Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Технология гальваники - процесс гальванического покрытия: методы

Содержание статьи:

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

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

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

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

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

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

Назначение гальванического метода

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

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

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

Суть технологического процесса

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

Метод гальваники достаточно прост:

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

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

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

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

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

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

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

Гальванический метод

Гальванический метод нанесения покрытий применяется в следующих отраслях деятельности:

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

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

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

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

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

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

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

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

Предварительный осмотр детали

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

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

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

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

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

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

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

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

Подготовка электролита для гальваники

Состав электролита подбирают индивидуально. Эксперты учитывают следующие особенности:

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

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

Присоединение электродов

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

Гальванический процесс

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

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

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

Стадии процесса гальваники

    • химическая гальваническая очисткаХимическая очистка проводится для удаления остатков полировальных паст, масел, жира с пальцев рук и т.д. Операция очистки проводится химическим, либо электрохимическим способом. Выбор способа очистки зависит в основном от формы детали. Простые формы обрабатывают под током, сложные формы с большими внутренними полостями, отверстиями и вогнутыми поверхностями обрабатываются химически.Главный показатель правильно проведенной очистки – полная смачиваемость поверхности. Плохая очистка поверхности самая значимая ошибка гальванических процессов.
    • травлениеПроцедура травления проводится для улучшения адгезии к поверхности металла. Травление также проводится как химическим, так и электрохимическим способом.Процедуру травления не применяют для зеркальных поверхностей, так как по классу поверхности деталь после травления будет хуже, чем была изначально. Гальваника в некоторых случаях компенсирует травление, но это скорее исключение, чем правило.
    • нанесение подслойной гальваники

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

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

Во многих случаях эта универсальная схема требует корректировки и доработки.

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

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

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

  • нанесение финишного гальванического покрытияЗаключительное нанесение металла осуществляется только на полностью подготовленную, чистую, не окисленную наружность изделия.Гальваника в целом и финишное покрытие в частности, не улучшает класс механической обработки. Если после нанесения всех подготовительных покрытий деталь не выглядит качественной (не блестящая, имеются дефекты покрытия или исходной поверхности), то нет смысла наносить финишное покрытие. Не принятие во внимание данного факта одна из самых частых ошибок начинающего мастера гальваника.Заданная в техническом задании толщина нанесения металла на поверхность (3 мкм, 6 мкм, 20 мкм) относится как раз к финишному покрытию. Именно она обеспечивает его износостойкость. Подслойки же могут быть любой толщины, если нет строгих требований к ним.

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

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

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

  • сопутствующие операции.Иногда финишное покрытие – это последняя стадия гальванического процесса, но часто это не так.Пример: после нанесения финишного гальванического серебрения требуется обязательное крацевание поверхности. Это делают вручную, любо используются «галтовочные барабаны». Если предусмотрена такая постобработка, серебро (или другой металл) наносят на 2-5 мкм больше, чем требуется изначально, и учитывают возможные потери.Постобработка полировкой применяется редко, так как при этом удаляется значительный слой нанесенного металла. Именно поэтому для получения гладкой поверхности требуется предварительная полировка и подготовка, до всех гальванических операций.

Гальванические технологии

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

Самостоятельный гальванический процесс

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

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

Оценка результата

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

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

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

2.8 / 5 ( 183 голоса )

Смотрите также:

  • 10000

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

  • 10000

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

  • 10000

    Содержание статьи: Гальваническое белое родирование Белое родирование золота Уход за изделиями с покрытием Нанесение родия в компании “6МКМ” Родий –…

Гальванические процессы - Справочник химика 21

    В гальванопластике применяют гальванические процессы нанесения различных функциональных покрытий, например для придания поверхности износостойкости (хромирование, химическое никелирование, электроосаждение сплавов, содержащих фосфор, бор и др.), улучшения внешнего) вида (блестящее хромирование, никелирование, фосфатирование, нанесение черного иикеля, хрома и др.), улучшения паяемости (нанесение сплава никель—бор) и т. д. Оборудование для этих процессов подробно описано в книге [18]. [c.225]
    Подробно рассматриваются гальванические процессы при проведении операций меднения, покрытия разъемов ПП, травлении меди. Анализируются также и экологические аспекты, в том числе вопросы утилизации отработанных электролитов [c.50]

    Течение гальванического процесса зависит от pH раствора. При низком pH возникает возможность восстанавливать на катоде ионы Н+ вместо катионов металла (выделение водорода). Выделение водорода нежелательно, так как он обладает способностью растворяться во многих металлах. [c.143]

    Если необходимо обеспечить доступ к технологической линии (как, например, при проведении гальванического процесса) конструкция вытяжного устройства должна быть открыта с одной или более сторон. На рис. П.5 показаны некоторые стандартные конструкции. Когда вытяжное устройство устанавливают у шлифовальных станков, необходим отвод воздуха и пыли в одну сторону, поэтому обеспечивают более высокие скорости воздуха с тем, чтобы добиться полного попадания пыли в короб. [c.576]

    Одновременно с этим велись исследования и в области теории гальванических процессов. В 1833—1834 г. Фарадей (1791—1867) установил количественные законы электролиза и ввел специальную терминологию, сохранившуюся почти без изменений по сей день. В 1836 г. английский ученый и изобретатель Д. Ф. Даниэль (1790—1845) создал впервые устойчиво работающий гальванический источник электрического тока — элемент Даниэля , и с его помощью проводил наблюдения, позволившие вплотную подойти к разгадке теории гальванического элемента. [c.233]

    В зависимости от характера гальванических процессов меняется и состав сбрасываемых сточных вод для них известны три вида I) сточные воды, содержащие простые и комплексные цианистые соединения 2) сточные воды, в которых металлы находятся в кислых растворах 3) сточные воды, содержащие хромовую кислоту. [c.215]

    При каждом гальваническом процессе для получения хорошего покрытия необходимо соблюдать определенные условия электролиза. Совокупность таких условий называется гальваническим режимом процесса. [c.179]

    Протекание гальванических процессов в значительной степени зависит от концентрации ионов водорода в растворе, она характеризуется водородным показателем pH (см. работу 19). При низких значениях pH, т. е. когда концентрация ионов водорода велика, возникает опасность, что на катоде вместо восстановления катионов металла (или одновременно с ними) будут восстанавливаться ионы Н+ и выделяться водород. Это нежелательно, так как водород, обладая способностью растворяться во многих металлах, а затем легко выделяться из них, портит покрытия, кроме того, на восстановление водорода тратится электрическая энергия. Но и значения pH [c.180]

    Специальные добавки, способные адсорбироваться на катоде, вводятся в раствор электролита для улучшения качества покрытий. Адсорбируясь на катоде, добавки увеличивают перенапряжение, т. е. вызывают катодную поляризацию. При употреблении специальных добавок процесс часто ведут без нагревания, так как при высокой температуре многие добавки разрушаются. Успешное протекание гальванического процесса в целом определяется не только катодным, но и анодным процессом. В зависимости от особенностей гальванического процесса подбираются аноды растворимые или нерастворимые (см. работу 25). Если аноды растворимы, к их чистоте предъявляются строгие требования. [c.181]

    Если гальванический процесс ведется для определения выхода по току и образцы предварительно протравлены, то удобен следующий порядок работы  [c.183]

    Чтобы увеличить восприимчивость поверхности образцов к гальваническому процессу, их предварительно нужно обработать в качестве анодов в растворе следующего состава  [c.186]

    Осаждение сплава Си—2п является одним из старейших гальванических процессов. Однако, если раньше этот сплав широко использовали в качестве подслоя под никель или серебро, то в настоящее время его применяют для увеличения прочности сцепления между сталью и резиной. [c.210]

    Жидкие растворы играют громадную роль в жизнедеятельности организмов. Они находят самое различное применение в практике в технологии получения полупроводников и полупроводниковых приборов, в очистке веществ, в гальванических процессах получения и очистки металлов, в работе химических источников тока, в процессах травления металлов и полупроводников и т. д. Для нас особое значение будут иметь водные растворы электролитов. Но и неводные растворы играют большую роль в теории и практике. Неводные растворители применяют для обезжиривания и для удаления всяких органических загрязнений с поверхности полупроводников и металлов перед их травлением, перед осаждением покрытий и т. д. Такими растворителями являются спирты, ацетон, трихлорэтилен и др. В природе, в лабораториях, в заводской практике постоянно приходится иметь дело с растворами. Чистые вещества встречаются гораздо реже. Громадное число реакций протекает в жидких растворах. [c.148]

    Предприятия, особенно мелкие и средние, не могут самостоятельно решить проблему гальванических отходов по целому ряду причин. Имеющиеся технологии нельзя применять без определенной адаптации к конкретным условиям, так как предприятия имеют отходы (шламы), различающиеся по составу, что связано с широким разнообразием гальванических процессов. Поэтому каждое отечественное предприятие, имеющее гальванические шламы, [c.15]

    При разработке проблем гальванопластики пользуются сведениями по конструированию форм материаловедению при проектировании и изготовлении форм и копий вакуумному напылению химическому и механическому нанесению электропроводных слоев кинетике образования и строению окисных, солевых разделительных слоев адгезии на границе раздела двух твердых фаз органическим электропроводным материалам для форм и разделительных слоев электролитическому осаждению металлов и сплавов и их свойствам в тонких и толстых слоях технологической оснастке гальванических процессов и оборудованию. Применение этих сведений на практике в целесообразной последовательности позволяет получать с различных форм (предметов) металлические (в будущем, возможно, и неметаллические) копии, которые являются инструментами или готовыми изделиями и которые либо невозможно изготовить традиционными методами, либо на это затрачивается много непроизводительного труда. [c.6]

    По источникам образования гальваношламы отличаются в зависимости от отрасли промышленности, а также по набору гальванических процессов на предприятиях. Состав гальваношламов для предприятий разных отраслей резко отличается по концентрации основных компонентов Ре, Сг, Си, Zn, N1, Сс1 и т. д. [c.24]

    Гальваношламы отличаются непостоянным составом. Стабильность состава и основных свойств гальваношламов зависит от равномерности нагрузки на отдельных гальванических процессах, а также от степени регенерации и повторного использования отработанных электролитов. [c.24]

    Важной проблемой в гальванотехнике является замена токсичных электролитов другими растворами, менее опасными для здоровья людей и природной среды. Максимальная автоматизация гальванических процессов на базе малоотходных гибких автоматизированных производств. Получают дальнейшее развитие способы химического восстановления металлов на различных диэлектриках —пластмассах, керамике, что позволяет сократить расходы основных конструкционных металлов. Чрезвычайно актуальной задачей является экономия цветных и драгоценных металлов при электроосаждении покрытий путем разработки новых сплавов, покрытий металлами совместно с бором, фосфором, неметаллическими частицами (композиционные покрытия), а также уменьшение толщины покрытий без снижения их защитно-декоративных свойств. [c.235]

    В современных гальванических процессах участвует большое число разнообразных органических и неорганических веществ, которые в ряде случаев являются токсичными. Особую экологическую опасность представляют сточные и промывные воды гальванических производств. В процессе сброса сточных вод, иногда теряются значительные количества цветных металлов. Пары и аэрозоли, отводимые от технологических ванн через систему вентиляции, приводят к загрязнению атмосферного воздуха. [c.349]

    Продукты коррозии металлов образуются в результате окисления во время производственных процессов (например, при литье и термообработке) или вследствие реакции с коррозионной средой при хранении. Скорость коррозии можно контролировать и свести до минимума благодаря использованию соответствующих способов защиты от нее, но вряд ли коррозию можно полностью предотвратить. Продукты коррозии на поверхности металла должны быть полностью удалены перед нанесением покрытия, так как присутствие их мешает гальваническим процессам и (или) сказывается на эксплуатационных качествах покрытия. Поврежденные или хрупкие окисные пленки образуют области слабого сцепления между покрытием и основным металлом, что может привести к нарушению покрытия. Так как подвергнувшиеся коррозии участки невосприимчивы к электролитическому осаждению, после нанесения покрытия они остаются оголенными. Разность между электродными потенциалами поврежденного участка и основной поверхности может вызывать гальваническое воздействие, которое приводит к интенсивной коррозии при эксплуатации. [c.57]

    Особенностью гальванического процесса является выделение водорода на катоде. Молекулы водорода, полученные восстановлением ионов водорода или молекул воды, могут высвобождаться в газообразном состоянии, и водород в атомной форме может абсорбировать либо в покрытие, либо в основной металл. На степень любой или всех этих реакций могут влиять условия, в которых осуществляется электролиз, так как интенсивность выделения водорода обратно пропорциональна эффективности катода в процессе нанесения покрытия. [c.89]

    Основными рабочими характеристиками гальванического процесса являются плотность тока и напряжение на ванне. Для объяснения электродных процессов в электролитах используют поляризационные кривые, устанавливающие зависимость между этими величинами. [c.134]

    Плотность тока катодная (/е) или анодная ( а) есть отношение силы тока к площади электрода и выражается в А/дм или А/см . Различные металлы и электролиты имеют сугубо специфический ход поляризационных кривых, анализируя которые специалист устанавливает основные условия протекания гальванического процесса. [c.134]

    В гальванических процессах используют фторборную кислоту (при электролитическом платинировании, при изготовлении алюминиевых рефлекторов), кремнефтористоводородную кислоту (при рафинировании свинца и свинцевании, при хромировании)8 -87. [c.316]

    Электролит 2—3 предложен [10] с целью улучшения технологических показателей гальванического процесса — получение качественных покрытий при невысокой (рН=2,6) кислотности., Хлористый алюминий снижает интенсивность образования и адсорбции гидроокиси на поверхности катода, а также активирует воздействие водорода в начальный период электролиза. [c.41]

    Производственно-технологические дефекты делят на металлургические, сварочные технологические и технологические, связанные с последующими процессами обработки (шлифованием, гальваническими процессами и др.). [c.372]

    Исследуя различные гальванические процессы, удалось заметить, что хорошие мелкокристаллические покрытия получаются, если прсщессы протекают при значительном катодном перенапряжении (с катодной поляризацией см. стр. 159). Поэтому все факторы гальванического режима оцениваются в первую очередь по тому, как они влияют на катодную поляризацию. [c.179]

    Осаждение хрома производится на практике из электролита, содержащего в качестве основного компонента не соль хрома, как в большинстве гальванических процессов, а хромовый ангидрид. Водный раствор хромового ангидрида представляет смесь поли-хромовых кислот, Б основном Н2СГО4 и Н2СГ2О7, которые находятся в подвижном равновесии  [c.191]

    Решение экологических проблем гальванопроизводств требует серьезных затрат на проведение научных исследований, разработку технологий, на изменение идеологии и подходов при проектировании, строительстве и эксплуатации предприятий. Проектные решения должны основываться на последних достижениях науки и техники, главным в которых является единство гальванического процесса с технологией и экологической безопасностью в едином технологическом цикле [1]. [c.10]

    Из-за большого разнообразия гальванических процессов и, соответственно, состава сточных вод растворимость осадка, полученного на разных предприятиях даже с применением одинаковой технологии очистки сточных вод, всегда отличается. Она зависит в основном от присутствия железа в осадке и от химической структуры тяжелых металлов. На рис. 8 приведена зависимость растворимости осадка от содержания в нем соединений железа. Увеличение содержания железа в осадках электро- и галь-ванокоагуляционной очистки сточных вод приводит к снижению растворимости тяжелых металлов за счет образования ферритов и клатратов металлов. [c.35]

    Итак, при изъятии или резком сокращении соединений бора в гальваническом процессе осадки стоков гальванопроизводства могут быть утилизированы в процессе плавки чугуна при предварительном подсушивании осадка до остаточной влажности не более 50 %. [c.70]

    В 1983 г Межведомственным научно-техническим советом по комплексным проблемам охраны окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов при ГКНТ СССР было рекомендовано разработать для Москвы Целевую комплексную программу на период до 2000 г. по созданию и внедрению в производство малоотходных и безотходных гальванических процессов и увеличению использования гальванических отходов в качестве материальных ресурсов. [c.239]

    В последние годы проводятся эксперименты по применению в гальванических процессах периодического тока. Обычно наклады-вак1Т переменную составляющу]о на постоянный ток, причем амплитуда переменной составляющей примерно в 2 раза превышает значение постоянного тока. Применение периодического тока при выголнении никелевых, медных и цинковых покрытий позволяег улучшить их качество, в частности уменьшить загрязнение осаждаемого слоя примесями, [c.346]

