כיצד מיישמים אלקטרוליטי בעבודה ובבית

בפעילותו של כל חשמלאי מוכשר, ישנם רגעים הדורשים ניתוח מדויק של התופעות המתרחשות במהלך האלקטרוליזה. במקרים רבים, נדרש כוונון עדין של ספקי כוח DC למצב פעולה עם מאפייני תזמון שונים לאוטומציה מלאה של תהליך.

התייחסות היסטורית

לראשונה, החוקים הבסיסיים המתארים את השפעת הזרם הישר על התנהגותם של חומרים מומסים באלקטרוליטים נקבעו על ידי המדען האנגלי מייקל פאראדיי.

תהליכים פיזיקו-כימיים של אלקטרוליזה מתרחשים בתא אלקטרוליטי.

מיוצר במיכל אלקטרוליטים. בתוך הגוף נמצאות שתי אלקטרודות עליהן מוחלים מטענים חיוביים ושליליים ממקור מתח קבוע מבוקר. עוצמת הזרם הזורם במעגל המשותף מווסתת בגודלה ונשלטת על ידי המפעיל באמצעות מונים. תאים חשמליים אוטומטיים פועלים בפיקוח של אלקטרוניקה.

האלקטרודה שעליה מוחל המטען החיובי נקראת "אנודה", והשלילית - "קתודה". תחת פעולת זרם באלקטרוליט נוצרים יונים עם מטענים של סימנים מנוגדים:

1. קטיונים;

2. אניונים.

יונים בעלי מטען חיובי נקראים "קטיונים" מכיוון שהם נעים לכיוון הקתודה. אניונים הם יונים בעלי מטען שלילי הנמשכים לאנודה.

הטכנולוגיות המתעוררות במהלך האלקטרוליזה נמצאות בצומת הדרכים של שני מדעים:

1. כימיה;

2. הנדסת חשמל.

מבחינה היסטורית, לפיכך, התפתח הנוהג שענף מיוחד באלקטרוכימיה עוסק בגלוון, החוקר הן את התופעות האלקטרוכימיות והן הפיזיקליות המתרחשות במהלך שקיעת קטיוני מתכת על כל סוג של אנודה. זה נעשה על מנת לבחור את התנאים הטכנולוגיים האופטימליים, לפתח טכניקות ושיטות עיבוד מיוחדות, לבחור את מצבי הציוד הנומינליים במהלך השקת מתכות מסוימות על בסיסים שונים.

בפועל ציפוי גלווני מזמן מפוצל לשני כיוונים נפרדים ועצמאיים:

1. electroforming;

2. גלוון.

שיטות אלו פועלות בערך על אותן טכנולוגיות, אך שונות בחומרי הבסיס שעליו מוחל הציפוי הגלווני.

אלקטרוטיפ

זוהי דרך ליצור עותק רדוד של תמונת נפח של חלק לא מתכתי. החומרים העיקריים יכולים להיות מעובדים בקלות טיח, אבן, עץ, ריקים מפלסטיק וחומרים אחרים.

בסדנאות יצירה נוצרות צורות ייחודיות של תכשיטים על ידי כיסוי עלים מעצים שונים, פרחים, חרקים בשכבת מתכת.

מייסד הציפוי הגלווני היה הרוסי בוריס סמנוביץ' יאקובי, שפיתח את הטכנולוגיה שאפשרה ליצור את פסלי המתכת המפורסמים שעדיין מקשטים את מבנה קתדרלת סנט אייזק בסנט פטרסבורג. על עבודה זו זכה להכרה עולמית, הוענק לו פרס דמידוב, היוקרתי ביותר למדענים ברוסיה, וזכה במדליית זהב גדולה במהלך טקס חגיגי בתערוכת פריז.

עובי המוצרים שנוצרו בשיטות אלקטרופורמינג מאופיין במידות מוגברות, המעניקות להם חוזק במהלך הפעולה. זה יכול להגיע בין 0.25 לשני מילימטרים או יותר. זה מושג על ידי משך התהליכים האלקטרוכימיים.

מתכות יקרות לא ברזליות מיושמות לרוב על ידי ציפוי אלקטרוני במוצרים אמנותיים:

• זהב;

• כסף,

• פְּלָטִינָה;

• רודיום.

למטרות טכניות השתמש ב:

• נְחוֹשֶׁת;

• ניקל;

• בַּרזֶל.

בהזהבה, כסף, ציפוי ניקל, נחושת משמשת כשכבת ביניים בתהליכים טכנולוגיים באלקטרוניקה.

גלוון

שיטה זו של ציפוי אלקטרוני מבוססת על מריחת שכבה דקה של מתכת מגן על פני השטח של חלק מתכת או קבוצת חפצים. הכיסוי העליון יכול לבצע פונקציות שונות:

• הגנה מפני חלודה;

• קישוט מגן;

• שיפור המראה;

• הקניית תכונות חשמליות שונות למשטח על מנת לשפר את הולכת הזרם או להגדיל את מאפייני הבידוד;

• הגדלת מאפייני החוזק של אנטי-תפיסה;

• הארכת עמידות בפני שחיקה;

• שיפור הידבקות בעת גומי פלדות;

• הידבקות מוגברת להלחמות ולמספר מאפיינים נוספים.

