Что такое гальваническое покрытие металла


виды обработки, материалы и оборудование

Технология нанесения на поверхность металла других материалов считается популярной при изготовлении различных изделий. Защитный слой снижает риск появления ржавчины, увеличивает показатель прочности. Гальваническое покрытие — защитный слой, который оберегает поверхность детали от воздействия коррозии. После обработки повышается срок службы изделия, улучшаются технические характеристики.

Детали с гальваническим покрытием (Фото: Instagram / mazakovvitalii)

Описание метода

Гальванизация — технологический процесс, при котором на поверхность металлической заготовки наносится слой другого металла, который защищает деталь. Пленка препятствует образованию ржавчины, продлевает срок службы изделия. Для проведения процедуры чаще применяется медь, никель, цинк, хром.

Гальванизация не только защищает металлические изделия от коррозии, но и улучшает его технические характеристики, вид. Чтобы «освежить» предмет, может наноситься гальваническое покрытие из золота, серебра.

Немного истории

Гальваническое покрытие металла впервые было разработано ученым Луиджи Гальвани. Он придумал метод осаждения металлических частиц на поверхность другого металла. Луиджи описал только теоретическую часть процесса и не стал углубляться в ее применение на практике.

Собрал данные вместе и провел первые практические эксперименты Мориц Герман. Переехав в Россию, он сменил имя, фамилию, став Борисом Якоби. Он впервые опробовал гальваническую ванну, провел испытание с применением медного раствора. В 1840 году вышел его труд с описанием готовой технологии.

Особенности процесса

Гальваническая обработка состоит из нескольких действий:

  1. Приготовления электролитического раствора. Его состав будет зависеть от необходимых технических характеристик готовой пленки.
  2. Погружения 2 анодов в готовый раствор. На них подключаются плюсовые контакты. Напряжение передает источник постоянного тока.
  3. Медленного погружения заготовки в электролит. Его необходимо подключить к минусовому контакту. Заготовка будет выполнять роль катода.

В итоге электрическая цепь буден замкнута, начнется процесс гальванизации. Металлические частицы, содержащиеся в электролитическом растворе и имеющие положительный заряд, будут оседать на обрабатываемую деталь.

Раствор электролита (Фото: Instagram / pushkagonka96)

Сферы применения

Цели проведения технологического процесса:

  1. Защита. Металлическое покрытие должно защитить основу от коррозии, разрушения.
  2. Изменение вида. Гальванизация может преобразить любое изделие из металла, восстановить его поверхность (закрыть мелкие повреждения).
  3. Специальное назначение. Часто технология применяется для улучшения технических характеристик основы.

Гальванические покрытия применяются в автомобилестроении, изготовлении посуды, украшений, металлоконструкций, строительных материалов, крепежных элементов, промышленного оборудования. Также метод применяют при изготовлении CD и DVD дисков.

Виды покрытия

Гальванический метод обработки подразумевает под собой применение разных металлов. От этого изменяется вид, название метода. Технологии:

  1. Хромирование — популярный тип обработки. После обработки деталь становится износоустойчивой, поврежденные места восстанавливаются.
  2. Цинкование — процесс нанесения покрытия для защиты металлических заготовок от появления ржавчины.
  3. Серебрение — применяется для улучшения вида заготовки. Защищает деталь от образования ржавчины. Повышает показатель электропроводности.
  4. Латунирование — применяется для повышения показателя адгезии с резиновыми поверхностями, защиты основы от коррозии.
  5. Гальванизация золотом — применяется для восстановления украшений, придания им обновленного вида. Улучшает отражающие свойства, повышает коррозийную защиту, увеличивает токопроводящий показатель, ценность предмета.
  6. Радирование — чтобы основание стало устойчивым к длительному воздействию химических веществ, кислот, щелочей, проводится этот тип обработки.
  7. Никелирование — технологический процесс, применяемый для покрытия медных, стальных, алюминиевых заготовок. Готовое покрытие защищает изделие от разрушительного воздействия кислот, образования ржавчины. Поверхность становится устойчивой к истиранию, любым механическим воздействиям.

Нанесение гальванического покрытия выполняется согласно ГОСТам.

Обработанное изделие (Фото: Instagram / galvanoestetika_shop)

Материалы и оборудование

Чтобы провести покрытие металлов защитным слоем, необходимо использовать специальное оборудование:

  1. Источник постоянного тока для передачи напряжения через замкнутую цепь. Важно чтобы он имел регулятор изменения выходного напряжения.
  2. Емкости для электролита (гальванические ванны). В них погружаются обрабатываемые заготовки.

Дополнительно понадобится прибор для нагрева электролита до рабочей температуры. В гальванической ванне необходимо разместить анодные пластины.

Подготовительный этап

Процесс гальванической металлизации требует проведения тщательной подготовки обрабатываемой детали. Для этого необходимо выполнить несколько действий:

  1. Очистить поверхности от грязи, пыли, ржавчины, налета.
  2. Отшлифовать деталь мелкой наждачной бумагой.
  3. Обезжирить поверхность, чтобы удалить масляные подтеки, жировые пятна.

