Come viene applicata la galvanica al lavoro ea casa

Nell'attività di ogni elettricista competente, ci sono momenti che richiedono un'analisi accurata dei fenomeni che si verificano durante l'elettrolisi. In molti casi, per l'automazione completa del processo è necessaria la messa a punto degli alimentatori CC in modalità operative con diverse caratteristiche di temporizzazione.

Riferimento storico

Per la prima volta, le leggi fondamentali che descrivono l'effetto della corrente continua sul comportamento delle sostanze disciolte negli elettroliti furono stabilite dallo scienziato inglese Michael Faraday.

I processi fisico-chimici dell'elettrolisi avvengono in una cella elettrolitica.

Prodotto in un contenitore per elettroliti. All'interno del corpo ci sono due elettrodi ai quali vengono applicate cariche positive e negative da una sorgente di tensione costante controllata. La forza della corrente che scorre attraverso il circuito comune è regolata in grandezza e controllata dall'operatore mediante contatori. Le celle elettriche automatizzate operano sotto la supervisione dell'elettronica.

L'elettrodo a cui viene applicata la carica positiva è chiamato «anodo», e quello negativo - il «catodo». Sotto l'azione di una corrente nell'elettrolita, si formano ioni con cariche di segno opposto:

1. cationi;

2. anioni.

Gli ioni caricati positivamente sono chiamati "cationi" perché si muovono verso il catodo. Gli anioni sono ioni caricati negativamente che sono attratti dall'anodo.

Le tecnologie che nascono durante l'elettrolisi sono al crocevia di due scienze:

1. chimica;

2. ingegneria elettrica.

Storicamente, quindi, si è sviluppata la pratica che si occupa di galvanizzazione un ramo speciale dell'elettrochimica, che studia sia i fenomeni elettrochimici che fisici che si verificano durante la deposizione di cationi metallici su qualsiasi tipo di anodo. Questo viene fatto per scegliere le condizioni tecnologiche ottimali, sviluppare tecniche e metodi di lavorazione speciali, scegliere le modalità nominali delle apparecchiature durante la deposizione di determinati metalli su basi diverse.

In pratica rivestimento galvanico è stato a lungo diviso in due direzioni separate e indipendenti:

1. elettroformatura;

2. Zincatura.

Questi metodi funzionano approssimativamente sulle stesse tecnologie, ma differiscono nei materiali della base su cui viene applicato il rivestimento galvanico.

Elettrotipo

Questo è un modo per creare una copia superficiale di un'immagine del volume di una parte non metallica. I materiali principali possono essere facilmente lavorati gesso, pietra, legno, grezzi di plastica e altre sostanze.

Nei laboratori d'arte vengono create forme uniche di gioielli coprendo foglie di vari alberi, fiori, insetti con uno strato di metallo.

Il fondatore del rivestimento galvanico è stato il russo Boris Semenovich Yakobi, che ha sviluppato la tecnologia che ha permesso di creare le famose sculture in metallo che ancora oggi decorano l'edificio della Cattedrale di Sant'Isacco a San Pietroburgo. Per questo lavoro ha ricevuto riconoscimenti a livello mondiale, è stato insignito del Premio Demidov, il più prestigioso per gli scienziati in Russia, ed è stato insignito di una grande medaglia d'oro durante una solenne cerimonia all'Esposizione di Parigi.

Lo spessore dei prodotti creati con metodi di elettroformatura è caratterizzato da dimensioni maggiori, che conferiscono loro resistenza durante il funzionamento. Può raggiungere da 0,25 a due o più millimetri, grazie alla durata dei processi elettrochimici.

I metalli preziosi non ferrosi sono più spesso applicati mediante galvanica nei prodotti artistici:

• oro;

• argento,

• platino;

• rodio.

Per scopi tecnici utilizzare:

• rame;

• nichel;

• ferro.

Nella doratura, argentatura, nichelatura, il rame viene utilizzato come strato intermedio nei processi tecnologici di galvanica.

