Гальваника процесс: Гальваника в домашних условиях — гальваническая ванна своими руками

Содержание

Принцип работы гальванических ванн, предназначение и виды конструкций

Гальванический процесс, работа которого построена на использовании электрического тока, дает возможность однотонного покрытия на поверхностях различных материалов.
Чтобы понять принцип действия работы гальванических ванн, необходимо более детально ознакомится с конструкциями и принципом работы, это даст возможность самостоятельно изготовить устройство в домашних условиях.

Гальваника, что она собой представляет

Правильно используемая сила тока позволяет уменьшить растворенность катионов в металлах, этот принцип и есть основой гальваники. Использование гальваники позволяет видоизменять обрабатываемую поверхность, с учетом электрического окисления анионов по следующим параметрам:

  • Улучшается внешний вид и эстетические качества.
  • Увеличивается противостояние агрессивной среде, понижается скольжение.
  • Удаление дефектных и поврежденных участков с учетом улучшения износостойкости.
  • Процесс гальваники используют, как средство для увеличения толщены изделия в местах низкорослости, и при формировании плотности.

Использование гальванического травления именуют электроосаждением для очистки поверхностей, где предполагаемо, будет наноситься защитный слой. Принцип работы основан на применении в гальванической ванне производимой компанией plast-product.ru одного из вида электролита, который содержит одну, или несколько растворимых солей металла. Эта особенность дает возможность усиливать прохождение электрического тока и способствует накоплению ионов.

Толщина слоя зависит от времянахождения объекта в ванне, а скорость растворяемого анода зависит от катодной площади, обрабатываемого электротоком.

Отрасли, где применяется гальваника

Гальваника применяется в различных направлениях, но наиболее популярными является медицинская отрасль, декоративная металлургия и ювелирное дело. По популярности металлов, которые используют обработки поверхностей, выделяются:

  • Родий.
  • Золото.
  • Палладий.
  • Рутений.
  • Серебро.
  • Латунь.

В ювелирном деле и медицине технологию используют для хромирования деталей и инструмента, никелирования, оцинковки и обезжириваний.

Как организовать процесс гальваники самостоятельно в домашних мастерских

Процесс гальванизации не отличается сложностью и его вполне по силам организовать в домашних мастерских. Для этого потребуется следующее оборудование:

  • Регулируемый блок питания.
  • Осветитель.
  • Медный купорос (вещество является ядовитым, требует корректного использования).
  • Зажимы (в народе именуют «крокодилами»).
  • Контейнер из стекла.
  • Электроды, изготовленные из меди.

В домашних условиях сложных гальванических процессов невозможно организовать, но простейшее медное покрытие на различных покрытиях, задача выполнимая для всех желающих попробовать свои силы в подобного рода занятиях. Материал природного происхождения должен иметь слой эмали, иначе его просто испортят.

Процесс приготовления

Медный купорос растворяют в необходимом количестве воды, которая должна полностью покрывать предмет в специальном контейнере. Анод устанавливают в контейнере до полного погружения, не допуская контакта с материалом. Чем ниже напряжение, тем большее количество жидкости можно использовать.

Питание

Блок питания имеет два выхода: (+) присоединяется к аноду, таким образом, чтобы он находился над поверхностью жидкости, (-) крепится к катоду, заранее исключая прикосновение детали к меди. После чего можно подавать питание (достаточно 1 В).

Время от времени нужно проверять качество и слой покрытия, если увеличивается тусклость, нужно добавить в раствор немного отбеливателя. Сам процесс занимает несколько минут.

Полоскание

По завершению нанесения слоя деталь промывают проточной водой и вытирают насухо, следя за отсутствием на поверхности частиц медного купороса. Достаточно нескольких «тренировок», чтобы овладеть технологией обработки поверхностей на приличном уровне исполнения. Данный вид обработки поверхностей позволит вернуть привлекательность многих дорогих сердцу вещиц, которые по разным причинам потеряли нужный формат.

Гальваническое покрытие, методы, виды. процесс и обозначения

Содержание статьи
    • Покрытие медью
    • Покрытие золотом
    • Покрытие хромом
    • Покрытие серебром
    • Покрытие никелем
    • Покрытие цинком
    • Покрытие оловом

В современном мире большую популярность получила процедура нанесения на металлические материалы различных веществ, которые предотвращают образование на них коррозийного налета. Гальваника служит для защиты металлов от образования на них ржавчины и для продления срока службы того или иного изделия.

Метод гальванического покрытия

В современном мире не редко при обработке металлических поверхностей используется гальванический метод. Гальваническое покрытие материалов заключается в нанесении, на их поверхность тонкого металлического слоя. При этом образуется пленка небольшой толщины, которая противостоит окислению отдельных металлов.

Гальванический метод используется для придания изделию или материалу:

  • прочность,
  • износостойкость,
  • устойчивость к появлению коррозии,
  • привлекательные внешние качества.

В современном мире данный метод обработки металлических покрытий приобрел большую популярность, потому что к оборудованию и другим изделиям предъявляется большое количество требований. Требуется постоянно увеличивать прочность отдельных деталей и повышать их устойчивость к влиянию агрессивной внешней среды. Металлические детали на современном производстве должны обладать способностью выдерживать температурные перепады. Именно этим обусловлено то, что многие отрасли промышленности широко используют гальванический метод обработки металлических изделий.

Важно: Толщина гальванического покрытия является достаточно тонкой при методе гальваники. Она составляет от 6 до 20 микрон. Она зависит от материалов, которые используются для гальванического процесса.

Гальваническеи покрытия за счет своей прочности получили широкое распространение в таких промышленных отраслях, как:

  • авиастроение,
  • машиностроение,
  • строительная промышленность,
  • радиотехническая промышленность,
  • электронная промышленность.

Процесс гальванического покрытия

Впервые гальваническое покрытие появилось в 1836и году. Оно было открыто русским физиком Якоби. Он провел ряд экспериментов и выяснил, что на катоде после пропускания металлов через водные и соляные растворы под воздействием электрического тока оседают положительно заряженные ионы. Во время прохождения через солевые растворы при помощи электрического тока происходит распад металлов на ионы, которые обладают разными зарядами. Те, которые имеют отрицательный заряд, оседают на аноде.

Те, которые имеют положительный заряд, оседают на катоде. Его роль при гальванике играют металлы, которые необходимо защитить от образования коррозии.

Процесс гальванического покрытия с физической точки зрения является достаточно простым.

Он состоит из трех основных этапов:

  • Подготовка поверхности. На данном этапе необходимо тщательным образом подготовить металлическую поверхность к проведению процедуры гальваники. Для этого сначала нужно убрать с нее все загрязнения и провести процесс обезжиривания. Затем необходимо промыть поверхность водой и обработать средствами для остановки процесс окисления.
  • Нанесение гальванического покрытия. После всех подготовительных процедур наступает процесс погружения металлических деталей в гальванические ванны. В них содержится сплав металла, которым будет покрываться поверхность. Вся процедура проводится при высоких температурах. При этом величина электрического тока поддерживается на определенном уровне.
  • Обработка покрытого металлом материала. На завершающем этапе проводятся тесты по определению уровня сцепления металлического сплава с поверхностью.

Виды гальванических покрытий

В современном мире для гальванического покрытия могут быть использованы различные металлы. Они дают тонкую пленку, которая обладает надежной защитой.

Сегодня выделяют:

Гальваническое покрытие медью

Данная процедура получила название медирование. Благодаря меди можно создать на поверхности самых разных металлов прочную защитную пленку. Чаще всего для проведения данной процедуры использует медный купорос.

Гальваническое покрытие золотом

В настоящее время большое распространение получила процедура золочения. Она заключается в том, чтобы раствором покрыть металлическую поверхность придания ей боле дорого внешнего вида и для защиты от появления коррозии.

Гальваническое покрытие хромом

Обработка металлов хромом делает их более прочными и устойчивыми к условиям, которые предлагает агрессивная внешняя среда. Благодаря данному элементу на поверхности образуется тонкая пленка, которая обладает защитными и эстетическими качествами.

Гальваническое покрытие серебром

Нередко в промышленных условиях применяется серебрение. При этом на поверхности металлов появляется серебристая пленка, которая придает металлам немалое количество полезных характеристики. К тому же покрытые серебром изделия всегда выглядят дорого.

Гальваническое покрытие никелем

Покрытие данным элементом обладает экономичностью. Использование данного метода обработки металлов является оптимальным для придания металлическому материалу устойчивости к внешним воздействиям окружающей среды.

Гальваническое покрытие цинком

Данная процедура получила названием цинкование. Благодаря ней на поверхности металлов образуется тонкая пленка цинка, которая предотвращает образование ржавчины. К тому же такое покрытие придает блеск изделиям.

Гальваническое покрытие оловом

Олово применяется для нанесения на такие металлы, как: алюминий, цинк, сталь и медь. Оно придает им прочность и твердость.

Гальванические покрытия ГОСТ

Таблица. Способы обозначений покрытий определены ГОСТ 9.306-85
Вид покрытияОбозначение покрытия
По ГОСТ 9.306-85цифровое
Цинковое, хроматированное Ц.хр 01
Кадмиевое, хроматированное Кд.хр. 02
Многослойное: медь-никель М-Н 03
Многослойное: медь-никель-хром М-Н-Х 04
Окисное, пропитанное маслом Окс. прм. 05
Фосфатное, пропитанное маслом Фос. прм 06
Оловянное О 07
Медное М 08
Цинковое Ц 09
Серебряное Ср 12
Никелевое Н 13

Гальваническое покрытие. Технология гальванических покрытий. Гальваника

Гальванической покрытие представляет собой метод покрытия одного металла каким-то другим посредством электролиза. Эта процедура осуществляется с использованием традиционных методов погружения. После предварительной подготовки печатные платы загружают в гальваническую ванну, представляющую собой емкость из диэлектрика, которая наполнена электролитом и снабжена анодами (они могут быть растворимыми и нерастворимыми), а также устройством для поддержания температуры и перемешивания раствора.

©

Обработка плат

Пропускание постоянного тока приводит к тому, что непокрытые защитной маской и подключенные к электроду участки платы покрываются слоем никеля или золота определенной толщины. Правильное расположение анодов гарантирует, что толщина покрытия будет примерно равномерной.

Золочение печатных плат обычно производится с использованием двухстадийного процесса. Сначала их погружают в ванну, где гальваническим способом наносится никель. При этом используется высокая плотность тока, благодаря которой из кислого раствора осаждается слой никеля, толщина которого составляет 0,05-0,1 мкм. Благодаря этому обеспечивается прочное сцепление никеля и меди, что позволяет уменьшить пористость покрытия, а также предотвратить проникновения меди в золотой слой. После промывки изделия обычно перемещают в ванну золочения, где производится наращивание слоя золота до 0,5 мкм из электролита.

Гальваника и декорирование

Уже в древние времена существовала декоративная отделка художественных металлов. Современное производство предполагает, что для придания каких-то особых свойств поверхности металла будет использоваться гальваническая обработка. Защитные покрытия из благородных металлов можно получить благодаря осаждению металлов из солевых растворов под действием электрического тока. Благодаря таким покрытиям удается достаточно длительное время сохранить цвет и блеск ювелирных изделий. Они не только предотвращают потемнение изделий, но и обладают превосходным полирующим эффектом. К примеру, гальваническое покрытие золотом или серебром позволяет надолго сохранить цвет и блеск ювелирного изделия.

Существует несколько разных вариантов этого процесса, каждый из которых предполагает использование того или иного металла:

— хромирование;

— меднение;

— цинкование;

— никелирование;

— олово-висмутовое покрытие;

— химическое оксидирование;

— химическое пассивирование;

— анодирование;

— электрополировка.

©

Хромирование

Это диффузное насыщение стальной поверхности хромом либо осаждение на детали слоя вещества из электролита под действием электротока. В данном случае гальваника ориентирована на защиту от коррозии, применяется для декорирования либо для увеличения степени твердости поверхности. Хромирование в промышленности может использоваться и для декорирования. В данном случае основная цель процедуры – придание металлической поверхности красивого эффектного блеска. Деталь перед нанесением хрома должна быть отполирована.

Свойства покрытия

Твердое хромовое покрытие характеризуется жаростойкостью, высокой степенью износостойкости, плохой смачиваемостью, низким коэффициентом трения, а также незначительной пластичностью. Кроме того, поверхность получает такие свойства, как устойчивость в плане трения, способность выдерживать распределительную нагрузку, а также недостатком, связанным с легкостью разрушения под действием сосредоточенных ударных нагрузок. Гальваническое покрытие в форме молочного хрома обладает невысокой степенью износостойкости и твердости, малой пористостью. Поверхность получает защиту от коррозии, при этом сохраняя привлекательный декоративный вид.

©

Использование хромирования в промышленности

Основная цель, с которой оно используется в промышленности, это придание детали таких свойств, как повышенная износостойкость, увеличенная устойчивость к коррозии, а также сниженное трение. Благодаря этому процессу сталь становится прочнее, не подвергается газовой коррозии, а также не разрушается в морской и обычной воде, азотной кислоте. Гальваническое покрытие данного типа приводит к тому, что поверхностные дефекты становятся только значительнее, из-за чего требуется производить последующую обработку, так как в данном случае нет эффекта выравнивания.

Меднение

Использование медных покрытий актуально в тех случаях, когда требуется повысить электропроводность, а также их применяют в качестве промежуточного слоя на стальных изделиях перед тем, как будет нанесено хромовое, никелевое или иное покрытие. Так удается обеспечить более качественное сцепление, а также повысить защитную способность. Гальваническое покрытие медью обычно не используется в качестве самостоятельного или декоративного. Благодаря тому, что данный металл способен предотвращать образование искр, изделие можно использовать в нефтяной и газовой промышленности.

©

Применение меднения

Данный процесс используется для нанесения покрытия из меди на стальные изделия либо на стальную проволоку. Часто этот вид покрытия применяется для защиты отдельных участков изделий из стали от цемента, а обработке при этом подвергаются те участки, которые дальше предполагается обрабатывать резанием.

//avatars-fast.yandex.net/get-direct/jVJMkwWHIPGOxANImuf1hA/x180

Гальванические покрытия металлов в данном случае часто применяются в нефтегазовой отрасли, чтобы исключить образование искр, в электроэнергетической сфере для последующего нанесения многослойных покрытий, предназначенных для защиты и декорирования, в производстве печатных плат, для улучшения пайки, а также для многого другого. Поверхность приобретает цвет от светло-розового до темно-красного. Оттенки обычно не нормируются.

©

Цинкование

Одним из наиболее распространенных методов для защиты металлических изделий является цинкование. Обычно его применяют для обработки разнообразных легированных или углеродистых марок стали. Нанесение гальванических покрытий данного типа достаточно востребовано для защиты изделий из проволоки и крепежных элементов. Попадая во влажную среду, цинковая поверхность выступает в качестве анода, благодаря чему замедляются окислительные реакции, а основной металл при этом получает надежную защиту от негативных факторов среды.

Гальваника данного типа может использоваться только после того, как металлических изделия будут обработаны особым образом. Для этого следует очистить их от ржавчины, окалины, технических средств смазочно-охлаждающего назначения. Когда процесс гальванического цинкования будет завершен, изделие должно подвергнуться осветлению, то есть его протравливают слабым раствором азотной кислоты, после чего проводят пассивацию. Так не только удается увеличить устойчивость оцинкованных изделий к негативным факторам, но и сделать их более декоративными, то есть придать блеск и определенный оттенок. Технология гальванических покрытий в данном случае предполагает толщину цинкового слоя от 6 мкм до 1,5 мм.

©

Никелирование

Защита металлических изделий может осуществляться с использованием различных технологий. Одной из наиболее востребованных и распространенных на данный момент является никелирование. Такая популярность объясняется химическими свойствами никеля. Он обладает высокой степенью устойчивости к коррозии в водной среде, а оксид никеля предотвращает последующее окисление металла. Помимо этого, никель слабо поддается воздействию солей, кислот и щелочей, за исключением азотной кислоты. К примеру, гальваническое покрытие толщиной 0,125 мм надежно защищает от большинства промышленных газов, характеризующихся повышенной агрессивностью. Очень важен и такой момент: никелированию поддаются почти все металлы, благодаря чему такой способ можно применять для дополнительной обработки изделий.

Использование никелирования уместно для решения целого ряда задач:

— обеспечение защиты металлических изделий;

— использование в качестве декоративного покрытия;

— формирование предварительного слоя, который будет подвергнут дальнейшей обработке;

— восстановление деталей и узлов.

