Что такое гальваностегия как ее используют для защиты металлов от коррозии


8 Что такое гальваностегия? Как ее используют для защиты металлов от коррозии? Назовите другие способы защиты металлов от коррозии.

№8. Гальваностегия - это нанесение металлических покрытий на поверхность изделий. С целью защиты от коррозии для этого используются металлы, устойчивые к действию коррозии: Cr, Ni, Zn, Sn и др. Другие способы защиты от коррозии см. стр. 172-173 (1-4).

  1. Нанесение защитных покрытий на поверхности предохраняемого от коррозии металла. Для этого часто используют масляные краски, эмали, лаки.
  2. Использование нержавеющих сталей, содержащих специальные добавки.
  3. Введение в рабочую среду, где находятся металлические детали, веществ, которые в десятки и сотни раз уменьшают агрессивность среды. Такие вещества называют ингибиторами коррозии.
  4. Создание контакта с более активным металлом — протектором.

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, в результате чего компания Sharretts Plating Company использует сегодня процесс.

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:

  • Гальваническое покрытие ствола: Гальваническое покрытие ствола - это метод, используемый для листового металла 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. Этот вариант, хотя и более дорогой, 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 напрямую к детали. Вместо этого металлический слой растворяется и осаждается с помощью химической реакции вместо электрической. Хотя этот вариант полезен для деталей, несовместимых с электрическими токами, он более дорогостоящий и менее производительный, чем другие варианты.

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

Применение гальваники

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

  • Толщина покрытия: Гальваника часто используется для увеличения толщины подложки за счет постепенного использования тонких слоев.
  • Защитить подложку: Гальванические слои служат в качестве жертвенных металлических покрытий.Это означает, что когда деталь помещается в опасную среду, гальванический слой разрушается раньше основного материала, защищая основу от повреждений.
  • Свойства поверхности Lend: Гальваника позволяет подложкам использовать свойства металлов, которыми они покрыты. Например, некоторые металлы защищают от коррозии, улучшают электрическую проводимость, 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 особенности электро

.

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 самые разные материалы, чтобы обеспечить множество преимуществ, таких как лучшая проводимость, износостойкость 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 вид 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 электрический ток подается на цепь, 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

Поскольку доступно 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
.

Что нужно знать каждому инженеру> ENGINEERING.com

Обработка металлов за несколько десятилетий превратилась из того, что когда-то было эмпирическим ремеслом, в ключевую технологию, основанную на научных принципах. 1

Современное гальваническое покрытие - это форма отделки металла, используемая в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную, военную, медицинскую, радиочастотную микроволновую, космическую, электронную и производство батарей. Это электрохимический процесс, при котором ионы металлов в растворе связываются с металлической подложкой посредством электроосаждения.

Перед нанесением гальванического покрытия детали должны быть очищены и подвергнуты обработке в химических ваннах для их подготовки или активации, чтобы в процессе электроосаждения создавалась прочная связь и, следовательно, сильная адгезия.

Гальваническая ванна включает в себя множество переменных и компонентов, за которыми необходимо внимательно следить. Источник питания обеспечивает подачу постоянного тока к деталям и электрическим соединениям в ванне для нанесения покрытий. Этот поток тока вызывает притяжение ионов в растворе к поверхности металлической части.

На каждый моль электронов, передаваемых детали, один моль ионов металла в растворе будет прилипать к детали. Кроме того, на поверхности детали происходит химическая реакция, включающая восстановление и окисление ионов.

(Фото любезно предоставлено The Time Preserve / watchplating.com)


Что следует учесть инженеру или проектировщику перед нанесением гальванических покрытий

