БСЭ1/Гальваностегия

Материал из Wikilivres.ru
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Гальваностегия
Большая советская энциклопедия (1-е издание)
Brockhaus Lexikon.jpg Словник: Высшее — Гейлинкс. Источник: т. XIV (1929): Высшее — Гейлинкс, стлб. 434—437


ГАЛЬВАНОСТЕГИЯ, способы использования электрического тока для покрытия одних металлов другими металлами. Процесс имеет целью, во-первых, предохранить покрываемый предмет от вредного действия окружающей среды (ржавления, растворения, разъедания, стирания); во-вторых, сообщить металлу красивую поверхность, блестящую или матовую. Иногда, впрочем, гальваническому покрытию подвергаются и не металлы. Их поверхность, если она не электропроводна, предварительно должна быть сделана таковой. Для целей Г. покрываемый предмет погружается в раствор проводящих электрический ток солей-электролитов, важнейшею составною частью которых являются ионы, т. е. заряженные частицы металла,БСЭ1. Гальваностегия 1.jpgРис. 1. подлежащего осаждению; сам предмет соединяется с соответствующим источником отрицательного тока, т. е. служит «катодом» в получающейся гальванической ванне, вводя в нее отрицательный электрический ток. Положительный ток входит в ванну с помощью анода, сделанного из того же самого металла, к-рый осаждается на катоде. Обычно, аноды растворяются пропорционально проходящему току, но иногда применяются и нерастворимые аноды. Т. к. все электролиты состоят из положительных и отрицательных ионов, т. е. катионов и анионов, то механизм продвижения тока через гальваническую ванну заключается в следующем: катионы, т. е. положительные частицы металла, под влиянием отрицательного поля на катоде движутся по направлению к нему и на нем теряют свой заряд, осаждаясь в виде твердых частиц металла.БСЭ1. Гальваностегия 2.jpgРис. 2. Анионы, т. е. ионы, заряженные отрицательно и представляющие либо атомы металлоидов либо их группы, движутся к аноду и там разряжаются действием положительных электрических зарядов . Разряженные атомы или их группы растворяют металл анода, образуют соли, если он растворим, и выделяются обычно в газообразном виде, если он нерастворим. Нередко аноды бывают полурастворимыми, т. е. на них единовременно идет растворение металлов и выделение газа. Катодное выделение металлов часто сопровождается выделением газообразного водорода, получаемого при разрядке катиона водорода, всегда присутствующего в водных растворах; чем кислее раствор, тем больше в нем содержится этих катионов. Источником тока для целей Г. служат динамомашины постоянного тока для более крупных установок и аккумуляторы—в случае небольших ванн.

Можно, впрочем, откладывать металлические осадки, не прибегая к внешним источникам электричества—т. н. «контактным» способом. Если в подходящем растворе покрываемый предмет поставить в тесный контакт с более электроотрицательным металлом, то на данном предмете произойдет осаждение из раствора соответствующего более электроположительного металла за счет работы получающегося таким образом гальванического элемента, накоротко замкнутого.БСЭ1. Гальваностегия 3.jpgРис. 3. Для получения прочных, хорошо держащихся на предметах и красивых гальванических осадков необходимо весьма строго соблюдать целый ряд условий; иначе осадки будут покрываться пятнами, отслаиваться, осыпаться либо совсем не будут образовываться. Важнейшим условием является чистая поверхность металла, совершенно свободная от жиров (олифы), красок и окислов (как-то: ржавчины, окисления и др. загрязнений). Первой операцией является поэтому механическая чистка, а также шлифовка и даже полировка, если в результате операции нужны гладкие, блестящие поверхности. Затем следует очистка от жира нагреванием в щелочах. Весьма полное обезжиривание получается, если подвесить данный предмет в качестве катода в раствор соды или поташа и подвергнуть электролизу с помощью железного анода.БСЭ1. Гальваностегия 4.jpgРис. 4. С обезжиренного предмета тщательно удаляются остатки окислов путем травления кислотами и др. реактивами. Для целей травления железа очень полезно подвесить предмет в качестве анода в слабой серной кислоте и подвергнуть электролизу, а затем применить в качестве катода в слабо щелочном растворе. Весьма важно производить покрытие металлов, придерживаясь установленной плотности тока, т. е. силы тока на единицу поверхности предмета. Исключительно ваяемое значение имеет состав ванн. Помимо солей, содержащих осаждаемый металл, в растворах ванн находятся нек-рые др. электролиты и неэлектролиты, часто совершенно необходимые для получения осадков определенного качества. Все вещества должны быть химически чисты. Нек-рые металлы осаждаются хорошо лишь при высокой температуре, особенно, когда нужно получить толстые осадки. Осаждение металлов производится обычно в ваннах, глазурованных—керамиковых или деревянных, просмоленных или пропарафиненных изнутри [см. рис. 1, где изображены также измерительн. приборы—амперметры () и вольтметры ()]; для Г. в лабораторном масштабе применяются стеклянные или фаянсовые ванны (см. рис. 2). Схема включения тока приведена на рис. 3. Покрываемые предметы подвешиваются с помощью металлических проволок к металлическим перекладинкам, положенным на борта ванны. Пример подвешивания для целей никелировки приведен на рис. 4. Аноды должны помещаться как можно дальше от катодов, иметь бо́льшую площадь, чем первые, и окружать их со всех сторон. Металлическая мелочь помещается для покрытия в особые барабаны, в к-рых все вместе образует один катод.

Из чрезвычайно большого числа способов и рецептов ванн приведем в качестве примера распространенное никелирование (весовые количества отнесены к л воды, а плотность тока —к дм² и выражена в ; —напряжение в вольтах).

Никелирование. 1) Раствор: 50 г сернокислого никеля, 25 г хлористого аммония; , ; аноды литого никеля. Применимо к латуни, бронзе, меди и для массового покрытия. 2) Раствор: 40 г сернокислого никеля, 35 г лимоннокислого натрия; , . Аноды вальцованные. Применимо к железу, стали, латуни и цинку. 3) Раствор: 55 г двойной соли сернокислого никеля и аммония, 5 г сернокислого аммония, 40 г борной кислоты; , . Аноды литые. Применимо для получения красивых, блестящих, по более тонких осадков.

При работе необходимо, чтобы ванны оставались слабо кислыми. При увеличении кислотности необходимо ее нейтрализовать углекислым никелем. В нек-рых специальных случаях применимы щелочные аммиачные растворы. Все указанные растворы не требуют подогревания.—Для контактного покрытия применяется горячий раствор: 100 частей двойной сернокислой соли никеля и аммония, 40 частей хлористого аммония, 60 частей воды. Контакт с цинком либо алюминиевым ситом.

Металлы после покрытия гальваностегическими осадками могут шлифоваться и полироваться.

Лит.: Баймаков Ю. В., Электролитическое осаждение металлов, Л., 1925; Pfanhauser W., Die elektrolytischen Metallniederschläge, Lehrbuch der Galwanotechnik, 6 Aufl., B., 1922; Hughes W. E., Modernes elektrolytisches Ueberziehen, Lpz., 1927; Изгарышев H. А., Гальванопластика и гальваностегия, М., 1926 (попул.).