    Металлические матрицы перед гальваническим процессом также очищают кроме того, для облегчения отделения гальванокопин от матрицы на нее наносят очень тонкий (1—2 мкм) промежуточный слой никеля или серебра, который легко химически оксидируется. Затем матрицу помещают В гальваническую ванну и получают с нее точную пустотелую копию ИЗДелия. При СЛОЖНЫХ формах изделий (бюсты, статуи) их делят НЗ дзс И дзжб три части, ДЛЯ каждой из которых изготавливают свою матрицу и копию. Затем отдельные копии соединяют друг с другом пайкой. Широкое применение получила гальванопластика в полиграфии. Свинцовую пластину накладывают на цинковое или медное клише, предварительно смазав керосином или раствором воска в бензине, после чего прессуют оттиск под давлением 50—100 МПа. Полученную матрицу отделяют от оригинала и помещают в гальванопластическую ванну, где снимают копии с клише из меди, а затем методами гальваностегии покрывают их тонким слоем никеля, железа или хрома. Если цинковое клише выдерживает 25—30 тыс. оттисков, а медные копии — до 200— 250 тыс., то покрытые никелем или железом — до миллиона оттисков, а хромированные — до полутора миллионов оттисков, [c.347]

    При использовании борогидридных ванн, чтобы избежать непроизводительного расхода восстановителя важно соблюдать порядок приготовления раствора Сначала в водный раствор соли никеля добавляют лиганд и сильно подщелачивают раствор Затем добавляют борогидрид. предварительно растворенный в небольшом количестве концентрированного раствора щелочи Полученный раствор перемешивают и нагревают до необходимой температуры, чтобы осуществить нанесение покрытия Иногда рекомендуют вводить борогидрид в нагретый электролит перед нанесением покрытий Показателем израс ходования борогидрида является прекращение выделения водорода Перед проведением процесса химического нанесения Ni—В-покрытий поверхность металлических деталей подвергается обычной обработке принятой для гальванических процессов (механическая очистка обезжиривание кислотное травление) [c.49]

    Володков Ф. П. Очистка и использование сточных вод гальванических процессов. М. Стройиздат. 1983. [c.353]

    Один никелированный образец стали AISI4130 под нагрузкой 875 МПа разрушился в течение 197 дней экспозиции на глубине 760 м. Так как все образцы без покрытия сохранились, возможно, что разрушение было вызвано водородом, абсорбируемым металлом во время гальванического процесса. [c.248]

    Одним из аффективных способов интенсификации гальванических процессов с одновременным улучшением качества гальванических покрытий является автоматическое реверсирование тока в еанне. [c.184]

    Кобальт и его сплавы отличаются высокой коррозионной стойкостью и хорошим сопротивлением истиранию. Кобальт применяют в гальванических процессах в [сачестве нерастворимых анодов (Со = 88%, Сг = 7%, Мп = 5%), а сплавы — для изготовления пружин и дуговых ламп. [c.22]

    Ванны для гальванических процессов в зависимости от. назначения снабжают вентиляционными кожухами, нагревателями, барботерами, арматурой, сетка.ми и козырьками. В нормали центрального конструкторского бюро гальванопокрытий (ЦКБ ГП) приведены типы, параметры, размеры, конструкции узлов и деталей ванн, а также процессы гальванической и анодиза-ционной обработки металлов и сплавов. [c.222]

    Ванны для основных гальванических процессов (меднение, электрообезжиривание, анодирование и т. д.) снабжены катодной и анодной штангами, соединенными с источником питания постоянным током выпрямителями. Нередко такие ванны, особенно для электрообез- [c.222]

    Ваины для осаждения покрыткй, Гальпаническне ванны, предназначенные для осаждения металла, изготовляют путем сваривания из листовой стали. Для гальванических процессов, протекающих прн комнатной температуре, оснащение ванн практически одинаково н мало чем отличается от списа 1НЫХ выше ванн электрохимического обезжиривания. [c.125]


Гальваническое покрытие металла, нанесение гальванических покрытий в Москве

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

Как производится

нанесение гальванических покрытий?

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

Технология включает три этапа:

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

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

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

В чем выгода использования

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

- стойкий и длительный антикоррозийный эффект;

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

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

- увеличивается способность выдерживать высокие температуры;

- растет защищенность от воздействия агрессивных сред;

- заказчик получает отличный эстетический эффект.

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

- самолетостроение;

- строительное производство;

- машиностроение;

- радиотехника и электроника;

- оптика;

- дизайн.

Какие

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Выбор очевиден, верно?

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

Гальванические процессы - Энциклопедия по машиностроению XXL

Продукты коррозии металлов образуются в результате окисления во время производственных процессов (например, при литье и термообработке) или вследствие реакции с коррозионной средой при хранении. Скорость коррозии можно контролировать и свести до минимума благодаря использованию соответствующих способов защиты от нее, но вряд ли коррозию можно полностью предотвратить. Продукты коррозии на поверхности металла должны быть полностью удалены перед нанесением покрытия, так как присутствие их мешает гальваническим процессам и (или) сказывается на эксплуатационных качествах покрытия. Поврежденные или хрупкие окисные пленки образуют области слабого сцепления между покрытием и основным металлом, что может привести к нарушению покрытия. Так как подвергнувшиеся коррозии участки невосприимчивы к электролитическому осаждению, после нанесения покрытия они остаются оголенными. Разность между электродными потенциалами поврежденного участка и основной поверхности может вызывать гальваническое воздействие, которое приводит к интенсивной коррозии при эксплуатации.  [c.57]
Особенностью гальванического процесса является выделение водорода на катоде. Молекулы водорода, полученные восстановлением ионов водорода или молекул воды, могут высвобождаться в газообразном состоянии, и водород в атомной форме может абсорбировать либо в покрытие, либо в основной металл. На степень любой или всех этих реакций могут влиять условия, в которых осуществляется электролиз, так как интенсивность выделения водорода обратно пропорциональна эффективности катода в процессе нанесения покрытия.  [c.89]

Плотность тока катодная (1,.) или анодная (г а) есть отношение силы тока к площади электрода и выражается в А/дм или A/ м . Различные металлы и электролиты имеют сугубо специфический ход поляризационных кривых, анализируя которые специалист устанавливает основные условия протекания гальванического процесса.  [c.134]

На Турбо- и котлостроительных заводах расход тепла на отопление и вентиляцию составляет в среднем 75— 90% общего расхода. Расход тепла на технологические нужды составляет 10—20% от максимально-часового. Наибольшими потребителями тепла для технологических нужд являются кузнечно-термические, гальванические процессы, процессы сушки и защитных покрытий. Теплоносителем для технологических нужд и горячего водоснабжения является пар давлением 0,5—0,8 МПа. Число часов использования максимума тепловой нагрузки в год для технологических нужд относительно низкое и составляет 1200—2800.  [c.34]

Следует указать на неравномерность распределения покрытия на поверхности детали, которая получается вследствие неравномерности распределения плотности тока при нанесении покрытия. Неравномерность плотности тока определяется главным образом геометрией ванны, изделия и электрохимическими явлениями, проистекающими на границе между электродами и электролитом. В связи с неравномерностью распределения осаждаемого слоя толщина покрытия задается по ГОСТу с допуском лишь по нижнему пределу, верхний предел остается свободным. В нормалях по гальваническим покрытиям, созданных в последнее время различными ведомствами, заданы как нижний, так и верхний пределы. Однако поле допусков в них не всегда согласуется с возможностями гальванического процесса и с возможностями осуществления контроля толщины покрытия.  [c.5]

Ц а р и X и н Д. А. Автоматизация и интенсификация гальванических процессов. Харьковское книжное изд-во, 1961.  [c.238]


Гальванические процессы—Потери растворов  [c.45]

Для расчёта количества оборудования, применяемого при гальванических процессах, следует установить 1) время -с, потребное для обработки деталей на данной операции с учётом времени на их загрузку и выгрузку, и 2) время [c.305]

Потери растворов при гальванических процессах  [c.315]

Расход химических и других материалов. Расход материалов для ванн электролитических покрытий с растворимыми анодами определяют исходя из суммарных величин потерь растворов при гальванических процессах главным образом за счет уноса растворов деталями [8 [10] [111.  [c.728]

Для питания ванн при электрополировании применяется постоянный ток. По величине рабочей плотности тока и широте интервала допускаемых плотностей тока электрополирование резко отличается от гальванических процессов (меднения, цинкования, никелирования, лужения, свинцевания, хромирования).  [c.550]

На величину Е влияют закономерно изменяющиеся или постоянные по величине технологические факторы, называемые систематическими первоначальная настройка станка на размер, износ режущего инструмента, изменение температуры режима процесса, обеднение раствора ванны в гальванических процессах и т. д. [7].  [c.337]

В крупных ремонтных цехах, в которых изготовляют зубчатые колеса, шлицевые и карданные валы к оборудованию, возникает необходимость выполнять фосфатирование и меднение. В тех случаях, когда в инструментальном цехе изготовляют контрольные приспособления и приборы, иногда возникает необходимость в таких гальванических процессах, как декоративное хромирование, никелирование, анодирование и т. п.  [c.70]

В связи с тем, что указанные гальванические процессы встречаются только на очень крупных предприятиях и их проектирование рассмотрено в Т. 4, здесь даны рекомендации по проектированию хромировочного отделения (участка) инструментального цеха.  [c.70]

Санитарно-технические условия. Устройство вытяжных шкафов с индивидуальной вентиляцией и устройство специальной вентиляции над экспериментальными ваннами для гальванических процессов строго обязательно  [c.185]

Электрический потенциал металлической поверхности образуется бесконечным множеством так называемых гальванических пар, частота расположения которых зависит от рода поверхности [2—4]. Быстротечность гальванических процессов общеизвестна. Это значит, что за счет ионной адсорбции на микроучастках металлической поверхности с соблюдением ПИА практически мгновенно образуется ДЭС [3]. Подошедшие к стенке неразрушенные мицеллы поляризуются и контактируют с металлом через ионы его ДЭС.  [c.54]

Режимы выполнения операций в большинстве случаев зависят от физической сущности и технологических возможностей способов, а также стойкости инструментальной или штамповой оснастки. Например, для наплавочного процесса характерна скорость наплавки, при которой обеспечиваются заданные качественные показатели наплавленного материала для гальванического процесса — скорость осаждения металла для процессов механической обработки — скорость резания, ограничиваемая стойкостью инструмента при заданном качестве обработанной поверхности для штамповой оснастки — стойкость, определяемая прочностными и температурными показателями. Для технологической оснастки основными являются требования по обеспечению необходимой точности базирования и минимума затрат труда и времени на установку, выверку и закрепление детали.  [c.39]

Гальванические процессы железнение иа постоянном и асимметричном токах, в спокойном или проточном электролитах вне-ванное  [c.86]

Гальванические процессы применяются только при массовом восстановлении однотипных деталей.  [c.367]

Веш,ества, вызывающие порчу электролитов осталивания. Чистота электролитов при гальванических процессах является необходимым условием успешной работы, поэтому нужно внимательно следить за тем, чтобы в ванны не попадали посторонние предметы и вещества. Особенно большое значение имеет чистота электролита осталивания, но вопрос этот в литературе не освещен. Между тем порча электролита осталивания обходится производству довольно дорого благодаря значительным затратам времени на его приготовление и доводку до рабочего состояния. Поэтому, не вдаваясь в теорию, приведем некоторые практические наблюдения, которые помогут сохра-, нить электролиты в рабочем состоянии.  [c.27]


Обезжиривание. Обезжиривание — обязательная операция при любом гальваническом процессе.  [c.34]

Нанесение медных покрытий на различные, в основном на черные, металлы — один из наиболее часто встречающихся в производственном обиходе гальванических процессов. Как правило, медь наносится в качестве подслоя (промежуточного слоя) между основным металлом (например, сталью) и последующим покрытием (например, никелем или хромом). Составы электролитов, используемых для нанесения меди, разнообразны по типу и содержанию компонентов.  [c.217]

Большинство гальванических процессов осуществляется в электролитах при обычной комнатной температуре, некоторые же, как например, хромирование, железнение и другие, производят в горячих электролитах. Общее воздействие повышенной температуры электролита сводится к тому, что обычно при этом значительно повышается допускаемая плотность тока и, следовательно, увеличивается скорость наращивания металла.  [c.20]

Из гальванических процессов, применяемых в ремонтной технике, хромирование занимает в настоящее время самое видное место. Гальванические цеха и отделения ремонтных заводов и мастерских оборудованы, главным образом, хромировочными ваннами гораздо реже применяют другие виды покрытий.  [c.37]

Хромовый ангидрид СгОз состоит из темнокрасных кристаллов, удельный вес 2,70, хорошо растворяется в воде. Все соединения хромовой кислоты являются ядовитыми. Хромирование отличается о т других гальванических процессов своими особенностями  [c.39]

В таблице 17 приводятся унифицированные размеры ванн для гальванических процессов, осуществляемых с подогревом электролита.  [c.72]

Введение в сернокислую ванну железнения небольшого количества сернокислого цинка (в количестве 10—15 г/л), в начале гальванического процесса дает хорошие результаты по сцеплению с основой. Такого количества сернокислого цинка уже достаточно для того, чтобы первый слой покрытия состоял из сплава цинка с железом цинк более активно осаждается на катоде, чем железо. В дальнейшем будет осаждаться одно железо, так как 10— 15 г/л сернокислого цинка уйдет на образование первого слоя железо-цинкового сплава. Этот сплав очень прочно сцепляется с чугуном и сталью, а также и с электролитическим железом.  [c.100]

Получается общее улучшение гальванического процесса Но нужно учесть высокую стоимость кобальтовых солей и их дефицитность, а следовательно, применение таких добавок можно допускать лишь в особых случаях, — например, для покрытия особой номенклатуры деталей или для получения режущих сплавов.  [c.129]

Однако скорость нанесения покрытий низкая (гальванический процесс самый длительный по сравнению с другими процессами нанесения покрытий). Процесс многооперационный и сопровождается расходом воды и загрязнением сточных вод ионами тяжелых металлов. Способ требует совершенствования в направлениях повышения производительности и уменьшения затрат на материалы.  [c.411]

В зависимости от видов материала наносимых покрытий гальванические процессы делятся на железнение, хромирование, цинкование, кадмирование, никелирование и др. В ремонтном производстве получили наибольшее распространение первые три процесса. В свою очередь, первые два процесса обеспечивают получение износостойких покрытий, а  [c.411]

Операции предварительной подготовки являются общими в любом гальваническом процессе, поэтому их можно организовать в одной части помещения.  [c.417]

Непосредственно нанесение покрытия составляет основу гальванического процесса, оно будет рассмотрено ниже.  [c.417]

Электрохимический эквивалент С и плотность у зависят от природы осаждаемого металла и для каждого металла постоянны. Таким образом, производительность гальванического процесса будет тем выше, чем выше плотность тока и выход металла по току.  [c.431]

При выборе режимов нанесения покрытий учитывают общие для большинства гальванических процессов положения чем выше катодная плотность тока, тем больше скорость осаждения металла и производительность процесса чем ниже температура и массовая доля составляющих электролита и выше плотность тока (жесткий режим), тем тверже покрытия и меньше достижимая их толщина чем выше температура и массовая доля составляющих электролита, тем большую плотность тока можно допустить без ущерба для качества покрытий.  [c.437]

Разрушение под влиянием водорода (водородная хрупкость). Под влиянием растворенного водорода металлы могут настолько охрупчиваться, что уже при приложении малого растягивающего напряжения образуются трешины. Источниками поступления водорода могут являться термическая диссоциация воды при металлургических процессах (литье, сварка), диссоциация газов, коррозия, гальванические процессы и т.п.  [c.161]

За прошедшие годы с момента выхода в свет первого издания Руководства произошло значительное усовершенствование методов защиты металлов от коррозии и разработаны новые, бо лее прогрессивные режимы гальванических процессов нанесения защитных покрытий. Поэтому при подготовке рукописи ко второму изданию авторы расширили материал второй и третьей части книги, дополнив их лабораторными работами по осаждению блестящих покрытий, по применению реверсивного тока в гальваностегии и др.  [c.5]

Демонтаж с приспособления + Не проводится, если дальше "следуют гальванические процесс  [c.136]

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ  [c.444]