  • Раскрой деталей в процессе гальваники.Поскольку гальваника включает в себя как электрическую, так и химическую реакцию на поверхности детали, воздействие химического состава покрытия имеет решающее значение для общих характеристик готового продукта. Вложение деталей приведет к отсутствию адгезии или покрытия на поверхности готовой детали.
  • Допуск на критические размеры детали следует определять с учетом толщины покрытия. Это также означает, что необходимо учитывать соответствие конструкции в целом сборке.
  • Среда, которой будут подвергаться готовые детали. Это поможет определить толщину покрытия, необходимую, например, для устойчивости детали к коррозии или повторяющимся циклам износа.
  • Поскольку гальваника включает использование тока для инициирования реакции на поверхности детали, общая геометрия детали будет влиять на распределение тока, часто называемое плотностью тока, по поверхности детали. Покрытие имеет тенденцию образовываться на таких деталях, как острые углы, изгибы или резьба.Существуют расширенные процессы покрытия, которые могут предотвратить возникновение этой проблемы .
  • Слив гальванического раствора (подготовка поверхности или химические составы гальванической ванны) таким образом, чтобы внутренние поверхности деталей были достаточно покрыты, а гальваническое покрытие имело достаточную прочность сцепления. Для некоторых деталей это означает добавление дренажного отверстия на этапе проектирования.
  • Использование по назначению и требуемые характеристики (например, проводимость, низкое трение, высокая прочность и устойчивость к коррозии, износу и т. Д.)). Этих критериев должно быть достаточно для обозначения типа металла , который следует использовать для отделки каждой конкретной детали.


Каковы преимущества гальваники?

Гальваника улучшает или изменяет свойства металлической детали.

В зависимости от использования детали производителю может потребоваться лучшая износостойкость и стойкость к истиранию, защита от коррозии, большая смазывающая способность и меньшее трение, улучшенное экранирование EMI ​​/ RFI, термостойкость и ударопрочность, улучшенная проводимость, улучшенная паяемость, уменьшенная пористость. твердость или прочность или наращивание толщины на мелких или малоразмерных деталях.

В дополнение к механическим или функциональным свойствам, которые могут быть изменены в процессе гальваники, часто также важна общая эстетика готовой детали.


Виды и методы нанесения гальванических покрытий

Специализированные гальванические установки могут наносить покрытие на различные основные материалы с использованием различной отделки поверхности:

Общие базовые материалы

  • Бериллиевая медь
  • Латунь
  • Холоднокатаная сталь
  • Медь
  • Никель
  • Фосфорная бронза
  • Нержавеющая сталь
  • Теллур Медь
  • Нейзильбер

Обычная отделка поверхности

  • Золото
  • Серебро
  • Никель, нанесенный химическим способом
  • Медь
  • Никель электролитический
  • Совместный депозит сплава

Материал покрытия, метод покрытия и детали, которые необходимо покрыть, будут варьироваться в зависимости от области применения.

Покрытие из золота обеспечивает отличную электропроводность, что делает его одним из лучших вариантов для электродов, токоведущих контактов и компонентов печатных плат. Золото идеально подходит для защиты от сильного нагрева и коррозии в широком диапазоне окружающей среды и климата.

Серебряное покрытие также часто используется для электроники (поверх медной «вспышки») из-за его более низкого электрического сопротивления.

Никель является обычным явлением, потому что он обеспечивает превосходную химическую и коррозионную стойкость, а также более высокую износостойкость, что увеличивает срок службы продукта.Никель может заменять серебро в электронике или использоваться в качестве покрытия для стали в качестве альтернативы изделиям из более дорогой нержавеющей стали. Никель также обеспечивает блестящую поверхность, которую можно регулировать в соответствии с требованиями заказчика.

Медь обычно используется в качестве слоя покрытия перед нанесением последнего слоя металла. Эта обработка поверхности обычно используется в печатных платах, автомобильных деталях или в оборонной промышленности. Добавление меди в деталь перед наплавкой окончательного металла также может улучшить общий эстетический вид готовой детали.

Если один металл не обеспечивает требуемых свойств, также возможно совместное осаждение двух или более металлов для нанесения гальванического покрытия сплава. Одним из примеров этого является сплав медь / олово / цинк, также известный как Tri-Metal или Tri-M3, предлагаемый компанией Electro-Spec, Inc., специализирующейся на нанесении покрытий,

.