После выполнения подготовки можно приступать к проведению основных работ.

Подготовка детали (Фото: Instagram / worx_russia)

Обработка

Гальванизация происходит по следующей схеме:

  1. Ванна заполняется электролитом.
  2. На аноды подается напряжение через плюсовые контакты.
  3. Электролитический раствор нагревается до рабочей температуры.
  4. На заготовке закрепляется минусовой контакт, она медленно погружается в ванну.

Длительность проведения технологического процесса зависит от размеров изделия, его формы, требуемой толщины защитного слоя. После проведения гальванизации нужно выполняется ряд дополнительных процедур:

  • осветление поверхностей;
  • покрытие лаками или красками;
  • пассивирование;
  • полировку.

После выполнения работ необходимо проверить готовое покрытие. Для этого нужно оценить механическую устойчивость, вид заготовки.

При желании гальванику можно выполнить в домашних условиях. Для этого необходимо подготовить ряд материалов, инструментов, оборудования:

  • стеклянный стакан;
  • песочную бумагу;
  • 1–2 литра воды;
  • глубокий пластиковый контейнер;
  • сульфат цинка;
  • уксус, перекись водорода;
  • кусок меди;
  • подготовленную металлическую заготовку;
  • блок питания на 3–6 вольт;
  • тканевую бумагу, провода;
  • цинк из батареек.

Проведение работ с ионным электролитом:

  1. Равные части перекиси водорода, уксуса нагреть, перемешать.
  2. Растворить кусок меди в готовом составе. Посиневшую жидкость можно использовать для проведения работ.
  3. На блоке питания закрепить зажимы с проводами.
  4. Плюсовую клемму закрепить на куске меди, лежащем в электролите, минусовую на подготовленной металлической поверхности.
  5. Включить блок питания.

Толщина слоя зависит от условий эксплуатации изделия:

  1. Легкие — кратковременное воздействие агрессивных веществ. Оптимальная толщина защитной пленки — от 7 до 15 мк.
  2. Средние — предметы подвергаются воздействию влажности, морской воды, промышленных отходов. Оптимальная толщина слоя — от 15 до 30 мк.
  3. Жесткие — изделия постоянно испытывают повышенную влажность, воздействие кислот, солей, щелочей, химических веществ. Оптимальная толщина пленки — от 30 до 45 мк.

При проведении гальваники своими руками нельзя забывать про безопасность. Работать нужно в перчатках, защитной одежде, респираторе, очках. Рабочее место должно быть очищено от воспламеняющихся жидкостей, материалов. В помещении нужно продумать система вентиляции.

Гальваническое покрытие защищает металлические поверхности от коррозии, восстанавливает поврежденные места, улучшает их вид. Для его нанесения применяются разные виды металлов. Работы проводятся на специализированном оборудовании, но при желании их можно выполнить в домашних условиях.

Как работает гальваника - объясните, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 28 июля 2020 г.

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

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

Что такое гальваника?

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

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

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

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

Как работает гальваника?

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

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

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

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

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

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

Можно ли гальванизировать пластмассы?

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

Недорогой, легко поддающийся формованию, легкий и одноразовый, пластик быстро стал самым распространенным и гибким материалом в 20 веке. Но для многих это не только преимущество, но и недостаток: пластмассы дешевы и недороги - и именно так они выглядят. Одно из решений - покрыть дешевый пластик тонким слоем металла, чтобы придать ему все преимущества пластика с привлекательной блестящей поверхностью. металл. Таким способом можно покрыть множество различных пластиков, включая АБС-пластик, фенольные пластики, карбамидоформальдегид, нейлон и т. Д. и поликарбонат.Вы часто найдете детали на автомобилях, сантехнике, бытовой и электрической арматуре, которые выглядят металлическими, но на самом деле сделаны из пластика. Они легче, дешевле, устойчивы к ржавчине и не требуют полировки после нанесения покрытия.

Как гальванизируют пластмассы?

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

Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! Ричард Фейнман

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

Зачем нужна гальваника?

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

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

Насколько толсто гальваническое покрытие?

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

Узнать больше

На этом сайте

Деятельность

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

Видео

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

Книги

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

Это лучше всего для детей в возрасте 9–12 лет, но эксперименты можно адаптировать для детей старшего и младшего возраста.

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

Статьи

Современная обшивка
Исторические статьи из архивов

Патенты

Для получения более подробной технической информации их стоит просмотреть:

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

Что такое гальваника? | Как работает гальваника

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

Быстрые ссылки

Что такое гальваника? | Гальваника | Типы гальваники

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

Примеры гальваники | Выберите SPC | Запросить ценовое предложение

Что такое гальваника?

Гальваника также известна как электроосаждение. Как следует из названия, процесс включает осаждение материала с помощью электрического тока.Этот процесс приводит к осаждению тонкого слоя металла на поверхности детали, называемой подложкой. Гальваника в основном используется для изменения физических свойств объекта. Этот процесс можно использовать для придания объектам повышенной износостойкости, защиты от коррозии или эстетической привлекательности, а также увеличения толщины.