Использование ультразвуковых колебаний для интенсификации гальванических процессов не требует существенного переоборудования действующих гальванических ванн, что благоприятствует промышленному распространению этого метода. Некоторым ограничением ультразвуковой интенсификации является недостаток выпуска ламповых генераторов — основных источников ультразвука и необходимость квалифицированного ухода за ними. В табл. IX.34 и IX.35 и на фиг. IX.153—IX.171 приведены некоторые данные рассматриваемой операции-  [c.444]

При использовании борогидридных ванн, чтобы избежать непроизводительного расхода восстановителя важно соблюдать порядок приготовления раствора Сначала в водный раствор соли никеля добавляют лиганд и сильно подщелачивают раствор Затем добавляют борогидрид, предварительно растворенный в небольшом количестве концентрированного раствора щелочи Полученный раствор перемешивают и нагревают до необходимой температуры, чтобы осуществить нанесение покрытия Иногда рекомендуют вводить борогидрид в нагретый электролит перед нанесением покрытий Показателем израс ходования борогидрида является прекращение выделения водорода Перед проведением процесса химического нанесения Ni—В-покрытий поверхность металлических деталей подвергается обычной обработке принятой для гальванических процессов (механическая очистка обезжиривание кислотное травление)  [c.49]


Основными рабочими характернстпками гальванического процесса являются плотность тока и напряжение на ванне. Для объяснения электродных процессов в электролитах используют поляризационные кривые, устанавливающие зависимость между этими величинами.  [c.134]

Расходы тепла на нужды вентиляции достигают больших значений в горячих, окрасочных и гальванических процессах, где требуется многократный обмен воздуха в связи с вредными выделениями. Большого значения в общем теплопотреблепии заводов достигает также расход тепла на отопление производственных помещений.  [c.34]

Один никелированный образец стали AISI4130 под нагрузкой 875 МПа разрушился в течение 197 дней экспозиции на глубине 760 м. Так как все образцы без покрытия сохранились, возможно, что разрушение было вызвано водородом, абсорбируемым металлом во время гальванического процесса.  [c.248]

Основное влияние на гальванические процессы ультразвуковые колебания оказывают через изменение явлений концентрационной поляризации. Выделяющиеся при электролизе на катоде пузырьки водорода. под действием ультразву1скорости осаждения металлов, иногда значительно улучшает качество осадков.  [c.171]

Весьма широкое применение в современных машинах-автоматах и поточных линиях получили электрические системы механизации, которые непосредственно выполняют отдельные операции технологических процессов. Примерами таких процессов являются электроискровая, электроим-пульсная и анодномеханическая обработка токопроводящих материалов высокочастотная закалка стальных деталей высокочастотная сушка материалов и изделий электрогравировальные процессы гальванические процессы, связанные с электролитическим наращиванием тонкого слоя более твердого металла на поверхность металлических изделий.  [c.26]

Электрохимический процесс анодного растворения, лежащий в основе электрополирования и гальванических процессов, сам 1Ю себе, с точки зрения съема металла, является малопроизводитель-  [c.228]

Приведенные выше соотношения для отражательной способности и степени черноты применимы только к идеальным поверхностям, т. е. поверхностям оптически гладким, без шероховатостей, окисления и загрязнения. Такие nQBepxHo TH могут быть получены, например, химическим осаждением или при помощи гальванического процесса, когда поверхность материала не повреждается. Эти соотношения нельзя использовать для определения отражательной способности и степени черноты реадьнь1х поверхностей.  [c.82]


Гальваническое покрытие: свойства, разновидности, альтернативы

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

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

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


Как появилось гальваническое покрытие?

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

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


Технология гальванизации

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

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

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

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

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

Далее рассмотрим технологию гальванизации.

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

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

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

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

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


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

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

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

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

Совместимость металлов

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

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

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


Области применения гальванических покрытий

Прочность и износостойкость гальванических покрытий позволяет использовать данный вид защиты:

  • В авиастроении

  • В машиностроении

  • В радиотехнической промышленности

  • В электронной промышленности

  • В строительстве


Альтернатива гальваническому покрытию

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

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

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


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

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

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

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

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


Виды гальванических покрытий

В зависимости от назначения гальванические покрытия подразделяются на следующие виды:

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

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

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

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

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

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

Меднение

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


Хромирование

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

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


Цинкование

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



Железнение

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


Никелирование

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


Латунирование

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


Серебрение и золочение

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


Родирование

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


Покрытие оловом

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


Процессы гальванического производства

Гальваника — электролитическое осаждение тонкого слоя металла на поверхности какого-либо металлического предмета для защиты его от коррозии, повышения износоустойчивости, предохранения от цементации, в декоративных целях и т. д. Получаемые гальванические покрытия — осадки — должны быть плотными, а по структуре — мелкозернистыми. Чтобы достигнуть мелкозернистого строения осадков, необходимо выбрать соответствующие состав электролита, температурный режим и плотность тока.

Гальваническое покрытие металла - это прекрасный способ избежания многих проблем и увеличить срок службы оборудования, агрегатов и прочих устройств. Нанесение гальванических покрытий методом хромирования или никелирования требует специального производственного процесса и квалифицированного персонала.

Нанесение гальванических покрытий представляет собой электрохимический процесс, при котором происходит осаждение слоя металла на поверхности изделия. В качестве электролита используется раствор солей наносимого металла. Само изделие является катодом, анод – металлическая пластина. При прохождении тока через электролит соли металла распадаются на ионы. Положительно заряженные ионы металла направляются к катоду, в результате чего происходит электроосаждение металла.

Толщина, плотность, структура гальванических покрытий могут быть разными в зависимости от состава электролита и условий протекания процесса – температура, плотность тока. Так, например, варьируя соотношением этих двух параметров можно получить блестящее или матовое хромовое покрытие, для блестящего никелирования в электролит добавляют блескообразователи – сульфосоединения.

Декоративные покрытия имеют небольшую толщину, мелкозернистую структуру и достаточную плотность. Для обеспечения прочности сцепления покрытия с изделием необходимо проводить тщательную подготовку поверхности, которая включает механическую обработку (шлифовка и полировка), удаление окислов и обезжиривание поверхности. После нанесения покрытия изделие промывают и нейтрализуют в щелочном растворе.

Хромирование

Хромовые покрытия в отношении их функционального применения являются одними из наиболее универсальных. С их помощью повышают твердость и износостойкость поверхности изделий, инструмента, восстанавливают изношенные детали. Связано это с наличием на его поверхности весьма плотной пассивирующей пленки оксидной природы, которая при малейшем повреждении легко восстанавливается. Широко применяется для защиты от коррозии и с целью декоративной отделки поверхности изделий. В зависимости от режима процесса можно получить различные по свойствам покрытия.

Цинкование

Покрытие цинком защищает от коррозионного разрушения черные металлы не только механически, но и электрохимически. Цинковые покрытия широко применяются для защиты от коррозии деталей машин, крепежных деталей, применяются для защиты от коррозии водопроводных труб, питательных резервуаров, соприкасающихся с пресной водой при температуре не выше 60-70 оС, а так же для защиты изделий из черного металла от бензина и масла и др.

Никелирование

Никелем покрывают изделия из стали и цветных металлов (медь и ее сплавы) для защиты их от коррозии, декоративной отделки поверхности, повышения сопротивления механическому износу и для специальных целей. Никелевые покрытия имеют высокую антикоррозионную стойкость в атмосфере, в растворах щелочей и в некоторых органических кислотах, что в значительной степени обусловлено сильно выраженной способностью никеля к пассивированию в этих средах. Никелевое покрытие хорошо полируется и может быть легко доведено до зеркального блеска.

Химическое никелирование

Химическое никелевое покрытие, содержащее 3-12% фосфора, по сравнению с электролитическим имеет повышенные антикоррозионную стойкость, износостойкость и твердость, особенно после термической обработки. Обладает малой пористостью. Главным достоинством процесса химического никелирования является равномерное распределение металла по поверхности рельефного изделия любого профиля.

Оловянирование

Основные области применения покрытий оловом — защита изделий от коррозии и обеспечение паяемости различных деталей. Этот металл устойчив в промышленной атмосфере, даже содержащей сернистые соединения, в воде, нейтральных средах. По отношению к изделиям из медных сплавов олово является анодным покрытием и защищает медь электрохимически. Оловянные покрытия чрезвычайно пластичны и легко выдерживают развальцовку, штамповку, изгибы. Покрытия имеют хорошее сцепление с основой, обеспечивают хорошую коррозионную защиту и красивый внешний вид. Свежеосажденное олово легко паяется с применением спиртоканифольных флюсов, однако через 2—3 недели его способность к пайке резко ухудшается.

Меднение

Медные покрытия применяют для защиты стальных изделий от цементации, для повышения электропроводности, а так же как промежуточную прослойку на изделиях из стали, цинка, цинковых и алюминиевых сплавов перед нанесением никелевого, хромового и других видов покрытий, для лучшего сцепления или повышения защитной способности. В качестве самостоятельного гальванического покрытия ни для декоративных целей, ни для защиты от коррозии, как правило, не применяется.

Серебрение

Серебро обладает высокой электропроводностью, отражательной способностью и химической устойчивостью, особенно в условиях действия щелочных растворов и большинства органических кислот. Поэтому, покрытия серебром получило применение, главным образом для улучшения электропроводящих свойств поверхности токонесущих деталей, придания поверхности высоких оптических свойств, для защиты химической аппаратуры и приборов от коррозии под действием щелочей и органических кислот, а так же с декоративной целью.

Наиболее распространены цинкование и меднение

Цинковые покрытия широко применяются для защиты изделий из черных металлов от коррозии в различных климатических зонах и в атмосфере, загрязненной промышленными газами, для защиты от непосредственного влияния пресной воды и от коррозионного воздействия керосина, бензина и других нефтяных продуктов и масел. В среде, насыщенной морскими испарениями, покрытия цинком не стойки.

Медные покрытия чаще всего применяют для экономии никеля как подслой при никелировании и хромировании. Вследствие промежуточного покрытия стали и чугуна медью достигается лучшее сцепление между основным металлом и металлом покрытия и уменьшается вредное влияние водорода. Медные покрытия широко применяются также для местной защиты при цементации и в гальванопластике. Медные покрытия хорошо полируются, что имеет значение при декоративно-защитных покрытиях. Хорошо оснащенные гальванические цехи имеются почти на всех машиностроительных и металлообрабатывающих заводах.

Каждый технологический процесс гальванического нанесения металлических покрытий состоит из ряда отдельных операций, которые можно разделить на 3 группы:

1. Подготовительные работы. Их цель - подготовка мет(его поверхности) для нанесения покрытия гальваническим путем. На этой стадии технологического процесса проводится шлифование, обезжиривание и травление.

2. Основной процесс, цель которого заключается в образовании соответствующего металлического покрытия с помощью гальванического метода.

3. Отделочные операции. Они применяются для облагораживания и защиты гальванических покрытий. Наиболее часто для этих целей применяют пассивирование, окраску, лакирование и полирование.



Введение: гальванический процесс - Legor

После краткого введения в основные принципы гальванического процесса эта работа будет сосредоточена на аспектах, которые характерны для гальванической пластины хорошего качества: соблюдение характеристик параметров ванны для нанесения покрытия, химический состав раствора электролита и подготовительные этапы процесса гальваники. Наконец, будут рассмотрены типы дефектов, наиболее часто встречающихся при гальванике, и их наиболее частые причины.

Гальванический процесс относится к осаждению металла или металлического сплава с использованием электролиза, во время которого электрическая энергия, вырабатываемая внутри системы, преобразуется в химическую энергию, что приводит к серии реакций восстановления оксидов. Результат этого явления предполагает, что электрический ток, проходящий через электролитическую систему, восстанавливает ионы металлов, растворенные в растворе электролита, с образованием металлического покрытия на электроде. Фактически, с помощью этого метода свойства поверхности объекта могут быть изменены, и поэтому система используется в промышленности для защиты конструкций и металлических объектов от воздействия коррозии.Декоративные цели не менее важны: в ювелирном и модном секторе украшения и модные аксессуары обычно изготавливаются путем нанесения слоев различной толщины из самых благородных металлов на основы из менее драгоценных металлов.

Самая простая система для проведения гальванического процесса предусматривает (Рисунок 1):

Рисунок 1: Схема электролитической системы.

Генератор постоянного напряжения: Это настоящий двигатель с электролитической ванной, поскольку он обеспечивает энергию и ток, необходимые для процессов восстановления оксидов.Чтобы быть более точным, генератор постоянного напряжения использует выпрямитель цепи, который преобразует переменный ток в постоянный ток с остатками переменного тока менее 5%.

Катод: Отрицательный электрод в процессе восстановления. Он состоит из оцинкованного элемента, на который будут наноситься растворенные металлы в растворе электролита. Фактически, они уменьшаются на границе раздела между электродом и раствором. Потенциал, который приводит к уменьшению количества металла вокруг катода, называется потенциалом осаждения.Если известно распределение тока вокруг катода, можно также иметь представление о толщине металла, нанесенного на каждую часть оцинкованного изделия.

Анод : положительный электрод в процессе окисления. Аноды могут быть активными (или растворимыми) или инертными (или нерастворимыми). В первом случае процесс окисления предусматривает растворение металла, из которого изготовлен электрод, который из состояния нулевого окисления превратится в растворенные ионные частицы в растворе.В случае инертных анодов они не принимают участия в анодной реакции, но играют более вспомогательную роль в окислении, обеспечивая электронный обмен на их поверхности и, следовательно, замыкание цепи.

Гальваническая ванна : Электролитический раствор, в котором растворены соли металлов, осаждаемые на катоде. Это средство, позволяющее пропускать ток через ионы внутри раствора. Таким образом, электролитическая система будет состоять из растворителя (в подавляющем большинстве случаев - воды), который обладает способностью ионизировать растворенные в нем частицы.Чтобы быть более точным, раствор содержит соли металлов, которые должны осаждаться, и проводящие соли, то есть легко ионизируемые частицы, которые способны передавать ток в растворе за счет ионной проводимости. Таким образом, ток проходит через электролитическую систему с помощью растворенных ионных частиц внутри и позволяет растворенным металлам восстанавливаться на катоде. Обычно ванна для нанесения покрытия также содержит другие неорганические или органические добавки, которые помогают получить более плотное, гладкое или блестящее покрытие, тем самым влияя на структуру покрытия.Примерами этого являются поверхностно-активные вещества, которые способны уменьшать поверхностное натяжение между раствором и катодом, чтобы избежать перманентности газа на границе раздела катод-раствор, что может привести к дефектам покрытия. Другие, однако, являются осветлителями или, скорее, веществами, способными образовывать очень мелкозернистые электроотложения и, следовательно, придавать сияющий вид.

Характерные параметры гальванического процесса

Каждый тип гальванической ванны демонстрирует максимальный потенциал своей производительности при соблюдении ряда параметров.Они зависят от типа осаждаемого металла или сплава и от химического состава электролитической системы. Эти характеристики приведены ниже:

Разница потенциалов: Это параметр, через который подается энергия, необходимая для процесса гальваники. Каждый ион металла имеет свое собственное значение разности потенциалов, в результате чего происходит его восстановление и последующее осаждение на катоде. Как правило, металлы с более отрицательным значением, чем стандартный восстановительный потенциал (таблица 1), также являются металлами, на которые легче наносить гальваническое покрытие.Эти потенциалы, однако, являются значениями равновесия, в то время как гальванические процессы являются по сути динамическими процессами, помимо того факта, что параметры температуры и концентрации часто отличаются от стандартных. Потенциал, при котором происходит нанесение покрытия, называется потенциалом осаждения . Этот потенциал зависит от концентрации металла в ванне, а также от плотности тока. Фактически, когда плотность тока увеличивается, эффекты поляризации на электродах также усиливаются, и, как следствие, условия более благоприятны для осаждения металлов с более низкой потенциальной стоимостью, чем стандартные восстановительные.По этой причине осаждение металла происходит в более или менее широком диапазоне значений натяжения.

Таблица 1: Стандартные потенциалы восстановления для наиболее распространенных химических веществ.