Galvanizzare

Questo metodo di galvanica si basa sull'applicazione di un sottile strato di metallo protettivo sulla superficie di una parte metallica o di un gruppo di oggetti. Il coperchio superiore può svolgere diverse funzioni:

• protezione dalla corrosione;

• decorazione protettiva;

• migliorare l'aspetto;

• impartire diverse proprietà elettriche alla superficie al fine di migliorare la conduzione della corrente o aumentare le caratteristiche di isolamento;

• aumentare le caratteristiche di resistenza dell'antigrippaggio;

• prolungamento della resistenza all'usura;

• migliorare l'adesione durante la gommatura degli acciai;

• maggiore adesione alle saldature e una serie di altre proprietà.

Una vasta gamma di prodotti galvanici può essere trovata in tutti i luoghi intorno a noi.

La foto sopra mostra i dettagli lavorati che ci circondano nella vita di tutti i giorni: elementi decorati di mobili e lampade, rivestimenti protettivi per elettrodomestici e scatole.

La qualità dello strato applicato al prodotto dipende dalla struttura del rivestimento creato. Per scopi tecnici vengono utilizzati gli strati di sedimenti a grana più fine e allo stesso tempo densi. Vengono creati:

• selezione dei componenti e composizione dell'elettrolita;

• mantenere un regime di temperatura ottimale dell'ambiente di lavoro durante l'elettrolisi;

• impostazioni attuali, stabilità della sua densità e durata del ciclo produttivo.

Tipi di galvanica

Uno strato d'oro conferisce ai prodotti un aspetto ricco, protegge dalla corrosione, aumenta la riflettività del prodotto. Le proprietà conduttive delle superfici placcate in oro funzionano bene nei dispositivi elettronici.

La placcatura in argento viene utilizzata per gli stessi scopi e allo stesso tempo viene spesso utilizzata per migliorare le proprietà conduttive dei circuiti di potenza. Viene applicato ai contatti di avviatori, contattori, relè elettromagnetici e statici, gambe di amplificatori operazionali, microcircuiti e altri componenti elettronici.

La nichelatura consente ai prodotti in acciaio, rame e sue leghe, alluminio, zinco e meno spesso tungsteno, titanio e molibdeno di conferire un aspetto decorativo e fornire protezione contro la corrosione non solo dall'esposizione atmosferica, ma anche quando si lavora in condizioni:

• contaminazione con soluzioni di sali, alcali, acidi deboli;

• maggiore esposizione a carichi meccanici abrasivi.

La cromatura aumenta la durezza e la resistenza all'usura dei metalli e consente di ripristinare le superfici usurate delle parti di attrito ai parametri originali. La modifica delle caratteristiche della modalità tecnologia consente di creare:

• rivestimenti opachi con una tinta grigia, che hanno la massima durezza, fragilità, ma la più bassa resistenza all'usura;

• superfici lucide con buona resistenza all'usura e durezza;

• rivestimenti plastici al latte con bassa durezza, ma aspetto attraente e buone proprietà anticorrosive. Il rivestimento di zinco protegge le lamiere e i prodotti in acciaio dalla corrosione ed è spesso utilizzato nell'industria automobilistica e delle costruzioni.

Il rivestimento in rame dei prodotti in acciaio protegge dalla corrosione e aumenta le proprietà conduttive del metallo, utilizzato per rivestire i cavi elettrici che operano all'aperto.

Il rivestimento in ottone non solo protegge l'acciaio e le leghe di alluminio dalla corrosione, ma ne garantisce anche una buona adesione allo pneumatico.

L'armatura conferisce alle superfici un aspetto unico.

La placcatura in rodio fornisce:

• proteggere l'argento dall'ossidazione;

• decorare le superfici;

• elevata resistenza chimica;

• maggiore resistenza all'usura.

Caratteristiche dei processi tecnologici per la galvanica

I metodi di galvanica industriale sono ampiamente utilizzati nei processi di produzione.

La varietà di attrezzature e metodi di applicazione dello strato esterno determina un gran numero di tecnologie per la costruzione di superfici metalliche.

Di solito i processi tecnologici includono fasi:

1. preparazione preliminare degli spazi vuoti;

2. accumulo dello strato galvanico nei bagni;

3. lavorazione finale del pezzo.