Покрытие характеризуется повышенной износостойкостью и твердостью и рекомендовано для деталей, которые работают в условиях трения, в особенности при отсутствии какой-либо смазки, используется для защиты от коррозии, а также обеспечения качественной пайки низкотемпературных припоев, все это прописано в ГОСТ. Гальванические покрытия обладают повышенной хрупкостью, поэтому не рекомендовано производить развальцовку и гибку деталей, прошедших процедуру никелирования. Его рекомендуется применять для сложнопрофилированных деталей. После процедуры термообработки в условиях температуры 400 градусов Цельсия покрытие приобретает максимальную твердость.

©

Олово-Висмут

Оловянное покрытие характеризуется стойкостью к действию соединений, содержащих серу, поэтому рекомендуется для деталей, которые находятся в контакте с резиной и пластмассами. Среди его свойств можно назвать превосходное сцепление с основным металлом, эластичность, способность к изгибу, вытяжке, штамповке, развальцовке, прессовой посадке, а также хорошее сохранение при свинчивании. Свежеосажденное оловянное покрытие хорошо поддается пайке.

Выводы

Гальваническое покрытие позволяет улучшить токопроводящие характеристики деталей, придавая им превосходные свойства электроизоляции, а также защищая от воздействия различных веществ. Кроме того, этот способ позволяет получить отличные поверхности, имеющие зеркальный вид, а также имитирующие покрытие эмалью. Сложно переоценить, насколько гальваника важна в современном производстве, так как развитие технологий позволило сделать процесс более совершенным.

Статьи по теме:

технологический процесс и необходимое оборудование

Гальваника – это раздел науки под названием «Электрохимия», в котором изучается осаждение электролитов на поверхности металлов. Так же называется и собственно процесс нанесения металлического покрытия на любое изделие. Для защиты от коррозии, например, используется цинкование или хромирование.

Несмотря на то что процесс нанесения электролитов достаточно сложный и небезопасный, сегодня становится популярной декоративная, то есть предназначенная для украшения и защиты гальваника в домашних условиях.

Есть и другое толкование этого термина, но об этом позднее.

Общее представление о гальванике

Гальваническое покрытие может быть как технологическим, так и декоративно-защитным. Оно представляет собой тонкий поверхностный слой металла, обладающего хорошим эстетичным видом (золото, серебро) или антикоррозионными свойствами (цинк, медь) на металлических или пластмассовых изделиях.

В общих чертах гальваника металла в домашних условиях выглядит несложно. В ванночку с электролитом опускаются аноды, которые подключаются к «плюсу», а между ними — в качестве катода — обрабатываемая деталь, подключенная к «минусу». Когда электрическая цепь замыкается, металл, который содержится в электролите, осаждается на катод, то есть изделие.

Оборудование для гальваники

В домашних условиях и оборудование можно сделать своими руками. В первую очередь нужен источник питания, так как процесс протекает под действием электрического тока. В показателях силы тока домашние мастера расходятся, называя их в очень большом диапазоне. Но обязательным условием является наличие регулятора напряжения для плавного изменения выходной мощности. Ток должен быть постоянным, поэтому в качестве источника называют выпрямитель собственного или заводского изготовления.

Умельцы приспосабливают сварочный аппарат для гальваники в домашних условиях.

Для электролита нужна емкость (ванночка) из химически нейтрального материала. Это может быть стеклянная или пластиковая посудина достаточных размеров, чтобы в нее помещалась для обработки деталь и необходимое количество электролита. Она должна выдерживать высокую, до 80 °С, температуру и быть достаточно прочной.

Еще нужны аноды, площадь которых должна быть больше площади детали. Они служат для подвода электрического тока в электролит и его равномерного распределения по детали. Кроме того, они должны в электролите возмещать убыль металла, который выделяется при покрытии изделий, и выполнять некоторые окислительные процессы.

Нагревательные приборы для доведения электролита до нужной температуры лучше использовать с возможностью регулирования тепловых режимов. Например, бытовая газовая плита для этой цели не подходит. Обычно используют маленькую электроплитку и утюг, в котором можно установить необходимую температуру подошвы.

Оборудование для приготовления электролита

Для хранения химических реактивов и электролитов нужна стеклянная посуда с притертыми крышками.

Для приготовления электролитов необходимые вещества нужно отмерять с точностью до одного грамма. Для этого нужны соответствующие весы. Их можно приобрести или изготовить самостоятельно, используя в качестве гирек советские монетки, номинал которых точно соответствует массе.

Гальваника в домашних условиях – это и приготовление электролита из добытых непростым путем химических реактивов. Специализированные фирмы, торгующие такими высококачественными веществами, не редкость, но их деятельность подконтрольна, и работа с ними требует наличия специальных разрешительных документов даже для юридических лиц. Частным лицам опасные химические вещества не продают.

Подготовка изделия к гальванике

Собрав все необходимое (найдя в гараже, закупив и смонтировав своими руками), можно приступать к подготовке детали. Этот этап работ очень ответственный. Успешная гальваника в домашних условиях требует тщательной очистки детали. От подготовки поверхности зависит и качество гальванического покрытия. Поэтому, в зависимости от желаемого результата, деталь не только обезжиривают. Во многих случаях требуется пескоструйная обработка, затем шлифовка с помощью наждачной бумаги и шлифовочных паст.

Для обезжиривания детали промывают либо в чистых органических растворителях, ацетоне, спирте или бензине, либо в подготовленных растворах. Например, для обезжиривания стальных или чугунных деталей используются горячие, до 90 °С, растворы с едким натром, кальцинированной содой, жидким стеклом, фосфорнокислым натрием.

А изделия из цветных металлов обрабатываются в растворах с хозяйственным мылом и тем же фосфорнокислым натрием.

Окисную пленку снимают в специальных декапирующих растворах с соляной или серной кислотой.

Техника безопасности при работах

Гальваника в домашних условиях (хромирование, меднение, никелирование) — процесс опасный. Во-первых, из-за токсичности используемых веществ. Во-вторых, из-за необходимости нагрева растворов до высоких температур. А в-третьих, из-за риска, с которым связаны любые электрохимические процессы.

Не стоит воспринимать термин «в домашних условиях» буквально. Лучше заниматься гальваникой в гараже или другом нежилом помещении с хорошей вентиляцией. Используемое электрическое оборудование нужно обязательно заземлять.

И очень важно позаботиться о личной безопасности. Ни в коем случае нельзя что-либо пить или есть во время процесса, чтобы не наглотаться заодно и вредных испарений.

Работать нужно в респираторе, резиновых, прочных и мягких перчатках, плотном клеенчатом фартуке и обуви, защищающей кожу ног. Нужно беречь глаза, чтобы в них не попали мелкие брызги реактивов. Не будет лишним и перечитать специальную литературу по этой теме, чтобы подготовиться к возможным неожиданностям.

Никелирование металлических изделий

Никелирование может быть финишным или промежуточным (перед хромированием) покрытием. Этот процесс не вызывает особых сложностей, поверхности имеют красивый внешний вид, стойки к атмосферным воздействиям.

Температура электролита не выше 25 °С при плотности тока до 1,2 А/кв. дм.

В электролит входят водные растворы сернокислого никеля, натрия и магния, чистая поваренная соль (хлористый натрий) и борная кислота.

Необходимую кислотность электролита – 4-5 рН – проверяют лакмусовой бумагой. Она должна окраситься в красный цвет. Процесс занимает около получаса в зависимости от плотности тока и толщины наносимого покрытия.

После окончания процесса изделие нужно промыть в воде, высушить и отполировать на войлочном круге с полирующей пастой.

Хромирование изделий из металла

Хромируют металлические детали для повышения их твердости и стойкости к коррозии, для получения декоративного эффекта. Из-за пористости хромового покрытия перед его нанесением сначала выполняется гальваника медью в домашних условиях или никелирование, а то и поочередное нанесение этих покрытий.

Стабильный процесс хромирования обеспечивают аноды, изготовленные из сплава свинца с оловом и сурьмой в пропорциях 85%:11%:4% соответственно.

Как гальваника в домашних условиях, хромирование сложней и многообразней никелирования. Во-первых, от температуры электролита зависит оттенок покрытия. При температурах в диапазоне от 35 до 55 °С оно блестящее, выше 55 °С – молочное, ниже 35 °С – матовое.

Во-вторых, от состава электролита зависит цвет и физические параметры хромового покрытия. Оно может быть обычным защитным, темно-голубым, агатовым, синим или даже черным декоративно-защитным.
Износостойкое защитное покрытие в домашних условиях выполнить сложно, так как нужны токи высокой плотности – до 100 А/кв. дм.

При комнатной температуре и плотности тока до 5 А/кв. дм получается декоративное мягкое покрытие.

После завершения гальванического процесса хромирования деталь промывают в воде, затем нейтрализуют в легком растворе обычной пищевой соды, опять тщательно промывают, сушат и полируют со специальными пастами.

Меднение металлических изделий

Для чего еще может понадобиться гальваника в домашних условиях? Меднение производят для нанесения на поверхность тонкого токопроводящего слоя с малым сопротивлением или для защиты основного металла детали.

Наносить медь на черные металлы в домашних условиях, так как в этом процессе используются цианистые электролиты, смертельно опасно. Поэтому стальные или чугунные детали сначала никелируют, а только потом покрывают медью в электролитах из раствора медного купороса и концентрированной серной кислоты в воде комнатной температуры. Плотность тока при этом невысокая – до 2 А/кв. дм.

Алюминиевые детали тоже требуют предварительной подготовки. Их сначала декапируют (очищают от окисной пленки), затем оксидируют в электролите из водного раствора серной кислоты, затем тщательно промывают. Только потом выполняется гальваника в домашних условиях — меднение в электролите из медного купороса и водного раствора серной кислоты при достаточно низких температурах, до 20 °С, и низкой плотности тока. В качестве анода используется обычная медная пластина подходящей площади.

Серебрение и золочение изделий

Гальваническое серебрение – это не только декоративное, но и защитное, и электропроводящее покрытие с хорошей отражающей способностью. Изделия из черных металлов предварительно покрываются никелем, на который уже осаждается серебро.

Электролит для серебрения состоит из хлористого серебра, железноцианистого калия, кальцинированной соды и дистиллированной воды. Рабочая температура электролита не выше 20 °С, не требуется и высокая мощность тока – она не больше 0,1 А/кв. дм. В качестве анода используются графические пластины.

Наиболее декоративная и потому соблазнительная гальваника в домашних условиях — золочение. Процесс производят в горячих растворах золота (до 5 г на литр воды) с синеродистым калием. В холодных растворах количество металла нужно увеличивать втрое. Пары синеродистой кислоты очень ядовиты, поэтому процесс золочения в горячем растворе необходимо производить только в помещениях с мощной принудительной вытяжкой.

При работе с холодным раствором с синеродистой кислотой тоже нужно соблюдать предельную осторожность: не склоняться над ванной, не совать в нее руки, особенно со свежими ссадинами или царапинами.

Еще лучше ядовитую кислоту заменить желтой кровавой солью, то есть железистосинеродистым калием. Перед приготовлением электролита обычное золото превращают в хлорное при помощи царской водки, если, конечно, нет возможности приобрести готовое.

Как сделать гальванику в домашних условиях? Нужно тщательно очистить изделие. Затем, если оно выполнено из свинца, олова, железа, цинка или стали, его нужно предварительно покрыть медью. Затем для того, чтобы облегчить приставание золота, предмет нужно окунуть в раствор азотнокислой ртути.

Плотность тока должна быть не выше 1 А/кв. дм, так как при более сильных токах золото из электролита оседает на дно ванны в виде черного порошка, а позолота на изделии становится буроватого цвета.

Для того чтобы была красивой позолота, нужно у анода подвесить достаточно большой листик золота. После завершения гальванического процесса позолоченное изделие нужно просушить в опилках и отполировать.

Гальваника в домашних условиях

Подводя итоги о возможности нанесения гальванического покрытия в домашних условиях, можно сказать, что человеку, не разбирающемуся в электрохимии хотя бы на начальном уровне, организовывать процесс не стоит – слишком опасно. Кроме информации на различных сайтах и форумах, нужно обязательно читать специальную литературу. К тому же частное лицо не имеет доступа к реактивам. Поэтому, если нужно восстановить хромирование на одной детали, значительно дешевле обратиться к специалистам.

Ну а если уж очень хочется освоить новое производство самостоятельно, то тоже нужно попросить о помощи профессионалов, которые подберут необходимое безопасное оборудование (ведь производство не должно быть совсем уж кустарным), блоки питания, электролиты, не содержащие токсичных веществ, рассчитают параметры ванн и анодов. А также обучат процессам нанесения металлического покрытия, всем тем процедурам (их ведь не так много), которые приводят к желаемому результату.

Гальваника для лица в домашних условиях

После всего описанного выше такое название звучит несколько угрожающе. На самом же деле это всего лишь глубокое очищение кожи с помощью гальванических токов малой мощности. Под воздействием этих токов кожные жиры растворяются и выходят на поверхность лица, покрытого специальным составом, взаимодействуя с которым, превращаются в мыло.

Гальванические токи в медицине используются для усиления работы ионов. Это активно заряженные частицы, отвечающие за многие рабочие процессы в клетках. Под воздействием постоянного тока ионы перемещаются, улучшается проницаемость клеточных мембран, запускается выработка волокон коллагена и эластина, увеличивая прочность, упругость и эластичность кожи.

Гальванические токи проводят в глубокие слои дермы косметические средства с собственным электрическим зарядом. То есть процесс оздоровления кожи проходит изнутри, исчезают глубокие морщины, сужаются расширенные поры, кожа усиленно насыщается кислородом.

Аппарат «Гальваника + микротоки» в домашних условиях M365 Gezatone на сегодня наиболее доступная модель косметологического прибора нового поколения. Он помогает избавиться от угрей, разгладить морщины на увядающей коже, снизить проявления сосудистой сеточки, укрепить сосуды, улучшить контуры лица, убрать второй подбородок.

Процедура гальванической чистки лица

До начала процедуры кожу очищают обычными средствами: молочком или гелем. Затем наносят щелочной состав. Затем начинается непосредственно гальваника в домашних условиях. Gezatone Beauty Lifting — специальный аппарат для процедуры не только гальванической чистки, но и для введения в кожу питательных веществ под действием тех же токов. Процедура длится около пятнадцати минут – только круговые движения наконечником вдоль массажных линий лица, и ничего более – затем образовавшееся при реакции жиров со щелочью мыло смывается теплой водой.

Но токи есть токи, даже с приставкой «микро». Запрещено проходить процедуру гальванической чистки людям с вживленным кардиостимулятором, онкологическими заболеваниями, невротическими состояниями, болезнями кожи.

В заключение можно сказать, что гальваника в домашних условиях – это не только опасный для здоровья процесс нанесения металлического покрытия на изделия, который в собственно жилом помещении осуществлять не стоит, но и современная безболезненная, безопасная и достаточно эффективная процедура омоложения кожи лица, шеи и зоны декольте.

Гальваник Проф — хромирование, никелирование, меднение деталей, пластика, инструментов.

Гальваник Проф. О компании:

ООО «Гальваник Проф» — это молодая компания, оказывающая услуги по гальваническому покрытию изделий на новом современном оборудовании и высококачественных компонентов немецкого производителя Enthone http://​www​.gal​vanik​.ru/

Гальванотехника — это набор технологических приёмов, режимных параметров и оборудования, применяемого при электрохимическом осаждении каких-​либо металлов на заданной подложке.

Для чего наносятся гальванические покрытия?

· для защиты изделия от коррозии;

· для увеличения твердости, а, следовательно, и износоустойчивости деталей;

· для придания поверхности высоких декоративных свойств.

Гальваническое покрытие – это сложный и очень капризный процесс.

Один из важных этапов – это подготовка изделия, на которую будет наноситься покрытие. Для получения зеркального гальванического покрытия на изделии его необходимо отполировать до зеркального блеска. А полируется изделие потому, что гальванически нанесенные металлы практически в точности повторяют все неровности и царапины, имеющиеся на поверхности.

Полировку и шлифовку сложных поверхностей мы доверяем нашим партнёрам — специализированным компаниям, которые выполняет данную работу и, соответственно — отвечают за качество.

Мы не делаем:

вакуумной металлизации;

газотермического напыления;

металлизацию выжиганием;

химическую металлизацию методом пульверизации;

не покрываем лаком и краской «под хром».

