تكنولوجيا طلاء النحاس في المنزل. الطلاء الكهربائي بالنحاس: طلاء النحاس بالمعدن بطريقة التحليل الكهربائي ، متوفر في المنزل

طلاء النحاس هو عملية طلاء النحاس بالكهرباء أسطح مختلفة. تتميز الطبقة النحاسية بالتصاق قوي بالمعادن ، وتزيل عيوب السطح المطلي ، ولديها موصلية كهربائية عالية ومناسبة لمزيد من المعالجة. يمكن استخدام طلاء النحاس عملية مستقلة، وكجزء من العناصر الأكثر تعقيدًا (الفضة والنيكل والكروم). إلى جانب الطريقة الصناعية ، يتم استخدام طلاء النحاس في المنزل ، مما يسمح بحل العديد من المشكلات المنزلية. ماعدا عالية تحديد، يبدو هذا الطلاء رائعًا ، وهو ما يحدد استخدامه في حلول التصميم المختلفة.

تكنولوجيا طلاء النحاس

في الظروف الصناعية ، يحدث طلاء النحاس في حمامات الطلاء الكهربائي القوية ، المجهزة بمعدات التشغيل الآلي وغيرها معدات خاصة. ومع ذلك ، يمكن إجراء هذه العملية في المنزل ، مما يلغي الحاجة إلى معدات كيميائية معقدة.

تسلسل العمليات التكنولوجية على النحو التالي:

1. ج سطح معدنيتتم إزالة فيلم أكسيد. يتم استخدام ورق الصنفرة والفرشاة ومعجون التلميع ؛

2. يتم إزالة الشحوم من الجسم المراد طلاؤه بمحلول الصودا وغسله جيدًا بالماء ؛

3. يتم غمر صفيحتين من النحاس (الأنودات) في وعاء زجاجي على سلك نحاسي ، ويتم تعليق جزء بينهما.

4. يتم توصيل الأنودات بـ "زائد" المصدر التيار المباشر، والجزء المطلي بالنحاس إلى "ناقص" ؛

5. يتم توصيل المتغير المتغير ، الذي ينظم التيار ، ومقياس التيار الكهربائي في سلسلة بالدائرة الكهربائية. كمصدر تيار مباشر ، يمكنك استخدام بطارية السيارة أو مصدر الطاقة ؛

6. يُسكب المحلول الكهربائي في الحاوية بطريقة تغطي سطح الأنودات بالكامل. يجب إجراء هذه العملية بعناية خاصة ، وتجنب ملامسة السائل الكاوية مناطق مفتوحةجثث!

7. كثافة التيار مضبوطة على 2A لكل dm2 من السطح المعالج ، درجة حرارة المنحل بالكهرباء: 20-26 درجة ، زمن المعالجة: 20-25 دقيقة.

8. يتم إزالة الجزء المطلي بالنحاس من الخزان ، وتكتمل العملية. يمكن زيادة سماكة الطبقة النحاسية عن طريق زيادة زمن بقاء الجزء في حمام الطلاء.

تكوين المنحل بالكهرباء ليس معقدًا: حمض الكبريتيك - 40 جم ، كبريتات النحاس - 190 جم ، ماء - 980 جم.

بعض نصائح طلاء النحاس:

• يمكن شراء كبريتات النحاس من متاجر البستنة والبستنة ، ويمكن شراء حامض الكبريتيك والماء المقطر من وكلاء السيارات ؛
• كحمام كلفاني ، من الضروري استخدام حاوية مصنوعة من مادة مقاومة للوسائط العدوانية. يمكن أن تؤخذ جرة زجاجيةأو علبة بلاستيكية صغيرة ؛
• حتى لا تصبح طبقة النحاس المطبقة فضفاضة ، يجب أن يتم صقل السطح المراد تحضيره بأكبر قدر ممكن من الدقة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ألا يكون تيار التشغيل كبيرًا جدًا. سيتم تعويض ضياع الوقت بجودة المنتج الناتج.

افعل ذلك بنفسك أمثلة لطلاء النحاس

في بعض الأحيان يكون من الضروري استبدال النحاس الفاشل أثاث، ويتم بيع المنتجات المطلية بالنيكل فقط. في هذه الحالة ، من السهل تجميع التركيب لترسيب النحاس. الأجهزة والمواد اللازمة: مصدر طاقة 12 فولت / 3 أمبير ، حامض الكبريتيك وكبريتات النحاس.

تحتاج أولاً إلى إزالة طلاء النيكل. للقيام بذلك ، يتم تثبيت الجزء بملاقط يتم توفير "ناقص" من مزود الطاقة. قطعة قماش تعلق على

قطب موجب مغموس في حمض الكبريتيك بنسبة 5٪ ، يتم مسح سطح المنتج.

عند إزالة طلاء النيكل ، تتشكل أبخرة سامة ، والتي من الضروري حماية الجهاز التنفسي. يُنصح باستخدام نظارات خاصة وجهاز تنفس بفلتر فحم. السطح النظيف مصقول.

الخطوة التالية هي تجميع أبسط تركيب كلفاني. يتم وضع قطب كهربي نحاسي في الجرة ، متصلاً بـ "زائد" من PSU ، وقطعة العمل متصلة بـ "ناقص".

