Гальванический двигатель


Гальваническая коррозия катеров, яхт и лодочных моторов. |

Гальваническая коррозия — лишь один из видов коррозийного разрушения металла. Процессы эти, не являются простыми, но общее понимание, избавит от множества дорогостоящих проблем. К тому же, этим воздействиям, подвержены не только приводы двигателей.

Для запуска процесса гальванической коррозии, необходимо, всего лишь, иметь в распоряжении, два разнородных металла, с разными электрическими потенциалами. И, конечно, такого важного посредника-проводника, как морская (в идеале) вода, которая, будет играть роль электролита.  Как вы понимаете, у нас с вами, этого в избытке. Поэтому, гальваническую коррозию, чаще называют «морская коррозия».

Ситуация немного сложней, чем кажется. Ведь, даже два, казалось бы, одинаковых металла, запросто могут иметь в своем составе, разные сплавы. Соответственно, нейтральной парой, назвать их уже будет сложно, потому что, один из них, будет более активным. Да и сама неоднородность металлов, провоцирует гальванокоррозию. Поэтому, к примеру, латунь (сплав меди с цинком) — крайне редко используемый металл в судостроении.

На всех  корпусах алюминиевых катеров, поворотно-откидных колонок и подвесных лодочных моторов, ниже ватерлинии, обязательной является установка накладок из цинка, магния или алюминия (только, более активного, конечно), как наименее благородного и наиболее активного металла, в нашей связке, который играет роль анода. Тогда как, алюминий — роль катода. Идентичная, более благородная, пара: алюминий — сталь. Конечно, гальваническая пара,  соединена проводником.

Отсюда следует, что стальной гребной винт, будет крайне не равнодушен к вашему алюминиевому катеру, в частности, к поворотно-откидной колонке, без должной защиты.

Работу анода, можно увидеть невооруженным глазом, точнее, последствия его работы. К примеру, части угловой колонки или дейдвуда ПЛМ, через некоторое время нахождения в воде, будут покрыты белесым налетом — оксидом цинка. По своей сути, это — высвобождение электронов, то есть, тот же электрический ток. При этом, частицы вещества, переносятся с анода к катоду, и мы жертвуем одной частью, что бы сохранить другую. Ну это, если совсем грубо. Зато, всем понятно.

Сама накладка-анод, будет постепенно терять в размере. Однако, неравномерное и молниеносное «исчезновение» анода  — может быть (не всегда) признаком наличия так называемых, блуждающих токов. Это относится к электролитической коррозии, но суть остается той же.

Впрочем, в этом случае, анодом может стать уже любая подводная часть вашего любимого катера, имеющая наименьшее сопротивление. В подобной ситуации, ток будет искать кратчайший путь лодка-вода-земля. Самая частая причина — самостоятельное неправильное подключение электрооборудования : холодильников, водяных помп, АКБ и т.д.  И отсутствие обслуживания и диагностики бортовых электросетей.

Блуждающие токи — это распространенная проблема электрофицированных причалов и марин. Бывает, конечно, и несоблюдение стандартов электрофикации, но, основная проблема связана, все-таки, с заземлением. Заземляющий кабель — это необходимая мера безопасности, при подключении катера или яхты к береговому источнику питания.

Поэтому, стальная яхта, с изношенным корпусом, и ваш алюминиевый катер, запитанные от причала, рядом друг с другом, образуют прекрасную катодно-анодную пару. Не в пользу последнего, разумеется. Такую же роль сыграет и стальная причальная стенка.

Для предотвращения подобных казусов, используется простейшая гальваническая развязка.

Вышеописанные процессы, взяты за основу, так называемой, активной катодной (ICCP) защиты. Этот метод, предполагает выработку тока, который пускается на подавление электрохимической активности и предотвращает появление гальванических пар.

Покраска  привода и всех алюминиевых деталей — дело очень хорошее, дающее дополнительную защиту, но требующее постоянного обновления. За этим придется тщательно следить. Особенно, за острыми углами, местами соединений и, само-собой, царапинами и повреждениями. Но, если коррозия началась, окраска проблемного места, без зачистки и грунтовки, не поможет.

Краски — необрастайки, на основе меди, ни в коем случае, нельзя применять для покраски алюминиевых катеров.

Так же, не забывайте, что любой вид коррозии, не покрывается гарантийными обязательствами. А перед установкой нового оборудования, помните, что крепеж, особенно, нержавейка, должен быть изолирован от корпуса.

В этой таблице можно легко увидеть, какой, из пары металлов, образующих «батарейку», будет анодом, а какой — катодом.

Магниевые аноды, лучше оставить для пресной воды. Для морской, следует устанавливать цинковые сплавы или алюминиевые. Главное, подавить желание, установить все три вида протекторов. Тогда магний — станет главным анодом, защищая алюминиевый и цинковый протектор. Надо сказать, что цинковые аноды, постепенно уходят в прошлое, их место занимают теперь, только алюминиевые и магниевые сплавы.

Так или иначе, любой анод требует замены, при сокращении его объема наполовину, дальше, он просто перестанет работать, а в течении его срока службы, необходимо проверять, плотно ли он прилегает к защищаемому металлу.

Ну, и последнее, на протектор, ни в коем случае, нельзя наносить краску, смазку и т.д. Это равносильно его отсутствию.