МЫ ДЕЛАЕМ ГАЛЬВАНИКУ:

(Меднение, никелирование, хромирование)

Суть процесса:

Изделие, методом окунания, погружается в растворы:

§ Раствор щелочного химического обезжиривания

§ Раствор электрохимического обезжиривания Раствор травления

§ Раствор блестящего меднения

§ Раствор блестящего никелирования

§ Раствор твёрдого хромирования

Процесс блестящего меднения представляет собой сернокислый электролит для осаждения высоко блестящих, хорошо выровненных медных покрытий.

Отличительные особенности:

  • Возможность получения зеркально блестящих покрытий, хорошо активированных для нанесения последующих слоёв.
  • Возможность раздельного регулирования блескообразующей и выравнивающей способности.
  • Постоянные хорошие выравнивающие свойства и высокая рассеивающая способность.

Процесс блестящего никелирования позволяет получать исключительно хорошо выровненные и дактильные осадки никеля, отличающиеся, в частности, высоким блеском и выравненностью, а также отличным сродством к последующему хромированию.

Процесс твёрдого хромирования ANKOR 1127 SR – запатентованный процесс скоростного осаждения твёрдого хрома без фторидов. Область его применения очень широка от элементов гидравлики, трущихся и нагруженных деталей моторов до прокатных валков.

Практически все известные материалы могут быть покрыты хромом до любой требуемой толщины.

Процесс ANKOR 1127 SR зарегистрирован в IMDS системе под кодом 756617.

Отличительные особенности:

  • Ввиду того, что электролит ANKOR 1127 SR не содержит фторидов, подтравливание материала основы минимально.
  • Не существует процессов с лучшим распределением металла и кроющей способностью.
  • Выход по току для традиционных процессов твёрдого хромирования составляет около 15%. Выход по току процесса ANKOR 1127 SR около 25 %.
  • Трещиноватость покрытий традиционных процессов твёрдого хромирования составляет около 100 трещин/​см2. Трещиноватость покрытий ANKOR 1127 SR составляет 250 – 400 трещин/​см2.
  • В отличие от традиционных процессов микротрещины покрытий ANKOR 1127 SR не сквозные: лучшая коррозионная стойкость. Твёрдость покрытий традиционных процессов твёрдого хромирования составляет 850 – 950 HV 0.1.
  • Твёрдость покрытий ANKOR 1127 SR составляет более 1000 HV 0.1.
  • Процесс отличается простотой эксплуатации и исключительно постоянной эффективностью. ANKOR 1127 SR гарантирует максимум стабильности при эксплуатации.
  • Покрытия ANKOR 1127 SR являются блестящими на всём диапазоне плотностей тока, в отличие от покрытий, получаемых из традиционных электролитов твёрдого хромирования.

Процесс травления

Травление представляет собой жидкие добавки для травильных растворов на основе минеральных кислот, которые применяется для травления сталей и цветных металлов во всех минеральных кислотах, исключая азотную. Раствор содержит ингибиторы, предотвращающие атаку активных участков поверхности металла, таким образом удаляется преимущественно окалина и окисные плёнки. Раствор содержит смачивающий агент и эмульгаторы и предназначен для обезжиривания поверхностей с лёгкой степенью загрязнения маслом. Состав позволяет удалять ржавчину и окалину без подтравливания поверхности металла. Кислотостойкие обезжиривающие вещества наделяют травильный раствор функцией одновременного обезжиривания.

Наша компания предоставляет услуги по обработке поверхностей металлов и неметаллов (гальваника в Москве) как промышленных изделий, так и бытовых, такие как:

МЕДНЕНИЕ

НИКЕЛИРОВАНИЕ

ХРОМИРОВАНИЕ

А в частности:

Хромирование мото деталей

Хромирование авто деталей

Хромирование АБС пластика

Хромирование фурнитуры

Хромирование пружин

Твердое хромирование

промышленных деталей

Декоративное хромирование

технологический процесс и необходимое оборудование

Что такое гальваника и с чем ее едят?

Гальваникой называют раздел электрохимии, включающий в себя два подраздела, которые изучают осаждение электролитов на поверхности металла с разными целями. Например, защита от коррозии. В жизни такое же название носит и сам процесс покрытия изделий, например, хромом или медью. В последнее время стала очень популярна декоративная гальваника в домашних условиях, которая приносит немалый доход тем, кто готов поработать.

Что в составе

Гальваника — достаточно размытое определение, включающее в себя несколько процессов, название которых связано с применением различных электролитов. Пример — золочение, т. е. покрытие тонким слоем золота, или хромирование. Также популярно медение и серебрение.

Гальваника в домашних условиях. Возможно ли это?

Декоративное покрытие различных предметов металлом становится все популярнее среди начинающих предпринимателей. Прежде всего благодаря тому, что стартовые вложения сведены к минимуму. Но гальваника в домашних условиях — не самая лучшая идея по одной простой причине: токсично. Лучше подобрать хорошо проветриваемое нежилое помещение. И прочитать соответствующую литературу на эту тему, чтобы быть готовым ко всему.

Необходимое оборудование для гальваники

Все необходимое для первого опыта возможно сделать своими руками или приобрести без особых затруднений. Сам процесс связан с действием силы тока, поэтому необходим блок питания. У него должен быть регулятор напряжения, а сила тока на выходе — один Ампер. Также нужна небольшая ванночка из токонепроводящего, химически стойкого материала, например пластиковый лоток с тонкими стенками. Также домашняя гальваника требует наличия специальной кисточки или ручки, которая представляет собой полую форму, в которую заливается электролит.

Технологический процесс

Гальванические процессы происходят под действием тока. В специальную ванночку устанавливаются два анода и заливается электролит. Обрабатываемую деталь подключаем к «минусу», а аноды — к «плюсу». При замыкании цепи металл, содержащийся в электролите, осаждается на рабочий объект. Приготовление раствора для каждого металла индивидуально, причем пропорции необходимо строго соблюдать, так же как и силу тока, изменение которой может значительно повлиять на процесс.

Гальваника в домашних условиях. Подготовка деталей

Прежде чем приступать к самому процессу, с рабочих объектов необходимо удалить загрязнения. В некоторых случаях достаточно обойтись лишь обезжириванием поверхности, но иногда приходится прибегать к шлифовке и другим более сложным способам.

Домашняя гальваника опасна для здоровья

Химический процесс всегда связан с риском, поэтому необходимо соблюдать элементарные правила безопасности:

  • позаботьтесь о наличии заземления;
  • хорошая вентиляция помещения обязательна;
  • необходимо соблюдать правила личной безопасности при работе с вредными веществами.

В качестве заключения

Помните, что гальваника — очень опасный процесс, связанный с применением активных веществ, которые могут нанести вред вашему здоровью и имуществу. Поэтому внимательно изучите все опасные аспекты и лишь тогда принимайтесь за работу.

Метод цинкования – один из самых распространенных для создания надежной защиты для металла от коррозии. Он отличается простотой и дешевизной. Поэтому такой способ обработки можно выполнять в домашних условиях, для чего необходимо лишь соблюдать определенные условия.

Цинкование как распространенный способ коррозийной защиты металлов

При создании качественных и долговечных металлических покрытий чаще всего применяют именно технологию цинкования. Это объясняется невысокой стоимостью расходных материалов и отличным результатом. Само цинкование происходит по простейшей технологии. Для ее осуществления не нужны дополнительные расходы и много усилий, что позволяет проводить подобную обработку в домашних условиях.

Цинковое покрытие формируется в результате того, что цинк вступает в реакцию окисления с кислородом, находящимся в составе воздуха. В последующем на поверхности обрабатываемого металла образуется прочная защитная пленка, которая ограждает его от негативного воздействия внешней среды.

Цинк является более активным металлом, чем железо или сталь. Поэтому он в первую очередь взаимодействует с кислородом и водой, предотвращая коррозию. Даже если на поверхности изделий из металла присутствует хоть часть покрытия, оно защищает его от разрушения.

Проведение цинкования в домашних условиях

Технологический процесс цинкования подразумевает под собой осаждение катионов металла на аноде. Подобная химическая реакция протекает в ванне с электролитом при воздействии электрического тока.

Где найти электролит

В качестве электролита можно использовать любой раствор солей цинка. Самыми популярными и легкодоступными считаются хлорид цинка и соляная кислота. Также электролит с необходимыми свойствами можно получить методом травления цинка в серной кислоте. Эту реакцию следует проводить очень осторожно. Она сопровождается выделением большого количества тепловой энергии и взрывоопасного водорода.

Травление цинка в серной кислоте с выделением водорода и получением солей цинка

Как получить цинк

Для цинкования в домашних условиях необходимо подготовить цинк, который можно получить следующими способами:

  • используя обычные солевые батарейки;
  • плавкие предохранители времен Советского Союза;
  • любые детали с цинковым покрытием;
  • чистый металл, который можно найти в соответствующих магазинах, где продаются химические реактивы.

Подготовка к выполнению процедуры

Для создания качественного металлического покрытия следует выполнить несколько подготовительных операций:

  • подготавливают гальваническую ванну. Ее роль может выполнять любая стеклянная или пластиковая тара;
  • устанавливают штативы для анода и катода;
  • электролит не должен содержать в составе нерастворенные кристаллы соли , для чего дополнительно вводят дистиллированную воду;
  • роль анода выполняет цинковая пластина. Чем больше ее площадь, тем качественнее получится покрытие;
  • к аноду присоединяется плюс от источника питания. Данных элементов при желании может быть несколько;
  • к катоду присоединяется минус. На его поверхности будут осаждаться частицы цинка;
  • катод должен быть очищен от ржавчины и любых загрязнений. Перед обработкой его дополнительно окунают в раствор кислоты;
  • катод должен находиться на одном расстоянии от анода, чтобы получилось равномерное покрытие со всех сторон;
  • в качестве источника питания применяют любой аккумулятор или блок питания с постоянным током на выходе;
  • чем больше сила тока и вольтаж, тем быстрее будет происходить реакция и тем рыхлее получится защитная пленка;
  • при использовании автомобильного аккумулятора в цепь включают лампочку накаливания до 20 Вт для снижения силы тока.

Устройство для цинкования в домашних условиях

Технология создания цинковой пленки

Для создания качественного защитного покрытия на поверхности металла после проведенных подготовительных операций источник тока подключают к сети, а катод окунают в гальваническую ванну. Данный процесс должен проходить без бурного кипения. Если такое наблюдается, можно заподозрить слишком большую силу тока в системе. Чтобы снизить ее, в электрическую цепь присоединяют несколько дополнительных потребителей.

Постепенно на поверхности катода будет формироваться металлическое покрытие. Чем дольше протекает этот процесс, тем больше будет толщина защитного слоя на металле.

Популярные методы

Существует много эффективных химических способов выполнения цинкования, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В любом случае созданное покрытие будет служить долго, если не подвергать его механическим воздействиям и правильно выбрать толщину защитного слоя с учетом особенностей эксплуатации изделий.

Горячий метод

Данный способ цинкования является одним из самых эффективных. После проведения подобной обработки удается создать надежное покрытие, которое надолго остается на поверхности металлических изделий. Недостатком горячего метода является его вредность для окружающей среды.

Для выполнения данной обработки необходимо придерживаться следующей технологии:

  • подготовка. Поверхность металла обезжиривают, проводят травление;
  • после выполнения подготовительных процедур деталь промывают и высушивают;
  • изделий из металла опускают в емкость с цинковым раствором.

Такой метод цинкования не подходит для обработки больших по площади деталей и требует определенной подготовки, поиска подходящих емкостей.

Холодный метод

Данный метод обработки подразумевает окраску металлоизделий специальными смесями. Они содержат в составе цинк, что позволяет в кратчайшие сроки сформировать на поверхности надежное покрытие. Наносят такую краску обычным способом – валиком, кистью, краскопультом. Такой метод обработки идеален для деталей, которые невозможно покрыть защитным слоем обычным горячим цинкованием.

Гальваническое цинкование

Схема гальванического цинкования

Такое цинкование в домашних условиях проводится с применением электрохимических воздействий на металл. При его выполнении на поверхности металла образуется тонкая защитная пленка, которая эффективно защищает металл от внешнего негативного воздействия.

Для обработки изделие помещают в специальную емкость, где находится цинковая пластина. После этого подводится электричество. Именно оно переносит частицы цинка с пластин на поверхность обрабатываемых изделий.

Основным недостатком данного метода называют его дороговизну. Также в процессе обработки металла остаются опасные яды, которые требуют специальной утилизации.

Термодиффузионное цинкование

При выполнении термодиффузионного цинкования создается среда, которая характеризуется наличием высоких температурных показателей. Примерно при +2600°С цинк расщепляется на мелкие частицы, которые оседают на поверхности металлических изделий. Основным преимуществом данного метода цинкования является то, что в результате его выполнения образуется особенно толстый защитный слой.

Процесс нанесения защитного покрытия на изделия из металла осуществляется в специальной камере закрытого типа. Вначале на поверхность детали наносится порошковый цинк, после чего она подвергается нагреву. Данная технология применяется исключительно в промышленных условиях. Дома ее использовать очень сложно, дорого и небезопасно.

Преимуществом термодиффузионного цинкования называют его безопасность для окружающей среды. Создаваемое покрытие имеет значительную толщину, что обеспечивает отличные защитные качества.

Нанесение цинка осуществляется при помощи интенсивного газового потока. После выполнения подобной обработки поверхность обязательно окрашивают. Несмотря на особенности подобной технологии, она обеспечивает высокое качество и долгий срок службы обрабатываемых деталей.

Те, кто хорошо помнит школьную программу по курсу «Химия», сразу ответят на вопрос, что такое гальваника. Тем, кто немного подзабыл, напомним, что это раздел электрохимии, так называют процесс, когда на практически любое изделие наносится покрытие из металла. Этот процесс применяется и в промышленных масштабах, например, как при оцинковке или хромировании металлических изделий, так и при изготовлении декоративных предметов.

Процесс оседания электролитов на нужную поверхность достаточно сложный, требует соблюдения техники безопасности и определенных навыков обработки дома. Гальваника в домашних условиях не позволит вам усилить прочность металлического изделия (для этого нужны промышленные мощности), но может использоваться для декорирования отдельных предметов.

Для организации процесса вам потребуется:

  1. Гальваническая ванна своими руками – банка (из стекла или прочной пластмассы, достаточна большая, чтобы поместилось обрабатываемое изделие, термостойкая) с раствором электролита.
  2. Провод, разделенный на анод («плюс») и катод («минус»). При этом аноды должны быть по площади больше, чем обрабатываемое изделие. Они проводят ток в электролит и замещают убыль металла в нем, того, что будет оседать на гальванируемом изделии.
  3. Оборудование для взвешивания, например, точные электронные весы.
  4. Источник постоянного тока с регулировкой напряжения, домашняя розетка не подойдет.
  5. Электроплитка с обязательной регулировкой температурного режима.

Сам процесс нанесения гальванического покрытия в домашних условиях достаточно прост: в емкости развести электролит, нагреть, погрузить туда аноды, подключенные к «плюсу», на расстоянии закрепить гальванируемое изделие (в нашем случае – катод), который подключают к «минусу». При подключении к источнику тока металл из электролита начинает оседать на «минусе», то есть на изделии.

Что нужно для приготовления электролита?

Как сделать электролит дома? Сначала выберем правильную посуду для хранения: это должна быть емкость из неактивного вещества (стекла или пластика), прочная, плотно закрывающаяся крышкой, чтобы избежать доступ кислорода для электролита.

Совет! Выпрямитель для гальваники своими руками легко получается из обычного автомобильного аккумулятора.

Химия – наука точная. Каждое используемое вещество придется отмерять с точностью до сотых грамма. Вам потребуется качественное весовое оборудование, удобнее всего электронное. Если возможности или желания купить весы нет – берите мелочь советского периода, монеты тогда имели точный вес.

Самое труднодоступное для простого гражданина – приобретение реактивов для изготовления электролита. Многие вещества запрещены к продаже физическим лицам, только промышленным предприятиям при наличии особого разрешения. Простым людям опасные реактивы не продадут!

На видео: Ток 60А в домашних условиях или кустарная гальваника.

Как подготовить изделие

Собрав вес необходимых компонентов, подготовив емкости, систему подогрева и источник тока, переходим к подготовке изделия, которое хотим обработать.

Чтобы металл из электролита ровным слоем осел на предмет, его нужно очень хорошо очистить, иначе гальваническое покрытие в домашних условиях получится неровным и непрочным. Некоторые предметы достаточно будет просто обезжирить, некоторые потребуют чистки наждачной бумагой и шлифовки, чтобы удалить с поверхности коррозию и «заусенцы».

