-5 мкм больше, чем требуется изначально, и учитывают возможные потери.

  Постобработка полировкой применяется редко, так как при этом удаляется значительный слой нанесенного металла. Именно поэтому для получения гладкой поверхности требуется предварительная полировка и подготовка, до всех гальванических операций.

Гальванические технологии

В гальванике широко распространен метод гальванопластки. При этом изделие, погружаемое в гальваническую ванну, выступает в роли негатива, то есть покрытие растет не на рабочей стороне изделия а на задней, обратной стороне. На форму из непроводящего материалы осаждается слой металла, чаще всего это медь.
Толщина меди может достигать 2 мм, обычно такого запаса по прочности не требуется и в среднем, в гальванопластике растят покрытия до 1 мм. После отделения матрицы от созданного слоя получают его точную копию. Таким способом создают точные копии окладов, медали, панно, декоративные элементы.

Самостоятельный гальванический процесс

Гальваника своими руками в домашних условиях — очень сложная процедура. Категорически запрещено пытаться собрать гальваническую ванну у себя дома самостоятельно, запустить систему.

Малейшие ошибки в подборе электролита, выборе оптимального напряжения сети приведут к негативным последствиям. Кроме того, это небезопасно. Обратитесь к экспертам электрохимических технологий, которые качественно выполнят работы или обучат клиентов работе со сложным оборудованием.

Оценка результата

По завершении обработки эксперты оценивают итоговый результат. Если работы по гальванике проводят профессионалы, сомневаться в высоком качестве покрытия не стоит. С использованием точных инструментов оценивается толщина нанесенного слоя металла, равномерность покрытия, прочие критерии.

Обратиться по вопросу гальваники могут физические или юридические лица. Любая идея клиента будет передана на рассмотрение нашим технологам!

Технологи ООО «6 микрон» имеют большой опыт в области гальваники и подготовительных этапов. Нанесение покрытия возможно, как по строгому заданию, так и по простому словесному описанию. Гальваника – это наш профиль!

Автор материалов:
Гордиенко Анастасия Вадимовна
Должность: главный технолог ООО «6 микрон»
Образование: высшее
Опыт работы в гальванике: 11 лет

4.8 / 5 ( 25 голосов )

Смотрите также:

• 10000

  Содержание статьи: Что нужно знать о гальванике в домашних условиях Выбор покрытия для гальваники своими руками Подготовка к нанесению покрытия…

• 10000

  Научиться новой профессии может каждый! Если Вы интересуетесь обучением гальванике, то посмотрите наши образовательные программы. Выберете ту, которая подойдет именно…

• 10000

  Родий – металл платиновой группы периодической системы. Как все элементы в ней, он обладает свойствами благородного металла: пассивен со щелочами…

Гальваническое покрытие: свойства, разновидности, альтернативы

В данной статье рассматриваются особенности процесса гальванизации, виды и области применения гальванических покрытий, а также альтернативы, которые в некоторых случаях вполне оправданно заменяют этот метод защиты металлов.

Гальванизация – это электрохимический метод нанесения металлической пленки, которая препятствует коррозии и окислению поверхностей. Она придает им эстетичный внешний вид, износостойкость и увеличивает твердость.

Данный метод обработки улучшает термостойкость металлов, поэтому его широко применяют в таких отраслях промышленности, в которых присутствуют высокотемпературные процессы.

Как появилось гальваническое покрытие?

Открытием гальванического покрытия мир обязан русскому физику Борису Якоби. В 1836 году в ходе экспериментов он пропускал металлы через соляные и водные растворы, которые находились под воздействием электрического тока.

При прохождении через солевые растворы металлы разделялись на разнозарядные ионы. Положительные оседали на катоде, а отрицательные – на аноде.

Технология гальванизации

Гальванические покрытия требовательны к подготовке поверхностей. Перед началом работ требуется провести тщательную очистку и обезжиривание деталей.

Для металлических поверхностей рекомендуется использовать органические растворители, которые не вызывают коррозии, например Очиститель металла MODENGY

Он эффективно удаляет нефтепродукты, силиконовые масла, консервационные составы, адсорбированные пленки, газы, влагу и другие виды загрязнений. Испаряется быстро и без остатка.

Однако одной очистки и обезжиривания в большинстве случаев бывает недостаточно. Помимо этого проводится пескоструйная обработка и последующая шлифовка наждачной бумагой, специальными пастами.

Гальваническое покрытие выделяет все сколы, царапины и раковины поверхностей, поэтому обрабатываемое изделие должна быть идеально подготовленным.

Далее рассмотрим технологию гальванизации.

На деталь, погруженную в емкость с электролитом, подается отрицательный заряд, в результате чего она становится катодом. Отдельно стоящая металлическая пластина получает положительный заряд и берет на себя функцию анода.

Именно эта пластина служит для образования покрытия. При замыкании электрической сети металл с нее растворяется в электролите и направляется к катоду, где образует равномерную тонкую пленку.

Данный способ гальванизации называется анодным. Благодаря ему при возникновении очагов коррозии разрушается именно гальваническая изоляция, а защищаемый металл в течение длительного времени остается нетронутым.

Существует еще один метод гальванизации – катодное напыление. Он применяется гораздо реже. При нарушении целостности такого покрытия возрастает интенсивность разрушения металла под ним. Этому способствует сама технология нанесения.

Электролит – это проводящий раствор, благодаря которому металлы попадают на катод с анода. Размер емкостей для этой жидкости может быть разным и зависит от производственных задач.

Детали больших размеров находятся в объемных ваннах в подвешенном состоянии. На более мелкие изделия гальваническое покрытие наносится в барабанных емкостях, где отрицательный заряд подается на барабан, который вращается в электролите. Для обработки деталей очень маленького размера (метизы, крепежные элементы) используются колокольные наливные ванны. В процессе работы они вращаются с низкой скоростью, в результате чего детали равномерно покрываются защитным покрытием.

Большое значение имеет плотность тока, который проходит через электролит. Он влияет на структуру формируемого осадка. Данная величина измеряется отношением силы тока к единице поверхности обрабатываемой детали.

При слишком большой величине плотности порошковых отложений много, а при низкой – его вообще не образуется. Это сказывается на качестве конечного покрытия. Именно поэтому процесс гальванизации требует постоянного контроля.

Толщина гальванического покрытия на деталях составляет 6-20 мкм и определяется особенностями металлов, участвующих в гальванизации. Уровень адгезии металлического сплава с поверхностями определяется при помощи специальных тестов.

Совместимость металлов

Совместимость материалов при гальванизации очень важна. Все металлы в соединениях корродируют. В некоторых случаях процесс протекает замедленно. Однако существуют материалы, которые соединять вместе крайне не рекомендуется.

С определенными трудностями связана работа с алюминием и его сплавами. Это связано с тем, что на поверхностях этих материалов присутствует окисная пленка, которая затрудняет процесс гальванизации.