Михаил Сафронов, для журнала GoodBoating.ru

goodboating.ru

Гальванический элемент Калло / Мастерская / НеПропаду

Большинство самодельных гальванических элементов страдают от поляризации, в процессе их работы на электродах будут выделяться газообразные продукты реакции, что резко и быстро снизит их эффективность. Электролит надо постоянно перемешивать, для удаления этих пузырьков. В журнале Юный техник №2 за 1992 год была опубликована статья, посвященная самостоятельному изготовлению химических источников тока. Меня заинтересовал элемент Калло и я попробовал его изготовить. Итак берем пробирку, медную проволоку, и цинковую пластинку. Цинк брал из старой солевой батарейки. Думаю вместо цинка можно использовать и оцинкованное железо, но тогда элемент будет работать только, пока не растворится слой цинка, а затем вместо пары цинк-медь, получим пару железо-медь, соответственно эффективность работы снизится. Засыпаем деполяризатор (медный купорос), сверху я его закрыл ватой, для того чтобы медный купорос медленнее перемешивался с остальным электролитом. Вата здесь играет роль полупроницаемой перегородки между электродами. Деполяризатор нужен для того, что бы на медном электроде не образовывались пузырьки водорода. В качестве электролита использовался 10% раствор поваренной соли. Элемент Калло в сборе. Э.Д.С. 1,1 В. Здесь и далее мультиметр показывает значение в милливольтах. Под нагрузкой. В качестве нагрузки использован резистор 1 кОм. Соответственно ток через элемент составляет 0,8 мА. Затем элемент был оставлен под той же нагрузкой на два дня, электролит не перемешивался. Через два дня напряжение на элементе снизилось незначительно. В итоге. Нетостатки: -малое напряжение, меньше 1 В под нагрузкой, -малый ток, отдаваемый элементом в нагрузку (Для увеличения силы тока, можно увеличить площадь электродов, в качестве емкостей взять не пробирки, а скажем банки) -жидкий электролит сильно затрудняет применение такого источника тока в переносных устройствах (Наверное если заткнуть пробирку герметичной пробкой, через отверстия в которой пропустить провода, то устройство можно переносить. но без сомнения тряска такой конструкции противопоказана). Достоинства: -простота конструкции, -в качестве деполяризатора и электролита используются легко доступные химические вещества, -может стабильно работать существенное время. Конечно запитать, что-то существенное от одного элемента не получится, их надо объединять в батарею, для этого не плохо подходит лабораторный штатив для пробирок. Конечно, батарейки промышленного изготовления легче, компактнее, удобнее и т.д. Я не против нормальных батареек, но на всякий случай, если под рукой нет ничего другого, годится и это. Тематическая подборка материалов о химических источниках тока из Юного техника. №8 за 1999 год №3 за 2000 год №5 за 2007 год Спасибо за внимание.

nepropadu.ru

Гальваническое покрытие - Тюнинг

Гальваническое покрытие - щит от коррозии. Дмитрий СМАГИН, пос. Лянгасово Кировской обл.

Покрытие стальных деталей цинком - простой, доступный и эффективный способ предохранения их от ржавчины. Можно, нарастив толстый слой этого металла, восстановить размеры изношенной детали. То, что хочу предложить, настолько просто, что этим методом сможет воспользоваться каждый, даже с "двойкой" по химии.Купите в автомагазине немного готового электролита для кислотных аккумуляторов. Соберите у друзей старые батарейки. Цинк, который нам понадобится, лучше взять из дешевых батареек старого типа. Крепким ножом надрежьте цинк и осторожно снимите его, как кожуру с апельсина, хорошенько промойте водой.Налейте в стеклянную банку полстакана электролита и засыпьте в него "кожуру". Тут же начнется реакция, в результате которой образуется раствор сульфата цинка (он-то нам и нужен), а также водород. Газ этот легко воспламеняется, а его смесь с воздухом (так называемый гремучий газ) может взорваться. Так что от греха подальше выставьте банку на улицу и гоните от нее курильщиков! (Если лень возиться с кислотой, попробуйте найти сульфат цинка в магазинах химреактивов.)Чтобы реакция не проходила слишком бурно, засыпайте обрезки небольшими порциями. По мере растворения добавляйте цинк до тех пор, пока он не перестанет реагировать с кислотой (кислоту вы должны израсходовать полностью!).Деталь, на которую собираетесь нанести покрытие, очистите от грязи и ржавчины и тщательно обезжирьте. Если собираетесь получить блестящее декоративное покрытие, отшлифуйте и отполируйте наружные поверхности предмета облагораживания, а не приведете его в порядок - наносимый металл в точности повторит неказистый рельеф. Не удается снять всю ржавчину?

Некоторое время подержите деталь в аккумуляторном электролите, соляной кислоте или в уксусе. Но ни в коем случае не в преобразователе ржавчины или, как могут посоветовать "знатоки", чистой ортофосфорной кислоте! К образовавшейся пленке из фосфатов цинк никогда в жизни не пристанет.Раствор сульфата цинка налейте в кислотостойкий сосуд. Лучше стеклянный, но подойдет и корыто, вырезанное из полиэтиленовой канистры.В качестве источника питания лучше всего использовать зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов, в котором есть регулятор тока и амперметр: по ним удобно контролировать силу тока. Подключите к его отрицательному выводу провод и соедините его с деталью - это будет катод. Для изготовления анода выберите кусочек цинка побольше и соедините его проводом с плюсовой клеммой зарядного устройства.Во время гальванического процесса металл анода (кусочек цинка) переносится на катод (деталь). Анод растворяется, и его приходится периодически менять. Следите, чтобы в электролит был погружен только цинк, но не провод, к которому он прикреплен - иначе раствор загрязнится медью, и коррозионная стойкость покрытия может резко ухудшиться.Большие детали можно защитить от коррозии так. Сделайте анод: обмотайте пластину цинка ватой или марлей, смоченной в полученном нами растворе, и подключите его к "плюсу" зарядного устройства, "минус" - к детали. Если участок невелик и работать будете недолго, можно воспользоваться аккумулятором. При оптимальной величине тока получается покрытие серого цвета. Получилась рыхлая черная поверхность - убавьте ток, светлая - увеличьте. Обычно хватает тока силой 0,5-1 А.

