Hoe galvaniseren wordt toegepast op het werk en thuis

In de activiteiten van elke bekwame elektricien zijn er momenten die een nauwkeurige analyse vereisen van de verschijnselen die optreden tijdens elektrolyse. In veel gevallen is het fijn afstemmen van DC-voedingen op de bedrijfsmodus met verschillende timingkarakteristieken vereist voor volledige procesautomatisering.

Historische referentie

Voor het eerst werden de basiswetten die het effect beschrijven van gelijkstroom op het gedrag van in elektrolyten opgeloste stoffen vastgesteld door de Engelse wetenschapper Michael Faraday.

Fysisch-chemische processen van elektrolyse vinden plaats in een elektrolytische cel.

Geproduceerd in een elektrolytcontainer. In het lichaam bevinden zich twee elektroden waarop positieve en negatieve ladingen worden aangebracht vanuit een gecontroleerde constante spanningsbron. De sterkte van de stroom die door het gemeenschappelijke circuit vloeit, wordt in grootte geregeld en gecontroleerd door de operator met behulp van meters. Geautomatiseerde elektrische cellen werken onder toezicht van elektronica.

De elektrode waarop de positieve lading wordt aangebracht, wordt de "anode" genoemd en de negatieve - de "kathode". Onder invloed van een stroom in de elektrolyt worden ionen met ladingen van tegengestelde tekens gevormd:

1. kationen;

2. anionen.

Positief geladen ionen worden "kationen" genoemd omdat ze naar de kathode bewegen. Anionen zijn negatief geladen ionen die aangetrokken worden door de anode.

De technologieën die ontstaan ​​tijdens elektrolyse bevinden zich op het kruispunt van twee wetenschappen:

1. chemie;

2. elektrotechniek.

Historisch gezien heeft zich daarom de praktijk ontwikkeld dat een speciale tak van elektrochemie zich bezighoudt met galvanisatie, die zowel de elektrochemische als fysische verschijnselen bestudeert die optreden tijdens de afzetting van metaalkationen op elk type anode. Dit wordt gedaan om de optimale technologische omstandigheden te kiezen, om speciale technieken en verwerkingsmethoden te ontwikkelen, om de nominale uitrustingsmodi te kiezen tijdens de afzetting van bepaalde metalen op verschillende bases.

In praktijk galvanische coating is al lang opgesplitst in twee afzonderlijke, onafhankelijke richtingen:

1. elektroformeren;

2. Verzinken.

Deze methoden werken op ongeveer dezelfde technologieën, maar verschillen in de materialen van de basis waarop de galvanische coating wordt aangebracht.

Elektrotype

Dit is een manier om een ​​ondiepe kopie te maken van een volumebeeld van een niet-metalen onderdeel. De belangrijkste materialen kunnen gemakkelijk worden verwerkt gips, steen, hout, plastic vormstukken en andere stoffen.

In kunstworkshops worden unieke vormen van sieraden gemaakt door bladeren van verschillende bomen, bloemen, insecten te bedekken met een laag metaal.

De grondlegger van galvanische coating was de Rus Boris Semenovich Yakobi, die de technologie ontwikkelde die het mogelijk maakte om de beroemde metalen sculpturen te maken die nog steeds het gebouw van de St. Isaac's Cathedral in St. Petersburg sieren. Voor dit werk ontving hij wereldwijde erkenning, ontving hij de Demidov-prijs, de meest prestigieuze voor wetenschappers in Rusland, en ontving hij een grote gouden medaille tijdens een plechtige ceremonie op de tentoonstelling in Parijs.

De dikte van producten die zijn gemaakt door middel van elektroformeermethoden, wordt gekenmerkt door grotere afmetingen, waardoor ze steviger worden tijdens het gebruik. Het kan variëren van 0,25 tot twee of meer millimeter, dit wordt bereikt door de duur van de elektrochemische processen.

Non-ferro edelmetalen worden meestal toegepast door galvaniseren in artistieke producten:

• goud;

• zilver,

• platina;

• rhodium.

Gebruik voor technische doeleinden:

• koper;

• nikkel;

• ijzer.