Плотность тока: Этот параметр гораздо важнее напряжения в гальваническом процессе. Поскольку гальванический процесс является динамическим, ток, создаваемый разностью потенциалов, является параметром, который в большей степени связан с образованием и ростом металлического осадка.Реальным параметром, определяющим количество гальванического покрытия, образующегося на катоде, является величина нагрузки, протекающей во время электролитического процесса. Более подходящим параметром для проверки, который обеспечивает лучшее управление количеством нагрузки, чтобы гарантировать, что она попадает на покрываемый объект, безусловно, является плотность тока, или, скорее, величина нагрузки, которая протекает через единицу поверхности за единицу времени, измеряемую в А / дм 2 . Части обрабатываемых предметов, которые получают больший ток, чем другие, называются областями с высокой плотностью тока .Как правило, это заостренные части, более открытые для анодов, начальная или конечная части изделия, погруженные в гальваническую ванну. С другой стороны, областей низкой плотности тока являются полной противоположностью, то есть центральные области элементов и наиболее скрытые части. Не всегда возможно работать, контролируя плотность тока, потому что иногда бывает трудно определить поверхность катода, как в случае процессов гальваники цилиндра. В этих случаях работа выполняется исключительно за счет контроля натяжения.

Температура : Хотя и в меньшей степени, этот параметр также способствует подаче энергии, необходимой для проведения процесса гальваники. Это параметр, связанный с кинетикой электролитического процесса, определяющий его эффективность и скорость. Вместе с проводящими солями температура помогает регулировать проводимость, а также проникающую способность гальванической ванны. По этим причинам его необходимо точно измерять и поддерживать в пределах определенного диапазона типичных значений для каждой гальванической ванны.

Время обработки : Это время, необходимое для осаждения металла или сплава и получения высококачественного листа требуемой толщины. Очевидно, что чем больше время обработки, тем большее количество металла будет нанесено. Идеальное время обработки для каждого процесса нанесения покрытия определяется компромиссом между качеством листа и количеством наплавленного металла.

Эффективность катода : Выраженная в миллиграммах отложения на ампер-минуту (мг / Амин), эффективность катода указывает количество металла или сплава, нанесенного за одну минуту, при работе с током в один ампер.Это приводит к пониманию эффективной возможности нанесения металла путем определения оценки того, какой ток эффективно отвечает за формирование пластины. Фактически, во многих случаях часть тока потребляется во вспомогательных процессах, таких как, например, выделение водорода. Катодная эффективность гальванической ванны зависит от многих факторов и варьируется в зависимости от температуры, напряжения, металла и концентрации добавок в растворе.

Важно подчеркнуть, что значения типичных параметров гальванической ванны не являются строгими, но, как правило, можно определить более или менее широкий диапазон хорошей работоспособности для каждого из вышеописанных параметров.

Как получить хорошее гальваническое покрытие

Прежде чем вдаваться в подробности того, как получить хорошее гальваническое покрытие, было бы уместно определить, что именно такое покрытие хорошего качества. Очевидно, что качество гальванического покрытия зависит от конкретного применения, для которого требуется покрытие. В некоторых случаях, например, может быть достаточно, чтобы металл покрыл обрабатываемые объекты, и поэтому покрытие просто хорошо прилегает к субстрату.В случае покрытия декоративных украшений отсутствие пористости, которое придает покрытию полированный и блестящий вид, также должно быть добавлено к ранее описанным условиям, а также к необходимости хорошей устойчивости к коррозии. В других случаях также необходимо будет оценить толщину и твердость покрытия.

Для получения гальванического покрытия хорошего качества, несомненно, необходимо иметь правильное оборудование, а также качественную продукцию, но даже в этом случае этого может быть недостаточно.В большинстве случаев несовершенное покрытие является результатом либо несоблюдения характеристик параметров для конкретной ванны для нанесения покрытия, либо неправильной подготовки элементов перед выполнением процесса гальванического покрытия.

2.1. Соблюдение характерных параметров гальванического процесса

Что касается первого аспекта, важно придерживаться оптимального рабочего диапазона каждого отдельного типичного параметра гальванической ванны, чтобы получить пластину хорошего качества.Неизвестно, приведет ли несоблюдение любого из этих значений к проблеме с пластиной, но гальваническое решение, безусловно, выйдет за пределы области максимальной производительности, и это может привести к возникновению одного или нескольких дефектов покрытия. или, в худшем случае, может даже окончательно повредить покрытие и заставить пользователя полностью остановиться.

Наиболее распространенные меры предосторожности для получения гальванической пластины хорошего качества приведены ниже, параметр за параметром:

Разница потенциалов : вместе с плотностью тока это параметр, которому следует уделять больше внимания.Напряжение легко измерить, и оно часто дает информацию об изменениях в гальваническом процессе, например о снижении содержания проводящей соли или поляризационных эффектов на аноде. Диапазон натяжения, в котором может быть получен лист хорошего качества, обычно определяется для каждого процесса.

Плотность тока: Чтобы быть уверенным в отсутствии проблем, параметром, которому следует полностью доверять при проверке правильной энергии, необходимой для правильного формирования отложения, является плотность тока.Работа со значениями плотности тока в предварительно установленном диапазоне, безусловно, гарантирует подачу правильной нагрузки на катод и, следовательно, формирование пластины с правильными химико-физическими характеристиками, такими как, например, правильная пропорция сплава, правильный цвет и правильная обработка зерна. Идеальный диапазон плотности тока можно качественно и количественно оценить с помощью теста ячейки Халла или теста с изогнутым катодом (рисунок 2). Если известно распределение тока вокруг катода, можно сделать хорошую оценку того, как металл будет покрывать весь объект: части, толщина которых будет больше или меньше.Как показано на рисунке 3, гальваническая пластина будет иметь тенденцию формироваться и расти в основном по углам и краям, потому что это зоны, где ток наиболее сильно сконцентрирован (области с высокой плотностью тока) и будет меньше собираться в скрытых областях или, в общем, , в местах, наиболее удаленных от анода, потому что он имеет тенденцию меньше концентрироваться в этих областях (области с низкой плотностью тока).

Рис. 2: Пример испытания корпуса (слева) и изогнутого катода (справа).

Рис. 3. Диаграмма роста гальванической пластины.В областях с высокой плотностью тока (L) отложение больше по сравнению с областями с низкой плотностью тока (D).

Если полученное распределение металла не является требуемым, можно принять некоторые меры для его улучшения:

Измените способ, которым элементы связаны с рамками : зная, что большая часть тока будет накапливаться в углах элементов, на которые наносится покрытие, и зная, что ток всегда имеет тенденцию следовать по кратчайшему маршруту между двумя проводниками, чтобы Чтобы уменьшить накопление нагрузки по углам объектов, рекомендуется размещать их как можно дальше от анодов.По этой причине при работе в лабораторных стаканах рекомендуется размещать объекты параллельно аноду, а не перпендикулярно (рис. 4).

Рис. 4: Чтобы оптимизировать однородность гальванической пластины, рекомендуется размещать покрываемые объекты непосредственно перед анодом.

Измените расстояние анод-катод: анод должен иметь такую ​​форму, чтобы расстояние анод-катод было как можно более одинаковым для всех точек поверхности и немного дальше от границ, что способствует прохождению тока к областям с более низкой плотностью тока.

Воспользуйтесь эффектом экранирования: при одновременной работе с несколькими объектами части могут быть связаны таким образом, чтобы углы экранировали друг друга, создавая эффективные препятствия для накопления нагрузки в этих областях (рис. 5).

Рис. 5: Диаграмма возможного эффекта взаимного экранирования элементов, подлежащих покрытию, расположенных параллельно аноду.

Температура : Каждая гальваническая ванна имеет свою точную рабочую температуру.Он строго коррелирует с проводимостью раствора: чем выше температура, тем выше проводимость раствора, и поэтому может быть больше проникающая способность ванны, то есть способность равномерно осаждать металл даже в областях с очень низкой плотностью тока. Любое разнообразие проводимости является критическим аспектом, когда несколько металлов совместно осаждаются с образованием сплава: изменение температуры приводит к изменению процентного содержания металлов в гальванических сплавах. В некоторых случаях, например, при нанесении родиевого покрытия, можно работать при более низких температурах, чем рекомендованные, но характеристики покрытия заметно снижаются.Фактически, помимо более низкой эффективности, цвет покрытия имеет тенденцию быть менее ярким, потому что отбеливатели активируются при предлагаемых температурах обработки. С другой стороны, работа при высоких температурах может повредить химические компоненты системы или чрезмерно повысить эффективность процесса и привести к плохому качеству покрытия. Короче говоря, температура - это параметр, которым категорически нельзя пренебрегать, и, следовательно, необходимо эффективно контролировать ее с помощью термостатов и термопар, чтобы избежать чрезмерных колебаний температуры.

Время обработки: Существует минимальное время обработки для каждого типа гальванического покрытия, ниже которого металлический осадок не будет однородным. Это время зависит от катодной эффективности раствора: чем она выше, тем меньше будет минимальное время для получения однородного покрытия. Совершенно очевидно, что чем больше время обработки, тем больше толщина покрытия. Однако полезно помнить, что не все гальванические ванны способны производить очень толстые слои гальванического покрытия.По этой причине, особенно в случае ванн, разработанных для создания толщины менее 0,5 микрон, определяется максимальное время осаждения, после которого покрытие может иметь низкое качество. В случае толстого покрытия обычно указывается время, необходимое для нанесения покрытия в один микрон, а также в этом случае может быть определено максимальное время нанесения покрытия, соответствующее максимальной толщине покрытия, которую гальваническая ванна гарантирует для покрытия хорошего качества.

Эффективность катода : Как уже упоминалось, это не реальный параметр, который необходимо установить, а скорее внутренняя характеристика решения, которая зависит от других параметров.Тем не менее, это аспект, который не следует игнорировать, стремясь получить хорошую гальваническую пластину, поскольку он дает представление о толщине металла, которую электролитический раствор может гарантировать с хорошим качеством. Низкое значение эффективности фактически указывает на то, что гальваническая ванна подходит для цветной добавки, вспышки и, следовательно, не будет легко работать с толщиной в один микрон (рис. 6).

Рис. 6. СЭМ-изображение участка образца, который имеет различные слои покрытия, толщина которых была измерена.

Обычно ванны для нанесения гальванического покрытия имеют катодный КПД от среднего до высокого (более 15 мг / Амин), более высокую концентрацию металла (никогда не менее 3 г / л), а также высокие значения плотности. Без этих трех элементов будет сложно получить толстые покрытия хорошего качества.

2.2. Соблюдая химию раствора

В некоторых случаях распределение металла можно улучшить, воздействуя на химический состав раствора, например, используя добавки для изменения эффективности или проводимости.

Гальваническая ванна всегда должна находиться в пределах нормативных значений в отношении концентрации ее различных компонентов. Причинами изменения состава раствора могут быть:

- Разложение химических веществ

- Явления затягивания и затягивания

Довольно редко раствор не нуждается в добавках. Поскольку они необходимы, рекомендуется использовать их часто и в небольших количествах, чтобы химические вещества никогда не выходили за пределы технологического диапазона.Добавление их в больших количествах часто не рекомендуется из-за нежелательных побочных реакций, которые могут происходить, или из-за избыточных примесей, которые могут контекстуально включаться в химические соединения, добавляемые в ванну.

Аспект загрязнения, связанный с металлическим или органическим типом, также не является второстепенным. Первое обычно происходит из-за перекрестного загрязнения между растворами или из-за крошения анода и катода, или из-за разрушения любых других металлических предметов, которые могут контактировать с гальваническим раствором, или, наконец, из-за неправильно деминерализованной воды.Органическое загрязнение также может быть связано с перекрестным загрязнением при обезжиривании и нейтрализации или просто с грязью, которая может случайно появиться в гальваническом растворе, или, наконец, с разложившимися остатками присадок, которые больше не работают, или загрязненной водой. Фактически риск состоит в том, что загрязнения такого рода могут попасть в гальваническую пластину, что снизит ее качество. Чтобы избежать этих неудобств, раствор можно периодически фильтровать или обрабатывать с помощью очистителей с активированным углем (b) или процессов очистки, в которых используется электроосаждение на расходных катодах большого размера при низких плотностях тока (фиктивное покрытие).В случае электролитических растворов большого объема всегда рекомендуется работать с постоянной системой фильтрации, в то время как при небольшом использовании фильтрацию можно проводить с помощью бумаги (Рисунок 7), и, очевидно, одной чрезвычайно полезной мерой является закрытие раствора или резервуар, когда он не используется в течение длительного времени.

Рис. 7: Примеры бумажного фильтра, используемого для фильтрации осадка железа (слева) и фильтрующих картриджей, используемых для фильтрации системы гальваники (справа).

2.3. Соблюдая этапы подготовки

Качество пластины также зависит от состояния изделия, на которое наносится покрытие, и от подготовительного этапа. Обрабатываемые объекты перед гальваническим напылением необходимо отполировать, чтобы устранить пористость и любые другие дефекты поверхности. Поэтому перед обработкой необходимо, чтобы покрываемые предметы были хорошего качества и были тщательно подготовлены (рис. 8). Подготовительный этап - это очень недооцененный аспект, но, следуя некоторым простым основным правилам, большинство проблем с покрытием можно решить путем надлежащей подготовки.

Рис. 8: Сравнение неполированных (слева) и полированных (справа) латунных колец.

При подготовке деталей к нанесению покрытия их поверхности должны быть тщательно очищены и очищены от любых загрязнений и их активации, чтобы оптимизировать адгезию металла на последующей фазе гальваники. Теоретически, шаги, которые необходимо выполнить, зависят от поверхностей и типа исходного сплава, на который должны быть нанесены металлы. В области ювелирных украшений и моды следующие этапы подготовки предметов могут быть приняты как стандартные (Рисунок 9):

Рис. 9: Схема этапов предварительной очистки и активации поверхности для элементов, подлежащих гальванике.

- Ультразвуковая очистка

- Электролитическое обезжиривание

- Нейтрализация

Вещи стираются и ополаскиваются после каждого из предыдущих этапов. Фактически, когда объект вынимается из ванны, его поверхность покрывается жидкой пленкой раствора, в который он был ранее погружен. Поэтому этот остаток необходимо удалить, чтобы избежать перекрестного загрязнения.

- Ультразвуковая очистка : Ультразвуковая очистка удаляет любые остатки смазки, масла и чистящей пасты во время процедуры полировки с поверхностей, подлежащих покрытию.Функциональный принцип заключается в кавитации, создаваемой ультразвуком: вибрация пьезоэлектрических элементов в ультразвуковой стиральной машине создает высокочастотные волны, которые, в свою очередь, создают пузырьки в растворе, которые ударяются о поверхность предметов с высокой энергией, тем самым удаляя любые загрязнения. что может присутствовать. Обычно раствор, содержащий моющее средство для ультразвука, работает при определенной температуре, которая способствует растворению чистящей пасты в тесном сотрудничестве с очищающим действием, осуществляемым соответствующими моющими средствами, и с механическим, а не ультразвуковым воздействием.Следовательно, чтобы процедура ультразвуковой очистки была эффективной, раствор должен содержать соответствующие детергенты и работать при определенной температуре, в противном случае обезжиривающее действие не будет достаточно эффективным (Рисунок 10).

Рис. 10: Характерные фазы типичного процесса кавитации в ультразвуковой стиральной машине.

- Электролитическое обезжиривание : Второй подготовительный этап требует использования электрического тока. Помимо повторной очистки предметов после их первой ультразвуковой очистки, этот процесс включает химическую активацию поверхностей, на которые наносится гальваническое покрытие.После процесса электролиза на деталях могут образовываться пузырьки водорода, что обеспечивает очистку и активацию металлических поверхностей, чтобы оптимизировать и максимизировать последующее электроосаждение. Этот этап важен для предотвращения проблем с закреплением депозита. Обезжиривающий раствор обычно является щелочным и состоит из ряда химических веществ, которые атакуют молекулы грязи, захватывая их на поверхности и, таким образом, предотвращая их повторное осаждение, и удаляют любые масла и жир, которые ультразвуковая очистка не удалила должным образом.

- Нейтрализация : Нейтрализация - это простой химический процесс, который нейтрализует все вещества, обычно в результате электролитического обезжиривания, которые загрязняют и несовместимы с последующими процессами нанесения покрытия. Эти остатки представляют собой чистящие средства, оставленные на поверхности предметов. Раствор должен химически отличаться от обезжиривающего. Поскольку обезжиривание почти всегда щелочное, для нейтрализации потребуется более кислотный раствор. Благодаря нейтрализации обрабатываемые объекты становятся идеально чистыми, а поверхность нейтральной и готовой к гальванике.