Готовую деталь хорошо промойте водой, а если изготовили раствор сульфата цинка с помощью серной кислоты, предварительно ополосните раствором питьевой соды. При желании покрытие можно отполировать.Точно так же восстанавливаются размеры изношенной детали. Например, разболталось отверстие в картере под подшипник. Само отверстие, конечно же, покрыть цинком не удастся - алюминий вообще не так-то просто чем-либо покрыть. Зато можно оцинковать наружную обойму подшипника. Чтобы рабочий раствор не попал внутрь, к шарикам и сепаратору, закройте подшипник с двух сторон резиновыми прокладками, а поверх них пластинами из диэлектрика, например из текстолита. Металлические пластины использовать для этой цели не стоит. На них тоже будет осаждаться цинк, и вам не хватит бэ-ушных батареек для пополнения его запасов. Весь этот "бутерброд" стяните болтом и подведите к подшипнику "минус".Таким же образом можно покрывать детали медью. Как декоративное или антикоррозионное это покрытие использовать, конечно же, нельзя, но для наращивания размера - несомненно. Во-первых, не понадобится возиться с кислотой. Медный купорос (он же сульфат меди, из которого приготавливается раствор) продается в хозяйственных магазинах. А во-вторых, не понадобится никаких поисков и расковыривания батареек для анода. Используйте медную пластину или пучок медных проводов. Растворите максимальное количество медного купороса в воде. Силу тока подбирайте так же, как и при цинковании.Как видите, ничего сложного. Лично мне это занятие так понравилось, что я покрыл цинком все, что может поржаветь: гайки, болты, шайбы, инструмент, некоторые детали мотоцикла.

ru-moto.ru

izh-motor.ru

гальванотехника - это... Что такое гальванотехника?

область прикладной электрохимии, охватывающая процессы электролитического осаждения металлов на поверхность металлических и неметаллических изделий. Гальванотехника включает гальваностегию (получение на поверхности изделий прочно связанных с ней тонких металлических покрытий) и гальванопластику (получение легко отделяемых, относительно толстых, точных копий с различных предметов, т. н. матриц). Открытие и техническая разработка гальванотехники принадлежат Б. С. Якоби, о чём он доложил 5 октября 1838 г. на заседании Петербургской академии наук.

Принцип гальванического процесса можно показать на конкретном примере (см. рис. на с. 89). Для серебрения латунной ложки её помещают в ванну с раствором соли серебра и подключают к отрицательному полюсу источника постоянного тока. В эту же ванну опускают серебряную пластину приблизительно такой же, как у ложки, площади и присоединяют её к положительному полюсу источника тока. При протекании тока через электролит положительные ионы серебра движутся к отрицательному полюсу, т. е. к латунной ложке, получают на её поверхности недостающие электроны и осаждаются уже в виде нейтральных атомов. Одновременно на катоде (серебряной пластине) новые атомы серебра превращаются в ионы и переходят в раствор.

Схема процесса гальванического серебрения

В гальванотехнических процессах особо важную роль играет анод, основное назначение которого – восполнять в электролите ионы, разряжающиеся на покрываемых изделиях. Анод не должен содержать примесей, отрицательно влияющих на внешний вид и структуру покрытий. Все процессы как гальванопластики, так и гальваностегии протекают в гальванических ваннах. Материалом ванны в зависимости от её размеров и степени агрессивности электролита могут служить: керамика, эмалированный чугун, футерованная свинцом сталь, органическое стекло и др. Ёмкость ванн колеблется от долей мі (для золочения) до 10 мі и более. Гальванической ванной называют также состав находящегося в ней электролита. Гальваностегия применяется шире, чем гальванопластика. Её основное назначение – придать готовым изделиям или полуфабрикатам определённые свойства: повышенную коррозионную стойкость (достигается цинкованием, кадмированием, лужением, свинцеванием), износостойкость трущихся поверхностей (хромированием), декоративный вид (никелированием, хромированием, золочением, серебрением). По сравнению с применявшимися издавна методами нанесения покрытий (напр., погружением в расплавленный металл) гальваностегия имеет ряд преимуществ, особенно в тех случаях, когда можно ограничиться незначительной толщиной покрытия. Технологический прогресс в гальваностегии развивается по пути получения блестящих покрытий, не требующих дополнительной полировки; прогресс в области оборудования заключается в разработке и внедрении агрегатов для механической подготовки поверхности и нанесения покрытий, включая все вспомогательные операции, вплоть до нанесения покрытий на непрерывно движущуюся полосу с последующей штамповкой изделий (напр., автомобильные кузова, консервная тара и др.). Наиболее широко гальваностегию применяют в автомобиле – и судостроении, в авиационной, электронной, химической промышленности.

Гальванопластика отличается от гальваностегии гл. обр. методами подготовки поверхности предметов-матриц и большей толщиной слоя наращиваемого металла (в десятки и сотни раз). Матрицы могут быть металлическими и неметаллическими. Преимущество металлических матриц перед неметаллическими заключается в более лёгкой подготовке поверхности (чаще методом оксидирования) и возможности снятия большего числа копий. Наиболее распространена медная гальванопластика, меньше – железная и никелевая. Основная область применения гальванопластики – полиграфия.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

dic.academic.ru

Оборудование для производства метизов и крепежа. Тайвань Метиз Альянс

Более 60% мирового рынка крепежа и метизной продукции делается на тайваньском оборудовании.