Bij vergulden, zilver, vernikkelen wordt koper gebruikt als tussenlaag in technologische processen voor galvaniseren.

verzinken

Deze methode van galvaniseren is gebaseerd op het aanbrengen van een dunne laag beschermend metaal op het oppervlak van een metalen onderdeel of groep objecten. De bovenklep kan verschillende functies uitvoeren:

• bescherming tegen corrosie;

• beschermende decoratie;

• verbetering van het uiterlijk;

• het verlenen van verschillende elektrische eigenschappen aan het oppervlak om de stroomgeleiding te verbeteren of de isolatie-eigenschappen te vergroten;

• het verhogen van de sterkte-eigenschappen van anti-seize;

• verlenging van slijtvastheid;

• verbetering van de hechting bij het rubberiseren van staal;

• verhoogde hechting aan soldeer en een aantal andere eigenschappen.

Op alle locaties om ons heen is een groot assortiment galvanische producten te vinden.

De bovenstaande foto toont de verwerkte details die ons in het dagelijks leven omringen: versierde elementen van meubels en lampen, beschermende coatings voor huishoudelijke apparaten en dozen.

De kwaliteit van de op het product aangebrachte laag is afhankelijk van de structuur van de gemaakte coating. Voor technische doeleinden worden de meest fijnkorrelige en tegelijkertijd dichte sedimentlagen gebruikt. Ze zijn gemaakt:

• selectie van componenten en elektrolytsamenstelling;

• het handhaven van een optimaal temperatuurregime van de werkomgeving tijdens elektrolyse;

• huidige instellingen, stabiliteit van de dichtheid en duur van de productiecyclus.

Soorten galvaniseren

Een laagje goud geeft de producten een rijke uitstraling, beschermt tegen corrosie, verhoogt de reflectiviteit van het product. De geleidende eigenschappen van vergulde oppervlakken werken goed in elektronische apparaten.

Verzilveren wordt voor dezelfde doeleinden gebruikt en wordt tegelijkertijd vaak gebruikt om de geleidende eigenschappen van stroomcircuits te verbeteren. Het wordt toegepast op de contacten van starters, schakelaars, elektromagnetische en statische relais, poten van operationele versterkers, microschakelingen en andere elektronische componenten.

Door vernikkelen kunnen producten gemaakt van staal, koper en zijn legeringen, aluminium, zink en minder vaak wolfraam, titanium en molybdeen een decoratief uiterlijk geven en bescherming bieden tegen corrosie, niet alleen door atmosferische blootstelling, maar ook bij het werken onder omstandigheden:

• verontreiniging met oplossingen van zouten, basen, zwakke zuren;

• verhoogde blootstelling aan mechanische schurende belastingen.

Verchromen verhoogt de hardheid en slijtvastheid van metalen en stelt u in staat om versleten oppervlakken van wrijvingsonderdelen te herstellen naar hun oorspronkelijke parameters. Door de kenmerken van de technologiemodus te wijzigen, kunt u het volgende creëren:

• matte coatings met een grijze tint, die de grootste hardheid, brosheid, maar de laagste slijtvastheid hebben;

• glanzende oppervlakken met goede slijtvastheid en hardheid;

• plastic melkcoatings met lage hardheid, maar aantrekkelijk uiterlijk en goede anti-corrosie-eigenschappen. Zinkcoating beschermt staalplaten en staalproducten tegen corrosie en wordt vaak gebruikt in de automobiel- en bouwsector.

Kopercoating van stalen producten beschermt tegen corrosie en verhoogt de geleidende eigenschappen van het metaal dat wordt gebruikt om elektrische draden die buitenshuis worden gebruikt te bedekken.

Messingcoating beschermt niet alleen staal en aluminiumlegeringen tegen corrosie, maar zorgt ook voor een goede hechting aan de band.

Armoring geeft de oppervlakken een unieke uitstraling.

Rhodium plating biedt:

• zilver beschermen tegen aanslag;

• decoreren van oppervlakken;

• hoge chemische weerstand;

• verhoogde slijtvastheid.

Kenmerken van technologische processen voor galvaniseren

Industriële galvaniseermethoden worden veel gebruikt in productieprocessen.

De verscheidenheid aan apparatuur en methoden voor het aanbrengen van de buitenste laag bepalen een groot aantal technologieën voor het bouwen van oppervlaktemetaal.

Gewoonlijk omvatten technologische processen fasen:

1. voorbereidende voorbereiding van blanco's;

2. ophoping van de galvanische laag in de baden;

3. eindverwerking van het onderdeel.