يتم سكب المنحل بالكهرباء يتكون من الزاج الأزرقوالماء و 5٪ حامض الكبريتيك بنسبة 1/5/3 ويتم تطبيق التيار. يتم تلميع المنتجات النهائية للحصول على لمعان لطيف.

لطلاء النحاس المنزل ، هناك الكثير تطبيقات مختلفة. يمكن تطبيق النحاس على أدوات المائدة المصنوعة من الألومنيوم ، مما يمنحها عمرًا ثانيًا ، ولأدوات الصيد والشمعدانات وغيرها. مؤثرة بشكل خاص هي الأعمال التي طلاء زخرفييوضع على الأشياء غير المعدنية: سيقان النباتات والأوراق والجوز وحتى الحشرات المجففة. يخلق الملمس الطبيعي للمادة الخام ، جنبًا إلى جنب مع جمال الطلاء المجلفن ، تأثيرًا فنيًا فريدًا.

تعد تقنية تصنيع هذه المنتجات أكثر تعقيدًا إلى حد ما ، ولكنها ممكنة تمامًا في المنزل. لا تحتوي المادة المراد طلائها على طبقة موصلة ، لذلك يتم استخدام ورنيش موصل كهربائيًا خاصًا بدلاً من ذلك ، والذي يتم تطبيقه على السطح. تشتمل تركيبة اللاكيه على مذيبات عضوية ، وصانعات غشاء ، ومسحوق الجرافيت المشتت بدقة ، والذي يوفر التوصيل الكهربائي.

يتم تطبيق الورنيش على طبقة رقيقة على نبات جاف ، ويجف ، وبعد ساعة يصبح كل شيء جاهزًا للطلاء بالنحاس. بعد الجلفنة ، يمكنك التحسين بشكل أكبر مظهرمنتجات. هناك عدة طرق لإعطاء النحاس المجلفن ظلال ألوان مختلفة ، بما في ذلك التلوين الكيميائي والتلوين الكيميائي والأكسدة.

جودة عمل فنيتم الحصول عليها من خلال هذه التقنيات على مستوى المجوهرات الحقيقية.

القراء الأعزاء ، علق على المقال ، اطرح أسئلة ، اشترك في منشورات جديدة - نحن مهتمون برأيك :)

يمكنك إتقان تقنية طلاء المواد بالكهرباء بسرعة كبيرة ، وهذا لا يتطلب معرفة واسعة في الفيزياء أو الكيمياء ، ولكن لا يزال من المرغوب فيه أن يكون لديك فكرة عما تريد الحصول عليه "الإخراج" :)

يكمن مبدأ طلاء النحاس في ترسيب النحاس على سطح الجسم الأساسي باستخدام المعالجة الكهروكيميائية لشكل المنتج شبه النهائي.

إلى حد كبير ، طريقة ميسورة التكلفةطلاء الأشكال بالنحاس - واحد فقط.

تسمى تقنية طلاء النحاس للعديد من الأشياء غير المعدنية "الجلفانوبلاستي" ("التشكيل الكهربائي" هو النظير الغربي للاسم). من الممكن تمامًا إنتاج مجموعة متنوعة من تفاصيل المجوهرات باستخدام طريقة التشكيل الكهربائي.

الشرط الضروري للحصول على طلاء نحاسي عالي الجودة هو التقيد الدقيق بتقنية طلاء النحاس. لذلك ، دعنا ننتقل إلى إنشاء تركيب طلاء النحاس.

يتم إنتاج طلاء النحاس (طلاء النحاس) في حاويات تكون عادة مستديرة أو مستطيلة الشكل. شكل آخر من الحاوية لن يتداخل أيضًا مع العملية. يتم تحديد حجم الحاوية حسب حجم وعدد المنتجات (الأشياء) المطلية بالنحاس. مزجج تماما عبوات خزفية أو زجاجية أو بلاستيكية.

سوف تحتاج مصدر تيار مباشر منخفض الجهد(من 2 إلى 6 فولت). تعتبر مقومات شحن البطاريات مثالية لهذا ، وإذا لم يتم العثور على واحدة في منزلك ، فستعمل البطاريات أو البطاريات (البطاريات).

القوة الحاليةيمكنك ضبطه باستخدام منزلق متغير متغير (لا تنزعج ، يمكنك ملاحظة ذلك بمقاوم متغير مناسب ، يبدو وكأنه عنصر تحكم في مستوى الصوت ، مثل مقبض أو شريط تمرير).

سوف تحتاج أيضا المقياس المتعددللتحكم في شدة التيار (من 0 إلى 3-5 أمبير) ولقياس الجهد. كقاعدة عامة ، لا يزال مقياس التيار الكهربائي موجودًا على أجهزة الشحن ولا تحتاج إلى شرائه بشكل منفصل.

لخلق بالكهرباءتخزين الزاج الأزرقو حامض الكبريتيك. بدلاً من حامض الكبريتيك ، يعتبر المنحل بالكهرباء ممتازًا ، والذي يستخدم عادةً في بطاريات السيارات.

ستحتاج لتطبيق طبقة موصلة على سطح الجزء المطلي بالنحاس ورنيش موصل.

