تكنولوجيا طلاء النحاس في المنزل. طلاء النحاس الكهربائي: طلاء النحاس الكهربائي للمعدن، متوفر في المنزل

طلاء النحاس هي عملية طلاء النحاس بالكهرباء الأسطح المختلفة. تتميز الطبقة النحاسية بالتصاق قوي بالمعادن، وتنعيم العيوب في السطح المطلي، ولها موصلية كهربائية عالية ومناسبة لمزيد من المعالجة. يمكن استخدام طلاء النحاس كما عملية مستقلةوكجزء من الطلاءات الأكثر تعقيدًا (الطلاء بالفضة والطلاء بالنيكل والطلاء بالكروم). جنبا إلى جنب مع الطريقة الصناعية، تتم ممارسة طلاء النحاس في المنزل، مما يسمح بحل العديد من المشاكل اليومية. إلا عالية الخصائص التقنيةيبدو هذا الطلاء رائعًا مما يحدد استخدامه في حلول التصميم المختلفة.

تكنولوجيا طلاء النحاس

في الظروف الصناعية، يتم طلاء النحاس في حمامات كلفانية قوية، مجهزة بمعدات التشغيل الآلي وغيرها معدات خاصة. ومع ذلك، يمكن إجراء هذه العملية في المنزل، مما يسمح لك بالاستغناء عن المعدات الكيميائية المعقدة.

تسلسل العمليات التكنولوجية هو كما يلي:

1. ج سطح معدنيتتم إزالة فيلم الأكسيد. يتم استخدام ورق الصنفرة والفرشاة ومعاجين التلميع.

2. يتم إزالة الشحوم من القطعة المراد طلاءها بمحلول الصودا وغسلها جيدًا بالماء.

3. يتم غمر لوحين من النحاس (الأنودات) في وعاء زجاجي على سلك نحاسي، ويتم تعليق الجزء بينهما؛

4. الأنودات متصلة بـ "زائد" المصدر التيار المباشروالجزء المطلي بالنحاس هو "ناقص" ؛

5. يتم توصيل المتغير الذي ينظم التيار والأميتر على التوالي بالدائرة الكهربائية. يمكن استخدام بطارية السيارة أو مصدر الطاقة كمصدر للتيار المستمر؛

6. يُسكب الإلكتروليت في الحاوية بحيث يغطي سطح الأنودات بالكامل. يجب إجراء هذه العملية بعناية خاصة، مع تجنب ملامسة السائل الكاوي المناطق المفتوحةجثث!

7. يتم ضبط كثافة التيار على 2A لكل dm2 من السطح المراد معالجته، ودرجة حرارة المنحل بالكهرباء: 20-26 درجة، مدة المعالجة: 20-25 دقيقة؛

8. تتم إزالة الجزء المطلي بالنحاس من الحاوية، وتكتمل العملية. يمكن زيادة سمك الطبقة النحاسية من خلال السماح للجزء بالبقاء في الحمام الجلفاني لفترة أطول.

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

بعض النصائح لطلاء النحاس:

• يمكن شراء كبريتات النحاس من متاجر البستنة، وحمض الكبريتيك والماء المقطر من وكلاء السيارات؛
• كحمام كلفاني، من الضروري استخدام حاوية مصنوعة من مادة مقاومة للبيئات العدوانية. يمكنك أن تأخذ جرة زجاجيةأو علبة بلاستيكية صغيرة؛
• لمنع طبقة النحاس المطبقة من أن تصبح فضفاضة، يجب أن يكون السطح الذي سيتم تحضيره مصقولًا تمامًا قدر الإمكان. وبالإضافة إلى ذلك، لا ينبغي أن يكون تيار التشغيل مرتفعا جدا. سيتم تعويض ضياع الوقت بجودة المنتج الناتج.

أمثلة لطلاء النحاس DIY

في بعض الأحيان يكون من الضروري استبدال النحاس الفاشل أثاث، والمنتجات المطلية بالنيكل فقط متاحة للبيع. في هذه الحالة، يمكنك بسهولة تجميع تركيب ترسيب النحاس. المعدات والمواد اللازمة: مصدر طاقة 12 فولت / 3 أمبير وحمض الكبريتيك وكبريتات النحاس.

تحتاج أولاً إلى إزالة طلاء النيكل. للقيام بذلك، يتم تثبيت الجزء بملاقط، والتي يتم تزويدها بالجهد السلبي من مصدر الطاقة. بقطعة قماش مرفقة به

يقوم القطب الموجب المنقوع بحمض الكبريتيك بنسبة 5% بمسح سطح المنتج.

عند إزالة طلاء النيكل، يتم إنشاء أبخرة سامة، والتي من الضروري حماية الجهاز التنفسي. يُنصح باستخدام نظارات خاصة وجهاز تنفس مزود بفلتر كربون. السطح المنظف مصقول.