Для алюминия можно использовать следующие сочетания материалов: никель-хром, медь-никель-хром, медь-олово, свинец-олово. Допускается также цинкование и латунирование алюминия.

Области применения гальванических покрытий

Прочность и износостойкость гальванических покрытий позволяет использовать данный вид защиты:

• В авиастроении

• В машиностроении

• В радиотехнической промышленности

• В электронной промышленности

• В строительстве

Альтернатива гальваническому покрытию

Повысить прочность и антикоррозионные характеристики металлов можно не только с помощью гальванизации, но и другими методами: закалкой, рекристаллизацией, чеканкой, обкатыванием, газопламенным напылением, наплавкой и т.д.

Одним из наиболее простых и эффективных способов повышения износостойкости металлических изделий, предотвращения их коррозии и защиты от агрессивных внешних факторов является применение специальных твердосмазочных покрытий. Внешне они напоминают лакокрасочные материалы, только вместо пигмента содержат частицы твердых смазочных веществ.

Такие покрытия создают на поверхностях тонкую сухую пленку, которая обладает высокой несущей способностью и низким коэффициентом трения. Это особенно важно для металлических деталей, которые являются частью подвижных механизмов, работают при очень высоких нагрузках, давлениях и температурах.

Рассмотрим особенности антифрикционных твердосмазочных покрытий на примере материалов MODENGY. Их основу составляют неорганические и органические связующие вещества, а также твердые смазочные материалы: графит, дисульфид молибдена, политетрафторэтилен (ПТФЭ), нитрид бора, дисульфид вольфрама, фториды бария и кальция.

Эти материалы формируют на поверхностях прочный композиционный слой. Он представляет собой полимерную матрицу с равномерно распределенными в ней частицами твердых смазочных веществ. Они заполняют и сглаживают микронеровности поверхностей, тем самым увеличивая их опорную площадь и несущую способность.

Покрытия MODENGY обладают высоким сопротивлением сжатию и малым сопротивлением сдвигу, поэтому их коэффициент трения достигает значений в несколько сотых при контактных давлениях, соизмеримых с пределом текучести материала основы.

Многие из материалов MODENGY доказали свою работоспособность в условиях радиации и вакуума. Их несущая способность достигает 2500 МПа, диапазон рабочих температур составляет от -200 до +560 °C. Благодаря технологии сухой смазки, которую они реализуют, покрытия эффективно работают в запыленных условиях.

Жидкие покрытия наносятся стандартными методами окрашивания: распылением, окунанием, центрифугированием. Составы в аэрозольной фасовке не требуют какого-либо оборудования. Краткую видеоинструкцию по их нанесению смотрите на примере работы с покрытием MODENGY Для деталей ДВС.

Виды гальванических покрытий

В зависимости от назначения гальванические покрытия подразделяются на следующие виды:

• Защитные: служат для изоляции металлических изделий от механических повреждений и воздействия агрессивных сред

• Защитно-декоративные: предназначены для защиты деталей от агрессивных и разрушающих внешних факторов, а также для придания им эстетичного внешнего вида

• Специальные: служат для улучшения определенных характеристик поверхностей, например, повышения износостойкости и твердости, электроизоляционных, магнитных свойств

В некоторых случаях гальванизация применяется для восстановлении изначального вида изделий после их длительной эксплуатации.

Гальваническое покрытие позволяет создавать точные копии деталей, которые обладают даже очень высокой сложностью рельефа. Данный процесс называется гальванопластикой.

В зависимости от используемых в качестве покрытий материалов выделяют следующие виды гальванизации.

Меднение

В качестве покрытия используется медный купорос. Такая обработка способствует повышению прочности металлических изделий и повышению их токопроводящих свойств. Металлы с медным покрытием используются для производства электропроводников.

Хромирование

Данная процедура повышает прочностные характеристики металлов, а также их сопротивляемость различным агрессивным воздействиям. Помимо этого, она улучшает внешней вид деталей и восстанавливает поврежденные элементы.

В зависимости от технологии выполнения хромированное покрытие может обладать различными свойствами и параметрами. Например, серое матовое увеличивает твердость металла, блестящее повышает его износостойкость, молочное пластичное придает эстетичный внешний вид и усиливает стойкость к коррозии.

Цинкование

Самая популярная операция гальванизации. Тонкий слой цинка придает металлам блеск и предотвращает образование коррозии. Цинкование особенно популярно в строительной и автомобильной индустрии. Цинк используется для обработки трубопрокатных изделий, емкостей, опорных и кровельных конструкций, кузовных деталей автомобилей.

Железнение

Используется для усиления прочностных характеристик легкоизнашиваемых деталей, например, из меди. Такое покрытие практически не подвержено воздействию коррозии.

Никелирование

Данный метод обработки является оптимальным для придания металлам устойчивости к воздействиям окружающей среды. Слой никеля надежно защищает изделия от коррозии, возникающей вследствие загрязнения щелочами, кислотами, солями. Никелированные детали отличаются очень высокой стойкостью к истиранию и механическим повреждениям.

Латунирование

Используется для защиты металлов от воздействия коррозии. Кроме того, слой латуни обеспечивает лучшую адгезию металлических деталей с резиной.

Серебрение и золочение

Эти операции применяются в ювелирном деле, радиоэлектронной и электротехнической отраслях. Серебро и золото придают поверхностям презентабельный внешний вид, высокие отражающие свойства, предотвращают коррозию, улучшают токопроводящие свойства, повышают твердость и защищают от агрессивных внешних факторов.

Родирование

Слой родия увеличивает сопротивляемость деталей воздействию химически агрессивных сред, а также придает им дополнительную механическую стойкость. Родирование предотвращает окисление, потускнение изделий из серебра.

Покрытие оловом

Олово увеличивает прочность и твердость металлических деталей. Гальванизация этим материалом применяется для алюминия, цинка, стали и меди.

Определение

в кембриджском словаре английского языка

гальванопокрытие

В английском языке многие прошедшие и настоящие причастия глаголов могут использоваться как прилагательные. Некоторые из этих примеров могут показать использование прилагательного.

Полость изготовлена ​​ гальваническим покрытием и травлением подходящих латунных оправок и состоит из двух склеенных вместе частей.В нем описывается двор компании , занимающейся гальваникой, , заваленный контейнерами с горючими химикатами, лежащими на кучах горючего мусора.

Эти примеры взяты из Cambridge English Corpus и из источников в Интернете.Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Cambridge Dictionary, Cambridge University Press или его лицензиаров.

Еще примеры Меньше примеров

У меня нет предложений ни запретить использование кадмия в гальванике , ни запретить использование кадмия в стабилизаторах для пластмасс.Я видел много случаев болезни гальваники , причиной которой было не ношение перчаток, а использование неисправных перчаток. ,

гальваника Википедия

Создание защитного или декоративного металлического покрытия на другом металле с помощью электрического тока

Станок для нанесения медного гальванического покрытия на печатные платы

Гальваника — это общее название процессов, которые создают металлическое покрытие на твердой подложке за счет восстановления катионов этого металла с помощью постоянного электрического тока. Покрываемая деталь действует как катод (отрицательный электрод) электролитической ячейки; электролит представляет собой раствор соли металла, на который наносится покрытие; а анод (положительный электрод) обычно представляет собой блок из этого металла или какого-либо инертного проводящего материала.Ток обеспечивается внешним источником питания.