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

Процесс нанесения гальванических покрытий

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

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

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

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

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

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

Какие металлы используются в процессе гальваники?

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

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

Цена, состав основы и желаемый результат являются ключевыми факторами при выборе наиболее подходящего гальванического материала для вашего применения.

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

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

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

Применение гальваники

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

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

Преимущества гальваники

Гальваника предлагает ряд преимуществ для компонентов. Некоторые из конкретных преимуществ электро

.

Что такое гальваника - определение, принцип работы и области применения

    • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
    • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
      • BNAT
      • Классы
        • Класс 1-3
        • Класс 4-5
        • Класс 6-10
        • Класс 110003 CBSE
          • Книги NCERT
            • Книги NCERT для класса 5
            • Книги NCERT, класс 6
            • Книги NCERT для класса 7
            • Книги NCERT для класса 8
            • Книги NCERT для класса 9
            • Книги NCERT для класса 10
            • NCERT Книги для класса 11
            • NCERT Книги для класса 12
          • NCERT Exemplar
            • NCERT Exemplar Class 8
            • NCERT Exemplar Class 9
            • NCERT Exemplar Class 10
            • NCERT Exemplar Class 11
            • 9plar
            • RS Aggarwal
              • RS Aggarwal Решения класса 12
              • RS Aggarwal Class 11 Solutions
              • RS Aggarwal Решения класса 10
              • Решения RS Aggarwal класса 9
              • Решения RS Aggarwal класса 8
              • Решения RS Aggarwal класса 7
              • Решения RS Aggarwal класса 6
            • RD Sharma
              • RD Sharma Class 6 Решения
              • RD Sharma Class 7 Решения
              • Решения RD Sharma класса 8
              • Решения RD Sharma класса 9
      .

      вещей, которые инженеры должны знать о гальванике

      Гальваника стала важной технологией во многих отраслях промышленности, поскольку металлическое покрытие может улучшить характеристики и долговечность деталей. Гальваническое покрытие можно наносить на широкий спектр материалов, чтобы обеспечить множество преимуществ, таких как лучшая проводимость, устойчивость к износу и долговечность при экстремальных температурах. Гальваника деталей может дать лучший конечный продукт с повышенным сроком службы. Прежде чем приступить к гальванике для вашего следующего инженерного проекта, полезно получить базовые знания о том, как работает гальваника, о различных доступных типах и преимуществах, которые они имеют.

      Что такое гальваника?

      Гальваника - это тип обработки металла, при котором металлическое покрытие наносится на поверхность детали или компонента с помощью электрического тока. Деталь или компонент, также называемый подложкой, погружается в гальваническую ванну и соединяется с отрицательно заряженным электродом, также называемым катодом. Гальванический металл соединен с положительно заряженным электродом, также известным как анод. Когда в цепь подается электрический ток, ионы в покрытии окисляются в ванне и осаждаются на подложке.Этот процесс также называется электроосаждением, поскольку ионы металлов осаждаются на подложку тонким слоем или покрытием.

      Многие компоненты процесса гальваники должны быть тщательно рассчитаны для достижения наилучших результатов. Перед тем, как погрузить субстрат, его необходимо очистить и обработать в химических ваннах, которые помогают активировать поверхность деталей. Это гарантирует создание прочной связи между подложкой и покрытием для обеспечения хорошей адгезии. Во время процесса также необходимо контролировать температуру и химический состав гальванической ванны.Электрический ток должен подаваться с надлежащим напряжением и в течение достаточного времени.

      Гальваника применяется в самых разных отраслях промышленности, включая электронику, автомобилестроение, аэрокосмическую промышленность, медицину, оптику, а также нефть и газ. Хотя конкретные применения различаются в зависимости от сектора, гальваника обычно используется для улучшения характеристик или внешнего вида продукта или для защиты его от износа. В области машиностроения гальваника имеет множество преимуществ, включая предотвращение коррозии, повышение проводимости и повышение долговечности деталей.

      Что следует учитывать инженерам перед нанесением гальванических покрытий

      Имея множество типов и методов гальваники, вы должны определить правильный процесс для размера и объема имеющихся у вас деталей. Чтобы достичь наилучших результатов при нанесении гальванических покрытий, инженеры должны сначала учесть несколько важных факторов:

      • Использование деталей по назначению: Ваши конечные рабочие характеристики будут определять правильный тип гальванического покрытия для ваших деталей, поскольку различные типы металлического покрытия обеспечивают различные преимущества.Вы также должны учитывать среду, в которой будет использоваться ваш готовый продукт. Если ваши детали подвергаются чрезмерному износу или воздействию агрессивных сред, эти факторы также должны влиять на тип покрытия, которое вы выбираете.
      • Допуски: Поскольку гальваника включает нанесение слоя металла на поверхность детали, не забудьте учесть это изменение размеров, указав допуски. Рассмотрим Compl
      .

      Смотрите также