Простой и эффективный способ проверки того, что процедура подготовки была проведена правильно, состоит в том, чтобы убедиться, что поверхность объекта не является водонепроницаемой. Действительно, если объект был хорошо активирован, вода будет равномерно течь по его поверхности, образуя однородную жидкую пленку. Это обеспечивает уверенность в том, что поверхность в достаточной степени свободна от загрязнений, которые в противном случае могли бы вызвать различия в металлизации на поверхности. Если поверхность недостаточно чистая, появятся потеки или участки, на которых нарушена однородность жидкой пленки (Рисунок 11).

Рис. 11: Сравнение неправильно подготовленной поверхности (слева) и правильно подготовленной поверхности (справа) с помощью проверки на отсутствие воды. Наличие капель на картинке слева и обычная пленка жидкости в правой лунке показывают, что первая поверхность была подготовлена ​​неправильно по сравнению с правой.

Работая почти исключительно с растворами на водной основе, очевидно, что для получения гальванического покрытия хорошего качества необходимо использовать правильную воду.Качество воды, используемой для нанесения покрытия, сильно влияет на конечный результат процесса нанесения покрытия. По этим причинам вода не должна содержать каких-либо органических загрязнений и иметь низкое содержание соли (менее 5 микросименс). Промышленные гальванические системы обычно оснащены колонками с активированным углем и ионообменной смолой. Поэтому для гальванических решений лучшим выбором является использование деионизированной воды.

Причины дефектов гальваники

Если покрытие некачественное, считается, что оно имеет дефекты.На поверхности объекта, на который было проведено гальваническое осаждение, может появиться широкий спектр дефектов, которые портят эстетический вид и влияют на химико-физические свойства.

3.1. Виды дефектов гальваники

Пытаясь очертить дефекты, можно определить следующее: очаговые дефекты, или, скорее, не обширные дефекты, расположенные более или менее равномерно на поверхности пластины; дефекты поверхности , то есть дефекты, которые однородно охватывают всю поверхность объекта или большие сплошные участки на нем; и дефекты адгезии и когезии , связанные со способностью гальванического покрытия прилипать к лежащему под ним металлу и оставаться неповрежденным, преодолевая силы натяжения, которые обязательно возникают во время процессов зарождения и роста слоя покрытия на поверхности.

Наиболее частыми очаговыми дефектами являются (Рисунок 12):

Рис. 12: Примеры различных типов очаговых дефектов. Вверху слева: темные пятна на пластине (обведены красным), белые пятна на пластине (обведены красным), темные пятна постокисления (обведены красным). Внизу слева: непрозрачность, пузыри (обведены желтым) и точечная коррозия (обведены красным).

Темные пятна на пластине (пятна прожига): это пятна неправильной формы на поверхности пластины. Они могут находиться в центре залежи, но чаще встречаются на концах объекта, в областях с высокой плотностью тока.Обычно они возникают из-за чрезмерно высокого напряжения или из-за проблем с проводимостью, таких как использование поврежденного анода или загрязненного раствора.

Белые пятна на пластине (пятна): эти пятна появляются очень близко друг к другу и не обязательно маленькие. Обычно они возникают из-за неправильной процедуры подготовки или из-за проблем с проводимостью в ванне из-за загрязненного или старого раствора, а также из-за использования неподходящих инструментов, таких как неисправные аноды.

Питтинг: Это относится к микропористости или, как правило, к крошечным круглым вогнутым отверстиям, находящимся на пластине нерегулярно.Этот дефект часто возникает из-за неправильной процедуры подготовки или из-за ранее существовавших дефектов на поверхности предметов, которые нужно было покрыть, которые не были устранены на этапах полировки или галтовки. В обоих случаях причиной дефекта являются окислительные явления, возникающие на поверхности.

Пузыри и пузыри: Это настоящие круглые пузыри, образующиеся на поверхности пластины. Обычно они образуются в областях с высокой плотностью тока, но также могут быть обнаружены в других частях, участвующих в процессе гальваники.В этом случае причины, которые приводят к их образованию, также связаны с неправильным выполнением гальванического процесса или возрастом гальванического раствора.

Полосы: Полосы могут проявляться либо в виде концентрических колец, идущих от областей с высокой плотностью тока к частям с низкой плотностью тока, либо в виде полос, образующихся от краев объекта. Они отмечают начало явления горения из-за условий чрезмерного напряжения или из-за низкого содержания металла в растворе или из-за того, что раствор обычно слишком старый.

Мутность / непрозрачность: Это случайные участки поверхности с покрытием, на которых пластина полупрозрачна и мутна, как если бы она была покрыта белесой вуалью. Обычно они возникают из-за неправильных параметров обработки, таких как отсутствие движения раствора, слишком низкая температура и / или плотность тока, или неправильная подготовка объекта, или использование неэффективных инструментов, или, наконец, органическое загрязнение раствора.

Темные пятна после окисления: Это относится к появлению пятен сразу после проведения осаждения или на фазах сразу после сушки.Возникновение подобных окислительных явлений обычно происходит из-за плохого прилегания или распределения пластины на поверхности после неправильной подготовки или из-за чрезмерной шероховатости исходной поверхности.

Далее следует список наиболее распространенных дефектов, обнаруживаемых на поверхностях (Рисунок 13):

Рисунок 13: Примеры различных типов дефектов, затрагивающих большие площади. Слева: жжение, тусклый налет, изменение цвета.

Горение: Это происходит, когда весь осадок или его части имеют крупнозернистую отделку с тусклым и не очень блестящим видом, грубую, грубую и часто плохо приклеиваемую пластину.Этот дефект обычно возникает из-за слишком высокого напряжения или плотности тока, или когда возникают проблемы с проводимостью из-за отсутствия добавок в растворе или из-за низкой концентрации осаждаемого металла. Неправильная процедура, например, отказ от перемешивания раствора, может привести к этому типу дефекта.

Тусклый осадок: Этот осадок не полируется и не блестит на больших и четко определенных участках объекта. Фактически, если смотреть на отложения в областях с высокой плотностью тока, дефект обычно вызван теми же причинами, что и те, которые приводят к горению, тогда как при осмотре областей с низкой плотностью тока проблема заключается в неправильной подготовке предметов. быть покрытым или неправильные температуры.Загрязненный раствор также может быть причиной тусклого налета.

Обесцвечивание: В некоторых случаях участки одного и того же объекта могут иметь разные цвета или весь осадок может быть светлее или темнее, чем требуемый оттенок, особенно в случае покрытия из сплава. Этот дефект обычно возникает из-за неправильной температуры и плотности тока или напряжения или из-за низкой концентрации металлов в растворе. Радужность отложений также включается в этот тип дефекта, аспект, который связан с меньшей толщиной, чем рекомендуемые параметры, или проблемами проводимости, связанными с неисправными анодами или электролитическими растворами с низким содержанием проводящей соли.

Низкое выравнивание: Это характерно для толстых отложений, если они распределены неоднородно и неоднородности могут быть идентифицированы аналогично ряду вышележащих плоскостей или пористости без покрытия. Этот дефект обычно вызван недостаточной концентрацией добавок в растворе или их возрастом, или, наконец, тем фактом, что не были соблюдены параметры обработки гальванического покрытия.

Низкая метательная сила: Проникающая способность относится к способности раствора электролита правильно осаждать металл в областях с низкой плотностью тока с максимально однородной толщиной.Если этого не произойдет, в этих конкретных областях покрываемого объекта произойдет обесцвечивание или отсутствие отложений. Обычно это происходит, когда параметры обработки не соблюдаются или когда раствор требует проводящих солей (Рисунок 14).

Рис. 14: Пример цепи, покрытой рутением при низкой температуре и натяжении по сравнению с контрольными значениями. Проблемы проникновения очевидны, поскольку некоторые участки цепи не имеют покрытия, а другие имеют неправильную форму.

Наконец, необходимо учитывать дефекты, которые приводят к отрыву гальванического слоя от основы.Дефекты адгезии - это те, которые возникают сразу после гальванического осаждения или даже одновременно с самим гальваническим процессом. Обычно есть два способа отделения отложения: (Рисунок 15)

- Пилинг: при отслаивании отложений, в зависимости от фольги

- Вздутие: , когда осадок полностью крошится с образованием мелкого порошка, также известного как мучнистый.

Рисунок 15: Примеры дефектов адгезии. Вверху слева вздутие рутениевой пластины, внизу справа отслоение никелевой пластины.

Отсутствие адгезии часто происходит из-за того, что объекты были неправильно подготовлены, или из-за отсутствия предварительных слоев под последним слоем, или из-за несоблюдения параметров осаждения (в частности, температуры и напряжения). Однако, когда потеря отложений происходит позже, часто после приложения различной степени напряжения к покрытому объекту, дефекты упоминаются как дефекты сцепления . Во время нанесения гальванического покрытия на металлы действуют силы растяжения, которые могут быть настолько сильными, что могут испортить осадок двумя способами (Рисунок 16):

- Трещины

- Отслаивание

Рис. 16. Примеры дефектов когезии при никелировании.Вверху трещины в обшивке после изгиба образца; дно, отслаивание пластины после гибки образца.

В некоторых случаях могут возникнуть проблемы сцепления, не вызванные внутренним напряжением между металлическими контактами. В этих случаях отложение становится хрупким из-за выделения водорода (водородная хрупкость) , обычного побочного продукта в гальванических процессах. Чтобы избежать этого, можно использовать более низкое натяжение или использовать подходящие растворы, ограничивающие выделение водорода.

3.2. Наиболее частые причины неисправности

Существует множество причин, по которым пластина может иметь дефекты, и, как описано выше, дефект может быть вызван сразу несколькими причинами. И наоборот, причина дефекта может проявляться более чем в одном типе дефекта. Составление подробного списка всех возможных дефектов и их причин без привязки их к одному конкретному гальваническому процессу может быть чрезвычайно сложным и неполным. Тем не менее, в целом причины дефекта можно разделить на три категории:

Дефекты из-за несоблюдения параметров: В эту категорию входят дефекты из-за несоблюдения характеристических параметров, рекомендованных в технической форме для конкретной электролитической системы, и дефекты из-за использования неадекватных инструментов, таких как поврежденные аноды или аноды, отличные от рекомендуемый тип, частично окисленные кабели, несоответствующее электрооборудование и т. д.…

Дефекты из-за неправильной подготовки: В эту категорию входят дефекты, возникающие из-за отсутствия или неправильного выполнения одного или нескольких подготовительных шагов перед нанесением гальванического покрытия.

Дефекты из-за использования несоответствующих продуктов: К этой группе относятся растворы, в состав которых входят химические вещества низкого качества или гальванические ванны, где не все значения находятся в пределах функциональных параметров (pH, плотность, качество металла и т. Д.).

За исключением редких и исключительных случаев, по статистике, почти все дефекты возникают либо из-за несоблюдения всех характерных параметров гальванического покрытия, либо из-за того, что объекты, подлежащие гальванике, не были подготовлены с точным соблюдением процедуры.

3.2.1 Дефекты из-за несоблюдения характерных параметров гальванического процесса

Дефекты, вызванные несоблюдением параметров конкретного гальванического решения, являются одними из самых немедленных и наиболее легко устранимых дефектов. По сути, все, что нужно сделать, это скорректировать параметр, чтобы вернуться к получению пластины хорошего качества. Таким образом, возвращаясь к типовым параметрам решения, можно найти наиболее вероятные причины неисправности:

Неправильная разность потенциалов: Обычно работа со слишком высокими или слишком низкими значениями натяжения по сравнению с рекомендациями приводит к проблемам с адгезией в гальваническом покрытии.Точнее говоря, работа при слишком низком потенциале приводит к возможности неоднородного распределения металлического осадка и, в случае сплавов, ухудшает его процентный состав с изменением цвета и химико-физических свойств. С другой стороны, работа при слишком высоком потенциале, помимо возможного изменения цвета отложений, также может привести к появлению ожогов или темных пятен на пластине (Рисунок 17).

Рис. 17. Покрытие розовым золотом при различных разностях потенциалов.Работая с напряжениями ниже диапазона (справа), сплав становится богаче содержанием золота, и покрытие приобретает более желтый оттенок, чем правильный сплав, нанесенный при работе с правильным значением натяжения (слева).

Неправильная плотность тока: По сути, те же дефекты могут возникать, когда значения натяжения неверны, поскольку два параметра коррелированы. Другими словами, пригорание, плохая адгезия отложений, пятна на пластине или другой цвет по сравнению с тем, который предполагается в случае покрытия из сплава.

Неправильная температура: Важно работать при правильной температуре, поскольку чрезмерные температуры обычно вызывают возгорание отложений либо из-за чрезмерного тока на катоде, либо из-за того, что тепло имеет тенденцию разрушать добавки в раствор, которые, следовательно, больше не будут выполнять свои выравнивающие и осветляющие действия на депозите. С другой стороны, если температура слишком низкая, осадок не будет однородным или, в самых крайних случаях, может даже отсутствовать.Работа при неправильных температурах создает разные условия проводимости, которые могут вызвать значительные эффекты при осаждении металлических сплавов, такие как обесцвечивание или другой состав сплава с последующим изменением химико-физических свойств или затрат на покрытие (Рисунок 18).

Рис. 18: Пример образца, покрытого рутением при более низкой температуре, чем рабочий диапазон. Центральная область (низкая плотность тока) вообще не имеет отложений, периферийные области (высокая плотность тока) имеют неравномерное покрытие.

Неправильное время наплавки: Увеличение времени наплавки, безусловно, дает большую толщину, но превышение времени может вызвать тусклые отложения, темные пятна или проблемы с когезией отложения. Слишком короткое время может вызвать дефекты адгезии или помутнение, или цвет пластины может быть неправильным или неправильным оттенком в случае покрытия из сплава.

Неправильная эффективность катода: Это не параметр обработки, но, как упоминалось ранее, он зависит от предыдущих параметров и влияет на качество пластины.Это может быть меньше по сравнению с прогнозами из-за низкой концентрации металла или проводящей соли в растворе или из-за слишком большого количества добавок. В этих случаях могут возникнуть проблемы с адгезией и помутнением, или слой может оказаться тоньше, чем ожидалось. Если эффективность катода слишком высока, это может привести к возгоранию.

3.2.2. Дефекты из-за неправильной подготовки

Неправильная подготовка поверхностей к покрытию или использование неподходящих инструментов - самые частые причины дефектов и, в то же время, те, которыми чаще всего пренебрегают.Часто, полагая, что процедура подготовки не важна, оператор пытается улучшить качество покрытия, воздействуя на параметры осаждения или, в худшей степени, вмешиваясь в химический состав гальванического раствора и, следовательно, рискуя окончательно скомпрометировать весь процесс.

Ниже приведен список наиболее распространенных дефектов, связанных с неправильной подготовкой элементов для нанесения покрытия:

Полировка: Если обрабатываемый объект чрезмерно пористый, гальваническое покрытие, безусловно, не сможет устранить пористость, пластина не будет однородной и, вероятно, будет иметь проблемы с адгезией, а также темные пятна или точечную коррозию.Отложения будут просто повторять морфологию поверхности, и в случае очень ярких отложений эта неоднородность будет еще более очевидной (Рисунок 19).

Рис. 19: Сравнение образца с родиевым покрытием, который не был отполирован перед нанесением покрытия, и образца, который был полирован.

Ультразвуковая очистка: Эта очистка удаляет полировальные пасты и органические загрязнения. Если этого не сделать, любые остатки на поверхности могут вызвать белые или темные пятна, проблемы с адгезией или точечную коррозию.

Обезжиривание: Это, безусловно, самый важный шаг в активации поверхностей, на которые нужно наносить гальваническое покрытие. При неправильном выполнении это может привести к неравномерному нанесению покрытия или проблемам с адгезией, а также к большинству очаговых дефектов, таких как белые пятна, помутнение, темные пятна после окисления, точечная коррозия и пузыри (Рисунок 20).

Рис. 20. Примеры дефектов, обнаруженных на образцах с родиевым покрытием, предварительно обезжиренных обезжиривающим средством с истекшим сроком годности.

Нейтрализация и промывка: По статистике, именно этими фазами чаще всего пренебрегают при подготовке поверхности.Неправильное их выполнение обычно приводит к появлению белых или темных пятен, точечной коррозии, пузырей, а также к возможности загрязнения гальванического раствора, что, следовательно, может привести к дальнейшим дефектам, вызванным загрязнениями.