Гальваника широко используется в промышленности и декоративном искусстве для улучшения свойств поверхности объектов, таких как устойчивость к истиранию и коррозии, смазывающая способность, отражательная способность, электропроводность или внешний вид. Его также можно использовать для увеличения толщины деталей меньшего размера или изношенных деталей или для изготовления металлических пластин сложной формы — этот процесс называется гальванопластикой. Он также используется для очистки металлов, таких как медь.

Термин «гальваника» может также иногда использоваться для процессов, которые используют электрический ток для достижения окисления анионов на твердой подложке, например, при образовании хлорида серебра на серебряной проволоке для изготовления серебряных / хлоридсеребряных электродов.

Электрополировка, процесс, при котором для удаления катионов металлов с поверхности металлического объекта используется электрический ток, можно рассматривать как противоположность гальваники. ^[1]

Процесс []

Упрощенная схема гальваники меди (оранжевый) на токопроводящем объекте (катод, «Me», серый). Электролит представляет собой раствор сульфата меди CuSO
₄ . Медный анод используется для пополнения электролита катионами меди Cu ²⁺
по мере того, как они наносятся на катод.

Электролит должен содержать положительные ионы (катионы) осаждаемого металла. Эти катионы восстанавливаются на катоде до металла в нулевом валентном состоянии. Например, электролитом для меднения может быть раствор сульфата меди (II), который диссоциирует на катионы Cu ²⁺ и анионы SO ^2-
₄ . На катоде Cu ²⁺ восстанавливается до металлической меди за счет получения двух электронов.

Когда анод сделан из металла покрытия, там может происходить обратная реакция, превращающая его в растворенные катионы.Например, медь окисляется на аноде до Cu ²⁺ за счет потери двух электронов. В этом случае скорость растворения анода будет равна скорости нанесения покрытия на катод, и, таким образом, ионы в ванне электролита постоянно пополняются анодом. Конечный результат — эффективный перенос металла от анодного источника к катоду.

Вместо этого анод может быть изготовлен из материала, устойчивого к электрохимическому окислению, такого как свинец или углерод.Вместо этого на аноде образуются кислород, перекись водорода или некоторые другие побочные продукты. В этом случае ионы металла, подлежащего нанесению, необходимо периодически пополнять в ванне по мере того, как они вытягиваются из раствора. ^[3]

Покрытие чаще всего представляет собой отдельный металлический элемент, а не сплав. Однако на некоторые сплавы можно наносить электроосаждение, особенно на латунь и припой. Гальванические «сплавы» не являются настоящими сплавами, то есть твердыми растворами, а скорее дискретными крошечными кристаллами покрываемых металлов.В случае плакированного припоя иногда считается необходимым иметь «настоящий сплав», и плакированный припой плавится, чтобы позволить олову и свинцу объединиться с образованием настоящего сплава. Настоящий сплав более устойчив к коррозии, чем сплав с покрытием.

Многие ванны для гальваники содержат цианиды других металлов (например, цианид калия) в дополнение к цианидам осаждаемого металла. Эти свободные цианиды способствуют коррозии анода, помогают поддерживать постоянный уровень ионов металлов и повышают проводимость.Кроме того, для увеличения проводимости могут быть добавлены неметаллические химические вещества, такие как карбонаты и фосфаты.

Если гальваника на определенных участках подложки нежелательна, применяются ограничители, чтобы предотвратить контакт ванны с подложкой. Типичные защитные покрытия включают ленту, фольгу, лаки и воски. ^[4]

Способность покрытия равномерно покрывать называется метательной силой ; Чем выше метательная сила, тем равномернее покрытие. ^[5]

Забастовка []

Изначально можно использовать специальное покрытие, называемое strike или flash , для формирования очень тонкого (обычно менее 0,1 мкм) покрытия с высоким качеством и хорошей адгезией к подложке. Это служит основой для последующих процессов нанесения покрытия. Для удара используется высокая плотность тока и ванна с низкой концентрацией ионов. Этот процесс медленный, поэтому после получения желаемой толщины покрытия используются более эффективные процессы нанесения покрытия.

Ударный метод применяется также в сочетании с нанесением покрытия на разные металлы. Если желательно нанести один тип покрытия на металл для улучшения коррозионной стойкости, но этот металл по своей природе имеет плохую адгезию к подложке, сначала может быть нанесен удар, совместимый с обоими. Одним из примеров такой ситуации является плохая адгезия электролитического никеля к цинковым сплавам, и в этом случае используется медная пластина, которая хорошо прилегает к обоим сплавам. ^[3]

Электрохимическое осаждение []

Электрохимическое осаждение обычно используется для выращивания металлов и проводящих оксидов металлов из-за следующих преимуществ: толщину и морфологию наноструктуры можно точно контролировать, регулируя электрохимические параметры; относительно однородные и компактные отложения могут быть синтезированы в структурах на основе темплатов; получаются более высокие скорости осаждения; а оборудование недорогое из-за отсутствия требований ни к высокому вакууму, ни к высокой температуре реакции. ^{[6] [7] [8]}

Импульсное гальваническое покрытие []

Процесс импульсного гальванического покрытия или импульсного электроосаждения (PED) включает быстрое изменение электрического потенциала или тока между двумя разными значениями, что приводит к серии импульсов одинаковой амплитуды, длительности и полярности, разделенных нулевым током. Изменяя амплитуду и ширину импульса, можно изменять состав и толщину осаждаемой пленки. ^[9]

Экспериментальные параметры импульсного гальванического покрытия обычно включают пиковый ток / потенциал, рабочий цикл, частоту и эффективный ток / потенциал.Пиковый ток / потенциал — это максимальная настройка тока или потенциала гальваники. Рабочий цикл — это эффективная часть времени в течение определенного периода гальваники с приложенным током или потенциалом. Эффективный ток / потенциал рассчитывается путем умножения рабочего цикла на пиковое значение тока или потенциала. Импульсное гальваническое покрытие может помочь улучшить качество гальванической пленки и снять внутреннее напряжение, возникающее во время быстрого осаждения. Комбинация короткого рабочего цикла и высокой частоты может уменьшить поверхностные трещины.Однако для поддержания постоянного эффективного тока или потенциала может потребоваться высокопроизводительный источник питания, обеспечивающий высокий пиковый ток / потенциал и быстрое переключение. Другой распространенной проблемой импульсного гальванического покрытия является то, что анодный материал может покрыться металлическим покрытием и загрязниться во время обратного гальванического покрытия, особенно для дорогостоящего инертного электрода, такого как платина.

