Некоторые достижения науки, соответствующие им технологии и продукты производства настолько прочно заняли место в нашей повседневной жизни, что считаются сами собой разумеющимися и извечно сопутствующими человеку. К числу таких технологий относится и гальваника.
Что такое гальваника
За примерами далеко ходить не надо, достаточно оглянуться вокруг — дверные ручки и петли, никелированные или хромированные вставки и накладки бытовой техники, домашней и офисной мебели, оправа очков, дешевая бижутерия и недешевые ювелирные изделия, оцинкованное ведро на даче и оцинкованный кузов любимого автомобиля, полки и витрины со всевозможными сувенирами.
Ответ на вопрос «что такое гальваника» многие начнут искать в уцелевших фрагментах познаний из школьного курса химии, вспомнят аноды, катоды, электролит и будут правы.
Гальваника является одним из разделов электрохимии, изучающей взаимосвязанные явления переноса тока в процессе химических реакций или влияние действия электричества на процессы химических реакций.
Она считается прикладным разделом электрохимии, ее область приложения — изучение и практическое внедрение процессов осаждения металлов на различных поверхностях и деталях.
Своим названием технология обязана итальянскому ученому — врачу, физиологу, физику и химику в одном лице — Луиджи Гальвани. Именно его опыты над лягушками дали толчок к исследованию связей между электричеством и химическими реакциями, а публикация в 1779 году «Трактата о силах электричества при мышечном движении» считается «днём рождения» электрохимии.
Изначально в употребление был введен термин гальванизм как явление действия электричества на мышцы и живые ткани, но постепенно он превратился в исторический. В науке и технике устоялось понятие гальваники или гальванотехники, изучением гальванических процессов в биологии занимается электрофизиология.
Теоретической основой обоих методов является теория электролитической диссоциации и законы Фарадея для процесса электролиза. При прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита на электродах осаждаются составные части растворённых веществ. Отрицательный электрод называется катодом, положительный электрод — анодом. Катионы — положительные ионы металлов и водородные ионы движутся к катоду, анионы — отрицательные ионы кислотных остатков и ионы гидроксильной группы движутся к аноду.
Технология выполнения
Если вернуться к окружающим нас образцам применения гальваники, то практически все из них выполнены по технологии гальваностегии — основного метода гальванотехники. Сущность метода определяется второй составляющей слова «стегия» — покрытие, в переводе с греческого, то есть гальваническое покрытие.
Еще один метод гальванотехники — гальванопластика — применяется гораздо реже. С его помощью создают идеальные копии каких-либо форм с последующим удалением макета или копии формы. Основная область использования этой технологии — изготовление небольших по размерам копий ювелирных изделий и скульптур.
Преимуществом гальваники являются возможность получения покрытия любой требуемой толщины для практически любых форм и поверхностей в сочетании с высокой степенью адгезии и механической прочностью покрытия.
Гальванопокрытие — сложный технологический процесс, на результат которого влияет множество факторов, в том числе:
- качество и чистота оборудования, в том числе гальванической ванны;
- качество электролита, его состав и концентрация;
- качество подготовки катода, в роли которого выступает подлежащая покрытию деталь;
- технологический режим процесса, обеспечивающий равномерность плотности тока по поверхности детали;
- форма самого изделия.
Основные методы нанесения
Промышленная технология нанесения гальванических покрытий позволяет получить покрытие практически из любого существующего металлов, причем нанести покрытие можно не только на металл, но и на многие виды пластиков и полимеров. Самыми распространенными и востребованными видами покрытий являются следующие:
хромирование — позволяет получить твердое и коррозионностойкое, одновременно декоративное покрытие;- никелирование — выполняет декоративную и защитную роль;
- цинкование — предназначено исключительно для защиты деталей от коррозии;
- меднение — выполняют или для создания поверхностного слоя с высокой электропроводностью или в качестве промежуточного при многослойном покрытии изделий;
- золочение или позолота — одно из основных декоративных покрытий в ювелирном деле и защитное покрытие для многих промышленных, в том числе специальных, изделий.
За многие десятилетия существования гальванотехника достаточно отработана и в промышленном масштабе, и в условиях ювелирных мастерских. Доступность оборудования и материалов позволяют осваивать технологию гальваники и домашним умельцам, в основном с целью декоративного украшения. Основным условием для этого сектора производства является обеспечение безопасности, связанное с применением электричества и химических веществ.