Nella fase preliminare viene eseguita la lavorazione meccanica e il decapaggio delle superfici:

• pulizia da ossidi e impurità;

• sgrassaggio preliminare;

• fissaggio ad apparecchiature sospese;

• isolare i siti che non richiedono elaborazione;

• sgrassaggio finale.

Durante il trattamento anodico delle parti, è importante osservare i parametri ottimali della corrente e la loro durata.

La fase finale comprende:

• neutralizzazione di residui elettrolitici su parti lavorate;

• trattamento alternativo con getti d'acqua a diverse temperature;

• rimozione di parti degli elementi di sospensione;

• rimuovere uno strato isolato da oggetti chiusi;

• asciugatura;

• eseguire il trattamento termico, se necessario;

• finitura meccanica a misura richiesta.

Caratteristiche di progettazione delle moderne attrezzature galvaniche

Per accogliere l'elettrolito vengono utilizzati bagni galvanici realizzato con polimeri resistenti:

• PVC;

• PVDF;

• polipropilene.

Sono montati su una robusta base in metallo insieme alle unità di controllo in design modulare.

La pulizia di alta qualità delle parti è fornita dai metodi di creazione:

• corrente a getto;

• metodo di flusso;

• ricezione in cascata.

La valutazione finale del processo di pulizia viene eseguita dall'operatore utilizzando metodi di osservazione visiva.

Le apparecchiature elettriche installate e i dispositivi di riscaldamento sono controllati automaticamente o dall'operatore. Per accelerare le operazioni, vengono eseguite gorgogliamento, oscillazione e altre tecniche.

Le imprese industriali sono dotate di dispositivi di protezione, assorbitori, aspirazione a bordo, sistemi di trattamento delle acque reflue e consentono l'esecuzione solo di determinati processi, ad esempio:

• deposizione di strati di nichel-oro su prodotti industriali;

• nichel, argento, rame, cromatura su pendenti;

• nichelatura in fusti;

• lavorazione del rame e dello stagno in piccole botti;

• finiture su pendenti;

• trattamento delle acque reflue e altre tecnologie.

Gli impianti industriali utilizzati nelle grandi imprese sono combinati in linee di produzione.

Metodi galvanici fatti in casa

L'uso di metodi di galvanica e galvanica per scopi domestici è alla portata di qualsiasi artigiano domestico. Tuttavia, prima di realizzare tali dispositivi, è necessario studiare e tenere conto delle norme di sicurezza che devono essere seguite quando si lavora con liquidi aggressivi e impianti elettrici, garantire una buona ventilazione dei locali e lo smaltimento delle acque reflue.

L'uso di vasche di vetro è indesiderabile a causa della loro fragilità. È meglio scegliere piatti fatti di forti polimeri trasparenti.

Per il flusso di corrente elettrica di grandezza costante in piccoli serbatoi di elettroliti, è possibile utilizzare la progettazione di blocchi già pronti da un computer o un telefono cellulare o realizzarli autonomamente per esigenze specifiche.

Dispositivi di alimentazione abbastanza semplici da vecchie radio con regolazione a transistor possono essere trovati su Internet o prendere come base il seguente diagramma.

In esso è possibile utilizzare un trasformatore di qualsiasi vecchio televisore o caricarlo da soli.Le caratteristiche nominali del transistor di potenza, del ponte a diodi raddrizzatori e del resistore di regolazione sono selezionate in base alla potenza del carico. Un condensatore elettrolitico equalizza la tensione livellata. Un amperometro è integrato per il monitoraggio continuo del valore corrente.

La disposizione delle parti di un blocco simile, ma con un nodo aggiuntivo di transistor di controllo, è mostrata nella foto.

Un raffreddatore ad aria viene utilizzato per un migliore raffreddamento del transistor di potenza.

È molto semplice realizzare un'altra unità di alimentazione: le uscite dei contatti separati «+» e «-» dal caricatore del telefono cellulare sono collegate da un dispositivo di misurazione e un resistore di carico di regolazione con la potenza corrispondente agli elettrodi del galvanico bagno.

Quando esegue lavori con metodi galvanici o galvanici, un artigiano domestico dovrà condurre autonomamente esperimenti e registrare i loro risultati per acquisire esperienza. Solo così appariranno maestria e abilità pratiche.