In het voorbereidende stadium wordt mechanische verwerking en beitsen van oppervlakken uitgevoerd:

• reiniging van oxiden en onzuiverheden;

• voorafgaande ontvetting;

• bevestiging aan hangende apparatuur;

• het isoleren van sites die geen verwerking behoeven;

• definitieve ontvetting.

Tijdens de anodische behandeling van de onderdelen is het belangrijk om de optimale parameters van de stroom en hun duur te observeren.

De laatste fase omvat:

• neutralisatie van elektrolytische resten op bewerkte onderdelen;

• alternatieve behandeling met waterstralen bij verschillende temperaturen;

• verwijderen van delen van de ophangelementen;

• een geïsoleerde laag verwijderen van gesloten objecten;

• drogen;

• warmtebehandeling uitvoeren, indien nodig;

• mechanisch nabewerken tot gewenste maat.

Ontwerpkenmerken van moderne galvaniseerapparatuur

Om de elektrolyt te huisvesten worden gebruikt galvanische baden gemaakt van resistente polymeren:

• PVC;

• PVDF;

• polypropyleen.

Ze zijn gemonteerd op een stevige metalen basis samen met regeleenheden in modulaire ontwerpen.

Hoogwaardige reiniging van onderdelen wordt geleverd door creatiemethoden:

• straalstroom;

• stroom methode;

• cascade ontvangst.

De eindevaluatie van het reinigingsproces wordt uitgevoerd door de operator met behulp van visuele observatiemethoden.

De geïnstalleerde elektrische apparatuur en verwarmingstoestellen worden automatisch of door de operator aangestuurd. Om operaties te versnellen, worden borrelen, schommelen en andere technieken uitgevoerd.

Industriële ondernemingen zijn uitgerust met beveiligingsinrichtingen, absorbers, afzuiging aan boord, afvalwaterzuiveringssystemen en laten alleen bepaalde processen toe, bijvoorbeeld:

• afzetting van nikkel-goudlagen op industriële producten;

• nikkel, zilver, koper, verchromen op hangers;

• vernikkelen in vaten;

• verwerking van koper en tin in kleine vaten;

• trim op hangers;

• afvalwaterzuivering en andere technologieën.

Industriële installaties die in grote ondernemingen worden gebruikt, worden gecombineerd tot productielijnen.

Zelfgemaakte galvanische methoden

Het gebruik van galvanisatie- en galvaniseermethoden voor huishoudelijke doeleinden ligt binnen de macht van elke thuisvakman. Voordat u echter dergelijke apparaten maakt, moet u de veiligheidsregels bestuderen en in acht nemen die moeten worden gevolgd bij het werken met agressieve vloeistoffen en elektrische installaties, zorgen voor een goede ventilatie van het pand en de afvoer van afvalwater.

Het gebruik van glazen kuipen is vanwege hun kwetsbaarheid ongewenst. Het is beter om gerechten te kiezen die zijn gemaakt van sterke transparante polymeren.

Voor de stroom van elektrische stroom van constante grootte in kleine elektrolyttanks, kunt u het ontwerp van kant-en-klare blokken van een computer of mobiele telefoon gebruiken of ze zelf maken voor specifieke behoeften.

Heel eenvoudige voedingsapparaten van oude radio's met transistorregeling zijn op internet te vinden of neem het volgende schema als basis.

Daarin kunt u een transformator van elke oude tv gebruiken of deze zelf opwinden.De nominale kenmerken van de vermogenstransistor, de gelijkrichtende diodebrug en de regelweerstand worden geselecteerd op basis van het vermogen van de belasting. Een elektrolytische condensator egaliseert de afgevlakte spanning. Er is een ampèremeter ingebouwd voor continue bewaking van de stroomwaarde.

De opstelling van delen van een vergelijkbaar blok, maar met een extra knooppunt van besturingstransistors, wordt op de foto getoond.

Voor een betere koeling van de vermogenstransistor wordt een luchtkoeler gebruikt.

Het is heel eenvoudig om een ​​andere voedingseenheid te maken: de uitgangen van de afzonderlijke contacten «+» en «-» van de oplader van de mobiele telefoon zijn door een meetapparaat en een regelende belastingsweerstand met het overeenkomstige vermogen verbonden met de elektroden van de galvanische bad.

Bij het uitvoeren van werk met galvanische of galvanische methoden, zal een thuisvakman zelfstandig experimenten moeten uitvoeren en hun resultaten moeten vastleggen om ervaring op te doen. Alleen op deze manier zullen meesterschap en praktische vaardigheden verschijnen.