Como a galvanoplastia é aplicada no trabalho e em casa

Nas atividades de todo eletricista competente, existem momentos que exigem uma análise precisa dos fenômenos que ocorrem durante a eletrólise. Em muitos casos, é necessário o ajuste fino das fontes de alimentação CC no modo de operação com diferentes características de temporização para a automação completa do processo.

Referência histórica

Pela primeira vez, as leis básicas que descrevem o efeito da corrente contínua no comportamento das substâncias dissolvidas em eletrólitos foram estabelecidas pelo cientista inglês Michael Faraday.

Os processos físico-químicos de eletrólise ocorrem em uma célula eletrolítica.

Produzido em um recipiente de eletrólito. Dentro do corpo há dois eletrodos aos quais cargas positivas e negativas são aplicadas a partir de uma fonte de voltagem constante controlada. A força da corrente que flui através do circuito comum é regulada em magnitude e controlada pelo operador usando medidores. Células elétricas automatizadas operam sob a supervisão de eletrônicos.

O eletrodo ao qual a carga positiva é aplicada é chamado de «ânodo» e o negativo - o «cátodo». Sob a ação de uma corrente no eletrólito, são formados íons com cargas de sinais opostos:

1. cátions;

2. ânions.

Os íons carregados positivamente são chamados de "cátions" porque se movem em direção ao cátodo. Os ânions são íons carregados negativamente que são atraídos para o ânodo.

As tecnologias que surgem durante a eletrólise estão na encruzilhada de duas ciências:

1. química;

2. engenharia elétrica.

Historicamente, portanto, desenvolveu-se a prática de que um ramo especial da eletroquímica lida com a galvanização, que estuda os fenômenos eletroquímicos e físicos que ocorrem durante a deposição de cátions metálicos em qualquer tipo de ânodo. Isso é feito para escolher as condições tecnológicas ideais, desenvolver técnicas e métodos especiais de processamento, escolher os modos nominais de equipamento durante a deposição de certos metais em diferentes bases.

Na prática revestimento galvânico há muito tempo foi dividido em duas direções separadas e independentes:

1. eletroformação;

2. Galvanização.

Esses métodos funcionam aproximadamente nas mesmas tecnologias, mas diferem nos materiais da base na qual o revestimento galvânico é aplicado.

Eletrótipo

Esta é uma maneira de criar uma cópia rasa de uma imagem de volume de uma peça não metálica. Os principais materiais podem ser facilmente processados ​​​​em gesso, pedra, madeira, espaços em branco de plástico e outras substâncias.

Nas oficinas de arte, formas únicas de joalheria são criadas cobrindo folhas de várias árvores, flores, insetos com uma camada de metal.

O fundador do revestimento galvânico foi o russo Boris Semenovich Yakobi, que desenvolveu a tecnologia que possibilitou a criação das famosas esculturas de metal que ainda decoram o prédio da Catedral de Santo Isaac, em São Petersburgo. Por este trabalho, ele recebeu reconhecimento mundial, recebeu o Prêmio Demidov, o mais prestigioso para cientistas da Rússia, e recebeu uma grande medalha de ouro durante uma cerimônia solene na Exposição de Paris.

A espessura dos produtos criados pelos métodos de eletroformação é caracterizada por dimensões aumentadas, o que lhes confere resistência durante a operação. Pode atingir de 0,25 a dois ou mais milímetros, o que é obtido pela duração dos processos eletroquímicos.

Metais preciosos não ferrosos são mais frequentemente aplicados por galvanoplastia em produtos artísticos:

• ouro;

• prata,

• platina;

• ródio.

Para fins técnicos, use:

• cobre;

• níquel;

• ferro.