مثل الأنودممكن استخدامه ألواح نحاسية، وفي حالة عدم وجود مثل هذا - المعتاد سلك نحاس- الوريد الملغوم من العادي سلك الطاقةوالتي يمكن شراؤها من أي متجر للتوريدات الكهربائية. يجب أن تكون مساحة هذه اللوحة أو السلك مساوية تقريبًا لمساحة الجسم المغطى بالنحاس ، على أي حال - فكلما كانت أكبر ، كان ذلك أفضل. مهمة القطب الموجب هي الذوبان ببطء ، وإعطاء النحاس في المحلول.

سيكون ضروريًا أيضًا للنحاس الإيثانول.

يتم تحضير المنحل بالكهرباء على النحو التالي:
يتم أخذ 230-250 جرام من كبريتات النحاس و 40-50 مل لكل 1 لتر من الماء. حمض الكبريتيك (يمكن شراء حامض الكبريتيك في شكل تركيبة تسمى "المنحل بالكهرباء" في متاجر السيارات والأجهزة).

* كن حذرًا عند التعامل مع الإلكتروليت - فقد يؤدي ذلك إلى إتلاف الجلد والعينين وحتى الملابس.

* يجب أن نتذكر أنه على الرغم من أن المحاليل لا تحتوي على مواد شديدة السمية ، إلا أنه يجب التعامل معها ببعض الحذر حتى لا تتعرض للتسمم أو الحروق.

* يُنصح بتخزين المحاليل في وعاء زجاجي داكن بغطاء محكم الإغلاق (لكن الزجاجة البلاستيكية العادية جيدة أيضًا).

تسمى عملية استخراج المعدن من المحلول وتطبيقه على سطح منتج معدني الطلاء الكهربائي. طلاء النحاس- ترسب النحاس على سطح منتج معدني.

تعتبر عملية طلاء النحاس شائعة في الصناعة ، ولا تستخدم فقط كعملية مستقلة ، ولكن أيضًا العملية التحضيريةقبل طلاء الكروم والنيكل والفضة. يرجع استخدام طلاء النحاس كعملية تحضيرية إلى حقيقة أن النحاس يلتصق بشدة بالفولاذ ، ويسوي عيوب السطح وأن المعادن الأخرى تترسب جيدًا على النحاس ، والفولاذ النظيف ضعيف.

إن طلاء المعادن بالنحاس في المنزل ليس عملية معقدة ، فهناك طريقتان: مع وبدون الغمر في المنحل بالكهرباء.

طلاء النحاس بالمعدن بالغمر في المنحل بالكهرباء.

قم بمعالجة الجسم المعدني كالمعتاد ، ورق زجاجلإزالة طبقة الأكسيد ، امسح بفرشاة ، اشطفها جيدًا بالماء ، أزل الشحوم في درجة حرارة عالية محلول الصوداثم اشطفه مرة أخرى. في وعاء أو زجاج ، أسفل الأسلاك (يفضل النحاس) لوحان من النحاس - الأنودات. علق العنصر بينهما على سلك. تلك الأسلاك التي تأتي من صفائح نحاسية ، تتصل ببعضها البعض وتتصل بالقطب الموجب للمصدر الحالي والجزء السالب ؛ قم بتضمين مقاومة مقاومة متغيرة في الدائرة لتنظيم التيار ، وملليمتر (فاحص). مصدر تيار مستمر بجهد لا يزيد عن 6 فولت.

محلول الإلكتروليت لطلاء النحاس: 20 جم من كبريتات النحاس و 2-3 مل من حامض الكبريتيك لكل 100 مل من الماء - يصب في وعاء ، يجب أن يغطي المحلول الأقطاب الكهربائية بالكامل. باستخدام ريوستات ، اضبط التيار من 10 إلى 15 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع من سطح الجزء. بعد حوالي عشرين دقيقة ، قم بإيقاف التيار وإزالة الجزء - إنه مغطى بطبقة رقيقة من النحاس. كلما استغرقت العملية وقتًا أطول ، زادت سماكة الطبقة النحاسية.

طلاء النحاس دون الغمر في المنحل بالكهرباء.

هذه العملية مناسبة ليس فقط للصلب ، ولكن أيضًا للزنك والألمنيوم. من أحد طرفي اللين سلك تقطعت بهم السبلقم بإزالة العزل وفرك الأسلاك النحاسية الرقيقة لعمل فرشاة نحاسية. للراحة ، اربطه بعصا خشبية أو قلم رصاص ، وقم بتوصيل الطرف الآخر من السلك بالقطب الموجب للمصدر الحالي.

قم بإعداد إلكتروليت - محلول مركز من كبريتات النحاس ، ويفضل أن يكون حامضًا قليلاً - وصبه في زجاجة عريضة ، حيث سيكون من المناسب غمس "الفرشاة".

قم بإعداد لوح معدني أو أي شيء صغير آخر ، ويفضل أن يكون سطحه مستوٍ. امسحها بقطعة قماش ناعمة وقم بإزالة الشحوم عن طريق غليها في محلول من صودا الغسيل. ضع الطبق في حوض الاستحمام أو الكوفيت وقم بتوصيله بسلك بالقطب السالب للمصدر الحالي. يتم تجميع الدائرة ، يبقى فقط إدخال المنحل بالكهرباء.

