Πώς εφαρμόζεται η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση στην εργασία και στο σπίτι

Στις δραστηριότητες κάθε ικανού ηλεκτρολόγου, υπάρχουν στιγμές που απαιτούν ακριβή ανάλυση των φαινομένων που συμβαίνουν κατά την ηλεκτρόλυση. Σε πολλές περιπτώσεις, απαιτείται λεπτομέρεια των τροφοδοτικών συνεχούς ρεύματος σε κατάσταση λειτουργίας με διαφορετικά χαρακτηριστικά χρονισμού για τον πλήρη αυτοματισμό της διαδικασίας.

Ιστορική αναφορά

Για πρώτη φορά, οι βασικοί νόμοι που περιγράφουν την επίδραση του συνεχούς ρεύματος στη συμπεριφορά των ουσιών που είναι διαλυμένες στους ηλεκτρολύτες θεσπίστηκαν από τον Άγγλο επιστήμονα Michael Faraday.

Οι φυσικοχημικές διεργασίες της ηλεκτρόλυσης λαμβάνουν χώρα σε ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο.

Παράγεται σε δοχείο ηλεκτρολύτη. Μέσα στο σώμα υπάρχουν δύο ηλεκτρόδια στα οποία εφαρμόζονται θετικά και αρνητικά φορτία από μια ελεγχόμενη πηγή σταθερής τάσης. Η ισχύς του ρεύματος που διαρρέει το κοινό κύκλωμα ρυθμίζεται σε μέγεθος και ελέγχεται από τον χειριστή χρησιμοποιώντας μετρητές. Οι αυτοματοποιημένες ηλεκτρικές κυψέλες λειτουργούν υπό την επίβλεψη ηλεκτρονικών.

Το ηλεκτρόδιο στο οποίο εφαρμόζεται το θετικό φορτίο ονομάζεται «άνοδος», και το αρνητικό - «κάθοδος». Κάτω από τη δράση ενός ρεύματος στον ηλεκτρολύτη, σχηματίζονται ιόντα με φορτία αντίθετων ενδείξεων:

1. κατιόντα.

2. ανιόντα.

Τα θετικά φορτισμένα ιόντα ονομάζονται «κατιόντα» επειδή κινούνται προς την κάθοδο. Τα ανιόντα είναι αρνητικά φορτισμένα ιόντα που έλκονται από την άνοδο.

Οι τεχνολογίες που προκύπτουν κατά την ηλεκτρόλυση βρίσκονται στο σταυροδρόμι δύο επιστημών:

1. χημεία?

2. ηλεκτρολόγων μηχανικών.

Ιστορικά, λοιπόν, έχει αναπτυχθεί η πρακτική ότι ένας ειδικός κλάδος της ηλεκτροχημείας ασχολείται με τον γαλβανισμό, ο οποίος μελετά τόσο τα ηλεκτροχημικά όσο και τα φυσικά φαινόμενα που συμβαίνουν κατά την εναπόθεση κατιόντων μετάλλων σε κάθε τύπο ανόδου. Αυτό γίνεται για την επιλογή των βέλτιστων τεχνολογικών συνθηκών, την ανάπτυξη ειδικών τεχνικών και μεθόδων επεξεργασίας, την επιλογή των ονομαστικών τρόπων του εξοπλισμού κατά την εναπόθεση ορισμένων μετάλλων σε διαφορετικές βάσεις.

Στην πράξη γαλβανική επίστρωση έχει εδώ και καιρό χωριστεί σε δύο ξεχωριστές, ανεξάρτητες κατευθύνσεις:

1. ηλεκτροδιαμόρφωση.

2. Γαλβανισμός.

Αυτές οι μέθοδοι λειτουργούν με περίπου τις ίδιες τεχνολογίες, αλλά διαφέρουν ως προς τα υλικά της βάσης στην οποία εφαρμόζεται η γαλβανική επίστρωση.

Ηλεκτροτυπία

Αυτός είναι ένας τρόπος για να δημιουργήσετε ένα ρηχό αντίγραφο μιας εικόνας όγκου ενός μη μεταλλικού τμήματος. Τα κύρια υλικά μπορούν να είναι εύκολα επεξεργασμένος γύψος, πέτρα, ξύλο, πλαστικά τεμάχια και άλλες ουσίες.

Στα εργαστήρια τέχνης δημιουργούνται μοναδικές μορφές κοσμήματος καλύπτοντας φύλλα από διάφορα δέντρα, λουλούδια, έντομα με ένα στρώμα μετάλλου.

Ο ιδρυτής της γαλβανικής επίστρωσης ήταν ο Ρώσος Boris Semenovich Yakobi, ο οποίος ανέπτυξε την τεχνολογία που κατέστησε δυνατή τη δημιουργία των διάσημων μεταλλικών γλυπτών που διακοσμούν ακόμη το κτίριο του καθεδρικού ναού του Αγίου Ισαάκ στην Αγία Πετρούπολη. Για το έργο αυτό, έλαβε παγκόσμια αναγνώριση, του απονεμήθηκε το βραβείο Demidov, το πιο διάσημο για τους επιστήμονες στη Ρωσία, και του απονεμήθηκε ένα μεγάλο χρυσό μετάλλιο κατά τη διάρκεια μιας επίσημης τελετής στην Έκθεση του Παρισιού.

Το πάχος των προϊόντων που δημιουργούνται με μεθόδους ηλεκτροδιαμόρφωσης χαρακτηρίζεται από αυξημένες διαστάσεις, που τους προσδίδουν αντοχή κατά τη λειτουργία. Μπορεί να φτάσει από 0,25 έως δύο ή περισσότερα χιλιοστά.Αυτό επιτυγχάνεται με τη διάρκεια των ηλεκτροχημικών διεργασιών.

Τα μη σιδηρούχα πολύτιμα μέταλλα εφαρμόζονται συχνότερα με ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση σε καλλιτεχνικά προϊόντα:

• χρυσός;

• ασήμι,

• πλατίνα;

• ρόδιο.

Για τεχνικούς σκοπούς χρησιμοποιήστε:

• χαλκός;

• νικέλιο;

• σίδερο.

Σε επιχρύσωση, ασήμι, επινικελίωση, ο χαλκός χρησιμοποιείται ως ενδιάμεσο στρώμα σε τεχνολογικές διαδικασίες ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης.

Γαλβανισμός

Αυτή η μέθοδος ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης βασίζεται στην εφαρμογή ενός λεπτού στρώματος προστατευτικού μετάλλου στην επιφάνεια ενός μεταλλικού τμήματος ή μιας ομάδας αντικειμένων. Το επάνω κάλυμμα μπορεί να εκτελέσει διάφορες λειτουργίες:

• προστασία από τη διάβρωση;

• προστατευτική διακόσμηση?

• βελτίωση της εμφάνισης?

• η μετάδοση διαφορετικών ηλεκτρικών ιδιοτήτων στην επιφάνεια προκειμένου να βελτιωθεί η αγωγιμότητα του ρεύματος ή να αυξηθούν τα χαρακτηριστικά μόνωσης.

• αύξηση των χαρακτηριστικών αντοχής της αντικατάσχεσης.

• παράταση της αντοχής στη φθορά.

• βελτίωση της πρόσφυσης κατά την καουτσούκ χάλυβα?

• αυξημένη πρόσφυση στις κολλήσεις και μια σειρά από άλλες ιδιότητες.

Μια μεγάλη γκάμα προϊόντων ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης μπορείτε να βρείτε σε όλες τις τοποθεσίες γύρω μας.

Η παραπάνω φωτογραφία δείχνει τις επεξεργασμένες λεπτομέρειες που μας περιβάλλουν στην καθημερινή ζωή: διακοσμημένα στοιχεία επίπλων και λαμπτήρων, προστατευτικές επιστρώσεις για οικιακές συσκευές και κουτιά.

Η ποιότητα της στρώσης που εφαρμόζεται στο προϊόν εξαρτάται από τη δομή της δημιουργούμενης επίστρωσης. Για τεχνικούς σκοπούς, χρησιμοποιούνται τα πιο λεπτόκοκκα και ταυτόχρονα πυκνά στρώματα ιζήματος. Δημιουργούνται:

• επιλογή συστατικών και σύνθεση ηλεκτρολυτών.

• διατήρηση ενός βέλτιστου καθεστώτος θερμοκρασίας του περιβάλλοντος εργασίας κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης.

• τρέχουσες ρυθμίσεις, σταθερότητα της πυκνότητάς του και διάρκεια του κύκλου παραγωγής.

Τύποι επιμετάλλωσης

Ένα στρώμα χρυσού δίνει στα προϊόντα μια πλούσια εμφάνιση, προστατεύει από τη διάβρωση, αυξάνει την ανακλαστικότητα του προϊόντος. Οι αγώγιμες ιδιότητες των επιχρυσωμένων επιφανειών λειτουργούν καλά σε ηλεκτρονικές συσκευές.

Η ασημένια επένδυση χρησιμοποιείται για τους ίδιους σκοπούς και ταυτόχρονα χρησιμοποιείται συχνά για τη βελτίωση των αγώγιμων ιδιοτήτων των κυκλωμάτων ισχύος. Εφαρμόζεται στις επαφές των εκκινητήρων, των επαφών, των ηλεκτρομαγνητικών και στατικών ρελέ, των ποδιών των λειτουργικών ενισχυτών, των μικροκυκλωμάτων και άλλων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.

Η επινικελίωση επιτρέπει στα προϊόντα από χάλυβα, χαλκό και τα κράματά του, αλουμίνιο, ψευδάργυρο και λιγότερο συχνά βολφράμιο, τιτάνιο και μολυβδαίνιο να δίνουν διακοσμητική εμφάνιση και να παρέχουν προστασία από τη διάβρωση όχι μόνο από την ατμοσφαιρική έκθεση, αλλά και όταν εργάζονται υπό συνθήκες:

• μόλυνση με διαλύματα αλάτων, αλκαλίων, ασθενών οξέων.

• αυξημένη έκθεση σε μηχανικά λειαντικά φορτία.

Η επιχρωμίωση αυξάνει τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά των μετάλλων και σας επιτρέπει να επαναφέρετε τις φθαρμένες επιφάνειες των εξαρτημάτων τριβής στις αρχικές τους παραμέτρους. Η αλλαγή των χαρακτηριστικών της λειτουργίας τεχνολογίας σάς επιτρέπει να δημιουργήσετε:

• ματ επιστρώσεις με γκρι απόχρωση, που έχουν τη μεγαλύτερη σκληρότητα, ευθραυστότητα, αλλά τη χαμηλότερη αντοχή στη φθορά.

• γυαλιστερές επιφάνειες με καλή αντοχή στη φθορά και σκληρότητα.

• πλαστικές επικαλύψεις γάλακτος με χαμηλή σκληρότητα, αλλά ελκυστική εμφάνιση και καλές αντιδιαβρωτικές ιδιότητες. Η επίστρωση ψευδαργύρου προστατεύει τα φύλλα χάλυβα και τα προϊόντα χάλυβα από τη διάβρωση και χρησιμοποιείται συχνά στην αυτοκινητοβιομηχανία και στις κατασκευές.

Η επίστρωση χαλκού των προϊόντων χάλυβα προστατεύει από τη διάβρωση και αυξάνει τις αγώγιμες ιδιότητες του μετάλλου, που χρησιμοποιείται για την κάλυψη ηλεκτρικών καλωδίων που λειτουργούν σε εξωτερικούς χώρους.

Η επίστρωση ορείχαλκου όχι μόνο προστατεύει τα κράματα χάλυβα και αλουμινίου από τη διάβρωση, αλλά εξασφαλίζει επίσης την καλή πρόσφυσή τους στο ελαστικό.

Η θωράκιση δίνει στις επιφάνειες μια μοναδική εμφάνιση.

Η επίστρωση ροδίου παρέχει:

• προστασία του ασημιού από αμαύρωση.

• επιφάνειες διακόσμησης?

• υψηλή χημική αντοχή?

• αυξημένη αντοχή στη φθορά.

Χαρακτηριστικά τεχνολογικών διεργασιών για ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση

Οι βιομηχανικές μέθοδοι επιμετάλλωσης χρησιμοποιούνται ευρέως στις διαδικασίες παραγωγής.

Η ποικιλία του εξοπλισμού και των μεθόδων εφαρμογής του εξωτερικού στρώματος καθορίζει έναν μεγάλο αριθμό τεχνολογιών για την κατασκευή μεταλλικών επιφανειών.

Συνήθως οι τεχνολογικές διαδικασίες περιλαμβάνουν στάδια:

1. προκαταρκτική προετοιμασία των κενών.

2. συσσώρευση του γαλβανικού στρώματος στα λουτρά.

3. τελική επεξεργασία του εξαρτήματος.

Στο προκαταρκτικό στάδιο, πραγματοποιείται μηχανική επεξεργασία και αποξήρανση επιφανειών:

• καθαρισμός από οξείδια και ακαθαρσίες.

• προκαταρκτική απολίπανση.

• προσάρτηση σε αναρτημένο εξοπλισμό.

• απομόνωση τοποθεσιών που δεν απαιτούν επεξεργασία·

• τελική απολίπανση.

Κατά την ανοδική επεξεργασία των εξαρτημάτων, είναι σημαντικό να τηρούνται οι βέλτιστες παράμετροι του ρεύματος και η διάρκειά τους.

Το τελικό στάδιο περιλαμβάνει:

• εξουδετέρωση ηλεκτρολυτικών υπολειμμάτων σε επεξεργασμένα μέρη.

• εναλλακτική επεξεργασία με πίδακες νερού σε διαφορετικές θερμοκρασίες.

• αφαίρεση τμημάτων των στοιχείων ανάρτησης.

• αφαίρεση ενός απομονωμένου στρώματος από κλειστά αντικείμενα.

• ξήρανση;

• πραγματοποιήστε θερμική επεξεργασία, εάν είναι απαραίτητο.

• μηχανικό φινίρισμα στο απαιτούμενο μέγεθος.

Χαρακτηριστικά σχεδιασμού σύγχρονου εξοπλισμού επιμετάλλωσης

Για την υποδοχή του ηλεκτρολύτη χρησιμοποιούνται γαλβανικά λουτρά κατασκευασμένο από ανθεκτικά πολυμερή:

• PVC;

• PVDF;

• πολυπροπυλένιο.

Τοποθετούνται σε στιβαρή μεταλλική βάση μαζί με μονάδες ελέγχου σε αρθρωτά σχέδια.

Ο υψηλής ποιότητας καθαρισμός των εξαρτημάτων παρέχεται με μεθόδους δημιουργίας:

• jet stream?

• μέθοδος ροής?

• καταρράκτη υποδοχή.

Η τελική αξιολόγηση της διαδικασίας καθαρισμού πραγματοποιείται από τον χειριστή χρησιμοποιώντας μεθόδους οπτικής παρατήρησης.

Ο εγκατεστημένος ηλεκτρικός εξοπλισμός και οι συσκευές θέρμανσης ελέγχονται αυτόματα ή από τον χειριστή. Για να επιταχυνθούν οι λειτουργίες, εκτελούνται φυσαλίδες, λικνίσματα και άλλες τεχνικές.

Οι βιομηχανικές επιχειρήσεις είναι εξοπλισμένες με προστατευτικές συσκευές, απορροφητές, συστήματα αναρρόφησης, επεξεργασίας λυμάτων και επιτρέπουν τη διεξαγωγή ορισμένων μόνο διεργασιών, για παράδειγμα:

• εναπόθεση στρωμάτων νικελίου-χρυσού σε βιομηχανικά προϊόντα.

• νικέλιο, ασήμι, χαλκός, επιχρωμίωση σε μενταγιόν.

• Επινικελίωση σε τύμπανα.

• επεξεργασία χαλκού και κασσίτερου σε μικρά βαρέλια.

• τελειώματα σε μενταγιόν?

• επεξεργασία λυμάτων και άλλες τεχνολογίες.

Οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούνται σε μεγάλες επιχειρήσεις συνδυάζονται σε γραμμές παραγωγής.

Σπιτικές γαλβανικές μέθοδοι

Η χρήση μεθόδων επιμετάλλωσης και επιμετάλλωσης για οικιακούς σκοπούς είναι στη δύναμη κάθε οικιακού τεχνίτη. Ωστόσο, πριν κατασκευάσετε τέτοιες συσκευές, θα πρέπει να μελετήσετε και να λάβετε υπόψη τους κανόνες ασφαλείας που πρέπει να τηρούνται όταν εργάζεστε με επιθετικά υγρά και ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, να διασφαλίζετε τον καλό αερισμό των χώρων και την απόρριψη των λυμάτων.

Η χρήση γυάλινων μπανιέρων είναι ανεπιθύμητη λόγω της ευθραυστότητάς τους. Είναι καλύτερα να επιλέξετε πιάτα από ισχυρά διαφανή πολυμερή.

Για τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος σταθερού μεγέθους σε μικρές δεξαμενές ηλεκτρολυτών, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη σχεδίαση έτοιμων μπλοκ από υπολογιστή ή κινητό τηλέφωνο ή να τα φτιάξετε μόνοι σας για συγκεκριμένες ανάγκες.

Αρκετά απλές συσκευές τροφοδοσίας από παλιά ραδιόφωνα με ρύθμιση τρανζίστορ μπορείτε να βρείτε στο Διαδίκτυο ή να λάβετε ως βάση το παρακάτω διάγραμμα.

Σε αυτό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν μετασχηματιστή από οποιαδήποτε παλιά τηλεόραση ή να τον τυλίξετε μόνοι σας.Τα ονομαστικά χαρακτηριστικά του τρανζίστορ ισχύος, της γέφυρας διόδου ανόρθωσης και της αντίστασης ρύθμισης επιλέγονται ανάλογα με την ισχύ του φορτίου. Ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής εξισώνει την εξομαλυνόμενη τάση. Ένα αμπερόμετρο είναι ενσωματωμένο για συνεχή παρακολούθηση της τρέχουσας τιμής.

Η διάταξη των τμημάτων ενός παρόμοιου μπλοκ, αλλά με έναν πρόσθετο κόμβο τρανζίστορ ελέγχου, φαίνεται στη φωτογραφία.

Ένας ψύκτης αέρα χρησιμοποιείται για καλύτερη ψύξη του τρανζίστορ ισχύος.

Είναι πολύ εύκολο να φτιάξετε μια άλλη μονάδα τροφοδοσίας: οι έξοδοι των ξεχωριστών επαφών «+» και «-» από τον φορτιστή κινητού τηλεφώνου συνδέονται με μια συσκευή μέτρησης και μια αντίσταση ρυθμιστικού φορτίου με την αντίστοιχη ισχύ στα ηλεκτρόδια του γαλβανικού λούτρο.

Κατά την εκτέλεση εργασιών με γαλβανικές ή γαλβανικές μεθόδους, ένας οικιακός τεχνίτης θα πρέπει να διεξάγει ανεξάρτητα πειράματα και να καταγράφει τα αποτελέσματά τους για να αποκτήσει εμπειρία. Μόνο έτσι θα εμφανιστεί η μαεστρία και οι πρακτικές δεξιότητες.