Оборудование для производства метизов, крепежа и деталей произведенное на Тайване является основой успеха многих тайванских компаний на международном рынке. Сейчас тайванские компании, производящие метизы и крепеж, контролируют более 60% мирового рынка. Только на Тайване работают более 1000 таких предприятий.

Тайвань - это лидер современной мировой метизной промышленности. Исторически сложилось, что, сразу после второй мировой войны США разместили на Тайване производство крепежа для нужд своей армии. Благодаря этому Тайвань сейчас является, во-первых, главным разработчиком и производителем оборудования для изготовления крепежа (более 60% мирового рынка крепежа и метизной продукции делается на тайваньском оборудовании), а во-вторых, главным поставщиком сложного, высокотехнологичного крепежа. Что касается производства простых крепежных изделий, то оно постепенно было перенесено в материковый Китай, который Тайвань обеспечивает новейшей техникой и технологиями.

ТАЙВАНЬ МЕТИЗ АЛЬЯНС - группа лучших тайваньских компаний производителей оборудования для мирового рынка крепежа, метизов, автомобильных и специальных деталей, включая:

  • аэрокосмическую промышленность;
  • оборонно-промышленный комплекс;
  • судостроение;
  • топливно-энергетическая промышленность.

Основой группы компаний Тайвань Метиз Альянс являются компании - лидеры мирового рынка в области оборудования для производства метизов, крепежа и разных деталей. ТМА объединяет более 26 передовых предприятий Тайваня по производству специального оборудования, инструмента и металла для метизной промышленности – от подготовки металла под высадку и штамповку, термической обработки, цинкования до автоматического контроля качества и упаковки готовой продукции, холодновысадочного, резьбонакатного инструмента и металла для холодной высадки для полного автоматизированного холодновысадочного производства.

Оборудование компаний ТМА используется на крупнейших заводах мира, продукция которых поставляется для многих известных компаний таких как Toyota, Mersedes-Benz, Volvo, BMW, Nissan, Ford, Honda, Hyundai, Suzuki, Yamaha, компаниями аэрокосмической индустрии, а также многими другими компаниями в разных отраслях промышленности. Ярким примером может быть и компания Apple, продукция которой комплектуется метизами, сделанных полностью на тайваньском оборудовании.

Проекты под ключ с рассрочкой платежа и кредитованием 3-5 лет

Волочильное оборудование и калибровочные линии

Холодновысадочное оборудование для винтов самонарезающих и шурупов

Резьбонакатное оборудование для винтов самонарезающих и шурупов

Холодновысадочное оборудование для производства болтов, гаек и специальных деталей

Резьбонакатное оборудование для болтов. Шлицефрезерные станки

Гайконарезное оборудование

Сборочное оборудование автоматическое

Оборудование для производства гвоздей высокоскоростное

Конвейерная печь. Шахтная печь. Колпаковая печь.

Гальваническая линия для цинкования и фосфатирования

Упаковочная линия автоматическая

Оборудование для оптической сортировки автомобильного крепежа

Оборудование для литья под давлением

Оборудование для навивки пружин

Оборудование для производства сварной сетки

Пресс для холодной и горячей штамповки метизной продукции

Химия

Инструмент для высадки метизов. Резьбонакатный инструмент

 

Наши принципы в работе

ЧЕСТНОСТЬ, ОТКРЫТОСТЬ, ДОВЕРИЕ

Мы предлагаем Вам русскоязычный сервис в работе с нами по проектам поставки оборудования для производства метизов и крепежа, специальных деталей, в том числе «заводов под ключ» с дальнейшим сервисом их обслуживания и обеспечением инструментом для их производства.

Услуги по обследованию предприятий, разработке технических заданий, удаленные и выездные консультации.

Услуги по разработке ПСД как отдельно, так и в объеме выполнения работ «под ключ».

Поставка оборудования для металлообработки.

Услуги по выполнению монтажных, шефмонтажных работ в объеме выполнения всего комплекса работ «под ключ».

Гарантийное и послегарантийное обслуживание.

Основным принципом деятельности нашей компании является реализация проектов «под ключ».

 

Почему партнеры из разных стран выбирают оборудование производства Тайваня?

Основное направление модернизации оборудования на Тайване идет в сторону полной автоматизации с минимальным привлечением человеческих ресурсов. Если рассматривать проект завод (под ключ), то вся технологическая линия оборудования работает в автоматическом режиме, с применением фотоэлектрических датчиков, контролируется промышленным компьютером, программируемым логическим контроллером, зачастую японского или германского производства. Продвижение продукции по технологической линии осуществляется конвейерами (ленточными, роликовыми).

Сейчас наиболее передовые предприятия внедряют технологию промышленных сканеров (спектограф), лазерных устройств для проверки качества готовой продукции, с возможностью интеграции в производственную линию, с возможностью вывода данных, технических параметров продукции на ПК в формате AutoCAD. Сканеры дополнительно решают вопрос автоматизации.

Как оказалось фактор - цена/ качество также довольно привлекателен. В этом отношении Тайвань занимает средние позиции между Европой и Японией. Что касается производства простых изделий, то оно постепенно было перенесено в материковый Китай, который Тайвань обеспечивает новейшей техникой и технологиями. В этом отношении Тайвань является очень хорошей платформой для модернизации отечественных производственных мощностей.