Другие факторы, которые могут повлиять на импульсное гальваническое покрытие, включают температуру, зазор между анодом и катодом и перемешивание.Иногда импульсное гальваническое покрытие может выполняться в нагретой гальванической ванне для увеличения скорости осаждения, поскольку скорость почти всех химических реакций экспоненциально возрастает с температурой в соответствии с законом Аррениуса. Зазор между анодом и катодом связан с распределением тока между анодом и катодом. Небольшое отношение площади зазора к площади образца может вызвать неравномерное распределение тока и повлиять на топологию поверхности образца с покрытием. Перемешивание может увеличить скорость переноса / диффузии ионов металла из объема раствора к поверхности электрода.Настройки перемешивания различаются для разных процессов гальваники металла.

Кисть для гальваники []

Тесно связанным процессом является нанесение гальванического покрытия щеткой, при котором локализованные области или целые элементы покрываются щеткой, пропитанной гальваническим раствором. Щетка, как правило, представляет собой корпус из нержавеющей стали, обернутый впитывающим тканевым материалом, который удерживает раствор для нанесения покрытия и предотвращает прямой контакт с покрываемым предметом, соединен с анодом источника постоянного тока низкого напряжения, и предметом для нанесения покрытия подключен к катоду.Оператор окунает щетку в раствор для нанесения покрытия, затем наносит его на предмет, постоянно перемещая щетку, чтобы равномерно распределить материал покрытия.

Щеточное гальваническое покрытие имеет несколько преимуществ по сравнению с покрытием резервуаров, включая портативность, способность наносить покрытие на предметы, которые по каким-то причинам не могут быть покрыты резервуаром (одним из применений было покрытие участков очень больших декоративных опорных колонн в реставрации здания), низкая маскировка или ее отсутствие требования и сравнительно низкие требования к объему раствора для нанесения покрытия.Недостатки по сравнению с металлизацией резервуара могут включать большее участие оператора (покрытие резервуара часто можно выполнить с минимальным вниманием) и невозможность добиться такой большой толщины листа.

Твердый хром в щеточном гальваническом покрытии []

Твердый хром — один из наиболее распространенных материалов покрытия, используемых для твердого покрытия и гальваники, благодаря его прочности, устойчивости и гладкой поверхности. Однако хром в шестивалентном состоянии очень опасен. При вдыхании или употреблении содержащийся в воздухе Cr ⁶⁺ [JT2] был связан с раком легких и вызывает повреждение горла, рта и носа.

Это связано с тем, что в шестивалентном состоянии хром обладает канцерогенными и тератогенными свойствами, что оказывает мутагенное действие на клетки.

Ежегодно 558000 технических специалистов в США подвергаются воздействию шестивалентного хрома на рабочем месте, при этом те, кто работает в гальванической, сварочной и лакокрасочной промышленности, подвергаются наибольшему риску из-за повышенного воздействия высоких уровней соединений Cr ⁶⁺ . ^[10]

Из-за опасностей, связанных с шестивалентным хромом, поиск более безопасных и экологически чистых альтернатив был основным двигателем исследований щеточного гальванического покрытия в последнее десятилетие.Одной из разработанных альтернатив являются композиты с металлической матрицей (MMC). MMC предлагает уникальные и превосходные характеристики для металлических покрытий, включая твердость, износостойкость и защиту от окисления при высоких температурах. Эта альтернативная хрому MMC включает карбид хрома кобальта, карбид никеля вольфрама и карбид хрома никеля. ^[11]

Обшивка ствола []

Этот метод гальваники является одним из наиболее часто используемых в промышленности для обработки большого количества небольших объектов.Объекты помещаются в бочкообразную непроводящую клетку, а затем погружаются в химическую ванну, содержащую взвешенные атомы металла, который должен быть нанесен на них. Затем ствол вращается, и электрические токи проходят через различные части ствола, замыкая цепи, когда они касаются друг друга. В результате получается очень однородный и эффективный процесс нанесения покрытия, хотя отделка конечных продуктов, вероятно, будет страдать от истирания во время процесса нанесения покрытия. Он не подходит для очень декоративных или точно спроектированных предметов. ^[12]

Чистота []

Чистота важна для успешного гальванического покрытия, поскольку молекулярные слои масла могут препятствовать прилипанию покрытия. ASTM B322 — это стандартное руководство по очистке металлов перед нанесением гальванических покрытий. Очистка включает очистку растворителем, очистку горячим щелочным моющим средством, электроочистку, кислотную обработку и т. Д. Наиболее распространенным промышленным тестом на чистоту является испытание на разрыв воды, при котором поверхность тщательно ополаскивается и удерживается в вертикальном положении.Гидрофобные загрязнения, такие как масла, заставляют воду рассыпаться и рассыпаться, позволяя воде быстро стекать. Идеально чистые металлические поверхности гидрофильны и будут удерживать непрерывный слой воды, который не скатывается и не стекает. ASTM F22 описывает версию этого теста. Этот тест не обнаруживает гидрофильных загрязнителей, но гальваника может легко их вытеснить, так как растворы на водной основе. Поверхностно-активные вещества, такие как мыло, снижают чувствительность теста, и их необходимо тщательно смыть.

Эффекты []

Гальваника изменяет химические, физические и механические свойства детали. Примером химического изменения является повышение коррозионной стойкости никелированием. Примером физического изменения является изменение внешнего вида. Примером механического изменения является изменение прочности на разрыв или твердости поверхности, что является обязательным атрибутом в инструментальной промышленности. ^[13] Гальваническое покрытие кислотным золотом нижележащих медных или никелированных цепей снижает контактное сопротивление, а также твердость поверхности.Покрытые медью участки мягкой стали действуют как маска, если упрочнение таких участков нежелательно. Луженая сталь хромируется, чтобы предотвратить потускнение поверхности из-за окисления олова.

Гальваническое или химическое нанесение покрытия может использоваться как способ сделать металлическую деталь радиоактивной, используя водный раствор, приготовленный из никель-фосфорных концентратов, которые содержат радиоактивный гипофосфит. ³² P ионы. ^[14]

Альтернативы гальванике []

Существует ряд альтернативных способов получения металлических покрытий на твердых подложках, которые не включают электролитическое восстановление:

• Для нанесения покрытия методом химического восстановления используется ванна, содержащая ионы металлов и химические вещества, которые восстанавливают их до металла за счет окислительно-восстановительных реакций.Реакция должна быть автокаталитической, чтобы новый металл осаждался поверх растущего покрытия, а не осаждался в виде порошка через всю ванну сразу. Химические процессы широко используются для осаждения никель-фосфорных или никель-борных сплавов для обеспечения устойчивости к износу и коррозии, серебра для изготовления зеркал, меди для печатных плат и многого другого. Основное преимущество этих процессов перед гальваническим покрытием состоит в том, что они могут создавать покрытия одинаковой толщины на поверхностях произвольной формы, даже внутри отверстий, и подложка не обязательно должна быть электропроводной.Еще одно важное преимущество заключается в том, что им не нужны источники питания или аноды особой формы. К недостаткам можно отнести более низкую скорость осаждения, потребление относительно дорогих химикатов и ограниченный выбор металлов для покрытия.