Na douração, prata, niquelagem, o cobre é utilizado como camada intermediária nos processos tecnológicos de galvanoplastia.

galvanização

Este método de galvanoplastia é baseado na aplicação de uma fina camada de metal protetor na superfície de uma peça de metal ou grupo de objetos. A tampa superior pode executar várias funções:

• proteção contra corrosão;

• decoração protetora;

• melhorar a aparência;

• conferir diferentes propriedades elétricas à superfície para melhorar a condução de corrente ou aumentar as características de isolamento;

• aumentando as características de resistência do antiaderente;

• prolongamento da resistência ao desgaste;

• melhorando a adesão ao emborrachamento de aços;

• maior adesão a soldas e uma série de outras propriedades.

Uma grande variedade de produtos de galvanoplastia pode ser encontrada em todos os locais ao nosso redor.

A foto acima mostra os detalhes processados ​​\u200b\u200bque nos cercam no dia a dia: elementos decorados de móveis e luminárias, revestimentos protetores para eletrodomésticos e caixas.

A qualidade da camada aplicada ao produto depende da estrutura do revestimento criado. Para fins técnicos, são utilizadas as camadas de sedimentos mais finos e ao mesmo tempo densas. Eles são criados:

• seleção de componentes e composição eletrolítica;

• manter um regime de temperatura ideal do ambiente de trabalho durante a eletrólise;

• configurações atuais, estabilidade de sua densidade e duração do ciclo de produção.

Tipos de galvanoplastia

Uma camada de ouro dá aos produtos uma aparência rica, protege contra a corrosão, aumenta a refletividade do produto. As propriedades condutoras das superfícies banhadas a ouro funcionam bem em dispositivos eletrônicos.

O revestimento de prata é usado para os mesmos fins e, ao mesmo tempo, é frequentemente usado para melhorar as propriedades condutivas dos circuitos de energia. É aplicado aos contatos de starters, contatores, relés eletromagnéticos e estáticos, pernas de amplificadores operacionais, microcircuitos e outros componentes eletrônicos.

O revestimento de níquel permite que produtos feitos de aço, cobre e suas ligas, alumínio, zinco e menos frequentemente tungstênio, titânio e molibdênio dêem uma aparência decorativa e protejam contra a corrosão não apenas da exposição atmosférica, mas também ao trabalhar sob condições:

• contaminação com soluções de sais, álcalis, ácidos fracos;

• maior exposição a cargas mecânicas abrasivas.

A cromagem aumenta a dureza e a resistência ao desgaste dos metais e permite restaurar as superfícies desgastadas das peças de fricção aos seus parâmetros originais. Alterar as características do modo de tecnologia permite criar:

• revestimentos foscos com tonalidade cinza, que possuem maior dureza, fragilidade, mas menor resistência ao desgaste;

• superfícies brilhantes com boa resistência ao desgaste e dureza;

• revestimentos de leite de plástico com baixa dureza, mas aparência atraente e boas propriedades anticorrosivas. O revestimento de zinco protege chapas de aço e produtos de aço da corrosão e é frequentemente usado nas indústrias automotiva e de construção.

O revestimento de cobre de produtos de aço protege contra a corrosão e aumenta as propriedades condutoras do metal, usado para cobrir fios elétricos operando ao ar livre.

O revestimento de latão não apenas protege as ligas de aço e alumínio da corrosão, mas também garante sua boa adesão ao pneu.

A blindagem dá às superfícies uma aparência única.

O banho de ródio fornece:

• protegendo a prata de manchas;

• decorar superfícies;

• alta resistência química;

• maior resistência ao desgaste.

Características dos processos tecnológicos para galvanoplastia

Os métodos de galvanoplastia industrial são amplamente utilizados em processos de fabricação.

A variedade de equipamentos e métodos de aplicação da camada externa determina um grande número de tecnologias para a construção de superfícies metálicas.

Normalmente, os processos tecnológicos incluem etapas:

1. preparação preliminar de espaços em branco;

2. acúmulo de camada galvânica nos banhos;

3. processamento final da peça.