Поиск подходящей гальванической компании для ваших нужд

При поиске компании по нанесению покрытий необходимо учитывать множество критериев в зависимости от требований вашего проекта и возможностей компании, занимающейся нанесением покрытий, в том числе:

  • Размер деталей
  • Объем штук (от прототипа до серийного производства)
  • Металлическое покрытие, используемое для достижения желаемого результата
  • Бюджет проекта
  • Соответствие отраслевым стандартам
  • Лабораторные и испытательные возможности / сертификаты

Еще одно соображение - метод нанесения гальванических покрытий, поскольку не все предприятия обязательно предлагают одинаковые процессы.

Гальваническое покрытие «бочонок» может эффективно обрабатывать большие и малые объемы деталей, где адекватная замена раствора и оборот имеют решающее значение для удовлетворения требований к толщине. Плотность тока в нагрузке на детали в стволе обычно оптимизируется за счет межчастичного контакта во время вращения.

Однако есть некоторые типы деталей, которые не подходят для большинства обычных стволов. Например, детали, которые могут поцарапаться, поцарапаться или поцарапаться в результате контакта детали с деталью, гораздо более восприимчивы к повреждению в большинстве типов стволов.И наоборот, некоторые плоские детали не идеальны для цилиндра из-за слипания деталей во время обработки, что приводит к отсутствию покрытия или неравномерной толщине покрытия.

В зависимости от геометрии некоторых деталей и допусков, детали также более склонны к «вложению» друг в друга во время металлизации ствола.

Вибрационное покрытие, используемое для мелких или хрупких деталей. (Фото любезно предоставлено Electro-Spec, Inc.)

Вибрационное покрытие используется для небольших деталей с глубоким внутренним диаметром, зенковкой, хрупкими наконечниками / концами или деталями, которые могут прогнуться через покрытие цилиндра.За счет включения вибрирующей или пульсирующей корзины, которая передает кинетическую энергию нагрузке, детали перемещаются по часовой стрелке через контакты кнопок на дне корзины. Эти контакты передают ток на нагрузку деталей и обеспечивают стабильную силу тока во время обработки.

Более крупные детали, которые имеют чрезмерный вес, или части, которые могут запутаться или легко складываться вместе, не могут быть помещены в вибрационную корзину, поскольку они не будут двигаться равномерно. И наоборот, меньшие детали, которые не имеют достаточного веса, также не могут быть помещены в вибрационную корзину.

Обшивка стойки подходит как для деликатных, так и для крупных деталей. Он работает, удерживая детали в фиксированном положении на раме стойки, пока они подвешены в растворе. Это предотвращает повреждение деталей во время обработки и облегчает обработку гораздо более крупных деталей, на которые нельзя было нанести гальваническое покрытие.

Самая большая проблема с покрытием стойки состоит в том, что прямое соединение с деталями в стойке приводит к снижению эффективности распределения покрытия из-за областей с высокой и низкой плотностью тока по всем частям и стойке.Детали, помещенные на стойку, также плохо перемещаются по раствору, что необходимо для контроля толщины, и они более склонны к образованию пятен от ополаскивания и высыхания.

Выборочное покрытие процессов изолируют покрытие покрытия на выбранной области детали. Этот процесс осуществляется посредством металлизации с контролируемой глубиной, которая включает в себя фиксацию детали таким образом, чтобы обеспечить непрерывный электрический контакт и погружение области покрытия на определенную глубину через раствор для нанесения покрытия.

Селективное покрытие идеально подходит для конкретных применений, где требуется функциональное покрытие для повышения производительности и / или экономии затрат на драгоценный металл за счет уменьшения площади поверхности, необходимой для покрытия.

Хотя это эффективный метод нанесения покрытия на отдельные детали и снижения затрат, он требует затрат инструмента и рабочей силы для загрузки деталей. Существуют также некоторые ограничения на размер и геометрию деталей, которые могут помешать выборочной металлизации некоторых деталей.

Выборочное покрытие отдельных деталей. (Фото любезно предоставлено Electro-Spec, Inc.)

Электрод с носовым слоем (SBE) Покрытие предназначено для небольших деталей, плоских деталей, деталей с зенковкой, деталей с выступами, деталей, которые входят в гнездо или имеют сложную геометрию, что делает невозможным или непрактичным использование вибрационного покрытия или обычного покрытия цилиндра.