Важно! Качественное обезжиривание обеспечивает раствор ацетона, спирт и даже бензин.

Стальные изделия держат несколько минут в растворе фосфорнокислого натрия, разогретого до 90 градусов. Цветные металлы обезжиривают тоже в растворе натрия, только без подогрева.

Техника безопасности

Прежде чем начинать процесс гальванизации, не забудьте о технике безопасности. Гальваника своими руками не подразумевает проведения манипуляций, например, на кухне. Речь идет скорее о гараже или сарае, нежилом месте с хорошей вентиляцией, где можно организовать заземление.

Важно! Не отравитесь ядовитыми испарениями! Гальванизация может нанести реальный вред здоровью. Организуйте вытяжку и закройте лицо маской-респиратором.

На руки обязательны плотные резиновые перчатки. Глаза защитите очками. Перед началом манипуляций почитайте специальную литературу. При каких-либо проявлениях недомогания незамедлительно обратитесь к врачу.

Варианты обработки

Нанесение покрытия из никеля на металлические предметы – несложный процесс, в результате которого ваши изделия получат роскошный блестящий вид, станут более стойкими к дождю и прочим явлениям.

От вас потребуется:

  1. Приготовить электролит для гальваники, смешав сульфат никеля, натрий, магний, хлористый натрий (поваренная соль) и борную кислоту. Проверьте рН, он должен быть в диапазоне 4–5.
  2. Разогрейте электролит до 25 градусов.
  3. Поместите в емкость изделие и подключите ток 1,2 А/кв. дм.
  4. Примерное время – около получаса.

Указанное время зависит от таких факторов, как размер изделия, плотность тока и температура электролита. Чем больше время, тем толще получится слой наносимого никеля. По окончании промойте предмет и отполируйте любой полировочной мазью.

На видео: химическое никелирование.

Хромирование

Один из самых популярных способов придания прочности и внешнего вида изделиям из металла – хромирование. Пусть дома добиться высокой прочности не удастся, для этого нужен ток плотностью 100 А/кв. дм., декоративное покрытие нанести вы все же сможете.

Покрытие из хрома пористое. Перед его применением предмет покрывают медью или никелем. Зато домашнее хромирование позволяет добиться большего разнообразия оттенков, что достигается разной температурой электролита: чем она выше, тем более блестящим получится покрытие.

Процесс хромирования в домашних условиях выглядит следующим образом:

  1. Аноды из свинца, олова и сурьмы (85%/11%/4%).
  2. Погрузите изделие в электролит нужной вам температуры и подождите около получаса.
  3. Промойте в слабом растворе пищевой соды, просушите, отполируйте.

На видео: декоративное хромирование в домашних условиях.

Меднение

Покрытие поверхностей металлов медью в домашних условиях применяют для создания слоя, который будет впоследствии проводить ток, или для защиты от коррозии.

Сделать гальванику медью дома на черных металлах в домашних условиях невозможно, поскольку для этого используются смертельно опасные цианиды. Первоначально стальные и чугунные предметы надо никелировать, а затем уже проводить гальванизацию меднением с использованием солей медного купороса, разведенных в серной кислоте. Покрытие медью алюминиевых изделий потребует первоначальной очистки последних от окиси в электролите, содержащем серную кислоту, а потом гальванизируют также, как и сталь.

На видео: гальваническое меднение.

Цинкование

Самый простой в домашнем исполнении метод гальванизации – это обработка цинком. Его используют для защиты предметов из металла (электропроводящих и неэлектропроводящих) от появления коррозии. При цинковании в электролит в качестве анода погружают пластинку из цинка, соответствующую по площади оцинковываемому предмету, и подключают к источнику тока.

В состав электролита входит: сернокислый цинк (200 г), сернокислый аммоний (50 г), уксусный натрий (15 г) из расчета на 1 л воды. Примерно за полчаса анод растворится и его молекулы плотным слоем покроют обрабатываемый предмет.

На видео: оцинковка металла в домашних условиях.

Латунирование

Самый декоративный метод гальваники – латунирование (нанесение пленки из сплава меди и цинка). Покрытые латунью изделия используют для мебельной фурнитуры, в качестве дверных ручек и т.д. Латунь придает предметам благородный золотой цвет и насыщенный блеск.

Электролит для латунирования должен содержать соли меди и цинка, растворенные в растворе цианида. Данный вид гальванизации также не рекомендуется для применения в домашних условиях из-за возможности отравления цианидами.

Каким бы ни был увлекательным процесс гальванизации, повторять его дома без предварительной подготовки не рекомендуется – может быть опасно для жизни. Оборудование стоит денег, а некоторые необходимые для изготовления электролитов реагенты вы просто не сможете приобрести. Затевать процесс, например, для хромирования одной детали того не стоит – дешевле будет обратиться в специализированные предприятия.

Серебрение и золочение

Гальваническое нанесение серебра на изделия имеет не только декоративное предназначение, оно также защищает от появления коррозии и образует электропроводящее покрытие. Как и в случае с медью, чугунину и сталь предварительно покрывают никелем, затем серебрят.

Электролит для серебрения содержит:

  • хлористое серебро;
  • железноцианистый калий;
  • кальцинированную соду;
  • дистиллированную воду.

Электролит необходимо подогреть до температуры до 20 градусов. Высокой мощности не требуется – хватит 0,1 А/кв. дм. Анодом станет пластина из графита, размером, соответствующем размеру гальванизируемого изделия.

Гальваника золотом — наиболее декоративный метод.

Для этого потребуется подогретый раствор золота в пропорциях 5 г на 1 л воды, смешанный с синеродистым калием. Можно использовать и холодный электролит, но тогда золота необходимо будет в 3 раза больше.

Будьте крайне аккуратны – испарения синеродистой кислоты крайне опасны, как в горячем виде, так и в холодном. Не пренебрегайте вентиляцией, не допускайте попадания ее на открытые участки кожи. При возможности замените её на железистосинеродистый калий.

Предварительно тщательно очистите изделие. Если оно выполнено из черного металла, покройте сначала медью, затем золотите. Чтобы золото лучше «приставало», окуните изделие в азотнокислую ртуть.

На видео: гальваническое золочение серебряной ложки.

Главное правило: аккуратно при использовании тока – он должен быть не мощнее 1 А/кв. дм. Более сильный ток приведет к тому, что золото будет черными хлопьями падать на дно емкости, а гальванизируемый предмет вместо золотого превратится в бурый. После окончания процесса изделие просушивают и полируют с применением полировочной мази.

Гальванопластика и гальваностегия

Что такое гальванопластика? Это метод, который применяется для изготовления точных копий изделий, метод копирования. Его применяют, когда необходимо сделать копию с предметов тончайшей конфигурации – пластинок, чипов и схем. Гальваностегия позволяет усилить механические свойства одного металла путем нанесения на него слоя другого металла, например, хромирование и никелирование стали, никелирование меди и т.д.

Гальванопластика и гальваностегия имеют схожую природу, отличаются лишь способом подготовки металла перед обработкой. При осуществлении гальваностегии поверхность металла должна быть максимально подготовленной для сцепления с наносимым металлом. Метод гальванопластики, наоборот, подразумевает свободное отделение наносимого металла.

Для гальванопластических процессов применяют чаще всего медь, никель и серебро, а в гальваностегических – практически все виды металлов. Гальванопластика в домашних условиях проводится на том же оборудовании, что и другие гальванические процессы.

Под гальванопластическую ванну прекрасно подойдет большая стеклянная емкость.Её размеры зависят от величины гальванизируемого предмета, поскольку он не должен располагаться слишком близко от анодной пластины.

Гальванопластика дома может применяться для изготовления копий предметов небольшого размера по предварительно отлитым из легкоплавких металлов формам.

Мастер-класс по гальванике (1 видео)

Предметы с гальваническим покрытием (17 фото)













Гальваника представляет собой раздел электрохимической науки, которая изучает осаждение некоторых элементов на любую поверхность. С помощью гальваники в домашних условиях или в промышленности можно нанести на изделие тонкий слой металла, который будет выступать в роли защитного слоя или выполнять декоративные функции. В последнее время декоративное покрытие набирает популярность у тех, кто хочет сделать оригинальный подарок своим друзьям и родным.

Общие сведения

Покрытие гальваникой бывает технологическим или декоративно-защитным. Это тонкий металлический тонкий слой, который в зависимости от гальванических элементов может выполнять эстетические функции. Гальванопластика не увеличивает прочность изделия, поскольку в этом случае требуются большие производственные мощности, но для красоты и придания «свежести» вполне подойдет.

Гальванические реакции происходят с помощью постоянного электрического тока. В специальную емкость-диэлектрик наливают раствор — электролит, в который погружают два анода. Аноды должны быть изготовлены из металла, который будет осаждаться на покрываемом изделии.

Обрабатываемая деталь присоединяется к минусовому выводу и помещается между анодами. Она выполняет роль катода. Аноды, в свою очередь, присоединяются к плюсовому контакту источника питания. Они становятся частью цепи, проводя ток в электролит и отдавая ему свои металлические элементы. Электролит передает необходимые частицы обрабатываемой детали, они постепенно обволакивают её тонким слоем. Аноды по площади должны превышать в несколько раз размер заготовки.

Другими словами, гальванизация представляет собой перенос молекул металла раствора на изделие в момент протекания через них электротока.

Любой гальванический процесс можно разбить на общие этапы:

  • Сборка гальванической установки.
  • Подготовка электролитного раствора.
  • Обработка и подготовка образца.
  • Запуск гальванического процесса.

Оборудование можно подготовить самостоятельно. Сначала подбирается подходящий источник питания. Это может быть батарейка (для обработки изделий небольшого размера) или аккумулятор. Подойдет понижающий блок питания, который выдает на выходе постоянный ток до 12 вольт. Иногда используют инвертор от сварочного аппарата. Подбирается реостат для регулирования силы тока.

Из нейтрального, устойчивого к химически агрессивным веществам материала подбирается широкая и глубокая ванночка. Надо учитывать, что электролитический раствор при гальваническом процессе может нагреваться до девяноста градусов по Цельсию.

Подготавливаются две пластины, которые будут токопроводящими анодами.

Для нагрева ёмкости с электролитом нужен электрический прибор с возможностью плавной регулировки температурного режима. Чаще всего используют подошву утюга или небольшую электроплитку. С их помощью происходит нагрев раствора до необходимой температуры и ускорение реакции.

Химические реактивы необходимо хранить в плотно закупоренной стеклянной посуде. Желательно каждый предмет подписывать.

Потребуются весы для точного измерения массы веществ, поскольку необходимая точность веса компонентов составляет один грамм. Такие весы можно приобрести, а можно сделать самостоятельно, используя вместо гирек старые советские монеты. Вес «желтых» монет точно соответствует их номиналу.

После того как собраны необходимые вещества, найдены ёмкости, собрана электрическая схема с питанием и подготовлена система подогрева, можно заняться чисткой заготовки.

Если недостаточно хорошо почистить деталь, гальваническое покрытие непрочно осядет или будет неравномерным. Иногда хватает простого обезжиривания предмета. Раствор ацетона или спирта может хорошо обезжирить поверхность, можно использовать бензин.

Некоторые мастера держат изделия из стали в разогретом до 90 градусов по Цельсию растворе фосфорнокислого натрия. Цветные металлы можно очищать в том же растворе, не нагревая его.

Если на изделии есть коррозия или другие изъяны, то поверхность заготовки шлифуется наждачной бумагой.

Иногда про технику безопасности при различных работах в домашних условиях рассказывают вскользь. Но при выполнении любых гальванических работ нужно строго соблюдать безопасность.

Опасность заключается в использовании токсичных химических веществ, высокой температуре нагрева раствора и повышенными рисками, которые сопровождают электрохимические реакции.

Лучше всего гальванические работы проводить в гараже или мастерской при обязательном проветривании или вентилировании помещения. Особое внимание следует уделить заземлению оборудования. Нужно соблюдать меры личной безопасности, а именно:

  • Дыхательные пути следует защитить респиратором.
  • Руки и запястья должны быть спрятаны в высокие и прочные резиновые перчатки.
  • Обувь должна защищать от ожогов, а одежда прикрыта клеенчатым фартуком.
  • Обязательно ношение специальных защитных очков.

Перед началом работ по меднению в домашних условиях нужно подготовить необходимые материалы и оборудование. Надо позаботится об источнике напряжения и постоянного тока. Существует много рекомендаций касательно силы тока, разброс которого может быть большим. Поэтому желательно иметь реостат с возможностью плавной регулировки напряжения и для постепенного завершения процесса. Источником может служить автомобильный аккумулятор или выпрямитель с напряжением на выходе не больше 12 вольт. Для первых опытов будет достаточно обычной батарейки от 4.5 до 9 вольт.

Затем выбирается ёмкость для электролитического раствора, лучше всего из жаропрочного стекла. В любом случае все ёмкости для электролиза должны быть диэлектриками и выдерживать температуру не менее, чем 80 градусов по Цельсию.

В качестве анодов подойдут два больших медных листа. Они должны перекрывать по размеру заготовку. Из химических реактивов потребуются:

  • Купорос медный.
  • Кислота соляная либо серная.
  • Вода дистиллированная.

Меднение в домашних условиях пользуется заслуженной популярностью, поскольку очень хорошо и надежно держится на стальных изделиях. Главное условие — правильно соблюдать технологию процесса.

Имеется два способа нанесения меди на поверхность:

  1. Помещение заготовки в раствор электролита.
  2. Неконтактный способ. В этом случае изделие не погружается в раствор.

Подготавливается и обрабатывается поверхность изделия при помощи тонкого наждака и щеточки. После этого деталь моется в проточной воде, обезжиривается и еще раз промывается.

Этапы процесса омеднения следующие:

  • Два медных анода подключают в сеть к положительным контактам и размещают их в стеклянную банку.
  • К обработанному изделию подводят контакт с отрицательным значением напряжения и свободно подвешивают между анодами.
  • Подключают реостат согласно электрической схеме для возможности регулирования силы тока.
  • Подготавливается раствор в правильных пропорциях. На 100 г дистиллированной воды надо 20 г медного купороса и 2−3 г соляной кислоты. Вместо соляной кислоты можно использовать другую.
  • Раствор выливается в посуду с медными пластинами и деталью таким образом, чтобы они полностью скрылись под поверхностью раствора.
  • Подключается источник напряжения. Реостатом добиваются необходимой силы тока из примерного расчета 10−15 миллиампер на каждый квадратный сантиметр площади детали.

Весь процесс занимает примерно 15−20 минут. После обязательного выключения источника питания и остывания раствора готовое изделие с медным слоем на поверхности вынимается из банки.

Этот метод интересен тем, что его можно использовать для обработки не только стальных предметов, но и сделанных из других материалов. Например, алюминия и цинка. Порядок процесса следующий:

  • Из многожильного медного провода изготавливается «кисточка». Конец провода оголяется. Из медных проводков создается подобие кисточки, чтобы затем прикрепить ее к деревянной ручке-держателю.
  • Второй конец провода подключается к плюсовому контакту электрической цепи.
  • В широкую ёмкость заливается стандартный электролитный раствор из медного купороса и соляной кислоты.
  • Предварительно очищенная и промытая металлическая заготовка присоединяется к отрицательному контакту и размещается в пустой ёмкости.
  • Импровизированная кисточка окунается в раствор электролита и проводится по поверхности заготовки без контакта. Это действие повторяется до получения результата.

Когда деталь полностью покроется слоем меди, выключается блок питания и процесс завершается. Деталь ополаскивается в воде и просушивается.

Часто с помощью медного электролиза обновляют столовые приборы, сделанные из алюминия. Если нет опыта проведения этого процесса, то можно потренироваться нанести медь на алюминиевые пластинки. Порядок проведения процесса:

Гальванопластика — это электрохимический способ придания предмету определенной формы с помощью осаждения на него металла. Чаще всего этот метод используют при обработке металлом неметаллических предметов или при изготовлении копий ювелирных изделий.

Если при гальванопластике изделие не обладает электропроводящими свойствами, то его предварительно покрывают графитом, иногда бронзой. Затем мастер делает с копии слепок и начинает гальванический процесс. В качестве материала слепка используют гипс, графит или легко плавящийся металл.

Гальваника — это очень интересный и познавательный процесс, но он связан с активными веществами, которые могут навредить здоровью и нанести вред имуществу или окружающей среде. Поэтому перед тем как начинать гальванику своими руками, нужно принять все меры безопасности, изучить немного теории процесса и особенности поведения химических реактивов.