3.2.3. Дефекты из-за использования некачественной продукции

Это наименее вероятные причины дефектов, особенно если используются чрезвычайно распространенные гальванические ванны, такие как, например, ванны для покрытия золотом и родием. Тем не менее, при использовании раствора могут появиться органические или неорганические загрязнения, которые, в свою очередь, могут привести к дефектам, таким как белые или темные пятна, помутнение, пузыри или проблемы с адгезией.

В случае гальванических ванн большого объема использование ванны и коэффициенты вытягивания расходуют компоненты раствора электролита, которые затем необходимо сбросить. Невыполнение этого требования приведет к ряду дефектов, таких как подгорание или помутнение. Расход компонентов раствора также может спровоцировать изменение pH раствора, что может вызвать такие дефекты, как подгорание, помутнение, пятна, проблемы с адгезией или, наконец, может также определить начало факторов разложения металла.

Переустановку компонентов гальванической ванны необходимо выполнять, тщательно следуя техническим инструкциям, чтобы предотвратить добавление слишком большого количества, которое может привести к дальнейшим дефектам.

При избытке органических добавок, например, их содержание можно уменьшить путем обработки активированным углем (g). Эта процедура также полезна для удаления органических загрязнений. Если раствор был загрязнен неорганически, можно использовать методы селективного осаждения или выполнить фиктивное покрытие, которое приведет к электроосаждению этих неорганических загрязняющих веществ, тем самым уменьшив их концентрацию в электролитической системе.

Гальванические процессы. Полиметалл.

Технический словарь гравюры, Андре Беген.

Вообще говоря, гальванические процессы - это все те процессы, которые используют электролиз для покрытия поверхность (проводящая электричество) с металлическим слоем. (Определение включает также такие процессы, как «Электро-травление», где электролиз используется для удаления меди из поверхность пластины) Такие слои обычно устойчивы к износу или воздействию химических веществ. либо депонируются по эстетическим соображениям, как в случае с золотом и серебром. покрытие.
Гальванические процессы всегда использовались в печати и репродукции, прежде всего для изготовления печатных блоков, таких как те, которые используются для гальваники и электротипирование.Электролиз также использовался, хотя и как вспомогательный, обрабатывать металлические пластины (гальванография).
Слово гальваника происходит от имени итальянского физика Гальвани, который открыл существование электрических токов у животных, открытие, которое привело Вольта применил тот же принцип при создании своих свайных батарей. Фарадей был впервые систематизировал законы электролиза в 1833 году.
Явление имеет по существу электрохимическую природу и состоит в том, что осаждение компонентов раствора, называемое электролит , с помощью электрического ток, обычно непрерывный (постоянный).
Электролит обычно представляет собой водный раствор основания или соли металла, к которому добавляет немного кислоты (функция которой заключается в увеличении проводимости раствора). Раствор хранится в емкости, нечувствительной к кислотам. Внутри этого контейнер представляет собой два металлических стержня, которые параллельны друг другу и размещены на заранее определенное расстояние. Эти бары электроды : анод подключен к положительному электрический столб и катод подключен к отрицательному электрическому полюсу.Когда ток начинает течь, соли металлов начинают разлагаться и мигрировать к аноду, который покрывается в то время как катод постепенно очищается. Из-за этого явления можно разместить (пластину) предмет, проводящий электричество, прикрепив его на анод или «травление» (метод, который позже был «заново» изобретен компанией Electro-Etch) и объект, который проводит электричество, прикрепляя его к катоду, таким образом, используя гальванический процесс в качестве протравы. Покрытие или снятие изоляции может быть полное (я.е. предполагают работу по всей поверхности объекта) или выборочно если некоторые части защищены непроводящим веществом. Полная обшивка (по крайней мере, с одной стороны объекта) выполняется в облицовка стали медные пластины с гравировкой как а также в гальваническом типе при металлическом помещается в формы, снятые с рельефной пластины, для изготовления дубликата пластина. Выборочное депонирование практиковалось прежде всего в 19 веке для того, чтобы для быстрого изготовления блоков рельефа или глубокой печати из простых гравюр, выполненных на мягких материалы или рисунки, сделанные химическими чернилами.Преимущество использования этого Система заключалась в том, что блоки для типографского использования можно было изготавливать очень дешево.

1. ЗАВЕРШИТЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОТЛОЖЕНИЯ.
Идея покрытия или покрытия объекта для защиты или улучшения привлекательные существовали уже в древности. Процессы золотого и серебряного покрытия были уже практиковались греками и римлянами средствами, которые не были исключительно руководство, поскольку Плиний Старший говорил о процессе золочения с использованием ртути, все еще используется сегодня.Однако покрытие печатных блоков не производилось до тех пор, пока открытие электролиза.
Уже в 1803 году Бругнателли заметил, что золотую пластину можно (аккумулятор) и щелочной раствор золота. Применение этого наблюдения было выполненный Ривом, который использовал сваи для нанесения как серебра, так и золота. Однако это только в 1838 г. русский физик Х. Якоби смог получить облегчение. блок отливки, сделанный из медной пластины глубокой печати, изобретение, которое он затем представил Св.Петербургская академия наук. Англичанин Спенсер сделал то же самое открытие, совершенное Элкингтоном и французом Руольцем год спустя. В 1840 году Бакленд и Боквильон, работая по отдельности, воспроизводили печатные блоки. с помощью гальванического процесса. В 1842 году Бттгер показал, что можно получить никелирование с использованием в качестве электролита раствора аммиака никеля.
С 1845 года электролитическое покрытие, электролиз, частично стало промышленным процессом. благодаря открытию Вудом проводимости графита.Фактически, графит должен был быть принят для «металлизации» непроводящих, но легких материалов, таких как воск, гуттаперча, и, позже, пластмассы.
В 1847 году Гамье и Сэлмон применили гальванопластику (также называемую гальванопластикой) для защитить гравированные медные пластины. Облицовка стали они изобрели защиту относительно хрупких медных пластин от ухудшается слишком быстро при печати.
После революции 1848 г. французскому правительству пришлось поспешно выпустить 100 франков. счета. Принтер Firmin Didot был сдан в эксплуатацию и благодаря электролитическому процессов, смог воспроизвести пластины старых банкнот, а также изготовить копии пластинок, полученные таким образом.Благодаря этим копиям печать счетов возобновлено в 1851 году. В 1849 году Юло удалось сделать пластины, на которых он воспроизводил одно и то же изображение не менее 300 раз. В 1855 году Мишель использовал гальванический процесс воспроизведения страницы текста. Гальванопластика (гальванопластика) также применялась для воспроизводить виньетки и орнаменты из деревянных блоков, которые можно печатать типографически. Такие репродукции избавили от деликатных и дорогих оригиналы. Англичанин Коул восстановил некоторые блоки Дрера, снял с них слепки, и изготовил металлические пластины, с которых печатались новые тиражи работ Дрера.
Полное нанесение на пластину приводит к однородному и равномерному нанесению покрытия соблюдайте, если работа выполнена правильно. Толщина наплавки составляет определяется продолжительностью включения тока [ электротайп ].
Изготовление пластин гальваническим способом в сочетании с рельефом. Типографская композиция есть различные процессы с использованием полного депонирования. Фактически можно скопировать металлографскую пластину (иногда совсем неглубокую). и сделать рельефный блок для типографской печати или, что реже, сделать пластина глубокой печати из другой пластины глубокой печати или из рельефного блока.Обычно гальваника служит для превращения слабой пластины в твердую, пригодную для печать.

LEVRET и ПРОЦЕСС DELFRANCE . В этом процессе рисунок выполняется на калька, которая позже покрыта желатином 1/4 мм (0,10 дюйма), нанесенная в несколько слоев. Состав этого раствора следующий:
вода ................... 1000 г
желатин ................ .,50 г
глицерин .................. 5 г
Как видно из рисунка на прозрачной пленке, можно выгравировать слои желатина.
Когда гравировка закончена, она покрывается (конечно, желатиновая сторона) раствор гуттаперчи, растворенный в сероуглерод (пропорции один к двум). Раствор наносится кистью через 30 мин. накладываемые слои, ожидая высыхания каждого перед нанесением следующего. Бумага затем желатин удаляют горячей водой. В результате "приведение" затем опрыскивается графитом и погружается в гальваническую ванну как есть объяснено в статье о гальваническом типе .

ПРОЦЕСС FERGUSON BRANSON или ПРОЦЕСС МЫЛА . Гравировка сделана на тарелку из мыла (желательно с вазелином) толщиной 3 см (1,2 дюйма). Гравировка, которую легко вырезать из-за используемого материала, затем используется для изготовления форма с тонким гипсом, с гуттаперчей , или воском, а затем «металлизируется». Металлизировать можно мылом. сам с использованием 2% сульфата меди или порошка цинка или серебра. Один из произведений Рембрандта гравюры были воспроизведены с использованием этого процесса.

ВОСКОВЫЙ ПРОЦЕСС . Та же процедура, что и выше, но выполняется на воске, растопленном в рама высотой 2 см (0,8 дюйма). Используемый воск состоит из:
желтого воска .............. 25 г
парафина ................. 25 г
растений воск ................ 40 г
графит ................. 3 г
мелкодисперсный сульфат меди ..... 7 г
или белый свинец ............ 50 г
пчелиный воск ................... 45 г
графит ...... ........... 5 г

ПРОЦЕСС ВОСКА ГОРЯЧЕЙ ТОЧКИ .Гравировка в этом процессе выполняется горячим острие на тарелке, состоящей из: 80 г парафина и 2 г минерального воска.

«ГИПСОГРАВЮРА» (патент Мишо 1882 г.). Тарелка изготовлена ​​из тонкой штукатурка, которая затем затвердевает с силикат калия и сделан непроницаемым с желатин раствор. Затем пластина гравированные (фотографические и литографические переводов можно сделать). Металлизация выполняется графит или Сульфид серебра .

РЕЗИНОВЫЙ ПРОЦЕСС или SEELY PROCESS . Лист резины, который был правильно очищенный, экспонируется под перевернутым негативом и затем погружается в бензин. Не подвергавшиеся воздействию части резины разбухают и создают рельефный рисунок. Резиновую пластину можно затемнить с помощью экрана во время экспонирования. [ фототип ].

ЦЕЛЛЮЛОИДНЫЙ ПРОЦЕСС. Та же процедура, что и выше, но выполняется на целлулоидных пластинах.

SCHOELER, PALMER, DARFIL PROCESS. Та же процедура, что и выше, но выполнена. на пластиковой пластине, состав которой следующий:
смола ................. 10 г
пчелиный воск ............... 25 г
стеарина ............... 25 г
шеллака ............... 10 г
черная лампа ....... ..... 5 г
или
шеллака ............... 25 г
парафина .............. 25 г
воска .. ................. 20 г
colophony ............. 20 г
spermaceti ............ 8 г
черная лампа ............ 2 г
или
белый свинец............ 25 г
камедь данора ............. 25 г
копал ................. 10 г
вазелин .............. 10 г
черная лампа ............ 5 г
Затем препарат покрывается серебристо-белым, что создает линии объявиться черный при гравировке. Результаты этого процесса действительно очень точны.
Все эти процессы отличаются друг от друга подготовкой гравировки. сам по себе, но окончательный электролитический процесс для всех одинаков. Это не тот случай в следующих процессах, которые все являются избирательными.

2. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СЕЛЕКТИВНОГО ОТЛОЖЕНИЯ.
Селективное напыление чем-то похоже на травление, с той разницей, что Комбинации, допускаемые этими гальваническими процессами, многочисленны. это можно получить широкий спектр результатов, напыляя разные металлы по одному на помимо прочего, металлы, которые по-разному реагируют на кислоту или которые прилипают к тарелка по-разному.

A. ЭЛЕКТРОЛИЗ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ.
ПАЛМЕР, АНЕР, ХОДОВОЙ ПРОЦЕСС (ГЛИФОГРАФИЯ).Сначала покрывается медная пластина с черной землей, а затем с белой. На чертеже видна поверхность пластины. который затем металлизируется графитом. Посадка превращает пластину в рельефная пластина. Чтобы подчеркнуть рельеф, можно использовать гипсовую повязку как ракушку.

ПРОЦЕСС ФИРМЫ ДИДО. Этот процесс имеет много общего с предыдущим. Однако отправной точкой является травление который был только что укушен и с которого еще не удалили землю.Протравленные части пластины несколько раз покрываются быстросохнущими чернилами. Затем на те же участки наносится немного графита. Этот процесс позволяет травить копироваться для типографской печати.

БЕСЛЕЙСКИЙ ПРОЦЕСС. Листовое стекло покрывается травлением, на которое наносится графит или добавлен порошковый сульфид меди. После гравировки пластина вставляется в депонирующая ванна. Поскольку депонирование происходит только на тех участках, которые не выгравированная в результате будет рельефная пластина.

ГАЛЬВАНОГРАФИЯ (процесс Кобелла, 1840 г.). Аналогично предыдущему процессу. В рисунок выполняется энкаустическими чернилами (состоит из 30 г воска, 30 г черного лампы, и 30 г скипидара) или литографическим мелком. Рисунок выполнен на посеребренная медная пластина, которая ранее была подвергнута такой же зернистости. путь как тарелка акватинты. Не прорисованные области - это те, которые будут в облегчение.

ДЮМОНТОВЫЙ ПРОЦЕСС (1854 г.) Рисунок выполнен мелком или литографическими чернилами. на пластине из зернистого цинка.После завершения рисунка пластина нагревается и присыпаны смолой, чтобы лучше изолировать. Затем пластина погружается в ванна из сульфата цинка (пластина находится на отрицательном полюсе). Результат - облегчение конструкция, из которой можно сделать форму.

ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОТИПИРОВКИ. Этот процесс преобразует высокую печать или литографию работать в глубокой пластине. Для начала создается впечатление автографическая бумага (с использованием автографических чернил), а затем переносится на медный или цинковая пластина.Затем окрашенные части посыпают смолой, и пластину нагревают, чтобы что смоляная пыль будет прилипать к металлу. Затем выполняется внесение и осадок осядет на незапечатанных участках.

ПРОЦЕСС ДУЛОСА. Медная пластина нарисована литографическими чернилами или мелком. В пластина затем покрывается серебром, и серебро оседает только на тех участках, которые не подписан. Следы мелка или чернила удаляются бензином, оставляя медь. рисунок, который нагревают для его окисления.Следующим шагом будет нанесение серебряного амальгама (ртуть плюс серебро) валиком. Эта амальгама улавливается только на посеребренные области, благодаря чему рисунок становится глубокой печатью. Эта инталия изображение затем используется для изготовления формы, а форма, в свою очередь, используется для изготовления блока для типографской печати.
После рисования можно также нанести железо на участки, которые не нанесенный на который затем следует серебряное покрытие (после очистки мелка или рисунок тушью).Следующим шагом будет удаление отложений железа с помощью слабой серной кислоты. в качестве протравы, превращая пластину (а точнее рисунок) в рельефную. Затем можно еще больше улучшить дизайн, снова нанеся серебряную амальгаму с ролик.
Вариант этого процесса заключается в прохождении медной пластины через заземление, выполненное из резины и цинка. Участки пластины, показанные на этом чертеже, покрыты с железным осадком. Для получения пластины глубокой печати земля удаляется и тарелка посеребренная.Серебро будет цепляться только за медь, то есть за области, которые не использовались. Затем железо кусают слабой концентрацией. серной кислоты и, как уже упоминалось выше, посеребренные участки можно приподнять амальгамой. Чтобы получить рельефный рисунок все, что нужно сделать, это сделать первый депозит серебром вместо железа. Можно также поднять медные участки пластины без необходимости прибегают к серебрению с помощью специальной медной амальгамы.
Процесс Conite во многом такой же, как только что описанный.

ПРОЦЕСС ЛИОНА И МИЛВАРДА. Этот процесс также очень похож на предыдущий. один. Рельефные или глубокой печати пластины получаются путем выборочного наложения. различных металлов, достигаемых с использованием оснований, несовместимости металлов и химические травления. Говоря о несовместимости, читатель должен напомнил, что железо, сталь и чугун будут покрыты золотом, серебром и Никелирование, в то время как бронза, латунь, медь, чугун и железо - серебряное покрытие.Железо, сталь и медь будут оцинкованы (гальванизированы), а медь увянет. возьмем железное покрытие, а цинк, свинец и латунь возьмем только меднение.
Процесс Lyons и Muward, прежде всего, использовался для изготовления вращающихся пластин для печати. на ткани.