• Процессы нанесения покрытий методом погружения используют реакции замещения, в которых субстратный металл окисляется до растворимых ионов, в то время как ионы металла покрытия восстанавливаются и осаждаются на его месте. Этот процесс ограничен очень тонкими покрытиями, поскольку реакция прекращается после того, как субстрат полностью покрыт.Тем не менее, он имеет несколько важных применений, таких как процесс химического никелирования иммерсионного золота (ENIG), используемый для получения позолоченных электрических контактов на печатных платах.

• При распылении используется сильный электронный луч для выброса микроскопических частиц металла на подложку в вакууме.

• При химическом осаждении из паровой фазы используется газ, содержащий летучие соединения металла, которые осаждаются на подложку в результате химической реакции.

• Золочение — это традиционный способ нанесения золотого слоя на металлы путем нанесения очень тонкого листа золота, удерживаемого клеем

История []

Современная электрохимия была изобретена итальянским химиком Луиджи Валентино Бругнателли в 1805 году. Бругнателли использовал изобретение своего коллеги Алессандро Вольта пятью годами ранее, гальваническую батарею, для облегчения первого электроосаждения. Изобретения Бругнателли были запрещены Французской академией наук и не стали использоваться в общей промышленности в течение следующих тридцати лет.К 1839 году ученые в Великобритании и России независимо друг от друга разработали процессы осаждения металлов, аналогичные методам Бругнателли для гальваники медных пластин печатных станков.

Борис Якоби в России не только заново открыл гальванопластику, но и разработал гальванопластику и гальванопластику. Гальванопластика быстро вошла в моду в России, и такие люди, как изобретатель Петр Багратион, ученый Генрих Ленц и писатель-фантаст Владимир Одоевский, внесли свой вклад в дальнейшее развитие технологии.Среди наиболее громких случаев использования гальваники в России середины XIX века были гигантские гальванопластические скульптуры Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге и позолоченный купол Храма Христа Спасителя в Москве, самого высокого православного храма в мире. ^[15]

Вскоре после этого Джон Райт из Бирмингема, Англия, обнаружил, что цианид калия является подходящим электролитом для гальваники золота и серебра. Сподвижники Райта Джордж Элкингтон и Генри Элкингтон получили первые патенты на гальванику в 1840 году.Затем эти двое основали гальваническую промышленность в Бирмингеме, откуда она распространилась по всему миру. Электрический генератор Вулрича 1844 года, который сейчас находится в Thinktank, Бирмингемском научном музее, является первым электрическим генератором, использовавшимся в промышленности. ^[16] Он использовался Elkingtons. ^{[17] [18] [19]}

Norddeutsche Affinerie в Гамбурге был первым современным гальваническим заводом, начавшим производство в 1876 году. ^[20]

По мере роста науки электрохимии стало понятно ее отношение к гальванике, и были разработаны другие виды недекоративного гальванического покрытия металлов.Промышленное гальваническое покрытие никеля, латуни, олова и цинка было развито к 1850-м годам. Гальванические ванны и оборудование, основанные на патентах Elkingtons, были увеличены для размещения покрытия многочисленных крупномасштабных объектов и для конкретных производственных и инженерных приложений.

Гальваническая промышленность получила большой импульс с появлением в конце 19 века электрических генераторов. При наличии более высоких токов металлические компоненты машин, аппаратные средства и автомобильные детали, требующие защиты от коррозии и улучшенных свойств износа, а также лучшего внешнего вида, могут перерабатываться в больших объемах.

Две мировые войны и растущая авиационная промышленность дали толчок дальнейшим разработкам и усовершенствованиям, включая такие процессы, как твердое хромирование, покрытие из бронзового сплава, покрытие сульфаматным никелем, а также множество других процессов нанесения покрытия. Гальваническое оборудование превратилось из деревянных цистерн, покрытых гудроном вручную, до автоматизированного оборудования, способного обрабатывать тысячи килограммов в час деталей.

Одним из первых проектов американского физика Ричарда Фейнмана была разработка технологии гальванического нанесения металла на пластик.Фейнман развил первоначальную идею своего друга в успешное изобретение, позволив своему работодателю (и другу) сдержать коммерческие обещания, которые он дал, но не смог бы выполнить иначе. ^[21]

Раствор цинка испытан в ячейке Халла

Ячейка корпуса []

Ячейка корпуса — это тип испытательной ячейки, используемой для качественной проверки состояния гальванической ванны. Это позволяет оптимизировать диапазон плотности тока, оптимизировать концентрацию добавок, распознавать эффекты примесей и указывать способность к выбросу макрокомпонентов. ^[22] Ячейка Халла воспроизводит гальваническую ванну в лабораторном масштабе. Он заполнен образцом гальванического раствора, соответствующий анод подключен к выпрямителю. «Работу» заменяют испытательной панелью с ячейками корпуса, на которую будет нанесено покрытие, чтобы показать «здоровье» ванны.

Ячейка Халла представляет собой контейнер трапециевидной формы, вмещающий 267 мл раствора. Такая форма позволяет размещать испытательную панель под углом к ​​аноду. В результате осаждение наносится при различных плотностях тока, которые можно измерить с помощью линейки ячеек корпуса.Объем раствора позволяет количественно оптимизировать концентрацию добавки: добавление 1 грамма к 267 мл эквивалентно 0,5 унции / галлон в гальваническом резервуаре. ^[23]

Ячейка Харинга – Блюма []

Ячейка Харинга – Блюма используется для определения макро-метательной способности гальванической ванны. Ячейка состоит из двух параллельных катодов с фиксированным анодом посередине. Катоды находятся на расстоянии от анода в соотношении 1: 5. Макро-рассеивающая мощность рассчитывается по толщине покрытия на двух катодах при пропускании постоянного тока в течение определенного периода времени. Wendt, Hartmut; Герхард, Крейс (1999). Электрохимическая инженерия: наука и технологии в химической и других отраслях промышленности . Springer. п. 122. ISBN 3540643869 .

Библиография []

• Дюфур, Джим (2006). Введение в металлургию (5-е изд.). Кэмерон. ^{[ ISBN отсутствует ]}

Внешние ссылки []

,

ЭЛЕКТРОПЛИЦА | определение, значение — che cosa è ELECTROPLATING nel dizionario Inglese

гальванопокрытие

На английском языке, я участвую в представлении и пассиве многих потенциальных клиентов, которые используют аггетивы. Alcuni di questi esempi mostrano il loro utilizzo come aggettivi.

Полость изготовлена ​​ гальваническим покрытием и травлением подходящих латунных оправок и состоит из двух склеенных вместе частей.В нем описывается двор компании , занимающейся гальваникой, , заваленный контейнерами с горючими химикатами, лежащими на кучах горючего мусора. Tratta da

Архив Hansard

Качественное мнение, представленное негласным эмпирическим редактором Кембриджского словаря или издательства Кембриджского университета, не являющегося лицензионным.

Altri Esempi Meno esempi

У меня нет предложений ни запретить использование кадмия в гальванике , ни запретить использование кадмия в стабилизаторах для пластмасс.Tratta da

Архив Hansard

Я видел много случаев болезни гальваники , причиной которой было не ношение перчаток, а использование неисправных перчаток.

.

гальваника Wikipedia

Создание защитного или декоративного металлического покрытия на другом металле с помощью электрического тока

Станок для нанесения медного гальванического покрытия на печатные платы

Гальваника — это общее название процессов, которые создают металлическое покрытие на твердой подложке за счет восстановления катионов этого металла с помощью постоянного электрического тока. Покрываемая деталь действует как катод (отрицательный электрод) электролитической ячейки; электролит представляет собой раствор соли металла, на который наносится покрытие; а анод (положительный электрод) обычно представляет собой блок из этого металла или какого-либо инертного проводящего материала.Ток обеспечивается внешним источником питания.

Гальваника широко используется в промышленности и декоративном искусстве для улучшения свойств поверхности объектов, таких как устойчивость к истиранию и коррозии, смазывающая способность, отражательная способность, электропроводность или внешний вид. Его также можно использовать для увеличения толщины деталей меньшего размера или изношенных деталей или для изготовления металлических пластин сложной формы — этот процесс называется гальванопластикой. Он также используется для очистки металлов, таких как медь.

Термин «гальваника» может также иногда использоваться для процессов, которые используют электрический ток для достижения окисления анионов на твердой подложке, например, при образовании хлорида серебра на серебряной проволоке для изготовления серебряных / хлоридсеребряных электродов.

Электрополировка, процесс, при котором для удаления катионов металлов с поверхности металлического объекта используется электрический ток, можно рассматривать как противоположность гальваники. ^[1]

Процесс []

Упрощенная схема гальваники меди (оранжевый) на токопроводящем объекте (катод, «Me», серый). Электролит представляет собой раствор сульфата меди CuSO
₄ . Медный анод используется для пополнения электролита катионами меди Cu ²⁺
по мере того, как они наносятся на катод.

Электролит должен содержать положительные ионы (катионы) осаждаемого металла. Эти катионы восстанавливаются на катоде до металла в нулевом валентном состоянии. Например, электролитом для меднения может быть раствор сульфата меди (II), который диссоциирует на катионы Cu ²⁺ и анионы SO ^2-
₄ . На катоде Cu ²⁺ восстанавливается до металлической меди за счет получения двух электронов.

Когда анод сделан из металла покрытия, там может происходить обратная реакция, превращающая его в растворенные катионы.Например, медь окисляется на аноде до Cu ²⁺ за счет потери двух электронов. В этом случае скорость растворения анода будет равна скорости нанесения покрытия на катод, и, таким образом, ионы в ванне электролита постоянно пополняются анодом. Конечный результат — эффективный перенос металла от анодного источника к катоду.

Вместо этого анод может быть изготовлен из материала, устойчивого к электрохимическому окислению, такого как свинец или углерод.Вместо этого на аноде образуются кислород, перекись водорода или некоторые другие побочные продукты. В этом случае ионы металла, подлежащего нанесению, необходимо периодически пополнять в ванне по мере того, как они вытягиваются из раствора. ^[3]

Покрытие чаще всего представляет собой отдельный металлический элемент, а не сплав. Однако на некоторые сплавы можно наносить электроосаждение, особенно на латунь и припой. Гальванические «сплавы» не являются настоящими сплавами, то есть твердыми растворами, а скорее дискретными крошечными кристаллами покрываемых металлов.В случае плакированного припоя иногда считается необходимым иметь «настоящий сплав», и плакированный припой плавится, чтобы позволить олову и свинцу объединиться с образованием настоящего сплава. Настоящий сплав более устойчив к коррозии, чем сплав с покрытием.

Многие ванны для гальваники содержат цианиды других металлов (например, цианид калия) в дополнение к цианидам осаждаемого металла. Эти свободные цианиды способствуют коррозии анода, помогают поддерживать постоянный уровень ионов металлов и повышают проводимость.Кроме того, для увеличения проводимости могут быть добавлены неметаллические химические вещества, такие как карбонаты и фосфаты.

Если гальваника на определенных участках подложки нежелательна, применяются ограничители, чтобы предотвратить контакт ванны с подложкой. Типичные защитные покрытия включают ленту, фольгу, лаки и воски. ^[4]

Способность покрытия равномерно покрывать называется метательной силой ; Чем выше метательная сила, тем равномернее покрытие. ^[5]

Забастовка []

Изначально можно использовать специальное покрытие, называемое strike или flash , для формирования очень тонкого (обычно менее 0,1 мкм) покрытия с высоким качеством и хорошей адгезией к подложке. Это служит основой для последующих процессов нанесения покрытия. Для удара используется высокая плотность тока и ванна с низкой концентрацией ионов. Этот процесс медленный, поэтому после получения желаемой толщины покрытия используются более эффективные процессы нанесения покрытия.

Ударный метод применяется также в сочетании с нанесением покрытия на разные металлы. Если желательно нанести один тип покрытия на металл для улучшения коррозионной стойкости, но этот металл по своей природе имеет плохую адгезию к подложке, сначала может быть нанесен удар, совместимый с обоими. Одним из примеров такой ситуации является плохая адгезия электролитического никеля к цинковым сплавам, и в этом случае используется медная пластина, которая хорошо прилегает к обоим сплавам. ^[3]

Электрохимическое осаждение []

Электрохимическое осаждение обычно используется для выращивания металлов и проводящих оксидов металлов из-за следующих преимуществ: толщину и морфологию наноструктуры можно точно контролировать, регулируя электрохимические параметры; относительно однородные и компактные отложения могут быть синтезированы в структурах на основе темплатов; получаются более высокие скорости осаждения; а оборудование недорогое из-за отсутствия требований ни к высокому вакууму, ни к высокой температуре реакции. ^{[6] [7] [8]}

Импульсное гальваническое покрытие []

Процесс импульсного гальванического покрытия или импульсного электроосаждения (PED) включает быстрое изменение электрического потенциала или тока между двумя разными значениями, что приводит к серии импульсов одинаковой амплитуды, длительности и полярности, разделенных нулевым током. Изменяя амплитуду и ширину импульса, можно изменять состав и толщину осаждаемой пленки. ^[9]

Экспериментальные параметры импульсного гальванического покрытия обычно включают пиковый ток / потенциал, рабочий цикл, частоту и эффективный ток / потенциал.Пиковый ток / потенциал — это максимальная настройка тока или потенциала гальваники. Рабочий цикл — это эффективная часть времени в течение определенного периода гальваники с приложенным током или потенциалом. Эффективный ток / потенциал рассчитывается путем умножения рабочего цикла на пиковое значение тока или потенциала. Импульсное гальваническое покрытие может помочь улучшить качество гальванической пленки и снять внутреннее напряжение, возникающее во время быстрого осаждения. Комбинация короткого рабочего цикла и высокой частоты может уменьшить поверхностные трещины.Однако для поддержания постоянного эффективного тока или потенциала может потребоваться высокопроизводительный источник питания, обеспечивающий высокий пиковый ток / потенциал и быстрое переключение. Другой распространенной проблемой импульсного гальванического покрытия является то, что анодный материал может покрыться металлическим покрытием и загрязниться во время обратного гальванического покрытия, особенно для дорогостоящего инертного электрода, такого как платина.

Другие факторы, которые могут повлиять на импульсное гальваническое покрытие, включают температуру, зазор между анодом и катодом и перемешивание.Иногда импульсное гальваническое покрытие может выполняться в нагретой гальванической ванне для увеличения скорости осаждения, поскольку скорость почти всех химических реакций экспоненциально возрастает с температурой в соответствии с законом Аррениуса. Зазор между анодом и катодом связан с распределением тока между анодом и катодом. Небольшое отношение площади зазора к площади образца может вызвать неравномерное распределение тока и повлиять на топологию поверхности образца с покрытием. Перемешивание может увеличить скорость переноса / диффузии ионов металла из объема раствора к поверхности электрода.Настройки перемешивания различаются для разных процессов гальваники металла.

Кисть для гальваники []

Тесно связанным процессом является нанесение гальванического покрытия щеткой, при котором локализованные области или целые элементы покрываются щеткой, пропитанной гальваническим раствором. Щетка, как правило, представляет собой корпус из нержавеющей стали, обернутый впитывающим тканевым материалом, который удерживает раствор для нанесения покрытия и предотвращает прямой контакт с покрываемым предметом, соединен с анодом источника постоянного тока низкого напряжения, и предметом для нанесения покрытия подключен к катоду.Оператор окунает щетку в раствор для нанесения покрытия, затем наносит его на предмет, постоянно перемещая щетку, чтобы равномерно распределить материал покрытия.

Щеточное гальваническое покрытие имеет несколько преимуществ по сравнению с покрытием резервуаров, включая портативность, способность наносить покрытие на предметы, которые по каким-то причинам не могут быть покрыты резервуаром (одним из применений было покрытие участков очень больших декоративных опорных колонн в реставрации здания), низкая маскировка или ее отсутствие требования и сравнительно низкие требования к объему раствора для нанесения покрытия.Недостатки по сравнению с металлизацией резервуара могут включать большее участие оператора (покрытие резервуара часто можно выполнить с минимальным вниманием) и невозможность добиться такой большой толщины листа.

Твердый хром в щеточном гальваническом покрытии []

Твердый хром — один из наиболее распространенных материалов покрытия, используемых для твердого покрытия и гальваники, благодаря его прочности, устойчивости и гладкой поверхности. Однако хром в шестивалентном состоянии очень опасен. При вдыхании или употреблении содержащийся в воздухе Cr ⁶⁺ [JT2] был связан с раком легких и вызывает повреждение горла, рта и носа.

Это связано с тем, что в шестивалентном состоянии хром обладает канцерогенными и тератогенными свойствами, что оказывает мутагенное действие на клетки.

Ежегодно 558000 технических специалистов в США подвергаются воздействию шестивалентного хрома на рабочем месте, при этом те, кто работает в гальванической, сварочной и лакокрасочной промышленности, подвергаются наибольшему риску из-за повышенного воздействия высоких уровней соединений Cr ⁶⁺ . ^[10]

Из-за опасностей, связанных с шестивалентным хромом, поиск более безопасных и экологически чистых альтернатив был основным двигателем исследований щеточного гальванического покрытия в последнее десятилетие.Одной из разработанных альтернатив являются композиты с металлической матрицей (MMC). MMC предлагает уникальные и превосходные характеристики для металлических покрытий, включая твердость, износостойкость и защиту от окисления при высоких температурах. Эта альтернативная хрому MMC включает карбид хрома кобальта, карбид никеля вольфрама и карбид хрома никеля. ^[11]

Обшивка ствола []

Этот метод гальваники является одним из наиболее часто используемых в промышленности для обработки большого количества небольших объектов.Объекты помещаются в бочкообразную непроводящую клетку, а затем погружаются в химическую ванну, содержащую взвешенные атомы металла, который должен быть нанесен на них. Затем ствол вращается, и электрические токи проходят через различные части ствола, замыкая цепи, когда они касаются друг друга. В результате получается очень однородный и эффективный процесс нанесения покрытия, хотя отделка конечных продуктов, вероятно, будет страдать от истирания во время процесса нанесения покрытия. Он не подходит для очень декоративных или точно спроектированных предметов. ^[12]

Чистота []

Чистота важна для успешного гальванического покрытия, поскольку молекулярные слои масла могут препятствовать прилипанию покрытия. ASTM B322 — это стандартное руководство по очистке металлов перед нанесением гальванических покрытий. Очистка включает очистку растворителем, очистку горячим щелочным моющим средством, электроочистку, кислотную обработку и т. Д. Наиболее распространенным промышленным тестом на чистоту является испытание на разрыв воды, при котором поверхность тщательно ополаскивается и удерживается в вертикальном положении.Гидрофобные загрязнения, такие как масла, заставляют воду рассыпаться и рассыпаться, позволяя воде быстро стекать. Идеально чистые металлические поверхности гидрофильны и будут удерживать непрерывный слой воды, который не скатывается и не стекает. ASTM F22 описывает версию этого теста. Этот тест не обнаруживает гидрофильных загрязнителей, но гальваника может легко их вытеснить, так как растворы на водной основе. Поверхностно-активные вещества, такие как мыло, снижают чувствительность теста, и их необходимо тщательно смыть.

Эффекты []

Гальваника изменяет химические, физические и механические свойства детали. Примером химического изменения является повышение коррозионной стойкости никелированием. Примером физического изменения является изменение внешнего вида. Примером механического изменения является изменение прочности на разрыв или твердости поверхности, что является обязательным атрибутом в инструментальной промышленности. ^[13] Гальваническое покрытие кислотным золотом нижележащих медных или никелированных цепей снижает контактное сопротивление, а также твердость поверхности.Покрытые медью участки мягкой стали действуют как маска, если упрочнение таких участков нежелательно. Луженая сталь хромируется, чтобы предотвратить потускнение поверхности из-за окисления олова.

Гальваническое или химическое нанесение покрытия может использоваться как способ сделать металлическую деталь радиоактивной, используя водный раствор, приготовленный из никель-фосфорных концентратов, которые содержат радиоактивный гипофосфит. ³² P ионы. ^[14]

Альтернативы гальванике []

Существует ряд альтернативных способов получения металлических покрытий на твердых подложках, которые не включают электролитическое восстановление:

• Для нанесения покрытия методом химического восстановления используется ванна, содержащая ионы металлов и химические вещества, которые восстанавливают их до металла за счет окислительно-восстановительных реакций.Реакция должна быть автокаталитической, чтобы новый металл осаждался поверх растущего покрытия, а не осаждался в виде порошка через всю ванну сразу. Химические процессы широко используются для осаждения никель-фосфорных или никель-борных сплавов для обеспечения устойчивости к износу и коррозии, серебра для изготовления зеркал, меди для печатных плат и многого другого. Основное преимущество этих процессов перед гальваническим покрытием состоит в том, что они могут создавать покрытия одинаковой толщины на поверхностях произвольной формы, даже внутри отверстий, и подложка не обязательно должна быть электропроводной.Еще одно важное преимущество заключается в том, что им не нужны источники питания или аноды особой формы. К недостаткам можно отнести более низкую скорость осаждения, потребление относительно дорогих химикатов и ограниченный выбор металлов для покрытия.

• Процессы нанесения покрытий методом погружения используют реакции замещения, в которых субстратный металл окисляется до растворимых ионов, в то время как ионы металла покрытия восстанавливаются и осаждаются на его месте. Этот процесс ограничен очень тонкими покрытиями, поскольку реакция прекращается после того, как субстрат полностью покрыт.Тем не менее, он имеет несколько важных применений, таких как процесс химического никелирования иммерсионного золота (ENIG), используемый для получения позолоченных электрических контактов на печатных платах.

• При распылении используется сильный электронный луч для выброса микроскопических частиц металла на подложку в вакууме.

• При химическом осаждении из паровой фазы используется газ, содержащий летучие соединения металла, которые осаждаются на подложку в результате химической реакции.

• Золочение — это традиционный способ нанесения золотого слоя на металлы путем нанесения очень тонкого листа золота, удерживаемого клеем

История []

Современная электрохимия была изобретена итальянским химиком Луиджи Валентино Бругнателли в 1805 году. Бругнателли использовал изобретение своего коллеги Алессандро Вольта пятью годами ранее, гальваническую батарею, для облегчения первого электроосаждения. Изобретения Бругнателли были запрещены Французской академией наук и не стали использоваться в общей промышленности в течение следующих тридцати лет.К 1839 году ученые в Великобритании и России независимо друг от друга разработали процессы осаждения металлов, аналогичные методам Бругнателли для гальваники медных пластин печатных станков.

Борис Якоби в России не только заново открыл гальванопластику, но и разработал гальванопластику и гальванопластику. Гальванопластика быстро вошла в моду в России, и такие люди, как изобретатель Петр Багратион, ученый Генрих Ленц и писатель-фантаст Владимир Одоевский, внесли свой вклад в дальнейшее развитие технологии.Среди наиболее громких случаев использования гальваники в России середины XIX века были гигантские гальванопластические скульптуры Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге и позолоченный купол Храма Христа Спасителя в Москве, самого высокого православного храма в мире. ^[15]

Вскоре после этого Джон Райт из Бирмингема, Англия, обнаружил, что цианид калия является подходящим электролитом для гальваники золота и серебра. Сподвижники Райта Джордж Элкингтон и Генри Элкингтон получили первые патенты на гальванику в 1840 году.Затем эти двое основали гальваническую промышленность в Бирмингеме, откуда она распространилась по всему миру. Электрический генератор Вулрича 1844 года, который сейчас находится в Thinktank, Бирмингемском научном музее, является первым электрическим генератором, использовавшимся в промышленности. ^[16] Он использовался Elkingtons. ^{[17] [18] [19]}

Norddeutsche Affinerie в Гамбурге был первым современным гальваническим заводом, начавшим производство в 1876 году. ^[20]

По мере роста науки электрохимии стало понятно ее отношение к гальванике, и были разработаны другие виды недекоративного гальванического покрытия металлов.Промышленное гальваническое покрытие никеля, латуни, олова и цинка было развито к 1850-м годам. Гальванические ванны и оборудование, основанные на патентах Elkingtons, были увеличены для размещения покрытия многочисленных крупномасштабных объектов и для конкретных производственных и инженерных приложений.

Гальваническая промышленность получила большой импульс с появлением в конце 19 века электрических генераторов. При наличии более высоких токов металлические компоненты машин, аппаратные средства и автомобильные детали, требующие защиты от коррозии и улучшенных свойств износа, а также лучшего внешнего вида, могут перерабатываться в больших объемах.

Две мировые войны и растущая авиационная промышленность дали толчок дальнейшим разработкам и усовершенствованиям, включая такие процессы, как твердое хромирование, покрытие из бронзового сплава, покрытие сульфаматным никелем, а также множество других процессов нанесения покрытия. Гальваническое оборудование превратилось из деревянных цистерн, покрытых гудроном вручную, до автоматизированного оборудования, способного обрабатывать тысячи килограммов в час деталей.

Одним из первых проектов американского физика Ричарда Фейнмана была разработка технологии гальванического нанесения металла на пластик.Фейнман развил первоначальную идею своего друга в успешное изобретение, позволив своему работодателю (и другу) сдержать коммерческие обещания, которые он дал, но не смог бы выполнить иначе. ^[21]

Раствор цинка испытан в ячейке Халла

Ячейка корпуса []

Ячейка корпуса — это тип испытательной ячейки, используемой для качественной проверки состояния гальванической ванны. Это позволяет оптимизировать диапазон плотности тока, оптимизировать концентрацию добавок, распознавать эффекты примесей и указывать способность к выбросу макрокомпонентов. ^[22] Ячейка Халла воспроизводит гальваническую ванну в лабораторном масштабе. Он заполнен образцом гальванического раствора, соответствующий анод подключен к выпрямителю. «Работу» заменяют испытательной панелью с ячейками корпуса, на которую будет нанесено покрытие, чтобы показать «здоровье» ванны.

Ячейка Халла представляет собой контейнер трапециевидной формы, вмещающий 267 мл раствора. Такая форма позволяет размещать испытательную панель под углом к ​​аноду. В результате осаждение наносится при различных плотностях тока, которые можно измерить с помощью линейки ячеек корпуса.Объем раствора позволяет количественно оптимизировать концентрацию добавки: добавление 1 грамма к 267 мл эквивалентно 0,5 унции / галлон в гальваническом резервуаре. ^[23]

Ячейка Харинга – Блюма []

Ячейка Харинга – Блюма используется для определения макро-метательной способности гальванической ванны. Ячейка состоит из двух параллельных катодов с фиксированным анодом посередине. Катоды находятся на расстоянии от анода в соотношении 1: 5. Макро-рассеивающая мощность рассчитывается по толщине покрытия на двух катодах при пропускании постоянного тока в течение определенного периода времени. Wendt, Hartmut; Герхард, Крейс (1999). Электрохимическая инженерия: наука и технологии в химической и других отраслях промышленности . Springer. п. 122. ISBN 3540643869 .

Библиография []

• Дюфур, Джим (2006). Введение в металлургию (5-е изд.). Кэмерон. ^{[ ISBN отсутствует ]}

Внешние ссылки []

,

No related posts.