В 1840 году российский учёный-физик немецкого происхождения, Мориц Герман, который после переезда в Российскую империю сменил имя и фамилию на Борис Якоби, пишет работу под длинным названием: «Способ производить, по данным образцам, из медных растворов медные изделия с помощью электричества или Гальванопластика для прикладных искусств». С этого научного труда начинается история гальваники не только в России, но и в мире.

В своих исследованиях Якоби опирался на более ранние работы итальянского физика Луиджи Гальвани, поэтому и назвал процесс гальванопластикой, а емкость в которой происходит сие чудо — гальванической ванной.

В настоящее время гальваника является разделом электрохимии и изучает осаждение электролитов на поверхности металлов. В свою очередь, гальваника разделятся на два больших подотдела:

  • Гальванопластика: электрохимический способ копирования. С его помощью наносят достаточно толстый слой металла и как следствие получают точную копию копируемого предмета. В частности, посредством этого метода изготавливают виниловые пластинки и лазерные компакт-диски.
  • Гальваностегия: электрохимическая технология покрытия подложки слоем металла, с целью получения более прочного или более декоративного слоя. Часто эти две задачи совмещают.

Посредством процесса гальваностегии можно покрыть слоем металла, захромировать практически любую поверхность: металлическую, пластиковую, деревянную, кожаную. Хромированные сапоги или никелированные ботинки — вещь вполне реальная, но не совсем практичная. Гораздо более востребовано покрытие одного металла другим с целью повышения антикоррозийных, прочностных и эстетических характеристик. Такие процессы, как хромирование, никелирование, меднение, цинкование давно стали обычной практикой крупного промышленного производства.

Химическая металлизация своими руками в домашних условиях. Гальваника в домашних условиях вещь вполне реальная, конечно, при соблюдении определённых требований. Из всех видов домашней гальваники хромировка является, пожалуй, самым сложным видом гальваностегии по двум причинам:

  • Техническая сложность процесса.
  • Крайняя опасность химических компонентов для здоровья.

Первая техническая сложность

Сложность хромирования состоит в том, что предъявляются очень жёсткие требования к режиму функционирования гальванической ванны. Малейшие отклонения от требуемой плотности тока, температуры и концентрации электролита приводят к резкому изменению качества хромового покрытия, вплоть до брака.

Способность хрома сильно меняться в качественном отношении, в зависимости от температуры электролита и силы тока, активно используется на производстве для получения хромовых покрытий с разной степенью блеска, окрашенности и прочности.

  • При температуре электролита от 30−60 градусов поверхность готового изделия будет блестящей.
  • Выше 60 градусов — хромовое покрытие будет иметь молочный оттенок.
  • Ниже 30 градусов — поверхность матовая.

От концентрации состава электролита хром меняет цвет, а вместе с цветом меняются и прочностные характеристики. Цвет меняется от обычного светлого, до темно-голубого, агатового, синего и, наконец, до практически чёрного. По мере изменения цвета меняется и прочность хромового покрытия. Самый мягкий хром имеет обычный светлый цвет, для его получения требуется комнатная температура и сила тока порядка 5 А/кв.дм. Самое прочное хромовое покрытие соответствует хрому чёрного цвета. Но для получения чёрного хрома необходима сила тока 100 А/кв. дм, что в условиях домашнего производства сделать технически невозможно.

Вторая техническая сложность

Вторая сложность состоит в том, что хром не может непосредственно соединяться со сталью, алюминием, чугуном или железом. Поэтому всегда перед хромированием проводят процесс никелирования. Часто с целью получения более качественного результата проводят несколько последовательных нанесений слоёв: никель, медь, снова никель и только в заключение наносят слой хрома.

При этом нужно иметь в виду, что само по себе хромовое покрытие обладает достаточно противоречивыми характеристиками. С одной стороны, хром обладает высокой механической прочностью (намного выше, чем у никеля), химической инертностью и очень ярким блеском. Но одновременно с этим он очень хрупок и обладает пористой структурой. Поэтому подложка из никеля для слоя хрома является необходимой даже в том случае, если хромирование осуществляется на поверхность металла, с которым у хрома хорошая сцепка, например, медь или латунь.

Таким образом, процесс хромирования в домашних условиях автоматически подразумевает проведение как минимум двух последовательных технологических процессов: никелирования и хромирования.

Опасность для здоровья

Основной компонент электролита для хромирования — оксид хрома (CrO3) или, как его ещё называют, хромовый ангидрид. Так уж получилось, что хромовый ангидрид является сильнейшим ядом и одновременно одним из самых сильных канцерогенов. Смертельная доза для человека при приёме внутрь составляет приблизительно 4−6 грамм, в зависимости от веса индивида. При попадании на открытые участки кожи чистого оксида хрома или его растворов возникают химические ожоги, которые затем переходят в дерматиты и экземы, с последующим перерождением в рак кожи.

При соединении оксида хрома с веществами, имеющими органическую природу, такими как технические растворители, бензин, керосин, происходит мгновенное возгорание и взрыв.

Понятно, что такое «прекрасное» химическое вещество невозможно просто взять и купить в магазине хим. реактивов. Оборот хромового ангидрида жёстко регулируется государством и продажа разрешена только юридическим лицам, имеющим лицензию на соответствующий род деятельности.

Необходимое оборудование

Хромирование на кухне жилой квартиры способен проводить только потенциальный самоубийца. Для того чтобы начать процесс хромирования фары, необходимо иметь для этого специальное помещение, максимально удалённое от жилых построек. Лучше всего для этих целей подойдёт просторная мастерская или гараж. Обязательно наличие хорошей принудительной вентиляции. Предварительно из помещения должны быть удалены все ёмкости с бензином, красками, лаками и прочими растворителями. В обязательном порядке приобретается хороший огнетушитель и прорабатывается вариант запасного выхода из помещения в случае возникновения нештатной ситуации.

Для хромирования необходимо иметь:

  • Гальваническая ванна. Либо из стекла, либо из прочного пластика, способного выдерживать повышение температуры до 100 градусов.
  • Выпрямитель. Источник постоянного тока с возможностью регулировать выходное напряжение. Параметры — 12В/50А. Если речь идёт о мелких деталях, то можно использовать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.
  • Нагреватель. Должен выдерживать долговременное пребывание в агрессивной кислой среде. Например, керамический тэн. Обычный тэн не подойдёт.
  • Термометр. С делениями от 0 до 100 градусов. Оптимальная температура для проведения процесса составляет 45−55 градусов.

Нужно иметь в виду, что для оптимизации процесса необходимо оборудовать как минимум две такие установки, одна для хромирования, а вторая для никелирования. В противном случае придётся постоянно менять реактивы в одной ёмкости, что крайне неудобно и затратно.

Три составляющие гальванического процесса

Гальваника в домашних условиях, хромирование — это гальванический процесс. Поэтому для его проведения необходимо наличие трёх составляющих: катода, анода и электролитической среды, в которой будет происходить перенос заряженных частиц металла.

  • Катод. Пластина чистого свинца либо сплав свинца с оловом. Необходимо помнить, что площадь катода должна быть больше площади анода. Катод подсоединяется к положительному выходу выпрямителя.
  • Анод. Это и есть сама хромируемая деталь. Он должен висеть в среде электролита таким образом, чтобы не касаться стенок и дна емкости. Кроме того, анод ни в коем случае не должен касаться катода.
  • Электролит. Для хромирования требуется особо тщательная подготовка электролита.

Приготовление электролита

В набор электролитической жидкости для хромирования входят следующие компоненты:

  • Хромовый ангидрид: 250 гр/л.
  • Серная кислота: 2−3 гр/л. Химически чистая, концентрированная. Техническая серная кислота не годится.
  • Вода дистиллированная.

Вода нагревается до температуры 60−80 градусов. После этого в ней растворяется ангидрид. Раствор чуть охлаждается и затем в него добавляется тонкой струйкой необходимое количество серной кислоты.

Подготовка поверхности хромируемого изделия

Состоит из трёх этапов:

  • Механическая очистка, шлифовка и полировка.
  • Обезжиривание.
  • Никелирование.

Особенностью хромирования является то, что оно, наоборот, подчёркивает все имеющиеся неровности, сколы и трещины на поверхности изделия. Поэтому с поверхности хромируемой детали предварительно должны быть удалены следы старой краски, ржавчина, сколы, трещины и прочие дефекты. Подготовка хромируемой поверхности состоит из следующих этапов:

  • Пескоструйная обработка.
  • Полировка мелкой шкуркой.
  • Шлифовка мягкими материалами и полировочной пастой.

Для обезжиривания нельзя использовать бензин или Уайт Спирит. В противном случае будут проблемы с качеством хромирования. Оптимальный вариант — приготовить специальный раствор:

  • Натр едкий: 150 гр/л;
  • Сода, кальцинированная: 50 гр/л;
  • Клей силикатный: 5 гр/л.

Раствор подогревается до 90 градусов. После этого в него опускают деталь и выдерживают 20−40 минут, в зависимости от площади и рельефа поверхности детали.

Никелирование является последним этапом подготовки детали к хромированию. Процесс никелировки производят в специальной гальванической ванне. Катодом в этом случае является металлический никель, а в качестве электролита выступает раствор серной кислоты и солей никеля.

Этапы хромирования

Непосредственно хромирование состоит из ряда последовательных этапов:

  • Процесс начинается с поднимания температуры электролита в ванне до 50−54 градусов.
  • Помещается хромируемая деталь с предварительным присоединением к ней катодного выхода.
  • После этого выдерживают некоторое время, не подавая напряжения в систему. В течение этого времени температура детали и электролита должны выровняться.
  • После подачи напряжения обрабатываемая деталь находится в растворе как минимум 20 минут. В некоторых случаях хромирование может продолжаться 2−3 часа. Всё решается в индивидуальном порядке в зависимости от размера детали и необходимых конечных характеристик хромированного покрытия.
  • После окончания процесса деталь достаётся из раствора, промывается и помещается в сушильный шкаф на 2−3 часа.

В интернете очень много видеоуроков по гальванике, в частности, по хромированию металлов. Поэтому все детали этого процесса можно почерпнуть там.

Гальваника и гальваническое покрытие алюминия — цветных металлов анодирование, химическое оксидирование, многослойное покрытие, никель-медь-олово-висмут, меднение, цинкование, никелирование.

 

На нашем участке производства открыт Гальванический цех.

Гальваника  — это процесс обработки поверхности металлических изделий путем покрытия поверхности слоем другого металла или сплава.

Этот метод применяется для защиты поверхностей деталей от внешних агрессивных факторов и укрепления их прочностных характеристик. Нанесение цинка или хрома на поверхность изделия защитит его от коррозии и увеличит срок службы. Так же способствует повышению износостойкости.

Мы используем качественную химию  и отлаженный технологический процесс, что значительно повышает качество покрытий.Опытные специалисты и отлаженный процесс работы — это качественное покрытие и внешней вид.
 

Нанесение гальванических покрытий на алюминий, цветной металл в гальваническом цеху компании «Квалитет Пром»:

Стоимость гальванических работ

ООО «Квалитет Пром» оказывает услуги по гальванопокрытию для своих клиентов по оптимальным ценам, которые зависят от вида покрытий:

  • анодирование алюминия
  • анодирование цветное
  • оксидирование алюминия
  • химическое оксидирование алюминия
  • многослойное покрытие под пайку
  • многослойное покрытие олово-висмут
  • меднение алюминия
  • гальваническое покрытие медью
  • цинкование
  • гальваническое покрытие цинком
  • никелирование
  • гальваническое покрытие никелем
  • гальваническое покрытие оловом
  • покрытие олово-висмут
  • диэлектрическое покрытие алюминия
  • электропроводное покрытие алюминия
  • химическая пассивация
  • обезжиривание

а также от объема, сроков . ..

 

Примеры гальванического покрытия деталей из алюминия и других цветных металлов

 

Наши контакты:


Телефон: 8 (800) 222-48-48 (Звонок по России бесплатный)

Телефон: 8 (495) 966-00-30 (многоканальный)

Адрес: Москва, Зеленоград, ул. Конструктора Гуськова, д.2, стр.3

 

 

Electroplating 101: How Metal Plating Works

Гальваника позволяет сочетать прочность, электрическую проводимость, абразивную и коррозионную стойкость и внешний вид определенных металлов с различными материалами, которые обладают собственными преимуществами, такими как доступные и / или легкие металлы или пластмассы.

Из этого руководства вы узнаете, почему многие инженеры используют гальваническое покрытие на всех этапах производства — от прототипирования до массового производства.

Гальваника — это процесс использования электроосаждения для покрытия объекта слоем металла (ов).Инженеры используют управляемый электролиз для переноса желаемого металлического покрытия с анода (часть, содержащая металл, который будет использоваться в качестве покрытия) на катод (часть, которую необходимо покрыть).

Схема гальванического покрытия меди с использованием ванны электролита из сульфата меди, серной кислоты и хлорид-ионов. (источник изображения)

Анод и катод помещаются в химическую ванну с электролитом и подвергаются непрерывному электрическому заряду. Электричество заставляет отрицательно заряженные ионы (анионы) перемещаться к аноду, а положительно заряженные ионы (катионы) — к катоду, покрывая или покрывая желаемую часть ровным металлическим покрытием.Гальваника использует материал подложки (часто более легкий и / или более дешевый материал) и инкапсулирует подложку в тонкую металлическую оболочку, такую ​​как никель или медь.

Вебинар

В этом веб-семинаре вы узнаете, как гальваника расширяет палитру материалов для 3D-печати SLA для получения высокопрочных и износостойких деталей конечного использования. В то время как печать SLA позволяет создавать сложные нестандартные детали, гальваника трансформирует детали SLA для получения металлических свойств, включая высокий модуль упругости, электропроводность или эстетическую отделку.

Посмотреть вебинар сейчас

Гальваника и гальванопластика выполняются с использованием электроосаждения. Разница в том, что при гальванопластике используется форма, которая удаляется после того, как деталь сформирована. Гальванопластика используется для создания твердых металлических деталей, тогда как гальваника используется для покрытия металлом существующей детали (которая сделана из другого материала).

Можно гальванизировать один металл на предмет или их комбинацию. Многие производители наносят слоями металлы, такие как медь и никель, для увеличения прочности и проводимости.Материалы, обычно используемые в гальванике, включают:

  • Латунь

  • Кадмий

  • Хром

  • Медь

  • Золото

  • Утюг

  • Никель

  • Серебро

  • Титан

  • цинк

Подложки могут быть изготовлены практически из любого материала, от нержавеющей стали и других металлов до пластика. Ремесленники гальванизируют органические материалы, такие как цветы, а также ленты из мягкой ткани.

Важно отметить, что непроводящие подложки, такие как пластик, дерево или стекло, необходимо сначала сделать проводящими, прежде чем на них можно будет наносить гальваническое покрытие. Это может быть сделано путем покрытия непроводящей основы слоем проводящей краски или спрея.

Благодаря научным достижениям в производстве материалов и пластмасс, легкие и недорогие пластиковые детали заменили более дорогие металлические детали в самых разных сферах применения в различных отраслях промышленности, от автомобилей до водопроводных труб.

Хотя пластик имеет ряд преимуществ по сравнению с металлом, во многих сферах применения металл по-прежнему доминирует. Как бы вы ни старались, у вас никогда не получится, чтобы пластик имел такую ​​же роскошную отделку, как медь. И хотя пластик может быть более гибким, чем большинство металлов, он далеко не такой прочный. Здесь на помощь приходит гальваника.

3D-печать дает уникальные преимущества в сочетании с гальваникой. Инженеры часто выбирают материалы для 3D-печати из-за свободы дизайна в аддитивном производстве.Гальванизировать детали, напечатанные на 3D-принтере, зачастую дешевле, чем отливать, обрабатывать или использовать другие методы производства, особенно когда речь идет о прототипировании.

Стереолитография (SLA) 3D-печать идеально подходит для гальваники, поскольку она позволяет создавать 3D-печатные детали с очень гладкими или мелко текстурированными поверхностями, которые делают переход между двумя материалами — пластиком и металлом — бесшовным. Он также создает водонепроницаемые детали, которые не будут повреждены при погружении в химическую ванну, необходимую во время процесса гальваники.

С инженерной точки зрения сочетание 3D-печати и гальваники предлагает уникальные варианты прочности на разрыв для готовых конструкций. Как вы можете видеть на диаграмме выше, сочетание этих двух производственных процессов устраняет разрыв в прочности на разрыв между двумя группами материалов.