Процесс SBE осуществляется в камере с ультразвуковым воздействием, и непрерывный раствор закачивается в камеру и из нее для облегчения движения детали и подачи свежего электролита для покрытия во время процесса нанесения покрытия. SBE обеспечивает очень равномерное покрытие покрытия в областях с высокой и низкой плотностью тока детали, а также в расточенных отверстиях.

Единственным ограничением SBE является размер деталей, поскольку камеры SBE могут соответствовать только определенным размерам и весу, которые позволяют перемещаться внутри камер.

Покрытие электрода с носиком. (Фото любезно предоставлено Джорджем Градилем / Technic, Inc.)

Electro-Spec, Inc., является одним из примеров специализированного оборудования для нанесения покрытия, обеспечивающего высококачественное и надежное гальваническое покрытие золота, серебра, никеля (электролитическим и химическим способом), меди и Tri-M3 (три сплава), а также пассивирование, термообработка / отжиг и услуги контроля качества.

Компания

Electro-Spec вместе со своим поставщиком также разработала революционный процесс погружения штифтов под названием SAMs , или Self Assembled Molecules, который обеспечивает повышенную коррозионную стойкость и контактную стойкость, а также отличную паяемость при одновременном сокращении использования драгоценных металлов и стоимости.SAM - это обработка поверхности, которая образует защитный слой на золоте, серебре, Tri-M3 и других металлах с покрытием.

Для получения дополнительной информации об Electro-Spec, Inc. посетите их веб-сайт здесь или их видео ниже.

1 Основные принципы, процессы и практика нанесения гальванических покрытий Нассера Канани. Atotech Deutschland GmbH Берлин, Германия; Издано Elsevier Kidlington, Oxford 2004


Electro-Spec, Inc.спонсировал этот пост. У него нет редакционных материалов для этого сообщения. Все мнения мои. –Меган Браун

.

Процесс нанесения гальванических покрытий - объяснение | Использование процесса гальваники

Что такое гальваника?

В слове «гальваника» термин «электро» относится к электрическому току, а «гальваника» - к процессу внешнего покрытия некоторых материалов тонким слоем другого металла.

Таким образом, гальваника определяется как процесс нанесения слоя любого металла на другой материал посредством пропускания электрического тока.

Гальваника применяется в основном для предотвращения коррозии металлов и в декоративных целях.Гальваника - это широко используемый процесс во многих отраслях, таких как автомобили, самолеты, электроника, ювелирные изделия, игрушки и многие другие.

Гальваника проводится в электролитической ячейке. Металл, подлежащий гальванике, соединяется с катодом. Электролит состоит из солевого раствора металла, которым необходимо гальваническое покрытие. Электролит ионизируется, давая положительно заряженные ионы (ионы металлов), которые движутся к аноду для нанесения гальванического покрытия на желаемый объект.

Основными причинами выполнения гальванических покрытий являются:

  1. Чтобы улучшить внешний вид объектов (например,g., блестящий)

  2. Для защиты объектов от коррозии

  3. Для улучшения или придания специальных инженерных или механических свойств абразивному износу, смазывающим свойствам и т. д.

Анод и катод

В процессе гальваники, обычно применяется внешний источник электрического тока. Это происходит в электролитической ячейке. Электрод, подключенный к положительной клемме батареи, называется анодом, а электрод, подключенный к отрицательной клемме батареи, называется катодом.На катоде (отрицательный вывод) происходит реакция электрохимического восстановления. Электрохимическая реакция окисления происходит на аноде (положительный вывод).

  • Объект, на котором происходит гальваника, представляет собой катод (отрицательный вывод).

  • Металл, который будет нанесен на объект в виде слоя, становится анодом (положительный вывод).

  • В качестве электролита используется солевой раствор осаждаемого металла.

На анод подается постоянный ток, при котором происходит реакция окисления, в результате чего ионы металла растворяются в растворе электролита.

Этих растворенных ионов металлов из раствора электролита становится меньше по мере их осаждения на катоде.

Как работает гальваника?

Давайте узнаем больше о гальванике.