ЛЕПЬЕРСКИЙ ПРОЦЕСС. Этот процесс заключается в получении оттиска серы с жирный дизайн чернил. Сера выливается прямо на рисунок и после высыхания любые следы бумаги удаляются, при необходимости смахивая серу щеткой.Если бумагу не удалить, исходный слепок будет поврежден, если не полностью утерян. Жирные чернила прилипают к сере и становятся несмываемыми. Если сера затем металлизировать пластину довольно просто сделать наплавкой (гальваникой) процедура.

ПРОЦЕСС СОБЫТИЯ. Рисунок выполнен на полированной цинковой пластине с помощью асфальт чернила разбавленные маслом скипидар. Затем пластина слегка протравливается 10% азотной кислоты , чтобы получить легкое зерно [ прикус ].После очистки чернил нанесите еще один слой того же асфальтовые чернила на пластину. Этот второй слой чернил будет захвачен только зерно. Депозитная ванна изготовлена ​​из цианид калия и медь. Только участки пластины с блестящей отделкой получат осадок. Затем пластину промывают бензином, затем водой и чистят щеткой. Следующий Шаг заключается в протравливании участков цинка, чтобы поднять нарисованную область, которая после наплавка, покрыта медью.Раствор для травления состоит из 1000 г воды, 200 г азотной кислоты, 100 г серной кислоты, 400 г медный купорос , 400 г сульфат железа . Офорт должен быть выполняется около двух минут.
Полученную пластину можно использовать для ручных слепков глубокой печати. Что касается типографской печати, необходимо протравить цинк. снова после нанесения краски на рельефные участки. Затем пластина должна быть покрыта медью и Steelfaced для печати.

Б.ЭЛЕКТРОЛИЗ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ В КАЧЕСТВЕ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА.
ГАЛЬВАНОГРАФИЯ (процесс Жакемена). Первый шаг - рисовать литографическим чернила растворяют в альбумине и воде. Когда рисунок закончен, чернила нагреваются до 100C (212F), что коагулирует альбумин и делает чернила нерастворимыми. Затем пластина подключается к положительному полюс в электролитической ванне. Депозит происходит на отрицательном полюсе и снимает металл с плиты. Из-за этого явления пластина «протравливается» в области, на которых нет рисунка.

ЦИНКОГРАФИЯ (процесс Девинченци). Рисунок в этом процессе выполняется на цинковой пластине. который был подготовлен, как если бы для литографической работы, а это означает, что пластина отмытые и нарисованные химическими чернилами. Затем рисунок натирают отваром. дубового галла с последующим добавлением гуммиарабика. Затем пластину промывают водой и чернила удаляются скипидарным маслом. После высыхания пластину увлажняют, а затем грунтованный (с помощью валика) смесью асфальта, густого льняного масла и скипидар, в который добавляют немного масла лаванды.Эта земля цепляется только за нарисованные области пластины. Пластина должна сохнуть двенадцать часов. Когда сушка готовую плиту необходимо покрыть слабым раствором серной кислоты для того, чтобы очистить его. Следующий шаг - погрузить пластину в растворение сульфат меди при 15 ° C (59 ° F). Медная пластина того же размера должна быть размещена параллельно ей на расстоянии 5 мм (0,2 дюйма). Во время электролиза медная пластина должна быть соединена с цинковой пластиной с помощью маленький медный стержень.Не прорисованные участки цинковой пластины протравлены. как раствором сульфата меди, так и проводимым электролитическим процессом. Цинковую пластину снимают каждую минуту, чтобы удалить отложившуюся медь. Через четыре-восемь минут будет достаточно рельефа для типографской печати.

ELECTRO-ETCH (Omri Behr) - новый, запатентованный, экологически безопасный способ травления изображения на металле. тарелку без использования кислоты. Пластина покрыта резистом, и части резиста удалено, чтобы создать изображение.Процессор Electroetch состоит из резервуара, заполненного проводящий раствор, пластина из того же металла, что и электронная пластина, и источник электричество постоянного тока низкого напряжения. Электронная пластина помещается в резервуар, положительный полюс источник питания подключен к нему, а отрицательный полюс - к другой пластине. Когда ток пропускается, электричество вытравливает изображение, перемещая экспонированный металл в другая пластина. Протравленная электронная матрица извлекается из резервуара, очищается, окрашивается и напечатаны традиционным способом. electro-etch

Общие комментарии

Рисование, наплавка (гальваника) и травление всегда выполняются после тщательной зачистка пластины.
Когда смола присыпается на пластину, это должно производиться с определенной высоты в помещение без сквозняков. Порошок, который не должен оставаться на тарелке, может быть довольно просто сдулся. Читатель, возможно, заметил, что есть два разных процессы, которые называются гальванографией , один из которых представляет собой процесс депонирования, в то время как другой - процесс «травление» .Та же проблема возникает в случае процесс гальваники под названием цинкография , который не следует путать с литографический процесс и процесс гиллотипа , который иногда также называется цинкография .


2.1: Гальванические элементы - Chemistry LibreTexts

Цели обучения

  • Чтобы понять основы гальванических элементов
  • Для подключения напряжения от гальванического элемента к основной окислительно-восстановительной системе

В любом электрохимическом процессе электроны переходят от одного химического вещества к другому в результате окислительно-восстановительной (окислительно-восстановительной) реакции.Окислительно-восстановительная реакция происходит, когда электроны переходят от окисляемого вещества к восстанавливаемому. Восстановитель - это вещество, которое теряет электроны и окисляется в процессе; окислитель - это вещество, которое получает электроны и восстанавливается в процессе. Соответствующая потенциальная энергия определяется разностью потенциалов между валентными электронами в атомах разных элементов.

Поскольку восстановление невозможно без окисления и наоборот, окислительно-восстановительная реакция может быть описана как две полуреакции , одна представляет собой процесс окисления, а другая - процесс восстановления.{-}} \ nonumber \]

Каждая полуреакция написана, чтобы показать, что на самом деле происходит в системе; \ (\ ce {Zn} \) - это восстановитель в этой реакции (он теряет электроны), а \ (\ ce {Br2} \) - окислитель (он получает электроны). Сложение двух половинных реакций дает общую химическую реакцию (Уравнение \ (\ PageIndex {1} \)). Окислительно-восстановительная реакция уравновешивается, когда количество электронов, потерянных восстановителем, равно количеству электронов, полученных окислителем. Как и любое сбалансированное химическое уравнение, весь процесс электрически нейтрален; то есть чистый заряд одинаков для обеих сторон уравнения.

В любой окислительно-восстановительной реакции количество электронов, потерянных в результате реакции (реакций) окисления, равно количеству электронов, полученных в результате реакции (реакций) восстановления.

В большинстве наших обсуждений химических реакций мы предполагали, что реагенты находятся в тесном физическом контакте друг с другом. Кислотно-основные реакции, например, обычно проводят с кислотой и основанием, диспергированными в одной фазе, такой как жидкий раствор. Однако с помощью окислительно-восстановительных реакций можно физически разделить полуреакции окисления и восстановления в космосе, если существует полная цепь, включая внешнее электрическое соединение, такое как провод, между двумя полуреакциями.По мере развития реакции электроны текут от восстановителя к окислителю по этому электрическому соединению, производя электрический ток, который можно использовать для выполнения работы. Устройство, которое используется для выработки электричества в результате спонтанной окислительно-восстановительной реакции или, наоборот, которое использует электричество для запуска неспонтанной окислительно-восстановительной реакции, называется электрохимическим элементом .

Есть два типа электрохимических ячеек: гальванические ячейки и электролитические ячейки. Гальванические клетки названы в честь итальянского физика и врача Луиджи Гальвани (1737–1798), который наблюдал, как рассеченные мышцы ног лягушки подергивались при применении небольшого электрического разряда, демонстрируя электрическую природу нервных импульсов.Гальванический (гальванический) элемент использует энергию, выделяемую во время спонтанной окислительно-восстановительной реакции (\ (ΔG <0 \)), для выработки электричества. Этот тип электрохимического элемента часто называют гальваническим элементом в честь его изобретателя, итальянского физика Алессандро Вольта (1745–1827). Напротив, электролитическая ячейка потребляет электроэнергию от внешнего источника, используя ее, чтобы вызвать неспонтанную окислительно-восстановительную реакцию (\ (ΔG> 0 \)). Оба типа содержат два электрода , которые представляют собой твердые металлы, подключенные к внешней цепи, которая обеспечивает электрическое соединение между двумя частями системы (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).Полуреакция окисления происходит на одном электроде (анод ), а полуреакция восстановления происходит на другом (катод ). Когда цепь замкнута, электроны текут от анода к катоду. Электроды также соединены электролитом, ионным веществом или раствором, который позволяет ионам перемещаться между отсеками электродов, тем самым поддерживая электрическую нейтральность системы. В этом разделе мы сосредоточимся на реакциях, происходящих в гальванических элементах.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Электрохимические ячейки. Гальванический элемент (слева) преобразует энергию, выделяемую в результате спонтанной окислительно-восстановительной реакции, в электрическую энергию, которую можно использовать для выполнения работы. Окислительные и восстановительные полуреакции обычно протекают в отдельных отсеках, которые соединены внешней электрической цепью; Кроме того, второе соединение, которое позволяет ионам перемещаться между отсеками (показано здесь вертикальной пунктирной линией, обозначающей пористый барьер), необходимо для поддержания электрической нейтральности.Разность потенциалов между электродами (напряжение) заставляет электроны течь от восстановителя к окислителю через внешнюю цепь, генерируя электрический ток. В электролитической ячейке (справа) внешний источник электроэнергии используется для создания разности потенциалов между электродами, которая заставляет электроны течь, вызывая неспонтанную окислительно-восстановительную реакцию; в большинстве приложений используется только один отсек. В обоих типах электрохимических ячеек анод является электродом, на котором происходит полуреакция окисления, а катод является электродом, на котором происходит полуреакция восстановления.{2+} (водн.) + Cu (s)} \ label {20.3.4} \]

Эту реакцию можно вызвать, поместив цинковый стержень в водный раствор сульфата меди (II). По мере протекания реакции цинковый стержень растворяется, и образуется масса металлической меди. Эти изменения происходят спонтанно, но вся выделяемая энергия находится в форме тепла, а не в форме, которую можно использовать для выполнения работы.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Реакция металлического цинка с водными ионами меди (II) в одном отсеке.{2 +}} \) ионов в растворе уменьшается (Рисунок \ (\ PageIndex {3b} \)). Таким образом, мы провели ту же реакцию, что и с использованием одного химического стакана, но на этот раз окислительная и восстановительная полуреакции физически отделены друг от друга. Электроны, которые высвобождаются на аноде, проходят через провод, создавая электрический ток. Таким образом, гальванические элементы преобразуют химическую энергию в электрическую, которую затем можно использовать для работы.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Реакция металлического цинка с водными ионами меди (II) в гальванической ячейке.(a) Гальванический элемент можно сконструировать, вставив медную полоску в стакан, содержащий 1 М водный раствор ионов Cu 2 + , и полоску цинка в другой стакан, содержащий 1 М водный раствор Zn. 2 + ионов. Две металлические полоски соединены проводом, по которому течет электричество, а химические стаканы соединены солевым мостиком. Когда переключатель замыкается для замыкания цепи, цинковый электрод (анод) самопроизвольно окисляется до ионов Zn 2 + в левом отсеке, а ионы Cu 2 + одновременно восстанавливаются до металлической меди при медный электрод (катод).(b) По мере развития реакции анод из цинка теряет массу, поскольку он растворяется с образованием ионов Zn 2 + (водн.), в то время как катод Cu набирает массу по мере восстановления ионов Cu 2 + (водн.). с металлической медью, которая нанесена на катод.

Электролит в солевом мостике служит двум целям: он замыкает цепь, неся электрический заряд, и поддерживает электрическую нейтральность в обоих растворах, позволяя ионам перемещаться между ними. Идентичность соли в солевом мостике не имеет значения, пока составляющие ионы не вступают в реакцию или не подвергаются окислительно-восстановительной реакции в рабочих условиях ячейки.{2 +}} \) решение. В отсутствие солевого мостика или какого-либо другого подобного соединения реакция быстро прекратится, поскольку электрическая нейтральность не может быть сохранена.

Вольтметр можно использовать для измерения разницы электрических потенциалов между двумя отсеками. Открытие переключателя, который соединяет провода с анодом и катодом, предотвращает протекание тока, поэтому химическая реакция не происходит. Однако при замкнутом переключателе внешняя цепь замкнута, и электрический ток может течь от анода к катоду.Потенциал (\ (E_ {cell} \)) ячейки, измеренный в вольтах, представляет собой разность электрического потенциала между двумя половинными реакциями и связан с энергией, необходимой для перемещения заряженной частицы в электрическом поле. . В описанной нами ячейке вольтметр показывает потенциал 1,10 В (рисунок \ (\ PageIndex {3a} \)). Поскольку электроны из полуреакции окисления высвобождаются на аноде, анод в гальваническом элементе заряжается отрицательно. Катод, притягивающий электроны, заряжен положительно.

Не все электроды подвергаются химическому превращению во время окислительно-восстановительной реакции. Электрод может быть изготовлен из инертного металла с высокой проводимостью, такого как платина, чтобы предотвратить его реакцию во время окислительно-восстановительного процесса, где он не проявляется в общей электрохимической реакции. Это явление проиллюстрировано в Примере \ (\ PageIndex {1} \).

Гальванический (гальванический) элемент преобразует энергию, выделяемую спонтанной химической реакцией, в электрическую энергию.Электролитическая ячейка потребляет электрическую энергию от внешнего источника, чтобы запустить неспонтанную химическую реакцию .

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Химик построил гальванический элемент, состоящий из двух стаканов. В одном стакане находится полоска олова, погруженная в водный раствор серной кислоты, а в другом - платиновый электрод, погруженный в водный раствор азотной кислоты. Два раствора соединены солевым мостиком, а электроды соединены проволокой.{2+} (водн.) + 2НО (г) + 4х3О (л)} \ nonumber \]

Для гальванического элемента

  1. запишите половину реакции, которая происходит на каждом электроде.
  2. указывают, какой электрод является катодом, а какой - анодом.
  3. указывают, какой электрод является положительным электродом, а какой - отрицательным.

Дано: гальванический элемент и окислительно-восстановительная реакция

Запрошено: полуреакций, идентичность анода и катода и назначение электродов как положительное или отрицательное

Стратегия:

  1. Укажите полуреакцию окисления и полуреакцию восстановления.Затем определите анод и катод по полуреакции, которая происходит на каждом электроде.
  2. По направлению потока электронов назначьте каждый электрод как положительный, так и отрицательный.

Решение

A В полуреакции восстановления нитрат восстанавливается до оксида азота. (Оксид азота затем реагировал бы с кислородом воздуха с образованием NO 2 с его характерным красно-коричневым цветом.) В полуреакции окисления металлическое олово окисляется.{-}} \ nonumber \]

Таким образом, нитрат восстанавливается до NO, а оловянный электрод окисляется до Sn 2 + .

Поскольку реакция восстановления происходит на платиновом электроде, это катод. Наоборот, реакция окисления происходит на оловянном электроде, поэтому это анод.

B Электроны текут от оловянного электрода через проволоку к платиновому электроду, где переходят в нитрат. Электрическая цепь замыкается солевым мостиком, который обеспечивает диффузию катионов к катоду и анионов к аноду.{-}} \ end {align *} \]

Ответ б

Pt электрод в растворе перманганата является катодом; в растворе олова - анод.

Ответ c

Катод (электрод в стакане с раствором перманганата) положительный, а анод (электрод в стакане, который содержит раствор олова) - отрицательный.

Построение диаграмм ячеек (обозначение ячеек)

Поскольку описать словами любой гальванический элемент несколько затруднительно, были разработаны более удобные обозначения.В этой линейной нотации, называемой диаграммой ячейки, идентичность электродов и химический состав отсеков указываются их химическими формулами, причем анод написан в крайнем левом углу, а катод - в крайнем правом углу. Фазовые границы показаны одиночными вертикальными линиями, а солевой мостик, имеющий две фазовые границы, - двойной вертикальной линией. Таким образом, диаграмма ячейки \ (\ ce {Zn / Cu} \), показанная на рисунке \ (\ PageIndex {3a} \), записывается следующим образом:

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): диаграмма ячеек включает концентрации раствора, если они указаны.Термин + M предназначен для обозначения соответствующей концентрации вида. Если разновидностью является газ, вместо этого вы подставляете давление.