 

География поставок оборудования Тайвань Метиз Альянс для производства метизов, крепежа и деталей

ЕВРОПА

Германия, Италия, Бельгия, Франция, Англия, Россия, Беларусь, Украина, Испания, Польша

АЗИЯ

Япония, Казахстан, Узбекистан, Китай (КНР), Тайвань, Гонконг, Вьетнам, Индонезия, Филиппины, Сингапур, Индия, Малайзия, Таиланд, Бангладеш

БЛИЖНИЙ ВОСТОК И АФРИКА

Иран, Турция, Объединенные Арабские Эмираты, Южно-Африканская Республика

АМЕРИКА

США, Канада, Аргентина, Чили, Бразилия, Мексика

Логистика и доставка грузов

Нам удалось создать прочную и гибкую инфраструктуру логистики, которая позволяет удовлетворять потребности наших клиентов в области безопасности продукции, условий поставок и эффективности затрат.

Наши партнеры сертифицированы должным образом и в полном объёме соответствуют нормативно-правовым актам и процедурам, установленными государством.

Они являются крупными компаниями в сфере логистики и способны доставлять груз в короткие сроки в любую точку мира.

www.metiz.com.tw

Гальванопластика « Учи физику!

Более 100 лет назад русский ученый Б.С.Якоби открыл способ электролитического получения копий в металле. Этот способ был назван гальванопластикой, так как в процессе электролиза медь точно воспроизводила форму предмета, на которую осаждалась.

С тех пор гальванопластика получила самое широкое распространение. В Петербурге было организовано крупное промышленное гальванопластическое предприятие — завод по изготовлению монументальных скульптур. Россия являлась ведущей страной в техническом развитии гальванопластики.Существуют два направления гальванопластики: одна из них занимается осаждением тонкого слоя металла (тысячные доли миллиметра) на другой металл для защиты от коррозии или для декоративной отделки (никелирование, хромирование, золочение, серебрение). Эта область гальванотехники называется гальваностегией.Другая область гальванопластики, о которой мы сегодня и будем говорить, называется гальванопластика. Она занимается осаждением металлов толстым слоем (измеряемым в миллиметрах), причем металл затем отделяют от покрываемой металлом формы.

Формы для отложения готовят не только из металла, но и из материалов, не проводящих электричество, например, из гипса, воска, пластических масс, дерева и даже пластилина. Но после изготовления таких форм их обязательно делают токопроводящими.

Гальванопластику могут использовать и моделисты, и скульпторы, и даже начинающие нумизматы. Все знают, что собрать большую коллекцию очень сложно, еще сложнее дополнить ее уникальными экспонатами. Гальванопластика же способна с высокой точностью воспроизвести рельеф любой монеты любого размера. В основе, как сказано, лежит осаждение под действием электрического тока меди в растворе электролита на тонкий токопроводящий слой, нанесенный на поверхность слепка монеты.Снять копию с монеты можно так. Каждую ее сторону (аверс и реверс) оттисните на пластилине или залейте расплавленным воском. Чтобы монета не прилипала, смочите маслом или мыльным раствором. В нескольких местах, поверхность оттиска монеты вдавите 10 — 15 жилок многожильного провода, но так, чтобы они не выступали на поверхности оттиска. Кромки оттисков подровняйте, чтобы углубление в пластилине было равно половине высоты монеты, и смойте мыло холодной водой. Уберите монету из одной формы, и тонкой мягкой кисточкой напылите на поверхность матрицы-оттиска токопроводящий слой в виде порошка бронзы. Сам по себе порошок не проводит электрический ток, поэтому слой его обработайте концентрированным раствором двухлористого олова. При этом поверхность станет бледнее, но главное, что вам требуется, — она станет электропроводной.

Отложите матрицу-оттиск и приготовьте гальваническую ванну. Для этого можно использовать стеклянную банку или прямоугольную лабораторную кювету. Если монета, с которой вы делаете копию, была из желтого металла, раствор медного электролита должен иметь такой состав:дистиллированная или кипяченая вода — 1л;медный купорос — 220 — 250 г;серная кислота — 15 — 18 г;карболовая кислота (фенол) — 2 — 3 г;

Провод от оттиска подключите к отрицательному полюсу источника питания, а положительный соедините с куском меди, приблизительно равным монете по площади или чуть больше ее. Все это аккуратно опустите в раствор электролита. Расстояние между матрицей-оттиском (катодом) и куском меди (анодом) должно составить 8 — 10 см.В качестве источника тока можно применить выпрямитель или 4 — 5 соединенных последовательно элементов «373».После минуты-другой электролиза внимательно осмотрите матрицу-оттиск. Если осаждающийся на ее поверхности слой меди будет красного цвета, ток необходимо убавить, отсоединив один элемент или уменьшив напряжение на выходе выпрямителя. Подбирая таким образом напряжение питания и расстояние между катодом и анодом, можно добиться, чтобы слой меди приобрел телесно-красноватый оттенок с мелкими поблескивающими кристаллами. Это говорит о пластичном состоянии меди. Процесс осаждения продолжается в течение 5 — 6 часов.

Отключив питание, достаньте матрицу из электролита и освободите от пластилина медную форму. Промойте ее и ножницами подровняйте края. Затем покройте внутреннюю поверхность формы раствором канифольного флюса в спирте или бензине. Обработанную таким образом форму надо будет до краев залить расплавленным припоем ПОС-60 или оловом. Так же обработайте форму второй половины монеты. После заливки подровняйте обе половинки монеты напильником и спаяйте между собой. Образовавшийся спай зачистите и, промыв монету в холодной воде, опустите на несколько минут в раствор электролита, не подключая напряжения. Вы увидите, что спай покроется тонким слоем меди. Копия монеты готова.

Через несколько месяцев медь потускнеет, покроется окисью, и вашу копию будет очень трудно отличить от оригинала.В случае, когда требуется никелирование, медь можно покрыть никелем химическим путем. Уже готовую копию медной монеты нужно обезжирить в специальном растворе следующего состава:вода — 1л;тринатрийфосфат — 100 г;жидкое стекло (силикатный клей) — 10 — 20 г.

При комнатной температуре обезжиривание длится около часа, если же вы подогреете раствор до температуры 75 — 85°С, то 20 — 30 минут достаточно. После обезжиривания хорошо промойте монету в проточной воде и опустите на 30 секунд в 5%-ный раствор соляной кислоты для снятия пленки окисла. Затем еще раз промойте и сразу перенесите в раствор для никелирования.

В литре воды, нагретой до 60°С, растворите 30 г хлористого никеля и 10 г уксусного натрия. Затем подогрейте его до 80°С и добавьте 15 г гипофосфата натрия.По готовности раствора для никелирования опустите в него копию монеты и подогрейте раствор до 90 — 92°С. Поддерживайте эту температуру до окончания процесса, памятуя о том, что повышение ее свыше 95°С может обернуться браком. Время никелирования установите сами, поскольку процесс будет проходить на ваших глазах. Заметим только, что скорость осаждения никеля во многом будет зависеть от количества монет, которые находятся в растворе.

Монету можно и посеребрить. Для этого копию монеты обезжирьте, очистите вышеприведенным способом от окислов и прокипятите несколько минут в растворе питьевой соды. Затем промойте ее водой и опустите в отработанный гипосульфат, применяемый для черно-белой фотографии. Через некоторое время поверхность монеты покроется тонким слоем серебра. По окончании серебрения промойте монету и отполируйте суконкой. Если добиться удовлетворительного качества серебряного покрытия этим способом не удастся, порекомендуем еще один.

Очищенную и обезжиренную монету оберните лентой из тонкого цинка и опустите в кипящий раствор следующего состава:дистиллированная вода — 1л;железосинеродистый калий — 120 г,поташ — 80 г;хлористое серебро — 7,5 г.Процесс оканчивается с полным покрытием серебром поверхности монеты. Однако работать с этим составом надо под вытяжкой или на открытом воздухе, так как при кипении из него выделяются вредные вещества.

В. ДАГОЖурнал “Левша” №8-07г.

uchifiziku.ru

ГАЛЬВАНОТЕХНИКА - это... Что такое ГАЛЬВАНОТЕХНИКА?

получение на пов-сти изделия или основы (формы) слоев металлов из р-ров их солей под действием постоянного электрич. тока. Различают: 1) гальваностегию-нанесение на пов-сть изделия тонких, обычно до неск. десятков мкм, металлич. покрытий и 2) гальванопластику - осаждение толстых, часто достигающих неск. мм, легко отделяющихся от основы (формы) слоев металла, точно воспроизводящих рельеф основы. При прохождении тока через р-р соли положит. ионы металла, образующиеся на аноде, присоединяя электроны, образуют на катоде нейтральные атомы, металл кристаллизуется и покрывает катод сплошным слоем (см. Электрокристаллизация). Разряду ионов предшествует их миграция и диффузия в р-ре. Катодом служит покрываемое изделие или основа, анодом -обычно тот же металл, к-рый выделяется на катоде. Если применяют нерастворимые аноды, в электролит периодически добавляют соединения осаждаемого металла; при этом вместо анодного растворения происходят др. анодные р-ции, напр. выделение О 2. Эффективное ср-во регулирования св-в покрытия - введение в электролит орг. добавок, к-рые, адсорбируясь на пов-сти осаждаемого металла, меняют условия его кристаллизации. Мн. металлы выделяются на катоде совместно с Н 2, к-рый понижает выход металла по току и изменяет св-ва покрытий. Скорость выделения Н 2 обычно регулируют добавлением в электролит буферирующих неорг. соединений. Для повышения электропроводности р-ров в них дополнительно вводят неорг. соли.

Гальваностегия. Используется для повышения коррозионной стойкости и износостойкости изделия, улучшения отражат. способности его пов-сти, повышения электрич. проводимости и магн. характеристик, облегчения пайки, а также для декоративной отделки. наиб. распространенные процессы - цинкование, никелирование, меднение, хромирование, кадмирование и оловянирование (см. табл.).

Цинкование применяют в осн. для защиты изделий из черных металлов (стали и чугуна) от атмосферной и высокотемпературной газовой коррозии. Стандартный электродный потенциал Zn более отрицателен, чем Fe, и в контакте с последним (при наличии влаги) Zn анодно растворяется, тем самым защищая Fe. Толщина покрытия - от 0,005 до 0,5 мм. Используют кислые электролиты (сульфатные, хлоридные, фтороборатные) и щелочные (цианидные, цинкатные, пирофосфатные, аммиакатные). В кислых электролитах с рН 3-5 покрывают изделия несложной формы, в т. ч. проволоку и ленту. Слабокислые (рН 5-6) электролиты на основе хлоридов или сульфатов Zn, содержащие орг. добавки, обеспечивают более высокую скорость осаждения покрытий с повыш. светорассеиваю-щей способностью. Цианидные электролиты дают возможность получать блестящие мелкокристаллич. покрытия на изделиях сложной формы, осн. недостаток этих р-ров - высокая токсичность. Лишены этого недостатка цинкатные электролиты, осн. компоненты к-рых - Na2Zn(OH)4 или K2Zn(OH)4 и свободный NaOH или КОН; добавление к ним нек-рых орг. соед. обеспечивает осаждение блестящих покрытий при большой скорости процесса.

НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ СОСТАВЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И РЕЖИМЫ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ

Никелирование применяют для защиты от коррозии изделий из стали и цветных металлов (меди и ее сплавов), декоративной отделки их пов-сти и придания нек-рых других св-в. Никелевые покрытия по отношению к железу являются катодными и могут служить защитными только при условии отсутствия в них пор. Поэтому сталь покрывают сначала слоем Си (25-35 мкм), а затем Ni (10-15 мкм). наиб. широко применяют сульфатно-хлоридные электролиты, в меньшей степени - сульфаматные, фтороборатные, цитратные и др. Из электролитов с добавками производных бутиндиола осаждаются мелкозернистые, эластичные, ровные и блестящие покрытия. Осн. недостаток покрытий: малая коррозионная стойкость, обусловленная включениями серы. Избежать этого можно нанесением двух- или трехслойных покрытий; при одинаковой общей толщине трехслойное покрытие примерно в 1,5-2 раза более коррозионностойко, чем двухслойное, и в 3-4 раза - чем однослойное. При трехслойном никелировании первый слой осаждают из электролита с выравнивающей добавкой, не содержащей серы. Второй слой (1-2 мкм) содержит 0,1-0,2% S, третий, блестящий, - ок. 0,05% S. При контакте с агрессивной средой в порах покрытия растворяется наименее коррозионностойкий второй слой.

Повыш. стойкостью отличаются также композиционные блестящие никелевые покрытия, содержащие мелкодисперсные диэлектрич. частицы - каолин, карбиды, SiO2 и др. Осажденный на такое покрытие слой Сг приобретает микропористую структуру, к-рая снижает интенсивность коррозии Ni. Для декоративных целей разработано серебристо-матовое (велюровое) никелирование.

Меднение применяют перед осаждением никелевых и нек-рых др. покрытий на сталь, цинк, цинковые и алюминиевые сплавы, а также для защиты стальных изделий от цементации. Используют кислые (сульфатные, фтороборатные, нитратные) и щелочные (цианидные, пирофосфатные, этилендиаминовые) электролиты. наиб. распространенный сульфатный электролит устойчив и позволяет осаждать Си со 100%-ным выходом по току. Недостаток кислых электролитов - получение из них покрытий с низкой рассеивающей способностью. Перед нанесением блестящих никелевых покрытий осаждают слой блестящей меди из сульфатного электролита с добавкой орг. в-в, к-рые обеспечивают выравнивание и зеркальный блеск медного покрытия. Повышение рассеивающей способности достигается уменьшением в сульфатных электролитах концентрации CuSO4 и увеличением концентрации h3SO4. Такие электролиты, содержащие также орг. добавки, применяют, напр., для меднения печатных плат. Щелочные электролиты, в отличие от кислых, дают возможность осаждать Си на сталь, цинковые и др. сплавы с менее электроположительным, чем у Си, стандартным потенциалом, т. к. образующиеся в р-рах комплексные соли Си сдвигают ее потенциал к более отрицат. значениям. Покрытия, осаждаемые из цианидных р-ров, отличаются мелкозернистой структурой; они более равномерным слоем, чем покрытия из щелочных электролитов, покрывают пов-сть изделия. Однако цианидные электролиты токсичны и неустойчивы по составу.

Хромирование обеспечивает нанесение покрытий, отличающихся большой твердостью, износоустойчивостью, жаростойкостью, высокой отражат. способностью, быстрой пассивацией, обусловливающей значит. коррозионную стойкость. Защитно-декоративные покрытия с зеркальным блеском осаждают слоем толщиной 0,25-0,5 мкм на детали, предварительно покрытые Си (20-40 мкм) и Ni (10-15 мкм). Блестящие покрытия повышают срок службы медицинских и др. режущих инструментов; с их помощью восстанавливают размеры деталей, повышают их поверхностную твердость и износостойкость. Покрытия большой толщины (до сотен мкм), т. наз. твердый хром, осаждают непосредственно на изделия без промежут. подслоя. Они применяются для восстановления изношенных частей моторов и др. механизмов, уменьшения износа пов-стей деталей машин. Повышению защитных св-в блестящих покрытий способствует применение двойного пористого хромирования (дуплекс). Сначала осаждается слой блестящего, без трещин, Сr, к-рый заполняет все микроуглубления пов-сти; затем наносится более тонкий слой блестящего Сг с густой сеткой микротрещин. Общая толщина -1,25-2,5 мкм. Микропористые покрытия состоят из одного слоя Сr толщиной 0,3 мкм, к-рый осаждают на композиц. никелевые покрытия. Микротрещины и микропоры понижают плотность локальных токов коррозии и повышают коррозионную стойкость комбиниров. покрытий.

Осн. компоненты электролита-СrO3 и h3SO4. Из таких электролитов Сr осаждается с выходом по току 12-20%, остальная часть тока расходуется на восстановление Сг 6+ до Сг 3+ и выделение Н 2. Для поддержания необходимой концентрации анионов SO42- и SiF62- в электролит добавляют малорастворимые соли-SrSО 4 и K2SiF6. Такие электролиты более стабильны по составу, обеспечивают по-выш. выход по току и лучшую рассеивающую способность. Высоким выходом по току (до 40%) отличаются электролиты с добавкой NaOH, наз. тетрахроматными. Они содержат также Ti, Zr и нек-рые др. металлы.

Для защитно-декоративных целей применяют также покрытия "черным хромом", обладающие более высокой коррозионной и износостойкостью, чем обычные блестящие. Черный хром уменьшает отражение света пов-стью на 90%. Для черного хромирования используют р-ры хромовой к-ты с добавками уксусной к-ты, оксалата железа, ванадата аммония и др.