الخطوة التالية هي تجميع تركيب كلفاني بسيط. يتم وضع قطب نحاسي في الجرة، متصلاً بـ "زائد" مصدر الطاقة، ويتم توصيل قطعة العمل بـ "ناقص".

المنحل بالكهرباء يتكون من كبريتات النحاسويتم تطبيق الماء وحمض الكبريتيك 5٪ بنسبة 1/5/3 والتيار. يتم تلميع المنتجات النهائية للحصول على لمعان لطيف.

لطلاء النحاس المنزلي هناك الكثير تطبيقات مختلفة. يمكن استخدام النحاس في أدوات المائدة المصنوعة من الألومنيوم، مما يمنحها حياة ثانية، وفي طُعم الصيد، والشموع، وغير ذلك الكثير. مثيرة للإعجاب بشكل خاص هي الأعمال التي طلاء ديكوريتم تطبيقه على الأجسام غير المعدنية: سيقان النباتات وأوراقها وجوزها وحتى الحشرات المجففة. يخلق الملمس الطبيعي للمادة المصدر، جنبًا إلى جنب مع جمال الطلاء الجلفاني، تأثيرًا فنيًا فريدًا.

تعد تقنية تصنيع مثل هذه المنتجات أكثر تعقيدًا إلى حد ما، ولكنها ممكنة تمامًا في المنزل. لا توجد طبقة موصلة في المادة المراد طلاءها، لذا بدلاً من ذلك يتم تطبيق ورنيش خاص موصل للكهرباء على السطح. تشتمل تركيبة الورنيش على مذيبات عضوية وصانعات أفلام ومسحوق جرافيت ناعم يوفر التوصيل الكهربائي.

يتم تطبيق الورنيش في طبقة رقيقة على النبات الجاف، ويجف، وبعد ساعة يصبح كل شيء جاهزًا للطلاء بالنحاس. يمكن تحسينه بشكل أكبر بعد العلاج الجلفاني مظهرمنتجات. هناك عدة طرق لإضفاء ظلال ألوان مختلفة على النحاس المطلي بالكهرباء، بما في ذلك الصبغ والصباغة الكيميائية والأكسدة.

جودة عمل فني، التي تم الحصول عليها باستخدام هذه التقنيات، على مستوى المجوهرات الحقيقية.

عزيزي القراء، قم بالتعليق على المقال، وطرح الأسئلة، والاشتراك في المنشورات الجديدة - نحن مهتمون برأيك :)

يمكنك إتقان تقنية الطلاء الجلفاني للمواد بالمعادن بسرعة كبيرة، وهذا لا يتطلب معرفة واسعة بالفيزياء أو الكيمياء، ولكن لا يزال من المستحسن أن تكون لديك فكرة عما تريد "الخروج به" :)

مبدأ الطلاء بالنحاس هو ترسيب النحاس على سطح الجسم الأساسي باستخدام المعالجة الكهروكيميائية لمنتج شبه نهائي.

على العموم، طريقة بأسعار معقولةتغطية القوالب بالنحاس - واحد فقط.

تسمى تقنية طلاء النحاس لمختلف الأجسام غير المعدنية "رأب الجلفانوبلاستي" ("التشكيل الكهربائي" هو النظير الغربي للاسم). من الممكن تمامًا إنتاج مجموعة واسعة من أجزاء المجوهرات باستخدام طريقة الجلفانوبلاستيك.

الشرط الضروري للحصول على طلاء نحاسي عالي الجودة هو الالتزام الصارم بتكنولوجيا طلاء النحاس. لذلك، دعونا ننتقل إلى إنشاء تركيب طلاء النحاس.

تتم عملية الطلاء بالنحاس (طلاء النحاس) في حاويات تكون عادة مستديرة أو مستطيلة الشكل. لن يتداخل شكل آخر من الحاوية أيضًا مع العملية. يتم تحديد حجم الحاوية حسب حجم وعدد المنتجات (الأشياء) المراد طلاءها بالنحاس. تلك المزججة مناسبة تمامًا حاويات مصنوعة من السيراميك أو الزجاج أو البلاستيك.

سوف تحتاج مصدر تيار مستمر منخفض الجهد(من 2 إلى 6 فولت). تعتبر مقومات شحن البطاريات مثالية لذلك، وإذا لم يكن لديك واحدة في منزلك، فإن البطاريات القابلة لإعادة الشحن أو البطاريات (البطاريات) مناسبة.

القوة الحاليةيمكن ضبطه باستخدام مقاومة متغيرة منزلق (لا تنزعج، يمكنك رؤيته بمقاوم متغير مناسب، يشبه التحكم في مستوى الصوت، مثل المقبض أو شريط التمرير).

سوف تحتاج أيضا المقياس المتعددلمراقبة التيار (من 0 إلى 3-5 أمبير) وقياس الجهد. كقاعدة عامة، لا يزال مقياس التيار الكهربائي موجودًا على أجهزة الشحن ولا يلزم شراؤه بشكل منفصل.

من أجل خلق بالكهرباءتخزين كبريتات النحاسو حمض الكبريتيك. بدلاً من حمض الكبريتيك، يعتبر المنحل بالكهرباء، والذي يستخدم عادة لملء بطاريات السيارات، مثاليًا.

ستحتاج إلى وضع طبقة موصلة على سطح الجزء المراد طلاءه بالنحاس ورنيش موصل.

مثل الأنودممكن استخدامه لوحات النحاسوفي حالة عدم وجود مثل هذا - المعتاد سلك نحاس- الوريد المستخرج من العادي سلك الطاقةوالتي يمكن شراؤها من أي متجر مستلزمات كهربائية. يجب أن تكون مساحة هذه اللوحة أو السلك مساوية تقريبًا لمساحة الجسم المطلي بالنحاس، على أي حال - كلما زاد حجمه، كان ذلك أفضل. تتمثل مهمة الأنود في الذوبان ببطء، مما يؤدي إلى إطلاق النحاس في المحلول.

سيكون ضروريًا أيضًا لطلاء النحاس الإيثانول.

يتم تحضير المنحل بالكهرباء على النحو التالي:
لكل 1 لتر من الماء، خذ 230-250 جرام من كبريتات النحاس و40-50 مل. حمض الكبريتيك (يمكن شراء حمض الكبريتيك على شكل تركيبة تسمى "المنحل بالكهرباء" في متاجر السيارات والأجهزة).

* كن حذرًا عند التعامل مع المنحل بالكهرباء - فقد يؤدي إلى تلف بشرتك وعينيك وحتى ملابسك.

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

* يُنصح بتخزين المحاليل في وعاء زجاجي داكن بغطاء محكم الغلق (لكن الزجاجة البلاستيكية العادية ستعمل بشكل جيد).

تسمى عملية استخلاص المعدن من المحلول وتطبيقه على سطح المنتج المعدني بالطلاء الكهربائي. طلاء النحاس- وضع النحاس على سطح منتج معدني.

تعتبر عملية طلاء النحاس شائعة في الصناعة، ولا تستخدم فقط كعملية مستقلة، ولكن أيضًا كعملية طلاء العملية التحضيريةقبل طلاء الكروم والنيكل والفضة. يرجع استخدام طلاء النحاس كعملية تحضيرية إلى حقيقة أن النحاس يلتصق بقوة بالصلب، وينعم عيوب السطح، ويتم ترسيب المعادن الأخرى على النحاس جيدًا، ولكن الفولاذ النقي يتم ترسيبه بشكل سيء.

طلاء النحاس للمعادن في المنزل ليس عملية معقدة، هناك طريقتان: مع الغمر في المنحل بالكهرباء وبدونه.

طلاء النحاس للمعادن مع الغمر في المنحل بالكهرباء.

تعامل مع الجسم المعدني كالمعتاد ورق زجاجلإزالة طبقة الأكسيد، امسحها بفرشاة، ثم اشطفها جيدًا بالماء، ثم قم بإزالة الشحوم منها ساخنة محلول الصوداوشطف مرة أخرى. ضع لوحين نحاسيين - الأنودات - في وعاء أو زجاج على الأسلاك (يفضل النحاس). شنق الجزء بينهما على السلك. ربط الأسلاك التي تأتي من الألواح النحاسية ببعضها، وتوصيلها بالقطب الموجب لمصدر التيار، والجزء بالقطب السالب؛ قم بتضمين مقاومة متغيرة في الدائرة لتنظيم التيار ومليمتر (اختبار). مصدر تيار مستمر بجهد لا يزيد عن 6 فولت.

محلول إلكتروليت لطلاء النحاس: 20 جم من كبريتات النحاس و2-3 مل من حمض الكبريتيك لكل 100 مل من الماء - يُسكب في وعاء، ويجب أن يغطي المحلول الأقطاب الكهربائية بالكامل. باستخدام مقاومة متغيرة، اضبط التيار على 10 إلى 15 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع من سطح الجزء. بعد حوالي عشرين دقيقة، قم بإيقاف تشغيل التيار وإزالة الجزء - وهو مغطى بطبقة رقيقة من النحاس. كلما طالت العملية، زادت سماكة طبقة النحاس.

طلاء النحاس دون الغمر في المنحل بالكهرباء.

هذه العملية مناسبة ليس فقط للصلب، ولكن أيضًا للزنك والألمنيوم. من أحد طرفي الناعمة سلك تقطعت بهم السبلقم بإزالة العزل وافرك الأسلاك النحاسية الرفيعة لتكوين فرشاة نحاسية. لسهولة الاستخدام، اربطه بعصا خشبية أو قلم رصاص، وقم بتوصيل الطرف الآخر من السلك بالقطب الموجب للمصدر الحالي.

قم بإعداد المنحل بالكهرباء - محلول مركّز من كبريتات النحاس، ويفضل أن يكون محمضًا قليلاً - واسكبه في زجاجة واسعة، حيث سيكون من المناسب غمس "الفرشاة" فيها.

قم بإعداد لوحة معدنية أو أي جسم صغير آخر، ويفضل أن يكون ذو سطح مستو. امسحها بورق الصنفرة الناعم وقم بإزالة الشحوم منها عن طريق غليها في محلول من صودا الغسيل. ضع اللوحة في حوض الاستحمام أو الكوفيت وقم بتوصيلها بسلك إلى القطب السالب للمصدر الحالي. يتم تجميع الدائرة، كل ما تبقى هو إدخال المنحل بالكهرباء.

اغمس "الفرشاة" في محلول كبريتات النحاس وحركها على طول اللوحة، محاولًا عدم لمس السطح؛ اعمل بحيث تكون هناك دائمًا طبقة من الإلكتروليت بين اللوحة والفرشاة. يجب ترطيب الأسلاك بالمحلول في جميع الأوقات. أمام عينيك، سيتم تغطية اللوحة بطبقة حمراء من النحاس المعدني. يستغرق الأمر بضع دقائق فقط لمعالجة جزء صغير. عند وضع الطلاء، جفف الجزء بالهواء وافرك الطبقة النحاسية غير اللامعة بقطعة قماش من الصوف أو القماش حتى تصبح لامعة.

عملية لا يتم فيها غمر الجزء في حمام التحليل الكهربائي، ولكن تتم معالجته خارجيًا في مناطق صغيرةيتم استخدام إضافة المنحل بالكهرباء طوال الوقت في الحالات التي يكون فيها الجزء كبيرًا جدًا بحيث لا يمكنك اختيار حمام مناسب له.

كقاعدة عامة، لا يتم استخدام الطلاءات النحاسية كطلاء مستقل، سواء لأغراض الديكور أو لحماية الأجزاء الفولاذية من التآكل. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن النحاس يتأكسد بسهولة في الظروف الجوية، ويصبح مغطى بطبقة من الأكاسيد.

ومع ذلك، نظرًا للالتصاق الجيد للنحاس المترسب بمختلف المعادن، يتم استخدام طلاء النحاس في الطلاءات الواقية والزخرفية متعددة الطبقات كطبقة فرعية وسيطة، وكذلك لحماية الأجزاء الفولاذية من الكربنة. في الطلاء الكهربائي، تُستخدم رواسب النحاس لعمل نسخ معدنية، ونقوش بارزة، وأدلة موجية، ومصفوفات.

تنقسم إلكتروليتات طلاء النحاس إلى حمضية وقلوية. من الشوارد الحمضية تستخدم كبريتات وهيدروفلورايد. الأكثر استخدامًا هي إلكتروليتات حمض الكبريتيك، التي تتميز ببساطتها في التركيب واستقرارها وكفاءتها الحالية العالية (تصل إلى 100٪). عيب هذه الإلكتروليتات هو استحالة الطلاء المباشر لأجزاء الفولاذ والزنك بسبب تلامس النحاس، الذي يتميز بضعف التصاقه بالمعدن الأساسي. لذلك، قبل طلاء الأجزاء الفولاذية بالنحاس في إلكتروليتات حمضية، يتم أولاً طلاءها بالنحاس في إلكتروليتات السيانيد أو يتم ترسيب طبقة فرعية رقيقة من النيكل. تشمل عيوب إلكتروليتات حمض الكبريتيك أيضًا قدرتها المنخفضة على التبديد وبنية الرواسب الأكثر خشونة مقارنة بالإلكتروليتات الأخرى.

تشمل إلكتروليتات طلاء النحاس القلوية السيانيد والبيروفوسفات والإلكتروليتات الأخرى. تتمتع إلكتروليتات النحاس السيانيد بقدرة عالية على التبديد، وبنية بلورية دقيقة من الرواسب، وإمكانية الطلاء المباشر بالنحاس لأجزاء الطاولة. تشمل العيوب انخفاض كثافة التيار وعدم استقرار التركيب بسبب تفحيم السيانيد الحر تحت تأثير ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك، تتميز إلكتروليتات السيانيد بانخفاض كفاءة التيار (لا تزيد عن 60-70٪).

احرص!لا تقدم شركة LV-Engineering خدمات الطلاء الجلفاني! تقوم مؤسستنا بتصميم الإنتاج الجلفاني، وإنتاج الحمامات والخطوط الجلفانية المصنوعة من مادة البولي بروبيلين، والتركيب والتشغيل في هذا المجال.

طلاء النحاس الحمضي بالكهرباء

كبريتات النحاس - 150-250 جم/لتر
كلوريد النيكل - 50-70 جم/لتر
درجة الحرارة = 18-25 درجة مئوية
كثافة التيار = 1-4 أمبير/دم2

عند تحريك المنحل بالكهرباء هواء مضغوطيمكنك زيادة كثافة تيار الكاثود إلى 6-8 A/dm2.

لتحضير إلكتروليت كبريتات النحاس، قم بإذابة كبريتات النحاس، ثم قم بتصفيتها في وعاء العمل وأضف حمض الكبريتيك مع التحريك المستمر.

عند تطبيق الطلاء النحاسي من إلكتروليت حمض الكبريتيك، تذوب أنودات النحاس بشكل أساسي لتكوين أيونات ثنائية التكافؤ، والتي، عند تفريغها عند الكاثود، تترسب على شكل نحاس معدني. ومع ذلك، جنبا إلى جنب مع هذه العمليات، تحدث عمليات أخرى تعطل المسار الطبيعي للتحليل الكهربائي. من الممكن أيضًا الذوبان الأنودي مع تكوين أيونات أحادية التكافؤ، ولكن بدرجة أقل.

في غسيل النحاس المعدني بالكهرباء، تحدث أيضًا عملية كيميائية عكسية: Cu + Cu 2+ = 2Cu +.

تراكم أيونات النحاس أحادية التكافؤ في المحلول كميات كبيرةيؤدي إلى تحول التفاعل إلى اليسار، مما يؤدي إلى ترسيب النحاس الإسفنجي المعدني.

بالإضافة إلى ذلك، في المحلول، تحدث أكسدة كبريتات النحاس أحادية التكافؤ بسبب الأكسجين الجوي وحمض الكبريتيك، خاصة مع تحريك الهواء: Cu 2 SO 4 + 1/2O 2 + H 2 SO 4 = 2 Cu SO 4 + H 2 O. الكاثود تتكون العملية من تفريغ أيونات النحاس ثنائية التكافؤ وأحادية التكافؤ، ولكن نظرًا لأن تركيز أيونات النحاس أحادية التكافؤ أقل بحوالي 1000 مرة من تركيز أيونات النحاس ثنائية التكافؤ، فإن العملية الكاثودية تبدو كما يلي: Cu 2+ + 2e - = النحاس. الناتج الحالي هو 100%.

للحصول على راسب كثيف وناعم في المنحل بالكهرباء، من الضروري وجود حمض الأعشاب. يؤدي حمض الكبريتيك عددًا من الوظائف: يزيد بشكل كبير من التوصيل الكهربائي للكهارل. يقلل من نشاط أيونات النحاس، مما يساهم في تكوين الرواسب الدقيقة الحبيبات؛ يمنع التحلل المائي لكبريتات النحاس، والذي يصاحبه تكوين راسب فضفاض من أكسيد النحاس.

العيوب أثناء عملية طلاء النحاس بالكهرباء وكبريتات وطرق التخلص منها

هيدروفلورايد بالكهرباءلديه قدرة تشتت أعلى قليلاً من الكبريتات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام إلكتروليتات الهيدروفلورايد كثافات عاليةحاضِر تكوين المنحل بالكهرباء (جم / لتر) ووضع طلاء النحاس:

هيدروفلوريد النحاس - 35-40 جم/لتر
حمض البوريك - 15-20 جم/لتر
حمض الهيدروفلوريك - 15-20 جم/لتر
كلوريد النيكل - 50-70 جم/لتر
درجة الحرارة = 18-25 درجة مئوية
كثافة التيار = تصل إلى 10 أمبير/دم2

يتم خلط المنحل بالكهرباء مع الهواء المضغوط أو محرك ميكانيكي.

لتحضير إلكتروليت حمض الهيدروفلوريك، يتم إدخال كربونات النحاس المترسبة حديثًا إلى حمض الهيدروفلوريك في أجزاء صغيرة. يتم تحضير محلول كربونات النحاس بإضافة محلول مركز من الصودا إلى محلول كبريتات النحاس مع التحريك. يتم صب الراسب الناتج وغسله وتذويبه في حمض الهيدروفلوريك. أضف هيدروفلورايد مجاني و حمض البوريكإلى قيمة الرقم الهيدروجيني المطلوبة (1-1.5). يضاف الماء إلى الحمام مع المنحل بالكهرباء الناتج إلى مستوى التشغيل.

يعد النحاس أحد المعادن القديمة: بدأ الناس في استخدامه لصنع الأدوات في الألفية الرابعة قبل الميلاد. يرجع هذا التوزيع الواسع للنحاس إلى حقيقة أن المادة موجودة في الطبيعة في حالة معدنية أصلية. واليوم يتم استخدام النحاس في كل مكان - في علم المعادن وصناعة السيارات والهندسة الكهربائية والبناء.

تكوين النحاس

معدن النحاس هو معدن ثقيل ذو لون وردي محمر، مرن وناعم، ينصهر عند درجات حرارة تزيد عن 1080 درجة مئوية، ويوصل الحرارة بشكل جيد للغاية. كهرباء: الموصلية الكهربائية للنحاس أعلى بمقدار 1.7 مرة من الموصلية الكهربائية للألمنيوم وأكثر من 6 مرات من الموصلية الكهربائية للحديد، وهي أقل قليلاً فقط من الموصلية الكهربائية للفضة.

يتم تحديد الخصائص المحددة للنحاس من خلال محتوى الشوائب المحددة في المعدن، والتي يمكن أن تختلف كميتها بحوالي 10 إلى 50 مرة. بناءً على محتوى الأكسجين، من المعتاد استخدام التصنيف التالي للنحاس:

• النحاس الخالي من الأكسجين بمحتوى أكسجين أقل من 0.001%؛
• النحاس المكرر مع محتوى الأكسجين من 0.001 إلى 0.01٪، ولكن مع زيادة وجود الفوسفور؛
• نحاس عالي النقاء بمحتوى أكسجين يبلغ حوالي 0.03-0.05%؛
• معدن للأغراض العامة يحتوي على نسبة أكسجين تتراوح بين 0.05 - 0.08٪.

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

توجد ذرات الهيدروجين في النحاس الخالي من الأكسجين في فجوات الشبكة البلورية ولا تؤثر بشكل خاص على خصائص المعدن. وفي النحاس المحتوي على الأكسجين، يكون الهيدروجين قادرًا على التفاعل عند درجات حرارة عالية مع أكسيد النحاسوز، ويتكون بخار الماء في سمك النحاس المتأصل ضغط مرتفعمما يؤدي إلى التورم والشقوق والتمزقات. وتسمى هذه الظاهرة "مرض الهيدروجين".

الحديد والبزموت والأنتيمون والرصاص يضعف ليونة النحاس. الشوائب ضعيفة الذوبان في النحاس (الرصاص والأكسجين والكبريت والبزموت) تثير الهشاشة عند درجات الحرارة المرتفعة، مما يعقد عملية المعالجة بالضغط الساخن.

الخصائص الفيزيائية للنحاس

الخاصية الرئيسية للنحاس، التي يحددها استخدامه، هي الموصلية الكهربائية العالية أو النوعية المنخفضة المقاومة الكهربائية. الشوائب مثل الحديد والفوسفور والزرنيخ والقصدير والأنتيمون تضعف بشكل كبير التوصيل الكهربائي. الحالة الميكانيكية للنحاس لها تأثير كبير على التوصيل الكهربائي.

الخاصية الثانية المهمة للنحاس هي التوصيل الحراري الكبير. تعمل إضافات وخصائص صناعة السبائك على تقليل التوصيل الحراري للنحاس، لذا فإن السبائك التي تم إنشاؤها على قاعدة نحاسية تكون أدنى بكثير في هذا المؤشر.

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

النحاس غير مستقر في الأمونيا وكلوريد الأمونيوم والأحماض المعدنية المؤكسدة ومحاليل الأملاح الحمضية. كما تتدهور خصائصه المسببة للتآكل بشكل ملحوظ في بعض البيئات مع زيادة كميات الشوائب. ملامسة النحاس مع سبائكه والقصدير والرصاص في الجو الرطب والبحر و مياه عذبة. في الوقت نفسه، لا يسمح بالاتصال بالنحاس مع الزنك والألمنيوم بسبب تدميرها السريع.

يستخدم النحاس وسبائكه ومركباته على نطاق واسع في مختلف الصناعات. يستخدم النحاس في الهندسة الكهربائية شكل نقيفي إنتاج قضبان التوصيل والأسلاك العارية ومنتجات الكابلات والمولدات الكهربائية ومعدات الهاتف وأجهزة الراديو. أجهزة الفراغ والمبادلات الحرارية وخطوط الأنابيب مصنوعة من النحاس.

تستخدم سبائك النحاس مع معادن مختلفة في صناعة السيارات وفي صناعة الأجهزة الكيميائية. سلك نحاس أحمر لصناعة جميع أنواع الحبال والثني الأكثر عناصر معقدة. خصائص عاليةالنحاس يجعله لا غنى عنه في إنتاج أجزاء تخريمية.

عملية طلاء النحاس

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

يرجع استخدام الطلاء النحاسي كمعالجة تحضيرية إلى حقيقة أن هذا المعدن قادر على الالتصاق بقوة بالصلب وتنعيم عيوب السطح. تترسب المواد الأخرى بشكل جيد على النحاس، ولكن ليس بشكل جيد على الفولاذ النقي.

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

يتميز الطلاء النحاسي المطبق حديثًا بلون وردي لامع أو لامع، اعتمادًا على تقنية التطبيق. يمكن أن تتأكسد الطلاءات النحاسية بسهولة في الظروف الجوية وتصبح مغطاة بطبقة من الأكاسيد، وتكتسب بقعًا ذات ظلال مختلفة وبقع قوس قزح.

استخدام طلاء النحاس

في معظم الحالات يتم استخدام طلاء النحاس الجلفاني للمعادن في الحالات التالية:

1. لأغراض الديكور. تحظى منتجات النحاس العتيقة حاليًا بشعبية كبيرة. تتيح لك عملية الطلاء بالنحاس وضع طبقات من النحاس على المعدن، والتي يبدو أنها "تتقادم" بعد ذلك معالجة خاصةوتبدو وكأنها مصنوعة منذ وقت طويل.
2. في الجلفانوبلاستي. يتم استخدام طلاء النحاس كلفاني من الحديد لإنشاء نسخ معدنية من المنتجات أشكال مختلفةوأحجام مختلفة. يتم إنشاء قاعدة من البلاستيك أو الشمع، وهي مغلفة بورنيش موصل للكهرباء وطبقة من النحاس. غالبًا ما تُستخدم تقنية طلاء النحاس المماثلة في صناعة المجوهرات والهدايا التذكارية والنقوش البارزة والمصفوفات وأدلة الموجات.
3. لأغراض فنية. طلاء النحاس للمعادن أهمية عظيمةلديه في مجال الهندسة الكهربائية. نظرًا لانخفاض تكلفة طلاء النحاس مقارنة بالطلاء الذهبي أو الفضي، فقد وجدت الطلاءات النحاسية تطبيقًا في تصنيع قضبان التوصيل الكهربائية والأقطاب الكهربائية والاتصالات والعناصر الأخرى التي تعمل تحت الجهد الكهربائي. غالبًا ما يستخدم طلاء النحاس كطلاء للحام.

يتم استخدام طلاء النحاس مع الطلاءات الكلفانية الأخرى:

• عند تطبيق طلاء وقائي وزخرفي متعدد الطبقات. عادة، يتم استخدام النحاس مع الكروم والنيكل (طلاء واقي وزخرفي ثلاثي الطبقات) ومعادن أخرى كطبقة وسيطة لزيادة الالتصاق بالمعدن الأساسي وإنتاج طلاء أكثر متانة ولمعانًا.
• لحماية المنطقة أثناء التدعيم. يمكن للطلاء النحاسي للرصاص أن يحمي مناطق منتجات الصلب من الكربنة - الكربنة. فقط تلك المناطق التي تخضع لمعالجة القطع المستقبلية هي المغلفة بالنحاس. الطبقة السطحية الصلبة المكربنة لا تصلح لمثل هذه المعالجات، ويمكن للنحاس أن يحمي المناطق المطلية من عملية انتشار الكربون فيها.
• عند استعادة وإصلاح الأجزاء. طلاء النحاس للمعادن هو إجراء مهمأثناء أعمال الترميم وترميم الأجزاء المطلية بالكروم من معدات الدراجات النارية والسيارات. من المعتاد وضع طبقة كبيرة من النحاس - حوالي 100-250 ميكرون أو أكثر، والتي تغلق العيوب المعدنية والمسام وتؤدي الوظائف أساس جديدللطلاءات اللاحقة.

أنواع طلاء النحاس

يمكن إجراء عملية طلاء النحاس DIY حتى من قبل المبتدئين. للقيام بذلك، تحتاج فقط إلى معرفة التفاصيل الدقيقة الأساسية. هناك طريقتان لطلاء النحاس في المنزل: بالغمر في المنحل بالكهرباء وبدون غمر.

مغمورة في المنحل بالكهرباء

تتم معالجة المنتج المعدني بورق الصنفرة لإزالة طبقة الأكسيد، ومسحه بفرشاة، وغسله جيدًا بالماء، وإزالة الشحوم منه في محلول الصودا الساخنة وغسله مرة أخرى. بعد ذلك، من المعتاد خفض لوحين نحاسيين، وهما الأنودات، في كوب أو جرة على الأسلاك النحاسية.

يتم تعليق الجزء على سلك بين اللوحات. يتم توصيل الأسلاك القادمة من الألواح النحاسية ببعضها البعض وتوصيلها بموجب المصدر الحالي والجزء السالب. بعد ذلك، يتم توصيل مقاومة متغيرة بالدائرة لتنظيم التيار والملليمتر. مطلوب مصدر تيار مستمر بجهد لا يزيد عن 6 فولت.

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

عند استخدام المتغير، تحتاج إلى ضبط التيار في حدود 10 - 15 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع من سطح الجزء. بعد حوالي 20 دقيقة، يجب عليك إيقاف تشغيل التيار وإزالة المنتج، وهو مغطى بالفعل بطبقة نحاسية رقيقة. كلما طالت العملية، أصبحت طبقة النحاس أكثر سمكًا.

دون الغمر في المنحل بالكهرباء

يتم تنفيذ هذا الإجراء للصلب والألمنيوم والزنك. تتم إزالة العزل من أحد طرفي السلك المجدولة، ثم من الضروري تمزيق الأسلاك النحاسية الرفيعة للحصول على فرشاة نحاسية. لسهولة التشغيل، تحتاج إلى ربطه بفرشاة نحاسية أو عصا خشبية، ويجب توصيل الطرف الآخر من الكابل بالإضافة إلى المصدر الحالي.

بعد ذلك، يجب عليك تحضير المنحل بالكهرباء - محلول كبريتات النحاس، ويفضل أن يكون محمضًا قليلاً، وتصبه في زجاجة واسعة سيكون من المناسب غمس الفرشاة فيها. قم بإعداد لوحة معدنية أو أي جسم صغير آخر بسطح مستو. يجب مسحها بورق صنفرة ناعم وإزالة الشحوم منها بالغليان في محلول من صودا الغسيل.

ثم تحتاج إلى وضع اللوحة في كفيت أو حوض استحمام وتوصيلها بسلك ناقص المصدر الحالي. بعد تجميع الدائرة، تحتاج فقط إلى إدخال المنحل بالكهرباء. اغمس "الفرشاة" في محلول كبريتات النحاس، والذي ينبغي سحبه على طول اللوحة دون ملامسة السطح.

يوصى بالعمل بحيث تكون هناك دائمًا طبقة من الإلكتروليت بين الفرشاة واللوحة. يجب ترطيب الأسلاك بالمحلول في جميع الأوقات أثناء التشغيل. أمام عينيك، سيتم تغطية اللوحة بطبقة من النحاس المعدني الأحمر. سوف يستغرق الأمر بضع دقائق لمعالجة جزء صغير.

عند الانتهاء من تطبيق الطلاء، تحتاج إلى تجفيف الجزء بالهواء وفرك الطبقة غير اللامعة من النحاس حتى تصبح لامعة باستخدام قطعة قماش أو قطعة قماش صوفية. يتم استخدام عملية طلاء الألومنيوم بالنحاس، عندما لا يتم غمر المنتج في حمام إلكتروليتي، ولكن تتم معالجته في مناطق صغيرة من الخارج، مع إضافة المنحل بالكهرباء، في الحالات التي يكون فيها المنتج كبيرًا جدًا بحيث يكون من المستحيل تحديد مناسب حمام لذلك.

حمامات طلاء النحاس

لا تختلف تركيبات الطلاء النحاسي عن الحمامات الكلفانية العادية. من السهل جدًا الحصول على الإلكتروليتات المستخدمة في طلاء النحاس إذا كانت في متناول يدك المكونات الضرورية. هناك نوعان من محاليل النحاس: القلوية والحمضية.

في المحاليل الحمضية لن تتمكن من الحصول على طبقات نحاسية جيدة اللصق على الزنك و منتجات الصلبلأن الزنك والحديد في هذه الحالة يذوبان مع النحاس، وينزعج الالتصاق بالطبقة الواقية.

للتخلص من هذه الميزة، يوصى بإنشاء أول طبقة نحاسية رقيقة (2-3 ميكرون) في محلول قلوي لطلاء النحاس، وفي المستقبل زيادة الطلاء إلى سمك معين في المنحل بالكهرباء الحمضي، وهو أكثر اقتصادا . من الأفضل أن تكون منتجات الزنك ذات الشكل المعقد مطلية بالنحاس في الشوارد القلوية.

وأكثر الشوارد الحمضية شيوعًا هي الهيدروفلورايد والكبريتات. الأكثر استخدامًا هي إلكتروليتات حمض الكبريتيك، والتي تتميز بتركيبتها البسيطة وكفاءتها الحالية العالية واستقرارها الكبير.

قبل طلاء الأجزاء الفولاذية بالنحاس في إلكتروليتات حمضية، يوصى أولاً بطبقة النحاس في إلكتروليت السيانيد أو ترسيب طبقة فرعية رقيقة من النيكل. هذه الشوارد لها عيوب عديدة.

أحدها هو استحالة الطلاء المباشر لأجزاء الزنك والصلب بسبب تلامس النحاس الذي يتميز بضعف التصاقه بالمعدن الأساسي. أيضًا، تتمتع الإلكتروليتات بقدرة تبديد منخفضة وبنية رواسب خشنة مقارنة بالإلكتروليتات الأخرى.

من بين إلكتروليتات طلاء النحاس القلوية، تُعرف إلكتروليتات البيروفوسفات والسيانيد.
تتميز إلكتروليتات السيانيد من النحاس بقدرات تبديد عالية، وإمكانية طلاء النحاس للنجارة والبنية البلورية الدقيقة للرواسب.

تشمل عيوب الشوارد القلوية انخفاض كثافة التيار وعدم استقرار المحلول بسبب تفحيم السيانيد الحر تحت تأثير ثاني أكسيد الكربون. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع إلكتروليتات السيانيد بكفاءة تيار منخفضة - لا تزيد عن 60-70٪.

وبالتالي فإن النحاس معدن يستخدم في كل مكان: في صناعة السيارات والهندسة الكهربائية والبناء. وفي عملية الجلفانوبلاستي، تُعرف تقنية الطلاء بالنحاس بإعداد سطح معدني للطلاء بمعادن أخرى أو كعملية مستقلة.