Гальваника дает множество преимуществ, включая повышенную прочность, срок службы и проводимость деталей. Инженеры, производители и художники извлекают выгоду из этих преимуществ различными способами.

Инженеры часто используют гальваническое покрытие для увеличения прочности и долговечности различных конструкций. Вы можете увеличить прочность на разрыв деталей, напечатанных на 3D-принтере, например, на 400% или более, покрывая их металлами, такими как медь и никель. Поместите металлическую пленку на полимерные детали, и вы сможете улучшить их устойчивость к таким факторам окружающей среды, как химическое воздействие и ультрафиолетовое излучение.

Сравнение стандартной печатной детали SLA и той же геометрии детали с никелевым и медным покрытием.

Художники часто используют гальваническое покрытие, чтобы сохранить природные элементы, склонные к гниению, например листья, и превратить их в более прочные произведения искусства. В медицинском сообществе гальваника используется для изготовления медицинских имплантатов, устойчивых к коррозии и подлежащих надлежащей стерилизации.

Гальваника — это эффективный способ добавления косметической металлической отделки к товарам клиентов, скульптурам, статуэткам и произведениям искусства. Многие производители также выбирают гальваническое покрытие подложки, чтобы создавать более легкие детали, которые легче и дешевле перемещать и перевозить.

Гальваника также обладает преимуществом проводимости. Поскольку металлы по своей природе являются проводящими, гальваника — отличный способ увеличить проводимость детали. Антенны, электрические компоненты и другие детали могут быть покрыты гальваническим покрытием для повышения производительности.

Хотя гальваника имеет множество преимуществ, ее ограничения заключаются в сложности и опасном характере самого процесса. Рабочие, выполняющие гальванику, могут пострадать от воздействия шестивалентного хрома, если не примут надлежащих мер предосторожности.Рабочим очень важно иметь хорошо вентилируемое рабочее место. Управление по безопасности и гигиене труда Министерства труда США опубликовало множество документов, в которых описываются риски, связанные с нанесением гальванических покрытий.

Из-за необходимого опыта и связанных с этим опасностей многие инженеры и дизайнеры предпочитают нанимать стороннего производителя гальванических покрытий, специализирующегося на этом процессе. Хотя гальванику можно выполнить на дому, зачастую самым простым решением является аутсорсинг.К счастью, несколько компаний, такие как RePliForm и Sharretts Plating, специализируются на проектах по нанесению гальванических покрытий на заказ.

На видео выше показано, как гальванизировать с помощью простых в использовании инструментов, таких как зарядное устройство для сотового телефона и запасная медная трубка. Мы рекомендуем вам надевать маску, перчатки и защитные очки во время гальваники и работать только в хорошо вентилируемом помещении.

Во многих отраслях промышленности гальваника используется для изготовления всего, от обручальных колец до электрических антенн.Вот несколько распространенных примеров:

Многие компоненты самолетов имеют гальваническое покрытие, чтобы добавить «временное покрытие», которое увеличивает срок службы деталей за счет замедления коррозии. Поскольку компоненты самолета подвержены резким перепадам температуры и факторам окружающей среды, к металлической подложке добавляется дополнительный металлический слой, чтобы функциональность детали не ухудшалась из-за нормального износа.

Многие стальные болты и крепежные детали, разработанные для аэрокосмической промышленности, имеют гальваническое покрытие хромом (или, в последнее время, цинк-никелем, в связи с изменением ограничений).

Введите слово «гальваническое покрытие» в Etsy, и вам будет представлен широкий выбор предметов домашнего декора с гальваническим покрытием и уникальные сувениры. Ремесленники часто превращают биоразлагаемые предметы, в том числе цветы, ветки и даже насекомых, в прочные и долговечные произведения искусства с помощью этого процесса. Вы можете использовать гальваническое покрытие, чтобы показать и сохранить мелкие детали предметов, которые в противном случае быстро разложились бы.

Гальваника часто используется для создания произведений искусства, таких как медный жук и соты.(источник изображения)

Цифровые дизайнеры иногда используют гальванику для создания скульптур. Дизайнеры могут распечатать подложку на 3D-принтере с помощью настольного 3D-принтера, а затем покрыть дизайн гальваническим покрытием из меди, серебра, золота или любого другого металла по выбору для достижения желаемой отделки. Сочетание 3D-печати с гальваническим покрытием таким образом дает изделия, которые проще (и дешевле) в производстве, но при этом они имеют такой же внешний вид и отделку, как скульптуры из цельного литого металла.

Гальваника очень распространена в автомобильной промышленности.Многие крупные автомобильные компании используют гальваническое покрытие для создания хромированных бамперов и других металлических деталей.

Гальваника также может использоваться для создания нестандартных деталей для концептуальных автомобилей. Например, VW объединился с Autodesk, чтобы создать колпаки для своего концептуального автомобиля Type 20. Прототипы колпаков были напечатаны на 3D-принтере, а затем на них нанесено гальваническое покрытие.

Реставрационные компании и предприятия по настройке автомобилей также используют гальваническое покрытие для нанесения никеля, хрома и других покрытий на различные детали автомобилей и мотоциклов.

Гальваника, пожалуй, чаще всего связана с ювелирной промышленностью и драгоценными металлами. Дизайнеры и производители ювелирных изделий полагаются на этот процесс для улучшения цвета, долговечности и эстетической привлекательности колец, браслетов, кулонов и многих других предметов.

Когда вы видите украшение, которое описывается как «позолоченное» или «посеребренное», велика вероятность, что оно было гальваническим. Комбинации различных металлов используются для достижения уникальных оттенков отделки.Например, золото часто сочетают с медью и серебром для создания розового золота.

Гальваника используется для придания эластичности внешнему виду всех видов медицинских и стоматологических элементов. Позолота часто используется для создания зубных вкладок и помощи при различных стоматологических процедурах. На имплантированные детали, такие как сменные соединения, винты и пластины, часто наносят гальваническое покрытие, чтобы сделать детали более устойчивыми к коррозии и совместимыми с стерилизацией перед вставкой. Медицинские и хирургические инструменты, включая щипцы и радиологические детали, также обычно покрываются гальваническим покрытием.

На многие электрические и солнечные компоненты нанесено гальваническое покрытие для увеличения проводимости. Контакты солнечных элементов и различные типы антенн обычно производятся с использованием гальванических покрытий. На провода можно наносить гальваническое покрытие из серебра, никеля и многих других металлов. Позолота часто используется (в сочетании с другими металлами) для увеличения прочности. Золото также часто используется для увеличения срока службы деталей, поскольку оно проводит, очень пластично и не взаимодействует с кислородом.

Изготовление металлических деталей на заказ или небольших объемов для прототипирования может быть очень дорогостоящим и трудоемким при традиционных производственных процессах.В результате инженеры часто комбинируют гальванику с 3D-печатью для получения недорогого и экономящего время решения.

Например, Андреас Остервальдер из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL) смог ускорить процесс создания прототипов и снизить затраты на продвинутые экспериментальные установки за счет 3D-печати новых дизайнов на своем 3D-принтере Formlabs SLA и сотрудничества с Galvotec. чтобы эти части были покрыты гальваническим покрытием.

Андреас Остервальдер использовал 3D-печать и гальванику для изготовления этого светоделителя.

Благодаря своей универсальности гальваника открывает бесчисленные возможности для инженеров из разных отраслей. Хотите узнать больше о гальванике деталей, напечатанных на 3D-принтере? Посмотрите наш веб-семинар «3D-печать ближайшего к металлу с помощью принтера за 3500 долларов», чтобы узнать, как гальваника преобразует 3D-печатные детали SLA для получения металлических свойств, включая высокий модуль упругости, электропроводность или эстетическую отделку.

Вы получите идеи и советы от доктора Шона Уайза, президента и генерального директора RePliForm, который также продемонстрирует, как пользователи используют эту технологию для различных приложений.

Что такое гальваника? | Как работает гальваника

Гальваника — это популярный процесс отделки и улучшения металла, используемый в различных отраслях промышленности для различных целей. Однако, несмотря на популярность гальваники, очень немногие за пределами отрасли знакомы с этим процессом, что это такое и как работает. Если вы планируете использовать гальваническое покрытие в своем следующем производственном процессе, вам необходимо знать, как работает этот процесс, и какие материалы и варианты процесса доступны вам.

Быстрые ссылки

Что такое гальваника? | Гальваника | Виды гальваники

Применение гальваники | Отрасли, в которых используется гальваника | Преимущества гальваники

Примеры гальваники | Выберите SPC | Запросить ценовое предложение

Что такое гальваника?

Гальваника также известна как электроосаждение. Как следует из названия, процесс включает осаждение материала с помощью электрического тока.В результате этого процесса на поверхность заготовки, называемой подложкой, наносится тонкий слой металла. Гальваника в основном используется для изменения физических свойств объекта. Этот процесс можно использовать для придания объектам повышенной износостойкости, защиты от коррозии или эстетической привлекательности, а также увеличения толщины.

Хотя гальваника может показаться передовой технологией, на самом деле это многовековой процесс. Самые первые эксперименты по нанесению гальванических покрытий произошли в начале 18 века, а официально этот процесс был официально оформлен Бругнателли в первой половине 19 века.После экспериментов Бругнателли процесс гальваники был принят и развит по всей Европе. По мере того, как в течение следующих двух столетий производственная практика развивалась благодаря промышленной революции и двум мировым войнам, процесс гальваники также эволюционировал, чтобы не отставать от спроса, что привело к процессу, который компания Sharretts Plating Company использует сегодня.

Процесс нанесения гальванических покрытий

В процессе гальваники используется электрический ток для растворения металла и нанесения его на поверхность.Процесс работает с использованием четырех основных компонентов:

  • Анод: Анод, или положительно заряженный электрод, в цепи — это металл, из которого образуется покрытие.
  • Катод: Катод в цепи гальваники — это часть, на которую необходимо нанести покрытие. Его еще называют субстратом. Эта часть действует как отрицательно заряженный электрод в цепи.
  • Раствор: Реакция электроосаждения протекает в растворе электролита.Этот раствор содержит одну или несколько солей металлов, обычно включая сульфат меди, для облегчения прохождения электричества.
  • Источник питания: В цепь добавляется ток от источника питания. Этот источник питания подает ток на анод, подавая электричество в систему.

После того, как анод и катод помещены в раствор и подключены, источник питания подает на анод постоянный ток (DC). Этот ток вызывает окисление металла, позволяя атомам металла растворяться в растворе электролита в виде положительных ионов.Затем ток заставляет ионы металла перемещаться к отрицательно заряженной подложке и оседать на детали тонким слоем металла.

В качестве примера рассмотрим процесс нанесения золота на металлические украшения. Металл с золотым покрытием является анодом в цепи, а металлические украшения — катодом. Оба помещаются в раствор, и к золоту, растворяющемуся в растворе, подается постоянный ток. Затем растворенные атомы золота прилипают к поверхности ювелирных изделий из недрагоценных металлов, создавая золотое покрытие.

Хотя этот процесс является постоянным, на качество покрытия могут влиять три фактора. Это следующие факторы:

  • Условия ванны: Как температура, так и химический состав ванны влияют на эффективность процесса гальваники.
  • Размещение детали: Расстояние, которое необходимо пройти растворенному металлу, будет влиять на эффективность покрытия подложки, поэтому размещение анода относительно катода имеет важное значение.
  • Электрический ток: Уровень напряжения и время приложения электрического тока играют роль в эффективности процесса гальваники.

Какие металлы используются в процессе гальваники?

Гальваника может происходить с использованием отдельных металлов или в различных комбинациях (сплавах), что может придать дополнительную ценность процессу гальваники. Некоторые из наиболее часто используемых металлов для гальваники включают:

  • Медь: Медь часто используется из-за ее проводимости и термостойкости.Он также обычно используется для улучшения сцепления между слоями материала.
  • Цинк: Цинк обладает высокой устойчивостью к коррозии. Часто цинк сплавляют с другими металлами для улучшения этого свойства. Например, при легировании никелем цинк особенно устойчив к атмосферной коррозии.
  • Олово: Этот матовый блестящий металл хорошо паяется, устойчив к коррозии и не наносит вреда окружающей среде. Кроме того, он недорогой по сравнению с другими металлами.
  • Никель: Никель обладает отличной износостойкостью, которую можно улучшить за счет термической обработки.Его сплавы также очень ценны, так как обладают стойкостью к элементам, твердостью и проводимостью. Металлическое никелирование ценится также за его коррозионную стойкость, магнетизм, низкое трение и твердость.
  • Золото: Этот драгоценный металл обладает высокой устойчивостью к коррозии, потускнению и износу, а также ценится за его проводимость и эстетический вид.
  • Серебро: Серебро не так устойчиво к коррозии, как золото, но оно очень пластично и податливо, обладает отличной устойчивостью к контактному износу и предлагает превосходный внешний вид.Это также альтернатива золоту в приложениях, где необходима теплопроводность и электрическая проводимость.
  • Палладий: Этот блестящий металл часто используется вместо золота или платины из-за его твердости, коррозионной стойкости и красивой отделки. При легировании никелем этот металл обеспечивает отличную твердость и качество покрытия.

Цена, состав подложки и желаемый результат являются ключевыми факторами при выборе наиболее подходящего гальванического материала для вашей области применения.

Доступно несколько различных методов нанесения покрытия, каждый из которых может использоваться в различных приложениях. Некоторые из этих типов гальваники описаны более подробно ниже:

  • Покрытие ствола: Покрытие ствола — это метод, используемый для изготовления пластин больших групп мелких деталей. При этом детали помещаются внутрь бочки, заполненной раствором электролита. Процесс нанесения гальванического покрытия продолжается, пока цилиндр вращается, перемешивая детали, так что они получают равномерную отделку.Покрытие ствола лучше всего использовать на небольших прочных деталях, но это дешевое, эффективное и гибкое решение.
  • Гальваника стойки: Гальваника стойки или проводки — хороший вариант, если вам необходимо покрыть большие группы деталей. В этом методе детали помещаются на решетку, позволяя каждой детали физически контактировать с источником электроэнергии. Хотя этот вариант дороже, он оптимален для более деликатных деталей, которые не могут подвергаться гальванике. Важно отметить, что покрытие стойки сложнее для деталей, чувствительных к электричеству или имеющих неправильную форму.
  • Электроосаждение: Электроосаждение, также известное как автокаталитическое покрытие, использует тот же процесс, что и электроосаждение, но не применяет электричество непосредственно к детали. Вместо этого металлический слой растворяется и осаждается с помощью химической реакции вместо электрической. Хотя этот вариант полезен для деталей, несовместимых с электрическими токами, он более дорогостоящий и менее производительный, чем другие варианты.

Хотя эти методы выполняют электроосаждение по-разному, все они используют одни и те же основные принципы.

Применение гальваники

Хотя гальваника часто используется для улучшения эстетического вида основного материала, этот метод используется для нескольких других целей во многих отраслях промышленности. Эти виды использования включают следующее:

  • Толщина покрытия: Гальваника часто используется для увеличения толщины подложки за счет постепенного использования тонких слоев.
  • Защитить подложку: Гальванические слои служат в качестве жертвенных металлических покрытий.Это означает, что когда деталь помещается в опасную среду, гальванический слой разрушается раньше основного материала, защищая основу от повреждений.
  • Свойства поверхности Lend: Гальваника позволяет подложкам использовать свойства металлов, которыми они покрываются. Например, некоторые металлы защищают от коррозии, улучшают электропроводность, уменьшают трение или подготавливают поверхность для лучшей адгезии краски. Разные металлы придают разные свойства.
  • Улучшить внешний вид: Конечно, гальваника также широко используется для улучшения эстетического вида подложки. Это может означать покрытие основы эстетически приятным металлом или просто нанесение слоя для улучшения однородности и качества поверхности.

Преимущества гальваники

Гальваника предлагает ряд преимуществ для компонентов. Некоторые из конкретных преимуществ гальваники включают следующее:

  • Защитный барьер: Гальваника создает барьер на подложке, защищая ее от воздействия окружающей среды.В некоторых случаях этот барьер может защитить от коррозии, вызванной атмосферой. Это свойство особенно выгодно для компонентов, поскольку детали служат дольше в более суровых условиях, а это означает, что они требуют менее частой замены.
  • Улучшенный внешний вид: Внешние элементы часто покрывают тонкими слоями драгоценных металлов, чтобы сделать их более блестящими и привлекательными. Такое покрытие придает эстетичный вид без чрезмерных затрат, а это означает, что привлекательные детали можно продавать по более низким ценам.Кроме того, гальваническое покрытие часто используется для предотвращения потускнения серебряной посуды, улучшения долговечности и эстетического вида с течением времени.
  • Электропроводность: Покрытие серебром и медью помогает улучшить электропроводность деталей, предлагая экономичное и эффективное решение для улучшения проводимости в электронике и электрических компонентах.
  • Термостойкость: Некоторые металлы, включая золото и цинк-никель, устойчивы к высоким температурам, улучшая способность подложки противостоять тепловым повреждениям.Это, в свою очередь, может продлить срок службы деталей с гальваническим покрытием.
  • Повышенная твердость: Гальваника часто используется для повышения прочности и долговечности материалов подложки, что делает их менее восприимчивыми к повреждениям от нагрузок или грубого обращения. Это качество может помочь продлить срок службы деталей с гальваническим покрытием, уменьшая необходимость в замене.

Некоторые предлагаемые преимущества зависят от металла. Например, никелирование полезно для уменьшения трения, что помогает уменьшить износ и увеличить срок службы деталей.С другой стороны, цинк-никелевые сплавы используются для предотвращения образования острых выступов во время производства, что может привести к повреждению детали. Медь также специально используется в качестве грунтовочного покрытия во многих областях, поскольку она способствует адгезии с дополнительными металлическими покрытиями для улучшения качества поверхности готовой детали.

Отрасли, в которых используется гальваника

Если вашей компании нужна защита от коррозии, повышенная долговечность или повышенная электропроводность, гальваника предлагает решения.Вот почему гальваника широко используется в самых разных отраслях промышленности. Ниже перечислены некоторые отрасли, в которых работает SPC, и способы применения гальванических покрытий:

  • Автомобильная промышленность: Гальваническое покрытие обычно используется в автомобильной промышленности для предотвращения коррозии в суровых условиях окружающей среды. Растворы для цинкования и никелирования помогают предотвратить образование ржавчины, в то время как химическое никелирование служит отличной альтернативой хрому на каталитических нейтрализаторах и пластмассовых деталях.
  • Электронная промышленность: Электронные компании часто используют золотое покрытие для обеспечения проводимости, применяя его к полупроводникам и разъемам.В этой отрасли золото также ценится за его коррозионную стойкость. Меднение — еще один широко используемый металл в этой отрасли, который используется в качестве альтернативы золоту, когда основное внимание уделяется проводимости. Сплавы палладия также широко используются в качестве защитных покрытий на электронном оборудовании и компонентах.
  • Медицинская промышленность: В производстве медицинского оборудования часто используется гальваника металла для улучшения биосовместимости компонентов, особенно имплантатов. Золото, серебро и титан обычно используются в этой отрасли из-за их биосовместимости, коррозионной стойкости, твердости и износостойкости, которые необходимы для имплантатов и замен суставов.
  • Аэрокосмическая промышленность: В авиакосмической промышленности титан часто используется в авиастроении из-за его высокого отношения прочности к весу. Никелирование также широко используется в этой отрасли для защиты от коррозии и износа, а медь используется для повышения термостойкости.
  • Нефтегазовая промышленность: Защита от коррозии является первоочередной задачей нефтегазовой отрасли в связи с особенностями нефтехимии. В этой отрасли часто используется химическое никелирование для защиты трубопроводов и других компонентов от коррозии, что способствует увеличению срока службы деталей.

Многие другие отрасли промышленности, включая огнестрельное оружие, военную и оборонную промышленность, также используют гальваническое покрытие в различных областях. Все эти отрасли отдают предпочтение гальванике из-за ее функциональных возможностей, а также низкой стоимости и гибкости применения.

Примеры гальваники

Существует множество конкретных примеров применения гальванических покрытий в различных отраслях промышленности. Некоторые из них подробно описаны ниже:

  • Меднение полупроводников: В электронной промышленности используются различные варианты металлизации.Меднение обычно используется для увеличения способности полупроводников и цепей проводить электричество.
  • Никелирование жестких дисков: Никель — это магнитный металл, который является важным свойством жестких дисков. Жестким дискам требуется магнетизм для улучшения чтения, поэтому жесткие диски обычно покрывают гальваническим покрытием никелем в процессе производства.
  • Покрытие палладием каталитических нейтрализаторов: Покрытие палладием обычно используется в автомобильной промышленности, особенно на каталитических нейтрализаторах.Палладий поглощает избыточный водород в процессе производства, элемент, который отрицательно влияет на функциональность каталитических нейтрализаторов. Покрытие палладием поглощает этот избыток водорода, улучшая характеристики каталитического нейтрализатора.
  • Химическое никелирование компонентов аэрокосмической отрасли: Черное химическое никелирование способно поглощать свет и энергию. Это важнейшее качество при производстве различных типов военной техники. Многие производители оборонной и аэрокосмической промышленности предпочитают использовать этот вариант покрытия, чтобы обеспечить соответствие отраслевым стандартам, включая рекомендации Министерства обороны.

Обладая обширным опытом в различных отраслях промышленности, SPC может помочь в этих и других областях применения гальванических покрытий, предлагая ряд экономически эффективных услуг по нанесению покрытий.

Выберите SPC

Определение лучших вариантов производства имеет важное значение для эффективности вашей компании. Гальваника служит функционально и финансово выгодным вариантом для множества применений, но вам нужно сотрудничать с подходящей компанией по нанесению покрытий, чтобы увидеть все преимущества.Компания Sharretts Plating может помочь.

SPC имеет более девяти десятилетий опыта работы в отрасли, разрабатывая широкий спектр рентабельных процессов металлизации и отделки металла для удовлетворения потребностей компаний во многих отраслях. Мы можем помочь вам определить лучший метод покрытия для вашего проекта, а также тип металла, который вы хотите использовать. С SPC вы можете доверить нам предоставление опытных и ориентированных на клиентов услуг от начала до конца.

Свяжитесь с SPC, чтобы узнать больше о процессе гальваники и о том, как он может принести пользу вашему бизнесу, и запросите бесплатное ценовое предложение прямо сейчас!

Как работает гальваника — Объясните, что материал

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

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

Что такое гальваника?

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

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

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

Фото: Серебряные столовые приборы дороги и тускнеют; нержавеющая сталь с хромовым покрытием — хороший заменитель для многих людей. Несмотря на то, что он устойчив к ржавчине и долговечен, покрытие со временем изнашивается, как вы можете видеть в коричневатой области ручки этого пирогового сервера. Маркировка «EPNS» на столовых приборах является окончательным признаком гальваники: это гальваническое никелевое покрытие.

Как работает гальваника?

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

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

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

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

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

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

Можно ли гальванизировать пластмассы?

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

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

Как гальванизируют пластмассы?

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

Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард Фейнман

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

Зачем нужна гальваника?

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

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

Насколько толсто гальваническое покрытие?

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

Узнать больше

На сайте

Мероприятия

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

Видео

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

Книги

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

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

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

Статьи

Современная обшивка
Исторические статьи из архивов

Патенты

Для получения более подробной технической информации их стоит просмотреть:

  • Патент США 6,527,920: устройство для гальваники меди, Стивен Т. Майер и др., Novellus Systems, Inc. 4 марта 2003 г. Подробное описание типа процессов гальваники, используемых при изготовлении интегральных схем.
  • Патент США 4 039 714: процесс гальваники меди, Ютака Окинака, AT&T Bell Laboratories.4 сентября 1984 г. Описывается типичная современная ванна для меднения.
  • Патент США 4039714: Предварительная обработка пластмасс для металлизации, авторы Иржи Рубаль и Иоахим Корпиун. 2 августа 1977 года. Здесь подробно рассказывается о том, как поверхность пластика может быть подготовлена ​​к гальванике.

Как работает гальваника — Объясните, что материал

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

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

Что такое гальваника?

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

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

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

Фото: Серебряные столовые приборы дороги и тускнеют; нержавеющая сталь с хромовым покрытием — хороший заменитель для многих людей.Несмотря на то, что он устойчив к ржавчине и долговечен, покрытие со временем изнашивается, как вы можете видеть в коричневатой области ручки этого пирогового сервера. Маркировка «EPNS» на столовых приборах является окончательным признаком гальваники: это гальваническое никелевое покрытие.

Как работает гальваника?

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

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

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

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

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

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

Можно ли гальванизировать пластмассы?

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

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

Как гальванизируют пластмассы?

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

Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард Фейнман

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

Зачем нужна гальваника?

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

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

Насколько толсто гальваническое покрытие?

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

Узнать больше

На сайте

Мероприятия

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

Видео

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

Книги

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

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

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

Статьи

Современная обшивка
Исторические статьи из архивов

Патенты

Для получения более подробной технической информации их стоит просмотреть:

  • Патент США 6,527,920: устройство для гальваники меди, Стивен Т. Майер и др., Novellus Systems, Inc. 4 марта 2003 г. Подробное описание типа процессов гальваники, используемых при изготовлении интегральных схем.
  • Патент США 4 039 714: процесс гальваники меди, Ютака Окинака, AT&T Bell Laboratories.4 сентября 1984 г. Описывается типичная современная ванна для меднения.
  • Патент США 4039714: Предварительная обработка пластмасс для металлизации, авторы Иржи Рубаль и Иоахим Корпиун. 2 августа 1977 года. Здесь подробно рассказывается о том, как поверхность пластика может быть подготовлена ​​к гальванике.

Как работает гальваника — Объясните, что материал

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

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

Что такое гальваника?

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

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

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

Фото: Серебряные столовые приборы дороги и тускнеют; нержавеющая сталь с хромовым покрытием — хороший заменитель для многих людей.Несмотря на то, что он устойчив к ржавчине и долговечен, покрытие со временем изнашивается, как вы можете видеть в коричневатой области ручки этого пирогового сервера. Маркировка «EPNS» на столовых приборах является окончательным признаком гальваники: это гальваническое никелевое покрытие.

Как работает гальваника?

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

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

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

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

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

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

Можно ли гальванизировать пластмассы?

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

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

Как гальванизируют пластмассы?

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

Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард Фейнман

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

Зачем нужна гальваника?

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

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

Насколько толсто гальваническое покрытие?

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

Узнать больше

На сайте

Мероприятия

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

Видео

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

Книги

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

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

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

Статьи

Современная обшивка
Исторические статьи из архивов

Патенты

Для получения более подробной технической информации их стоит просмотреть:

  • Патент США 6,527,920: устройство для гальваники меди, Стивен Т. Майер и др., Novellus Systems, Inc. 4 марта 2003 г. Подробное описание типа процессов гальваники, используемых при изготовлении интегральных схем.
  • Патент США 4 039 714: процесс гальваники меди, Ютака Окинака, AT&T Bell Laboratories.4 сентября 1984 г. Описывается типичная современная ванна для меднения.
  • Патент США 4039714: Предварительная обработка пластмасс для металлизации, авторы Иржи Рубаль и Иоахим Корпиун. 2 августа 1977 года. Здесь подробно рассказывается о том, как поверхность пластика может быть подготовлена ​​к гальванике.

Гальваника — обзор | Темы ScienceDirect

34.3.5 Гальваническое заполнение сквозных отверстий

Гальваническое покрытие медью — самый популярный метод, используемый для заполнения сквозных отверстий в TSV.Хотя основные принципы нанесения гальванических покрытий известны уже несколько десятилетий, на практике электроосаждение в микропереходах довольно сложно [38–42]. Некоторые параметры, такие как гальваническое оборудование, химический состав электролита, источник питания, поток электролита и состояние поверхности, влияют на фактическое осаждение металла внутри переходных отверстий [39].

При высоком соотношении сторон за счет заполнения (> 5) образование пустот внутри переходных отверстий — обычная проблема. Неравномерное распределение тока внутри переходных отверстий, недостаточная смачиваемость боковых стенок переходных отверстий и плохой химический состав электролита — вот некоторые из причин образования пустот внутри переходных отверстий.В типичном процессе гальваники постоянного тока распределение электрического поля более плотное вблизи отверстий TSV, чем у остальных переходных отверстий. Такое неравномерное распределение называется эффектом «слияния тока», из-за которого осаждение металла выше около сквозных отверстий [39]. Это различие в осаждении металла приводит к образованию пустот в TSV.

Этот эффект скопления тока более серьезен при использовании высоких плотностей тока; поэтому рекомендуется применять более низкие плотности тока (<10 мА / см 2 ) при заполнении переходных отверстий с высоким соотношением сторон.Проблема образования пустот в переходных отверстиях с высоким соотношением сторон может быть уменьшена путем применения импульсной технологии гальваники с обратным импульсом. При импульсном или обратном импульсном покрытии ток подается короткими импульсами, чтобы дать химическим веществам покрытия (ионам металла) достаточно времени для обновления концентраций на поверхностях переходных отверстий. При осаждении с обратным импульсом анодные токи удаляют металл из более толстых осажденных областей (около сквозных отверстий), тем самым улучшая однородность толщины наплавленного металла по глубине переходного отверстия.

Образование пустот также можно уменьшить путем добавления в электролит химических добавок, которые влияют на скорость локального осаждения и приводят к заполнению снизу вверх [41,42]. В методе нанесения покрытия с суперполнением на основе добавок скорость осаждения металла на дне переходного отверстия выше, чем скорость осаждения около отверстий переходного отверстия, как показано на рис. 34.8.

Рисунок 34.8. Схематическое изображение механизма супернаполнения на основе добавок в процессе гальваники. Большой и медленно диффундирующий подавитель адсорбируется на поверхности пластины и вдоль края переходного отверстия, в то время как быстро диффундирующий ускоритель проникает через переходное отверстие и увеличивает скорость осаждения на дне переходного отверстия.

Существуют три органические добавки, обозначаемые как подавитель (или носитель), выравниватель и ускоритель (отбеливатель) [18]. Концентрация добавок обычно находится в диапазоне частей на миллион. Ускоритель представляет собой более легкие молекулы (бис (3-сульфопропил) -дисульфид), которые транспортируются к нижней части переходных отверстий и увеличивают скорость осаждения. Глушитель действует противоположно ускорителю. Подавитель — это более тяжелые молекулы (полиэтиленгликоль), которые осаждаются рядом со сквозными отверстиями и, таким образом, уменьшают осаждение металла возле сквозных отверстий.Правильные машины размещаются рядом с углами и помогают поддерживать равномерную скорость наплавки. Когда все органические добавки находятся в оптимизированных концентрациях, скорость роста меди на дне TSV выше, чем скорость осаждения вблизи плоской поверхности. Полученная в результате дифференциальная кинетика покрытия известна как суперзаполнение или суперконформное покрытие [41].

Хорошее взаимодействие между боковыми стенками переходных отверстий и электролитами также является важным требованием для электроосаждения без пустот.Боковые стенки переходного отверстия должны иметь гидрофильную природу, чтобы электролит мог смачивать поверхность переходного отверстия. Для этого сквозные стенки обрабатываются кислородной плазмой непосредственно перед нанесением гальванических покрытий. Смачивающие агенты обычно добавляют в ванны для гальваники, чтобы снизить поверхностное натяжение ванны и способствовать хорошему смачиванию сквозных боковых стенок.

Даже с оптимизированными параметрами электролита и гальваники, осаждением металла без пустот с очень высоким соотношением сторон (> 10) TSV были сложной задачей.TSV с таким высоким соотношением сторон обычно требуются в приложениях RF IPD / MEMS. Для нанесения металла на такие глубокие переходные отверстия можно использовать альтернативное гальваническое покрытие снизу вверх. Схема гальваники снизу вверх показана на рис. 34.3. В этом методе затравочный слой наносится на пластину ручки, которая временно прикрепляется к основной пластине устройства. В методе гальваники снизу вверх осаждение металла происходит снизу по глубине сквозного отверстия. Подход снизу вверх через заполнение используется в тех приложениях, где глубина TSV достаточно велика (> 300 мкм в приложениях RF IPD), а нанесение конформного затравочного слоя непросто.Этот метод не требует какой-либо дорогостоящей химии электролита (например, химии суперполнения).

На рис. 34.9 показаны СЭМ-изображения TSV с очень высоким соотношением сторон (> 15), которые были заполнены медным гальваническим покрытием снизу вверх. Диаметр и глубина этих TSV составляют 20 и 300 мкм соответственно [40]. Средняя плотность тока, используемая для заполнения переходного отверстия, составляла около 10 мА / см 2 . Общее время полного заполнения составило около 15 часов. Как показано на рис. 34.9A, все переходные отверстия полностью лишены пустот.Чтобы показать морфологию поверхности гальванизированной меди, кремний удаляли мокрым травлением КОН. Массив гальванических медных столбов после удаления кремния показан на рис. 34.9B.

Рисунок 34.9. (A) Поперечное сечение медных TSV, заполненных методом гальваники снизу вверх, TSV диаметром 20 мкм, глубиной 300 мкм и шагом 35 мкм [17]. (B) Гальванические медные TSV после удаления кремния травлением KOH, TSV диаметром 40 мкм, высотой 325 мкм, аспектным отношением ~ 8 [40]. TSV , сквозное соединение через кремний.

Перепечатано с разрешения J. Electrochem. Soc., 155 (2008) H90. © 2008, Электрохимическое общество.

Очевидно, что процесс гальваники снизу вверх вполне подходит для осаждения металла без пустот в TSV с высоким соотношением сторон. Однако эту технологию нельзя использовать для слепых TSV. Время полного заполнения переходного отверстия довольно велико (> 15 часов), что нежелательно во многих промышленных применениях.

Этапы процесса нанесения гальванических покрытий — ваше руководство по электротехнике

Привет, друзья, в этой статье я собираюсь объяснить этапы процесса гальваники и надеюсь, что вы найдете это очень информативным и интересным.

Гальваника — это искусство нанесения высококачественного или более благородного металла на основной металл посредством электролиза.

Например, металлы, такие как железо, покрываются отложениями никеля или хрома путем гальваники, чтобы защитить их от коррозии. Рамы для картин и детали машин часто хромируются, чтобы защитить их от коррозии и в то же время придать им хороший внешний вид.

Процесс очистки

Поверхность, на которой будет проводиться гальваника, должна быть отполирована и очищена от жира, окалины, ржавчины и грязи.

В случае, если объект, подлежащий гальванике, не очищен, не отполирован и не обезжирен, образовавшийся налет может плохо прилегать к основному металлу и может отслоиться.

Масла и жир можно удалить с помощью мыла, горячих щелочных растворов или растворителей, таких как СТС и бензин. Ржавчину, окалину и оксиды можно удалить с помощью различных кислот, щелочей и солевых растворов, механической абразивной обработки и электролитической очистки в горячих растворах щелочей.

Изделия ополаскиваются или ополаскиваются водой между всеми процессами очистки, такими как физическая очистка, химическая очистка, обработка кислотой, чтобы предотвратить перенос одного технологического раствора на другой.

Чтобы удовлетворить это требование в каждом цехе гальваники, широко используются специальные промывочные резервуары с проточной водой. Значит, в цехе гальваники должен быть обеспечен достаточный запас воды с канализацией. Из приведенного выше обсуждения ясно, что очистка является одним из наиболее важных этапов процесса гальваники.

В процессе гальваники объект, на который будет нанесено гальваническое покрытие, превращается в катод (т.е. соединяется с отрицательной клеммой источника постоянного тока) в растворе соли металла покрытия.

Гальванические изделия подвешиваются в растворе для гальваники. Анод также обычно из того же металла. Это устройство подключено к источнику постоянного тока.



Когда на два электрода подается постоянный ток, через электролит начинает течь ток. Ионы металлов начинают двигаться к изделию и оседают на нем. Требуемое напряжение обычно невелико, порядка от 1 до 16 вольт.

Основные факторы процесса нанесения гальванических покрытий

Факторы, от которых зависит качество осадка, образующегося при гальванике, приведены ниже:

  • Природа электролита : Образование гладкого осадка в значительной степени зависит от природы используемого электролита.Электролиты, из которых могут быть получены комплексные ионы, такие как цианиды, обеспечивают гладкое покрытие.
  • Плотность тока : Соответствующие плотности тока для различных процессов гальваники показаны в таблице. При этих плотностях тока осаждение металла будет однородным и мелкозернистым. При других плотностях тока отложения будут крупными и кристаллическими по своей природе.
  • Температура : Низкая температура раствора способствует образованию мелких кристаллов металлов, а высокая температура — крупных кристаллов.В некоторых случаях это очень заметная разница всего в 15 o ° C, приводящая к снижению прочности наплавленного металла на 50%. С другой стороны, высокая температура может дать положительные результаты из-за повышенной растворимости солей и повышенной проводимости.
  • Электропроводность : Использование раствора с хорошей электропроводностью важно с точки зрения экономии энергии, а также потому, что он снижает склонность к образованию деревьев и грубых отложений.
  • Добавки : Это вещества, которые практически не принимают непосредственного участия в химических реакциях, но влияют на природу отложений. Когда они добавляются к электролитам, они способствуют образованию мелких кристаллов и гладких отложений и в то же время позволяют использовать более высокие плотности тока. Они также помогают создать яркую отделку. Используемые вещества: клей, желатин, альбумин, глюкоза, декстраль, фенол, глицерин, камедь и многие другие.
  • Сила метания : Это способность электролита образовывать однородный осадок на предмете неправильной формы.

    Расстояние между различными частями катода (объекта) и анода будет различным из-за неправильной формы объекта, на который будет наноситься гальваническое покрытие.

    Из-за неравного расстояния сопротивление пути тока через электролит для разных частей объекта будет различным, но разность потенциалов между анодом и объектом будет одинаковой, и в результате плотность тока будет равна больше на участке ближе к аноду. Это вызовет неравномерный отложение металла.

    Метательную мощность можно улучшить двумя способами — во-первых, увеличив расстояние между анодом и катодом, во-вторых, уменьшив падение напряжения на поверхности катода.
  • Поляризация : Скорость осаждения металла увеличивается с увеличением плотности тока гальваники до определенного предела, после которого увеличение плотности тока не вызывает увеличения скорости осаждения.

    Использование плотностей тока, превышающих этот предел, вызывает электролиз воды и осаждение водорода на катоде.Выделившийся водород делает основной металл черным, что снижает скорость осаждения металла. Это явление известно как поляризация. Эффект почернения основного металла можно уменьшить, взбалтывая электролит. Следовательно, при выполнении «этапов процесса гальваники» следует использовать соответствующие плотности тока.

    При нанесении гальванического покрытия с обратным током , в котором через равные промежутки времени ток покрытия меняет направление на секунду или около того, эффект поляризации становится незначительным даже при очень высокой общей скорости нанесения покрытия.Другие преимущества покрытия обратным током:
    • Некачественный металл и металл низкого качества истощаются в течение периода обратного тока, и получаются плоские ровные поверхности.
    • Поверхность металла становится светлее, что исключает необходимость полировки или полировки.
  • Напряжение : Напряжение, необходимое для прохождения тока через любой электролит в процессе гальваники , равно сумме падения напряжения на сопротивлении электролита и падения напряжения на электродах (катоде и аноде).

    Сопротивление электролита можно определить по удельному сопротивлению электролита, площади поперечного сечения и длине пути электрического тока.

    Для экономии электроэнергии сопротивление электролита должно быть уменьшено до минимума, и для его достижения во многих случаях добавляются специальные проводящие агенты. Напряжение на ячейку варьируется от долей вольта до примерно 6 В.

    Всегда существует некоторая разность потенциалов между катодом и электролитом, а также между электролитом и анодом. Эта разность потенциалов является мерой склонности металла переходить в раствор и известна как электродный потенциал.

    Потенциал электрода зависит от точных условий (т.е. температуры и концентрации), а также от природы металла и электролита. В идеальных условиях значение электродного потенциала для большинства веществ составляет от 0,5 до 1 вольт.

Электролитическая ванна

Электролит, используемый в электролитической ванне, зависит от природы осаждаемого металла.Электролитические отложения, образовавшиеся в процессе гальваники, имеют кристаллическую природу.

Кристаллы должны быть очень мелкими для получения твердых, когерентных и однородных отложений. Для этого в электролитической ванне следует использовать подходящие электролиты, а используемая плотность тока должна иметь соответствующее значение. Температуру также следует поддерживать на должном уровне.

Опытным путем было выработано определенное оптимальное значение плотности тока и температуры для каждого электролита.Оптимальные значения плотностей тока и температур для различных процессов гальваники показаны в таблице.

Металлический депозит Принцип использования Решение Плотность тока, А / м 2

и напряжение

Температура и метательная сила
Кадмий Защита Оксид кадмия и цианид натрия 100–400

1-4 В

1–4

Хорошая метательная сила

Хром Декоративный

инженерное дело (сложное),

Гильзы цилиндров (пористые)

Хромовая кислота 1500–2500

6-8 вольт

35-50 o C

Плохая метательная способность

Медь гальванопластика

Медный купорос

150–400

1-2 В

25-50 o C

Удовлетворительная метательная сила

Медь Под покрытие для других металлов Цианид меди и цианид натрия 50–150

1.5 — 3 вольта

25-40 o C

Хорошая метательная сила

Золото Декоративный Двойной цианид калия и золота 50–150

5-15 В

50-70 o С

Хорошая метательная сила

Утюг Электроформование Хлорид железа 600 80-90 o С
Утюг Ремонт Сульфат железа 200 Комнатная температура
Свинец Защита Фтороборат сульфат 100–800

0.5 вольт

Комнатная температура,

хорошая метательная сила

Свинец Опорные поверхности Фтороборат сульфат 50–400

3-8 В

25-50 o C

Плохая метательная способность

Никель Защита декоративная,

гальванопластика,

под покрытие для меднения и т. Д.

Хлорид никеля и сульфат никеля 100–200

0.5 — 3 вольта

25-40 o C

Удовлетворительная метательная сила

Серебро Декоративный, защитный,

опорные поверхности

Двойной цианид серебра и натрия 50–150

1 вольт

25-35 o С

Хорошая метательная сила

Олово Защита, питание и дневник,

электротехническая промышленность

Станнат натрия 400

4-8 В

60-90 o С

Превосходная метательная сила

Олово Защита, питание и дневник,

электротехническая промышленность

Станнат олова 400

1-3 В

Комнатная температура,

Удовлетворительная метательная сила

цинк Защита Сульфат цинка 150–4000 25-40 o C

Удовлетворительная метательная сила

цинк Цианид цинка 100–500 40 o С

Хорошая метательная сила

Латунь Резиновая связка,

декоративный

Двойной цианид цинка и калия 300–100

2-3 В

23-40 o C

Хорошая метательная сила

бронза Декоративный,

под покрытие для хрома

Станнат цианида 200–1000

3-6 В

70 o С

Превосходная метательная сила


Для меднения используются два типа электролитических ванн.

  • В ванне кислотного типа раствор состоит из 150-200 г сульфата меди и 25-35 г серной кислоты на 1000 см3 раствора. Полученный осадок толстый и грубый, требующий полировки.
  • В ванне с цианидом раствор состоит из 25 г цианида меди, 28 г цианида натрия, 6 г карбоната натрия и 6 г бисульфата натрия на 1000 см3 раствора. Обеспечивает тонкие и гладкие отложения.

В обеих ваннах используются медные аноды.

Для серебряного покрытия раствор состоит из 24 г цианида серебра, 24 г карбоната калия и 36 г цианида калия на 1000 см3 раствора.

Для золотого покрытия раствор состоит из 18 г цианида калия и золота, 12 г цианида калия, 6 г сульфата калия и 12 г едкого калия на 1000 см3 раствора. Используемый анод изготовлен из нержавеющей стали.

Для хромирования раствор состоит из 180–300 г хромовой кислоты и 2–3 г серной кислоты на 1000 см3 раствора.Для твердого хромирования используются более высокие плотности тока, чем для декоративного хромирования. Аноды из сурьмянистого свинца. Чаны, используемые для хромирования, изготовлены из стали со свинцовым покрытием. При необходимости в раствор добавляют хромовую кислоту.

Для никелирования раствор состоит из 180–240 г сульфата никеля, 36 г хлорида никеля и 24 г борной кислоты на 1000 см3 раствора. Анод из чистого никеля.

Никель плохо осаждается на изделиях из чугуна и стали.Поэтому сначала изделие покрывается пленкой меди, а затем на медное покрытие наносится никель.

Гальваника сплавов

Можно наносить сплавы также при условии, что электродные потенциалы составляющих металлов не сильно различаются.

Для осаждения сплавов анод изготавливается из сплава, подлежащего осаждению, а электролит состоит из смеси электролитов, которые использовались бы для раздельного осаждения израсходованных металлов.

Гальваника из латуни является примером этого. Для гальваники латуни в качестве электролита используется раствор двойного цианида цинка и калия, а также меди и калия. Плотность тока 25-40 А / м 2 .

Меры предосторожности при нанесении гальванических покрытий

  • Гальванизируемый объект необходимо тщательно очистить.
  • Не трогайте его голыми руками.
  • Все соединения должны быть чистыми, герметичными и не иметь следов коррозии.
  • Поддерживайте постоянный ток во время процесса гальваники.
  • Пластины необходимо промыть в разбавленном растворе H 2 SO 4 после удаления из электролита, иначе налет станет черным.


Спасибо, что прочитали около этапов процесса гальваники .

Этапы процесса нанесения гальванических покрытий | MCQ

1. Напряжение, необходимое для прохождения необходимого тока через электролитическую ячейку, составляет порядка

(а) 1-2 В
(б) 10-20 В
(в) 100-120 В
(г) 150-200 В

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ

2.Энергозатраты на производство сульфата аммония составляют порядка

(a) 2,000 — 2,500 кВтч / тонну.
(b) 3000 — 4000 кВтч / тонну.
(c) 4000 — 7000 кВтч / тонну.
(d) 70 — 80 кВтч / тонну.


Ответ: (а) 2,000 — 2,500 кВтч / тонну.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ

3. Материалы, используемые для меднения:

(а) сульфат меди и серная кислота.
(б) сульфат меди и азотная кислота.
(c) карбонат меди и карбонат аммония.
(d) нитрат меди и серная кислота.


Ответ: (а) сульфат меди и серная кислота.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ

4. Материалы, используемые для хромирования:

(а) карбонат хрома и серная кислота.
(б) хромовая кислота и серная кислота.
(c) хлорид хрома и хлористоводородная кислота.
(d) ничего из вышеперечисленного.


Ответ: (б) хромовая кислота и серная кислота.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ

5.Осуществлено золочение

(а) при плотности тока 150 — 250 А / м 2 при напряжении 1-2 В.
(б) при плотности тока 50 — 150 А / м 2 при напряжении 5 — 15 вольт.
(в) при плотности тока 100 — 150 А / м 2 при напряжении 1 — 4 вольт.
(г) при плотности тока 50 — 150 А / м 2 при напряжении 1 вольт.


Ответ: (б) при плотности тока 50 — 150 А / м 2 при напряжении 5 — 15 вольт.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ

6. Электропитание, необходимое для электролитических процессов, составляет

.

(а) переменный ток (100 — 200 А) при очень низком напряжении (10 или 12 В).
(б) постоянный ток (100 — 200 А) при очень высоком напряжении.
(в) постоянный ток (100-200 А) при очень низком напряжении (10 или 12 В).
(г) переменный ток при очень высоком напряжении.


Ответ: (в) постоянный ток (100-200 А) при очень низком напряжении (10 или 12 В).

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ

7.Заводы по добыче и рафинированию металлов или крупномасштабное производство расположены около

(а) атомная электростанция.
(б) гидроэлектростанция.
(в) паровая электростанция.
(d) атомная электростанция или гидроэлектростанция.


Ответ: (г) либо атомная электростанция, либо гидроэлектростанция.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ

8. Процесс покрытия металлической поверхности более твердым металлом электроосаждением называется

.

(а) гальваника.
(б) гальванопластика.
(в) электрометаллизация.
(d) либо (a), либо (b).


Ответ: (а) гальваника.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ

9. В основном гальванические средства

(а) образование ионов двумя металлическими пластинами в кислой жидкости.
(б) электроосаждение металла на электродах.
(в) электроосаждение металла на металлические поверхности.
(d) ничего из вышеперечисленного.


Ответ: (в) электроосаждение металла на металлические поверхности.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ

10. Гальваника выполнена на

.

(а) замена изношенного материала.
(б) защита металлов от коррозии.
(c) придание сияющего вида изделиям.
(d) все вышеперечисленное.


Ответ: (г) все вышеперечисленное.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ

11. Подготовка объекта к нанесению гальванических покрытий осуществляется на станке

.

(а) удаление масла, жира или других органических материалов.
(b) удаление ржавчины, окалины, оксидов или других неорганических покрытий, приставших к металлу.
(c) механическая подготовка металлической поверхности полировкой, полировкой и т. Д.
(d) любая или все вышеперечисленные операции.


Ответ: (d) любая или все из вышеперечисленных операций.

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТ


Использование электроэнергии | Все сообщения


© www.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.