اغمس "الفرشاة" في محلول الزاج الأزرق وقم بتشغيلها على طول اللوحة ، مع الحرص على عدم لمس السطح ؛ اعمل بحيث تكون هناك دائمًا طبقة من الإلكتروليت بين اللوحة والفرشاة. يجب ترطيب الأسلاك بالمحلول في جميع الأوقات. أمام العينين ، تُغطى الصفيحة بطبقة حمراء من النحاس المعدني. تستغرق معالجة جزء صغير بضع دقائق. عندما يتم تطبيق الطلاء ، قم بتجفيف الجزء بالهواء وفرك الطبقة النحاسية غير اللامعة حتى تتألق بقطعة قماش من الصوف أو القماش.

عملية لا يتم فيها غمر الجزء في حمام إلكتروليتي ، ولكن تتم معالجته من الخارج مساحات صغيرة، إضافة إلكتروليت طوال الوقت ، يتم استخدامه في الحالات التي يكون فيها الجزء كبيرًا جدًا بحيث لا يمكنك العثور على حمام مناسب له.

كقاعدة عامة ، لا تستخدم الطلاءات النحاسية كطلاء مستقل ، لا لأغراض الديكور ولا لحماية الأجزاء الفولاذية من التآكل. هذا يرجع إلى حقيقة أن النحاس يتأكسد بسهولة في ظل الظروف الجوية ، ويصبح مغطى بطبقة من الأكاسيد.

ومع ذلك ، نظرًا للالتصاق الجيد للنحاس المترسب بمعادن مختلفة ، يتم استخدام طلاء النحاس في الطلاء الواقي والزخرفي متعدد الطبقات كطبقة فرعية وسيطة ، وكذلك لحماية الأجزاء الفولاذية من الكربنة. في التشكيل الكهربائي ، تُستخدم رواسب النحاس لعمل نسخ معدنية ونقوش بارزة وموجهات موجات ومصفوفات.

تنقسم إلكتروليتات طلاء النحاس إلى حمضية وقلوية. من الشوارد الحمضية ، يتم استخدام حمض الكبريتيك وفلوريد الهيدروبوريك. إلكتروليتات حامض الكبريتيك ، التي تتميز بالبساطة في التركيب والاستقرار وكفاءة التيار العالية (تصل إلى 100٪) ، وجدت أكبر تطبيق. عيب هذه الإلكتروليتات هو استحالة الطلاء المباشر لأجزاء الفولاذ والزنك بسبب التلامس المتساقط للنحاس ، مما يؤدي إلى ضعف التصاقه بالمعدن الأساسي. لذلك ، قبل طلاء الأجزاء الفولاذية بالنحاس في الإلكتروليتات الحمضية ، يتم طلاءها مسبقًا بالنحاس في إلكتروليتات السيانيد أو ترسب طبقة فرعية رقيقة من النيكل. تشمل عيوب إلكتروليتات الكبريتات أيضًا قوتها المنخفضة في التشتت وهيكل خشن للرواسب مقارنة بالإلكتروليتات الأخرى.

تشمل إلكتروليتات طلاء النحاس القلوية السيانيد والبيروفوسفات والإلكتروليتات الأخرى. تتمتع الإلكتروليتات النحاسية الزرقاء بقوة تشتت عالية ، وهيكل دقيق الحبيبات من الرواسب ، وإمكانية الطلاء النحاسي المباشر لأجزاء الطاولة. تشمل العيوب كثافة التيار المنخفض وعدم استقرار التركيب بسبب كربنة السيانيد الحر بواسطة ثاني أكسيد الكربون في الهواء. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز إلكتروليتات السيانيد بكفاءة تيار منخفضة (لا تزيد عن 60-70٪).

احرص!شركة "LV-Engineering" لا تقدم خدمات الطلاء بالكهرباء! تقوم منظمتنا بتصميم الإنتاج الجلفاني وتصنيع الحمامات وخطوط الجلفنة من البولي بروبلين والتركيب والتشغيل في هذا المجال.

إلكتروليتات طلاء النحاس الحمضية

كبريتات النحاس - 150-250 جم / لتر
كلوريد النيكل - 50-70 جم / لتر
درجة الحرارة = 18-25 درجة مئوية
الكثافة الحالية \ u003d 1-4 A / dm 2

عند تقليب المنحل بالكهرباء هواء مضغوطمن الممكن رفع كثافة تيار الكاثود إلى 6-8 أمبير / ديسيمتر 2.

لتحضير المنحل بالكهرباء من كبريتات النحاس ، يتم إذابة كبريتات النحاس ، وتصفيتها في وعاء عمل ، ويضاف حمض الكبريتيك مع التقليب المستمر.

عند تطبيق الطلاءات النحاسية من إلكتروليت حامض الكبريتيك ، تذوب الأنودات النحاسية بشكل أساسي بتكوين أيونات ثنائية التكافؤ ، والتي يتم تفريغها عند الكاثود ، تترسب في شكل نحاس معدني. ومع ذلك ، إلى جانب هذه العمليات ، تحدث عمليات أخرى تعطل المسار الطبيعي للتحليل الكهربائي. من الممكن أيضًا انحلال الأنود بتكوين أيونات أحادية التكافؤ ، وإن كان بدرجة أقل.