Процесс гальваники:

Чтобы понять процесс гальваники, давайте рассмотрим пример гальванического покрытия железных предметов медью.

  • Здесь железный предмет, на который происходит гальваника, выполнен в виде катода (отрицательного вывода).

  • Металлическая медь, на которую будет наноситься слой на железный объект, становится анодом (положительный вывод).

  • В качестве электролита используется раствор медного купороса.

Процедура:

  • Растворите две чайные ложки сульфата меди в 250 мл дистиллированной воды в чистом и сухом стакане.Для увеличения проводимости добавьте в раствор медного купороса несколько капель разбавленной серной кислоты. Возьмите медную тарелку размером 10 х 4 см и железную ложку. Используйте наждачную бумагу, чтобы очистить медную пластину и железную ложку. Промойте медную тарелку и железную ложку водой и высушите.

  • Поместите медную пластину в раствор медного купороса и подключите ее к положительной клемме батареи. Эта медная пластина становится анодом или положительным электродом.

  • Поместите железную ложку в раствор медного купороса на расстоянии от медной пластины и подключите ее к положительной клемме батареи.Эта железная ложка становится катодом или отрицательным электродом.

  • Теперь дайте току пройти примерно 15 минут. Теперь выньте из раствора медную пластину и железную ложку и понаблюдайте за ними. Мы обнаружим, что небольшое количество медной пластины растворилось, и вся поверхность железной ложки покрылась красноватым слоем меди. Следовательно, на железную ложку нанесено гальваническое покрытие из меди.

  • Раствор сульфата меди содержит ионы меди и ионы сульфата.Когда через раствор сульфата меди пропускают электрический ток,

  • Свободные ионы меди из раствора сульфата меди притягиваются к отрицательным ионам железной ложки, подключенной к отрицательной клемме батареи, и становятся атомами меди. Эти атомы меди осаждаются на железной ложке в виде тонкого слоя меди по всей ее поверхности.

  • Медная пластина, подключенная к положительному выводу батареи, растворяется с образованием положительно заряженных ионов меди.Эти ионы меди входят в раствор сульфата меди. Таким образом, ионы меди, потерянные на отрицательном электроде (железной ложке), восстанавливаются положительным электродом в растворе сульфата меди, и этот процесс продолжается, так что ионы меди в электролите остаются прежними.

Следовательно, во время меднения железной ложки металлическая медь переносится с медной пластины на железную ложку через раствор сульфата меди от положительного электрода к отрицательному.

Использование гальванических покрытий

Гальваника - очень полезный процесс нанесения тонких металлических слоев на различные металлы и другие объекты. Это делается для:

  • Придать объекту сияющий вид, изменив его внешний вид.

  • Во избежание коррозии предметов.

  • Чтобы сделать предметы устойчивыми к царапинам.

  • Чтобы избежать порчи более химически активных металлов путем нанесения менее химически активного металла на более химически активные металлы.

  • Для изготовления украшений путем нанесения более дорогих серебряных и золотых покрытий на менее дорогие металлы.

Примеры:

  • Хром, имеющий блестящий вид, не подвергается коррозии и устойчив к царапинам. Однако хром очень дорог, и изготовление всего объекта из хрома может быть неэкономичным. Таким образом, изделие изготовлено из дешевого металла, а поверх него нанесено хромирование. Таким образом, хромирование наносится на ряд объектов, таких как автомобильные детали, смесители для ванн, кухонные газовые горелки, рули велосипедов, колесные диски и т. Д.

  • Многие ювелирные изделия производятся по низким ценам путем гальваники серебра и золота на менее дорогие металлы. Эти украшения выглядят как серебро или золото, но стоят намного дешевле.

  • Жестяные банки, которые используются для хранения продуктов, изготавливаются путем гальваники олова на железе. Из-за того, что олово менее реактивно, чем железо, пища защищена и не портится от контакта с железом.

  • Железо, будучи очень прочным, используется в строительстве мостов и в автомобилях.Однако у него есть недостаток - он подвержен коррозии и образует ржавчину. Следовательно, цинковое покрытие наносится на железо, чтобы предотвратить его коррозию и ржавчину.

.

Смотрите также