Na fase preliminar, é realizado o processamento mecânico e a decapagem das superfícies:

• limpeza de óxidos e impurezas;

• desengorduramento preliminar;

• fixação em equipamentos suspensos;

• isolar sites que não requerem processamento;

• desengorduramento final.

Durante o tratamento anódico das peças, é importante observar os parâmetros ótimos da corrente e sua duração.

A fase final inclui:

• neutralização de resíduos eletrolíticos em peças processadas;

• tratamento alternativo com jatos de água em diferentes temperaturas;

• remoção de partes dos elementos de suspensão;

• remover uma camada isolada de objetos fechados;

• secagem;

• realizar tratamento térmico, se necessário;

• acabamento mecânico no tamanho desejado.

Características de design de equipamentos modernos de galvanoplastia

Para acomodar o eletrólito são usados banhos galvânicos feito de polímeros resistentes:

• PVC;

• PVDF;

• polipropileno.

Eles são montados em uma base de metal resistente juntamente com unidades de controle em projetos modulares.

A limpeza de peças de alta qualidade é fornecida por métodos de criação:

• corrente de jato;

• método de fluxo;

• recepção em cascata.

A avaliação final do processo de limpeza é realizada pelo operador usando métodos de observação visual.

O equipamento elétrico instalado e os dispositivos de aquecimento são controlados automaticamente ou pelo operador. Para acelerar as operações, são realizadas borbulhamento, balanço e outras técnicas.

As empresas industriais estão equipadas com dispositivos de proteção, absorvedores, sucção a bordo, sistemas de tratamento de águas residuais e permitem a realização de apenas alguns processos, por exemplo:

• deposição de camadas de níquel-ouro em produtos industriais;

• níquel, prata, cobre, cromagem em pingentes;

• niquelagem em tambores;

• processamento de cobre e estanho em pequenos barris;

• guarnição em pingentes;

• tratamento de águas residuais e outras tecnologias.

Plantas industriais usadas em grandes empresas são combinadas em linhas de produção.

Métodos galvânicos caseiros

O uso de métodos de galvanoplastia e galvanoplastia para fins domésticos está ao alcance de qualquer artesão doméstico. No entanto, antes de fazer tais dispositivos, você deve estudar e levar em consideração as regras de segurança que devem ser seguidas ao trabalhar com líquidos agressivos e instalações elétricas, garantir uma boa ventilação das instalações e descarte de águas residuais.

O uso de cubas de vidro é indesejável devido à sua fragilidade. É melhor escolher pratos feitos de polímeros transparentes fortes.

Para o fluxo de corrente elétrica de magnitude constante em pequenos tanques de eletrólito, você pode usar o design de blocos prontos de um computador ou telefone celular ou fazê-los você mesmo para necessidades específicas.

Dispositivos de alimentação bastante simples de rádios antigos com regulagem de transistor podem ser encontrados na Internet ou tomar como base o diagrama a seguir.

Nele, você pode usar um transformador de qualquer TV antiga ou enrolar você mesmo.As características nominais do transistor de potência, da ponte de diodo retificadora e do resistor regulador são selecionadas de acordo com a potência da carga. Um capacitor eletrolítico equaliza a tensão suavizada. Um amperímetro é construído para monitoramento contínuo do valor atual.

A disposição das partes de um bloco semelhante, mas com um nó adicional de transistores de controle, é mostrada na foto.

Um resfriador de ar é usado para melhor resfriamento do transistor de potência.

É muito fácil fazer outra fonte de alimentação: as saídas dos contatos separados «+» e «-» do carregador do celular são conectadas por um dispositivo de medição e um resistor regulador de carga com a potência correspondente aos eletrodos do galvânico banho.

Ao realizar trabalhos por métodos galvânicos ou galvânicos, um artesão doméstico terá que conduzir experimentos de forma independente e registrar seus resultados para ganhar experiência. Somente assim o domínio e as habilidades práticas aparecerão.