في النحاس المعدني الذي يغسل بالكهرباء ، هناك أيضًا عملية كيميائية قابلة للعكس: Cu + Cu 2+ = 2Cu +.

تراكم في محلول أيونات النحاس أحادية التكافؤ في كميات كبيرةيؤدي إلى تحول رد الفعل إلى اليسار ، ونتيجة لذلك يترسب الإسفنج المعدني والنحاس.

في المحلول ، بالإضافة إلى ذلك ، تحدث أكسدة كبريتات النحاس أحادية التكافؤ بسبب الأكسجين الجوي وحمض الكبريتيك ، خاصة مع التحريك بالهواء: Cu 2 SO 4 + 1 / 2O 2 + H 2 SO 4 \ u003d 2CuSO 4 + H 2 O. في الكاثود ، تتكون العملية من تفريغ أيونات النحاس ثنائية التكافؤ وأحادية التكافؤ ، ولكن نظرًا لحقيقة أن تركيز أيونات النحاس أحادية التكافؤ أقل بحوالي 1000 مرة من تركيز أيونات النحاس ثنائية التكافؤ ، فإن عملية الكاثود تبدو كما يلي: Cu 2 + + 2 هـ - = نحاس. الناتج الحالي 100٪.

للحصول على ترسب كثيف ناعم في المنحل بالكهرباء ، فإن وجود حمض اليوريك ضروري. يؤدي حمض الكبريتيك عددًا من الوظائف: يزيد بشكل كبير من التوصيل الكهربائي للكهرباء ؛ يقلل من نشاط أيونات النحاس ، مما يساهم في تكوين رواسب دقيقة الحبيبات ؛ يمنع التحلل المائي لكبريتات النحاس الحديدي ، والذي يصاحبه تكوين راسب رخو من أكسيد النحاس.

عيوب تشغيل المنحل بالكهرباء كبريتات النحاس وطرق إزالتها

المنحل بالكهرباء Hydroboronلديه قوة نثر أعلى قليلاً من الكبريتات. بالإضافة إلى ذلك ، في إلكتروليتات فلوريد الهيدروبورون ، يمكن استخدامها كثافات عاليةحاضِر. تكوين المنحل بالكهرباء (جم / لتر) ووضع طلاء النحاس:

فلوريد النحاس - 35-40 جم / لتر
حمض البوريك - 15-20 جم / لتر
حمض الهيدروبوريك - 15-20 جم / لتر
كلوريد النيكل - 50-70 جم / لتر
درجة الحرارة = 18-25 درجة مئوية
الكثافة الحالية = ما يصل إلى 10 أ / دسم 2

يتم تقليب المنحل بالكهرباء بهواء مضغوط أو محرك ميكانيكي.

لتحضير إلكتروليت حمض الهيدروبوريك ، يتم إضافة كربونات النحاس المترسبة حديثًا في أجزاء صغيرة إلى حمض الهيدروبوريك. يتم تحضير محلول من كربونات النحاس عن طريق إضافة محلول صودا مركّز ساخن إلى محلول من كبريتات النحاس مع التقليب. يتم صب المادة المترسبة التي تم الحصول عليها وغسلها وإذابة في حمض الهيدروبوريك. يضاف حمض الهيدروبوريك الحر إلى المحلول المحضر. حمض البوريكإلى قيمة الرقم الهيدروجيني المطلوبة (1-1.5). يضاف الماء إلى الحمام مع المنحل بالكهرباء الناتج إلى مستوى العمل.

النحاس هو أحد المعادن القديمة: بدأ الناس في استخدامه لصنع الأدوات في وقت مبكر من الألفية الرابعة قبل الميلاد. يفسر هذا التوزيع الواسع للنحاس من خلال حقيقة أن المادة تحدث في الطبيعة في الحالة الأصلية المعدنية. واليوم يستخدم النحاس في كل مكان - في علم المعادن وصناعة السيارات والهندسة الكهربائية والبناء.

تكوين النحاس

النحاس المعدني هو معدن ثقيل بلون أحمر وردي ، مرن وناعم ، يذوب عند درجات حرارة أعلى من 1080 درجة مئوية ، ويوصل الحرارة بشكل جيد للغاية كهرباء: الموصلية الكهربائية للنحاس أعلى بـ 1.7 مرة من الألمنيوم وأكثر من الحديد بـ 6 مرات ، وأقل قليلاً من الموصلية الكهربائية للفضة.

يتم تحديد الميزات المحددة للنحاس من خلال محتوى الشوائب المحددة في المعدن ، والتي يمكن أن تختلف كمية ما يقرب من 10 إلى 50 مرة. وفقًا لمحتوى الأكسجين ، من المعتاد استخدام التصنيف التالي للنحاس:

• النحاس الخالي من الأكسجين مع محتوى أكسجين أقل من 0.001٪ ؛
• نحاس مكرر بمحتوى أكسجين يتراوح من 0.001 إلى 0.01٪ ، ولكن مع زيادة وجود الفوسفور ؛
• نحاس عالي النقاوة مع محتوى أكسجين حوالي 0.03-0.05٪ ؛
• معدن للأغراض العامة يحتوي على نسبة أكسجين 0.05 - 0.08٪.

في النحاس ، بالإضافة إلى الأكسجين ، قد يكون الهيدروجين موجودًا ، والذي يدخل المعدن أثناء التحليل الكهربائي أو أثناء التلدين في جو يحتوي على بخار الماء. في درجة حرارة عاليةيتحلل بخار الماء ليشكل الهيدروجين ، والذي ينتشر بسهولة إلى النحاس.

توجد ذرات الهيدروجين في النحاس الخالي من الأكسجين في فجوات الشبكة البلورية ولا تؤثر بشكل خاص على خصائص المعدن. في النحاس المحتوي على الأكسجين ، الهيدروجين قادر على التفاعل في درجات حرارة عالية مع أكسيد النحاس ، ويتكون بخار الماء في سمك النحاس المتأصل في ضغط مرتفعمما يؤدي إلى ظهور بثور وتشققات وكسور. هذه الظاهرة تسمى "مرض الهيدروجين".

يؤدي الحديد والبزموت والأنتيمون والرصاص إلى تدهور ليونة النحاس. تثير الشوائب التي لا تذوب في النحاس (الرصاص والأكسجين والكبريت والبزموت) هشاشة عند درجة حرارة عالية ، مما يجعل عملية العمل على الساخن صعبة.

الخصائص الفيزيائية للنحاس

الخاصية الرئيسية للنحاس ، التي يحددها استخدامه ، هي الموصلية الكهربائية العالية أو النوعية المنخفضة المقاومة الكهربائية. هذه الشوائب مثل الحديد والفوسفور والزرنيخ والقصدير والأنتيمون تضعف بشكل كبير الموصلية الكهربائية. يتأثر حجم التوصيل الكهربائي بشكل كبير بالحالة الميكانيكية للنحاس.

الخاصية المهمة الثانية للنحاس هي الموصلية الحرارية الهامة. تقلل مضافات وخصائص صناعة السبائك من الموصلية الحرارية للنحاس ، وبالتالي فإن سبائك النحاس القائمة على النحاس نفسها أدنى بكثير في هذا المؤشر.

النحاس في درجات الحرارة العادية مقاوم للتآكل في بيئات مثل المياه العذبة والهواء الجاف ، مياه البحرعند معدلات تدفق المياه المنخفضة والأحماض غير المؤكسدة والمحاليل الملحية في غياب الأكسجين وغازات الهالوجين الجافة والمحاليل القلوية باستثناء أملاح الأمونيوم والأمونيا والأحماض العضوية والراتنجات الفينولية والكحول.

في الأمونيا وكلوريد الأمونيوم والأحماض المعدنية المؤكسدة ومحاليل الملح الحمضي ، يكون النحاس غير مستقر. كما أن خصائص التآكل الخاصة به تتدهور بشكل ملحوظ في بعض البيئات مع زيادة كميات الشوائب. تلامس النحاس مع سبائكه مع القصدير والرصاص في جو رطب وبحري و مياه عذبة. في الوقت نفسه ، لا يُسمح بتلامس النحاس مع الزنك والألمنيوم بسبب تدميرها السريع.

يستخدم النحاس وسبائكه ومركباته على نطاق واسع في مختلف الصناعات. يستخدم النحاس في الهندسة الكهربائية ل شكل نقيفي إنتاج إطارات الأسلاك التلامسية والعارية ومنتجات الكابلات والمولدات الكهربائية ومعدات الهاتف وأجهزة الراديو. أجهزة التفريغ والمبادلات الحرارية وخطوط الأنابيب مصنوعة من النحاس.

تُستخدم سبائك النحاس مع معادن مختلفة في صناعة السيارات وتصنيع الأجهزة الكيميائية. سلك نحاسي أحمر لعمل جميع أنواع الأسلاك والانحناء أكثر عناصر معقدة. خصائص عاليةالنحاس يجعله لا غنى عنه في إنتاج أجزاء الصغر.

إجراء تصفيح النحاس

طلاء النحاس هو إجراء لطلاء النحاس بالكهرباء ، حيث يتراوح سمك الطبقة من 1-300 ميكرون أو أكثر. يعد طلاء الفولاذ بالنحاس أحد أهم العمليات في الطلاء الكهربائي ، والذي يستخدم كعملية أولية في تحضير سطح معدني للطلاء بمعادن أخرى - في طلاء الكروم والطلاء بالنيكل والطلاء بالفضة ، بالإضافة إلى عملية مستقلة كاملة.

يرجع استخدام طلاء النحاس كتلاعب تحضيري إلى حقيقة أن هذا المعدن قادر على الالتصاق بقوة شديدة بالصلب ، لتسوية عيوب السطح. ترسب المواد الأخرى جيدًا على النحاس ، ولكن ليس كثيرًا على الفولاذ النقي.

تتميز الطلاءات النحاسية بالالتصاق العالي معادن مختلفة، الموصلية الكهربائية العالية والليونة. يتم تطبيقها عادة على أجزاء الصلب والزنك والألمنيوم.

طلاء النحاس المطبق حديثًا له لون وردي لامع أو لامع ، اعتمادًا على تقنية التطبيق. يمكن أن تتأكسد الطلاءات النحاسية في الظروف الجوية بسهولة وتصبح مغطاة بأكاسيد ، وتكتسب بقعًا من ظلال مختلفة وبقع قزحية اللون.

استخدام طلاء النحاس

بالنسبة للجزء الأكبر ، يتم استخدام طلاء المعادن بالنحاس الجلفاني في مثل هذه الحالات:

1. لأغراض الديكور. منتجات النحاس العتيقة تحظى بشعبية كبيرة في الوقت الحالي. يتيح لك إجراء طلاء النحاس وضع طلاء نحاسي على المعدن ، والذي ، كما كان ، "يتقدم" بعد ذلك معالجة خاصةويبدو أنها صنعت منذ وقت طويل.
2. في الطلاء الكهربائي. يستخدم طلاء النحاس المطلي بالكهرباء لإنشاء نسخ معدنية من المنتجات أشكال مختلفةوأحجام مختلفة. يتم إنشاء قاعدة بلاستيكية أو شمعية مغطاة بورنيش موصل للكهرباء وطبقة من النحاس. غالبًا ما تستخدم تقنية طلاء النحاس المماثلة في صناعة المجوهرات والهدايا التذكارية والنقوش البارزة والمصفوفات والموجهات الموجية.
3. لأغراض فنية. طلاء النحاس أهمية عظيمةفي المجال الكهربائي. نظرًا للتكلفة المنخفضة لطلاء النحاس مقارنةً بطلاء الذهب أو الفضة ، فقد وجد طلاء النحاس تطبيقًا في تصنيع قضبان التوصيل الكهربائية والأقطاب الكهربائية والملامسات والعناصر الأخرى التي تعمل تحت الجهد. غالبًا ما يستخدم طلاء النحاس كطلاء لحام.

يستخدم طلاء النحاس مع الطلاءات الأخرى المطلية بالكهرباء:

• عند تطبيق طلاء واقي وزخرفي متعدد الطبقات. كقاعدة عامة ، يتم استخدام النحاس مع الكروم والنيكل (طبقة واقية زخرفية ثلاثية الطبقات) ومعادن أخرى كطبقة وسيطة لزيادة الالتصاق بالمعدن الأساسي والحصول على طلاء أكثر متانة ولامعة.
• لحماية الموقع أثناء الحشو. إن طلاء النحاس بالرصاص قادر على حماية أقسام منتجات الصلب من الكربنة - الكربنة. فقط تلك المناطق التي تخضع للقطع في المستقبل مغطاة بالنحاس. الطبقة السطحية الصلبة المكربنة غير قابلة لمثل هذه المعالجات ، ويمكن للنحاس أن يحمي المناطق المطلية من عملية انتشار الكربون فيها.
• عند ترميم الأجزاء وإصلاحها. تصفيح النحاس إجراء مهمأثناء أعمال الترميم وترميم أجزاء الكروم من الدراجات النارية ومعدات السيارات. من المعتاد وضع طبقة كبيرة من النحاس - بترتيب 100-250 ميكرون أو أكثر ، والتي تغلق العيوب والمسام المعدنية وتؤدي الوظائف مؤسسة جديدةللطلاءات اللاحقة.

أنواع طلاء النحاس

إجراء طلاء النحاس بأيديهم متاح حتى للمبتدئين. للقيام بذلك ، تحتاج فقط إلى معرفة التفاصيل الدقيقة الأساسية. هناك طريقتان لطلاء النحاس في المنزل: بالغطس في المنحل بالكهرباء وبدون الغمر.

مغمورة في المنحل بالكهرباء

تتم معالجة المنتج المعدني بورق الصنفرة لإزالة طبقة الأكسيد ، ويفرك بفرشاة ، ويغسل جيدًا بالماء ، ويزيل الشحوم في محلول صودا ساخن ويغسل مرة أخرى. بعد ذلك ، من المعتاد إنزال لوحين من النحاس ، وهما أنودات ، في كأس أو جرة على أسلاك نحاسية.

جزء معلق على سلك بين الألواح. الأسلاك القادمة من الألواح النحاسية متصلة ببعضها البعض ومتصلة بمصدر التيار الزائد ، والجزء بالناقص. بعد ذلك ، يتم تضمين مقاومة مقاومة متغيرة في الدائرة لضبط التيار وملليمتر. مطلوب مصدر تيار مباشر ، بجهد لا يزيد عن 6 فولت.

لطلاء النحاس في المنزل ، تحتاج إلى تحضير محلول الإلكتروليت التالي. خذ 20 جرامًا من كبريتات النحاس و2-3 مليلتر من حامض الكبريتيك لكل 100 مليلتر من الماء واسكبها في وعاء. تأكد من أن هذا المحلول يغطي الأقطاب الكهربائية بالكامل.

عند استخدام ريوستات ، تحتاج إلى ضبط التيار في حدود 10-15 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع من سطح الجزء. بعد حوالي 20 دقيقة ، يجب إيقاف التيار وإزالة المنتج ، فقد تم تغطيته بالفعل بطبقة نحاسية رفيعة. كلما طالت العملية ، زادت سماكة الطبقة النحاسية.

بدون الغمر في المنحل بالكهرباء

يتم تنفيذ هذا الإجراء للصلب والألمنيوم والزنك. تتم إزالة العزل من أحد طرفي السلك المجدول ، ثم يجب تمزيق الأسلاك النحاسية الرقيقة للحصول على فرشاة نحاسية. من أجل راحة العمل ، من الضروري ربطه بفرشاة نحاسية أو عصا خشبية ، ويجب توصيل الطرف الآخر من الكابل بميزة إضافة المصدر الحالي.

بعد ذلك ، يجب عليك تحضير إلكتروليت - محلول من كبريتات النحاس ، ويفضل أن يكون حامضًا قليلاً ، وصبه في زجاجة عريضة ، حيث سيكون من المناسب غمس الفرشاة. جهز لوحًا معدنيًا أو أي جسم صغير آخر ذي سطح مستوٍ. يجب مسحه بقطعة قماش ناعمة وإزالة الشحوم عن طريق الغليان في محلول من صودا الغسيل.

ثم تحتاج إلى وضع اللوحة في كفيت أو حوض استحمام وتوصيله بسلك ناقص المصدر الحالي. بعد تجميع الدائرة ، ما عليك سوى حقن المنحل بالكهرباء. اغمس "فرشاة" في محلول كبريتات النحاس ، والتي يجب رسمها على طول اللوحة ، ولا تلمس السطح.

يوصى بالعمل بطريقة تجعل هناك دائمًا طبقة إلكتروليت بين الفرشاة واللوحة. يجب ترطيب الأسلاك طوال الوقت بمحلول. سيتم تغطية الصفيحة الموجودة على العينين بطبقة من النحاس المعدني الأحمر. تستغرق معالجة جزء صغير بضع دقائق.

عندما تقوم بتطبيق الطلاء ، تحتاج إلى تجفيف الجزء بالهواء وفرك الطبقة النحاسية غير اللامعة بقطعة قماش أو قطعة قماش صوفية. يتم استخدام عملية طلاء الألومنيوم بالنحاس ، عندما لا يتم إنزال المنتج في الحمام الإلكتروليتي ، ولكن تتم معالجته في مناطق صغيرة من الخارج ، مع إضافة إلكتروليت ، في الحالات التي يكون فيها المنتج كبيرًا جدًا بحيث يتعذر العثور على حمام مناسب له .

حمامات طلاء النحاس

لا تختلف تركيبات طلاء النحاس من الحمامات الجلفانية العادية. من السهل الحصول على إلكتروليتات لطلاء النحاس إذا كانت متوفرة لديك. المكونات الضرورية. هناك نوعان من المحاليل النحاسية: قلوية وحمضية.

في المحاليل الحمضية ، لن تتمكن من الحصول على طلاء نحاسي جيد الالتصاق على الزنك و منتجات الصلب، لأن الزنك والحديد في هذه الحالة يذوبان بالنحاس ، وينكسر الالتصاق بالطلاء الواقي.

للتخلص من هذه الميزة ، يوصى بإنشاء أول طبقة نحاسية رفيعة (2-3 ميكرومتر) في محلول قلوي لطلاء النحاس ، وفي المستقبل لزيادة الطلاء إلى سمك معين في إلكتروليت حمضي ، وهو أكثر اقتصادا . منتجات الزنك ذات الشكل المعقد هي أفضل المنتجات المطلية بالنحاس في الإلكتروليتات القلوية.

أكثر الإلكتروليتات الحمضية شيوعًا هي هيدروبوريك وكبريتات. إلكتروليتات حامض الكبريتيك ، التي تتميز بالبساطة في التركيب وكفاءة التيار العالية والثبات الكبير ، وجدت أكبر استخدام.

قبل طلاء الأجزاء الفولاذية بالنحاس في الإلكتروليتات الحمضية ، يوصى بنسخها مسبقًا في إلكتروليت السيانيد أو ترسيب طبقة فرعية رقيقة من النيكل. هذه الشوارد لها عيوب عديدة.

أحدها هو استحالة الطلاء المباشر لأجزاء الزنك والصلب بسبب التلامس مع ترسيب النحاس ، والذي له التصاق ضعيف بالمعدن الأساسي. أيضًا ، تتمتع الإلكتروليتات بقوة تشتت ضئيلة وبنية خشن من الرواسب مقارنة بالإلكتروليتات الأخرى.

من بين الشوارد القلوية لطلاء النحاس ، البيروفوسفات والكهارل السيانيد معروفة.
تتميز الإلكتروليتات السماوية من النحاس بقدرات عالية على التشتت ، وإمكانية طلاء النحاس للنجارة وبنية الرواسب ذات الحبيبات الدقيقة.

تشمل عيوب الإلكتروليتات القلوية كثافة التيار المنخفض وعدم استقرار المحلول بسبب الكربنة تحت تأثير ثاني أكسيد الكربون للسيانيد الحر. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز إلكتروليتات السيانيد بكفاءة تيار منخفضة - لا تزيد عن 60-70٪.

وهكذا ، فإن النحاس معدن يستخدم في كل مكان: في صناعة السيارات والهندسة الكهربائية والبناء. وفي التشكيل الكهربائي ، تُعرف تقنية طلاء النحاس بإعداد سطح معدني للطلاء بمعادن أخرى أو كعملية مستقلة.