Кадмирование применяют для защиты изделий от коррозии в атмосфере или в средах, содержащих хлориды (напр., в морской воде). Используют кислые и щелочные электролиты. Применение спец. добавок позволяет получать мелкокристаллич. блестящие покрытия.

Оловянирование применяют для защиты изделий от коррозии в орг. к-тах, содержащихся в пищ. продуктах; значит. кол-во Sn расходуется на лужение консервной жести. Покрытия улучшают электрич. проводимость и облегчают пайку контактов. Оловянирование производят в кислых (сульфатных, фтороборатных), а также щелочных (станнатных, пирофосфатных и др.) электролитах. Наиб. распространены сульфатные электролиты с добавками ПАВ; из них осаждают мелкокристаллич. блестящие оловянные покрытия.

Золочение обеспечивает высокие хим. стойкость и электрич. проводимость, а также декоративные св-ва покрытий. Золотом покрывают электрич. контакты, лаб. приборы, ювелирные изделия, музыкальные инструменты, спец. прожекторы и др. изделия. Осн. компонент электролитов золочения-дицианоаурат калия. Для техн. целей применяют слабокислые, нейтральные и щелочные электролиты, из к-рых осаждаются покрытия высокой чистоты (99,99% Аu). Для декоративной отделки изделий осаждают блестящие покрытия из электролитов, содержащих неорг. и орг. добавки.

Серебрение широко применяют в радиопромышленности, радиоэлектронике, произ-ве средств связи и ЭВМ для обеспечения высокой электрич. проводимости контактов. Высокая отражат. способность серебра используется при покрытии фар, прожекторов, а его хим. стойкость в щелочных р-рах и орг. к-тах - при защите хим. аппаратуры и приборов. Недостаток покрытий: чувствительность к соед. серы, под влиянием к-рых возникает пленка сульфида серебра, снижающая декоративные св-ва покрытия. Разновидность наиб. распространенных цианидных электролитов серебрения - гексацианоферратный (железистосинеродистый), к-рый менее токсичен, т. к. в нем отсутствует свободный KCN.

Покрытия металлами платиновой группы (Pt, Pd, Rh) применяют в радиотехн. и электронной пром-сти при изготовлении электрич. контактов, для защиты пов-сти серебра от потускнения и деталей точной аппаратуры от коррозии. Платиновые покрытия, в частности, применяют в хим. пром-сти для получения титанплатиновых анодов.

Практич. применение находят также покрытия Fe, Co, Pb, As, Sb, Bi, Ga, In, Ge, Mn и др. металлами, осаждаемыми из водных р-ров. Для алюминирования используют орг. р-рители.

Покрытия металлич. сплавами, содержащими два, реже три компонента, применяют для экономии одного из металлов или улучшения св-в покрытия. Получены покрытия из сплавов большинства металлов, к-рые м. б. выделены из водных р-ров, а также сплавов, содержащих W, Mo, P, S и нек-рые др. элементы, в чистом виде из водных р-ров не выделяющиеся.

Гальванопластика. Используется для изготовления и размножения металлич. копий. Осн. ее преимущество перед др. методами - высокая точность воспроизведения микро-и макрогеом. рельефа. Этим методом изготовляют матрицы для грампластинок, печатные стереотипы, клише, валки для тиснения кож, тонкие металлич. сетки, фольгу, копии с произведений искусства и др. Разновидность гальванопластики, электролитическое формование,-изготовление объемных деталей. Этим способом производят волноводные узлы для радиотехн. пром-сти, трубы разл. диаметра, рефлекторы, коробки для аккумуляторов, сопла, детали авиац. техники, прессформы и др.

Технология включает изготовление формы, подготовку ее пов-сти, электроосаждение металла, отделение готового изделия от формы. Разработаны также комбиниров. гальванопластич. процессы, основанные на электроосаждении относительно тонкого слоя металла с послед. обволакиванием его пластмассой. Форму изготавливают из металла (сталь, Zn, Cu, A1 и др.) или из воска, гипса, пластмассы. Перед электроосаждением пов-сть формы очищают от загрязнений, наносят на нее проводящий слой (если форма из неметаллич. материала), затем разделит. слой для предотвращения прочного сцепления осаждаемого металла с поветью формы. При выборе электролитов для осаждения осн. слоя металла учитывают требуемые физ.-мех. св-ва слоя, равномерность распределения тока и металла по пов-сти катода, отсутствие склонности к дендритообразованию, скорость осаждения металла. Разработаны электролиты для осаждения Си, Ni, Co, Fe, Ag, Au, Zn, Sn, A1 и др.; наиб. широко применяют Си и Ni. Разработана технология осаждения жаростойких металлов и сплавов, комбиниров. слоев металлов с порошками тугоплавких соединений. Медь осаждают из сульфатных, фтороборатных, пирофосфатных, кремнефторидных, цианидных и нитратных р-ров, никель Ч из сульфатных, хлоридных, фтороборатных и сульфаматных.

Лит.: Блестящие электролитические покрытия, под ред. Ю. Мату лиса, Вильнюс, 1969; Инженерная гальванотехника в приборостроении, под ред. A.M. Гинберга, М., 1977; Кудрявцев Н. Т., Электролитические покрытия металлами, М., 1979; Вячеславов П. М., Волянюк Г. А., Электролитическое формование, Л., 1979; Казначей Б. Я., "Ж. Всес. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева", 1980, т. 25, № 2, с. 192-202; Матулис Ю. Ю., там же, с. 122-28; Гальванические покрытия в машиностроении, под ред. М. А. Шлугера, т. 1, М., 1985. P.M. Вишолшрскис.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.

dic.academic.ru


Смотрите также