Гальванические элементы могут иметь другое устройство, отличное от примеров, которые мы видели до сих пор. Например, напряжение, создаваемое окислительно-восстановительной реакцией, можно более точно измерить, используя два электрода, погруженные в один стакан, содержащий электролит, замыкающий цепь. Такое расположение уменьшает ошибки, вызванные сопротивлением потоку заряда на границе, называемым потенциалом перехода .Один из примеров гальванического элемента этого типа:

\ [\ ce {Pt (s) \, | \, h3 (g) | HCl (водный, \, 1 \, M) \, | \, AgCl (s) \, Ag (s)} \ nonumber \]

На этой диаграмме ячеек нет двойной вертикальной линии, представляющей солевой мостик, потому что нет солевого моста, обеспечивающего соединение двух разнородных растворов. Более того, концентрации растворов не указаны, поэтому они не включены в диаграмму ячейки. {+} (aq)} \ nonumber \]

Однокамерный гальванический элемент будет первоначально показывать такое же напряжение, как и гальванический элемент, построенный с использованием отдельных отсеков, но он будет быстро разряжаться из-за прямой реакции реагента на аноде с окисленным элементом катодной окислительно-восстановительной пары.{2 +} (водн.) + 2НО (г) + 4х3О (л)} \ nonumber \]

Дано: гальванический элемент и окислительно-восстановительная реакция

Спросил: Схема ячеек

Стратегия:

Используя описанные символы, напишите диаграмму ячейки, начиная с полуреакции окисления слева.

Решение

Анодом является оловянная полоска, а катодом - электрод \ (\ ce {Pt} \). Начиная с анода слева, мы обозначим фазовую границу между электродом и раствором олова вертикальной чертой.{-}} \)) не участвует в общей реакции, поэтому не требует специального указания. Катодный отсек содержит водную азотную кислоту, которая действительно участвует в общей реакции, вместе с продуктом реакции (\ (\ ce {NO} \)) и электродом \ (\ ce {Pt} \). {2 +} (aq) \, || \, HNO3 (aq) \, | \, NO (g) \, | \, Pt_ ( s)} \ nonumber \]

Концентрации раствора не указаны, поэтому они не включены в эту диаграмму ячеек.+ (aq, \; 1 \, M) \, | \, Ag (s)} \ nonumber \]

Сводка

Гальванический (гальванический) элемент использует энергию, выделяемую во время спонтанной окислительно-восстановительной реакции, для выработки электричества, тогда как электролитический элемент потребляет электрическую энергию от внешнего источника, чтобы вызвать реакцию. Электрохимия - это изучение взаимосвязи между электричеством и химическими реакциями. Реакция окисления-восстановления, которая происходит во время электрохимического процесса, состоит из двух полуреакций, одна представляет собой процесс окисления, а другая - процесс восстановления.Сумма полуреакций дает общую химическую реакцию. Общая окислительно-восстановительная реакция уравновешивается, когда количество электронов, потерянных восстановителем, равно количеству электронов, полученных окислителем. Электрический ток создается потоком электронов от восстановителя к окислителю. Электрохимическая ячейка может либо генерировать электричество в результате спонтанной окислительно-восстановительной реакции, либо потреблять электричество для запуска несамопроизвольной реакции. В гальваническом (гальваническом) элементе энергия спонтанной реакции генерирует электричество, тогда как в электролитическом элементе электрическая энергия расходуется для запуска неспонтанной окислительно-восстановительной реакции.Оба типа ячеек используют два электрода, которые обеспечивают электрическое соединение между системами, разделенными в пространстве. Окислительная полуреакция происходит на аноде, а восстановительная полуреакция происходит на катоде. Солевой мостик соединяет разделенные растворы, позволяя ионам перемещаться в любой раствор, обеспечивая электрическую нейтральность системы. Вольтметр - это устройство, которое измеряет поток электрического тока между двумя полуреакциями. Потенциал ячейки, измеряемый в вольтах, - это энергия, необходимая для перемещения заряженной частицы в электрическом поле.Электрохимическая ячейка может быть описана с использованием линейных обозначений, называемых диаграммой ячейки, в которой вертикальные линии указывают границы фаз и расположение солевого мостика. Сопротивление потоку заряда на границе называется потенциалом перехода.

Гальванический элемент

- обзор

2.12 Электродвижущая сила

Потенциометрия с гальваническим элементом позволяет измерять активность наиболее электроактивного компонента сплава. Затем применяется хорошо известное уравнение Нернста, но нам необходимо понимать его ограничения при практическом использовании.Электрохимическая окислительно-восстановительная система должна быть обратимой, что означает, что воспроизводимые показания потенциала должны быть постоянными в течение секунд или минут, чтобы изменения потенциала отражали изменения активности наиболее электроактивного элемента, таким образом выполняя уравнение Нернста. Когда концентрации окислительно-восстановительной пары (<10 -5 ат.%) Сопоставимы с концентрациями примесей, то потенциальные показания могут быть случайными и неинформативными. Измерения следует проводить в инертной атмосфере, чтобы предотвратить взаимодействие таких элементов, как кислород, с основными металлами.Некоторые легко пассивные и тугоплавкие металлы (Al, Ti, Zr, Hf) и их сплавы очень трудно изучать с помощью этого метода.

Каждый гальванический элемент состоит из двух электродов, которые должны поддерживаться при одинаковой и постоянной температуре. Рабочий электрод обнаруживает изменения активности при изменении состава сплава или температуры ячейки. Функция электрода сравнения - поддерживать постоянный потенциал. Оба электрода всегда имеют металлические контакты из тугоплавких металлов; однако твердые, жидкие или газообразные вещества (металлической или неметаллической природы) могут участвовать в электродных реакциях.Между обоими электродами находится один или два электролита, разделенных диафрагмой, которая проводит ионы. В зависимости от типа реакции и диапазона температур электролит может быть твердым (ThO 2– Y 2 O 3 , ZrO 2 –CaO, ​​стекла, β-оксид алюминия, CaF 2 и т. Д.) или жидкость (расплав KCl – LiCl, Li 2 CO 3 –Na 2 CO 3 , CaCl 2 –CaH 2 , AlBr 3 в толуоле, MgBr 2 в пиридине NaI в этиламине, CuSO 4 в H 2 O).Оксиды Th или Zr являются электролитами, чувствительными к O 2–; стекла и β-оксид алюминия для ионов легких щелочных металлов; CaF 2 для Ca 2+ или F -; карбонаты для ионного C; гидриды для H - ; сульфиды для S 2–; солевые растворы в водных и неводных растворителях для конкретных ионов металлов. Расплавленные солевые электролиты необходимо тщательно обезвоживать и использовать в полностью сухой атмосфере.

Основы измерения электродвижущей силы (ЭДС) и многие практические примеры представлены в другом месте [41].Этот метод прост, недорог и иногда наиболее точен (даже ± 0,1%), когда выполняется в соответствующей камере. Может применяться в диапазоне составов от 10 -5 до 100 ат.%. Из-за высокого удельного сопротивления потенциометров измеренные значения соответствуют условиям истинного равновесия.

Измерения ЭДС были применены Gasior et al. [42] для определения пределов состава фаз, образующихся в системе Li-Mg. Сплавы различного состава получали плавлением металлов в инертной атмосфере.Была построена следующая ячейка: Li (l) / LiCl-LiF эвтектика / Li – Mg (s). Аппарат был термостатирован в пределах ± 0,5 К. Постоянные значения ЭДС измерялись потенциометром с точностью ± 0,1 мВ. Полученные результаты представлены на рис. 9.4. Границы потенциального плато точно определяют существование двухфазной области (Li) + (Mg).

Рисунок 9.4. Определение фазовых границ (Mg) + (Li) по измерениям ЭДС [42].

Образование интерметаллических соединений проявляется в соответствующем потенциале vs.кривые композиции в виде ступенек (чем резче, тем сложнее линия). Если в системе существует несколько соединений очень похожего состава, необходимо приготовить множество сплавов в узком диапазоне составов. В таком случае рекомендуется метод кулонометрического титрования, описанный в следующем абзаце.

Гальваническая промышленность

Гальваническая промышленность включает обезжиривание, цинкование, полирование и травление материалов. В зависимости от вида и размера предприятия не все ступени используются в одной компании.Какой вид очистки используется на нескольких этапах, зависит от типа установки, используемых процессов и количества технологической воды. Ниже мы представляем несколько этапов обработки в гальванической промышленности.

Процесс обезжиривания

Чтобы прикрепить тонкий слой металла к детали, необходимо иметь хорошую несущую способность. На поверхности не должно быть масла, пыли, жира, воды, металлических осколков и химикатов, чтобы гарантировать финишную отделку. Из-за отрицательного воздействия на процесс обезжиривания важно постоянно очищать ванну для обезжиривания.Существуют различные эффективные методы очистки технологических химикатов. После процесса фильтрации для удаления частиц ионообменники для катионов, анионов и поверхностно-активных веществ используются для удаления растворенных частей раствора. Также используется ультрафильтрация для удаления растворенных частиц.

Травление

Для удаления коррозии с детали используются сильные кислоты. Металл будет помещен в кислоту для реакции. После процесса остаток кислоты нужно удалить водой.Воду необходимо нейтрализовать.

Процесс цинкования

Ванну, в которой происходят процессы, необходимо очистить от шлама. Шлам содержит гидроксиды металлов и другие соединения, образующиеся в результате осаждения. В зависимости от процесса вы обнаружите различные виды соединений металлов, которые можно разделить. Шлам особенно ценен в гальванических процессах, где используются благородные металлы. Обычно шлам собирают и обрабатывают электролизом для рециркуляции металла.

Проблемными веществами являются токсичные цианидные соединения, которые также могут быть обнаружены в иле.Большое количество ионов металлов в гальванической ванне также является экологической проблемой из-за утилизации отходов.

Полировка

Этот процесс создает слой окисления на поверхности изделия. Для этого металл погружают в щелочно-окисляющий раствор. Этот процесс полезен, чтобы иметь лучшую несущую способность на поверхности. Кроме того, поверхность более устойчива к коррозии в сухих и влажных основных условиях.

Чтобы хорошо отредактировать поверхность, несколько этапов очистки и промывки подготовят деталь перед полировкой.Для защиты от коррозии материал будет смазан маслом.

Из-за различных этапов производства загрязнение бывает различным. Необходимы нейтрализация и детоксикация (нитрит натрия).

Промывка

Из-за промывки после каждого этапа производства количество промывочной воды велико и загрязняется различными химическими веществами. Для очистки воды необходимо удалить химические вещества, кислоты или щелочи, а также отстой.

Гальваническая коррозия: объяснение предотвращения и снижения рисков

Коррозия является серьезной проблемой при выборе материалов для трубопроводов и проектировании трубопроводных процессов.Несмотря на то, что нержавеющая сталь обладает высокой устойчивостью ко многим формам коррозии, важно помнить о рисках для безопасной долгосрочной эксплуатации и снижения затрат в течение всего срока службы вашей системы.

В этом руководстве мы обсудим гальваническую коррозию, где и когда она может произойти, а также как можно минимизировать риск или предотвратить гальваническую коррозию при использовании труб из нержавеющей стали.

Что такое гальваническая коррозия?

Также известная как биметаллическая коррозия или коррозия разнородных металлов, гальваническая коррозия - это коррозионное повреждение, возникающее из-за соединения двух разнородных металлов в присутствии электролита.

Итак, разобрав это, это означает, что должны быть выполнены три условия, чтобы гальваническая коррозия стала проблемой:

  1. Должно присутствовать несколько металлов с разным потенциалом электрода или благородством. Чем больше разница, тем выше риск гальванической коррозии.
  2. Эти металлы должны находиться в электрическом контакте.
  3. Должно происходить воздействие электролита, например соленой воды.

При этом один металл - анод - будет корродировать быстрее, чем один, в то время как другой - катод - будет корродировать медленнее, чем в одиночку.

Предотвращение гальванической коррозии

Во многом минимизация рисков гальванической коррозии заключается в простом отказе от сочетания трех перечисленных выше элементов. Однако для многих отраслей - например, для обработки химикатов или работы на море в богатой солью среде - это легче сказать, чем сделать.

Учитывайте следующее при проектировании или обслуживании трубопроводов, в которых возникает проблема гальванической коррозии.

Объяснение гальванической серии (электродный потенциал)

Одним из основных шагов по предотвращению гальванической коррозии является выбор металлов с аналогичным электродным потенциалом или благородством.

Как показано на изображении выше, многие сплавы нержавеющей стали расположены ближе к катодному концу шкалы. Это означает, что они с меньшей вероятностью пострадают от гальванической коррозии. Однако при использовании крепежных деталей с высоким содержанием анода, конструктивных элементов, клапанов или других компонентов, большая разница в благородстве может привести к быстрой деградации других компонентов.

Это обычно наблюдается, когда углеродистая сталь или алюминий используются вместе с трубами из нержавеющей стали.

Понимание экологических компонентов гальванической коррозии

Важно отметить, что риски гальванической коррозии также зависят от электролита, соединяющего оба металла.Например, риск гальванической коррозии в очень чистой воде минимален. Тем не менее, примените те же металлы в морской среде или среде, богатой хлоридом, и вы увидите, что коррозия происходит очень быстро.

Хотя ваш точный опыт будет зависеть от многих факторов, и вам всегда следует обращаться к инженеру за точной информацией, касающейся ваших конкретных потребностей, в следующей таблице приведены примеры того, какие риски гальванической коррозии следует ожидать от обычных сочетаний металлов.

Варианты снижения риска гальванической коррозии

Даже при выборе идеальных материалов невозможно полностью исключить риск гальванической коррозии.Если это так, изоляция компонентов и прерывание электрического пути, где это возможно, являются эффективными вариантами для дальнейшего повышения коррозионной стойкости и обеспечения длительного срока службы.

Опции включают:

  • Изоляция разнородных материалов с использованием покрытий из непроводящих материалов, смазок, красок, пропиток или грунтовок. Оптимальная защита обеспечивается изоляцией обоих материалов. Однако изоляция только анодного материала может помочь замедлить развитие гальванической коррозии, даже если она не предотвращает ее полностью.
  • Использование буферов, таких как обертки труб, зажимные вкладыши и изнашиваемые накладки, между разнородными металлами для исключения образования гальванических элементов и прерывания электрических цепей.
  • Гальваника или цинкование также является эффективным средством снижения риска гальванической коррозии или изменения электродного потенциала компонентов без полного изменения их структуры. Например, крепежные детали из углеродистой стали обычно покрывают цинком для значительного повышения коррозионной стойкости. Однако можно использовать и любой благородный металл, например хром, никель или золото.

Основные выводы

Хотя трубы и компоненты трубопроводов из нержавеющей стали являются популярным выбором из-за их превосходной устойчивости к коррозии, такая же стойкость может также затруднить сопряжение других металлов с нержавеющей сталью, когда возникает проблема гальванической коррозии.

  • Гальваническая коррозия требует электрического контакта двух разнородных металлов в присутствии электролита.
  • Металлы, находящиеся дальше друг от друга по гальванической шкале (или с большим электродным потенциалом), подвергаются более высокому риску гальванической коррозии.
  • Факторы окружающей среды (например, концентрация электролита, скорость потока и температура) могут еще больше повлиять на риски гальванической коррозии.
  • Изоляция, буферы и покрытие - все это предлагает эффективные способы минимизировать риски коррозии при соединении других металлов с изделиями из нержавеющей стали.

Как ведущий поставщик труб из нержавеющей стали и других компонентов из нержавеющей стали в Канаде и Северной Америке, Unified Alloys понимает сложность выбора идеальных материалов для трубопроводных процессов и других проектов из нержавеющей стали в различных отраслях промышленности.Работаете ли вы в нефтяной промышленности, пищевой промышленности или здравоохранении, наши опытные аналитики по продажам обладают опытом, который поможет вам найти идеальные решения для ваших нужд. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить дополнительную информацию.

Список литературы

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *