Домашня гальванопластика, моделіст-конструктор
Гальванопластика - техніка електролітичного осадження металів на поверхні різних предметів (матриць) з метою отримання точних металевих копій - вперше була розроблена і застосована на практиці в 1838 році українським вченим, академіком Б. С. Якобі. За його безпосередньої участі було виготовлено багато чудових творів мистецтва, статуї і барельєфи для Ісаакіївського собору, Ермітажу, Зимового палацу, Петропавлівського собору, в тому числі знаменита квадрига для фронтону Великого театру в Москві.
Гальванопластика заснована на кристалізації металів з водних розчинів їх солей при пропущенні через них постійного електричного струму. Цей процес називається електролізом.
Струм підводиться за допомогою двох металевих пластин - електродів, поміщених в електроліт. Пластина, поєднана з позитивним полюсом джерела струму, називається анодом. Інша пластина, з'єднана з негативним полюсом джерела струму, - катод.
У гальванопластике катодами служать предмети (матриці), на які осідає метал, а анодами - пластини або прутки металу, яким цей предмет (матрицю) покривають.
Схематично процес електролізу представлений на малюнку 1. При проходженні струму через електроліт анод притягує до себе негативно заряджені іони, а катод - позитивно заряджені іони. Коли іони досягають електродів, вони втрачають заряд, виділяючись у вигляді нейтральних атомів або груп атомів.
Гальванопластика широко застосовується в промисловості для виготовлення пресформ, порожнистих тонкостінних трубок, складних деталей з товщиною стінок від декількох мікрон до десятків міліметрів. Габарити деталей обмежуються тільки об'ємом електролітних ванн.
Матриці виготовляють з пластмас, скла, нержавіючої сталі, алюмінію, різних легкоплавких сплавів, свинцю. На поверхню матриці з ізоляційного матеріалу попередньо наносять електропровідний шар.
Матриці бувають руйнуються і постійні. Перші виготовляють з легкоплавких металів і зі сплавів пластмас. Матеріалом для виготовлення друге служать сталь, мідь, нікель або алюміній і його сплави.
Для виготовлення металевих трубок в домашніх умовах необхідні ванночка зі скла, кераміки або вініпласту, мідний купорос, сірчана кислота, реостат на 20 Ом (максимальний струм 1 А), амперметр зі струмом максимального відхилення стрілки 1 А, джерело живлення, дріт (мідна, сталева або з легкоплавких матеріалів і їх сплавів, наприклад, олов'янистими-свинцевих) в якості матриці.
Діаметр дроту відповідає внутрішньому діаметру виготовляється трубки, а довжина першої повинна бути вдвічі більше довжини другої.
Мал. 1. Схема електролізу.
Якщо потрібні трубки з внутрішнім діаметром менше 1 мм, в якості матриці використовують сталевий дріт. При виготовленні трубочок з внутрішнім Ø 5 мм і більше матрицю роблять з легкоплавких металів та їх сплавів (наприклад, прутковий припій).
Дріт повинна бути гладкою і рівною. Для цього її шліфують дрібним наждачним папером, а потім доводять мікрошкуркой ( «нулевкой»). Потім дріт облужівают, надлишки припою знімають, простягаючи нагріту дріт через невпевнену в кулаці ганчірочку. Неробочі ділянки матриці покривають пластиліном.
У теплій воді (50-60 ° С) розчиняють мідний купорос (200-250 г солі на 1 л води), скориставшись скляним посудом. Відстояний електроліт фільтрують і потім в нього вливають сірчану кислоту з розрахунку 50-60 г на 1 л розчину.
Слід пам'ятати, що вливати розчин в концентровану сірчану кислоту не можна. Стикаючись з водою, вона викликає бурхливу реакцію з великим виділенням тепла і паротворенням. В результаті може статися викид кислоти з посудини. Тому лити треба кислоту в розчин мідного купоросу тонкою цівкою, безперервно помішуючи дерев'яною паличкою.
Щоб мідний осад був щільним і дрібнозернистим, в електроліт рекомендується додати трохи етилового спирту (5-10 г на 1 л електроліту).
Готовий електроліт переливають в робочу ванну, куди покладені матриці і мідна пластинка або дріт.