מגוון גדול של מוצרי ציפוי חשמלי ניתן למצוא בכל המקומות סביבנו.

התמונה לעיל מציגה את הפרטים המעובדים המקיפים אותנו בחיי היומיום: אלמנטים מעוצבים של רהיטים ומנורות, ציפוי מגן למכשירי חשמל ביתיים ותיבות.

איכות השכבה המיושמת על המוצר תלויה במבנה הציפוי שנוצר. למטרות טכניות, נעשה שימוש בשכבות המשקעים הדקות ביותר ובו בזמן צפופות. הם נוצרים:

• בחירת רכיבים והרכב אלקטרוליטים;

• שמירה על משטר טמפרטורה אופטימלי של סביבת העבודה במהלך אלקטרוליזה;

• הגדרות נוכחיות, יציבות צפיפותו ומשך מחזור הייצור.

סוגי ציפוי אלקטרוני

שכבת זהב מעניקה למוצרים מראה עשיר, מגן מפני קורוזיה, מגביר את רפלקטיביות המוצר. תכונות המוליכות של משטחים מצופים זהב פועלות היטב במכשירים אלקטרוניים.

ציפוי כסף משמש לאותן מטרות ובמקביל משמש לעתים קרובות לשיפור התכונות המוליכות של מעגלי הכוח. זה מוחל על המגעים של סטרטרים, מגע, ממסרים אלקטרומגנטיים וסטטיים, רגלי מגברים תפעוליים, מיקרו-מעגלים ורכיבים אלקטרוניים אחרים.

ציפוי ניקל מאפשר למוצרים העשויים מפלדה, נחושת וסגסוגותיה, אלומיניום, אבץ ולעתים רחוקות יותר טונגסטן, טיטניום ומוליבדן לתת מראה דקורטיבי ולספק הגנה מפני קורוזיה לא רק מחשיפה אטמוספרית, אלא גם בעבודה בתנאים:

• זיהום עם פתרונות של מלחים, אלקליות, חומצות חלשות;

• חשיפה מוגברת לעומסי שוחקים מכניים.

ציפוי כרום מגביר את הקשיות וההתנגדות לבלאי של מתכות ומאפשר לך להחזיר משטחים בלויים של חלקי חיכוך לפרמטרים המקוריים שלהם. שינוי המאפיינים של מצב הטכנולוגיה מאפשר לך ליצור:

• ציפויים מט עם גוון אפור, שיש להם את הקשיות הגדולה ביותר, שבירות, אבל ההתנגדות הנמוכה ביותר ללבוש;

• משטחים מבריקים עם עמידות טובה ללבוש וקשיות;

• ציפוי חלב פלסטיק עם קשיות נמוכה, אבל מראה אטרקטיבי ותכונות טובות נגד קורוזיה. ציפוי אבץ מגן על יריעות פלדה ומוצרי פלדה מפני קורוזיה ומשמש לעתים קרובות בתעשיות הרכב והבנייה.

ציפוי נחושת של מוצרי פלדה מגן מפני קורוזיה ומגביר את תכונות המוליכות של המתכת, המשמשת לכיסוי חוטי חשמל הפועלים בחוץ.

ציפוי פליז לא רק מגן על פלדה וסגסוגות אלומיניום מפני קורוזיה, אלא גם מבטיח היצמדות טובה שלהם לצמיג.

שריון מעניק למשטחים מראה ייחודי.

ציפוי רודיום מספק:

• הגנה על כסף מפני הכתמה;

• משטחי קישוט;

• עמידות כימית גבוהה;

• עמידות בפני שחיקה מוגברת.

מאפיינים של תהליכים טכנולוגיים לציפוי אלקטרוני

שיטות ציפוי תעשייתיות נמצאות בשימוש נרחב בתהליכי ייצור.

מגוון הציוד והשיטות ליישום השכבה החיצונית קובעים מספר רב של טכנולוגיות לבניית מתכת משטח.

בדרך כלל תהליכים טכנולוגיים כוללים שלבים:

1. הכנה מוקדמת של ריקים;

2. הצטברות השכבה הגלוונית באמבטיות;

3. עיבוד סופי של החלק.

בשלב המקדים מתבצע עיבוד מכני וכבישה של משטחים:

• ניקוי מתחמוצות וזיהומים;

• הסרת שומנים ראשונית;

• הצמדות לציוד תלוי;

• בידוד אתרים שאינם דורשים עיבוד;

• הסרת שומנים סופית.

במהלך הטיפול האנודי בחלקים, חשוב להקפיד על הפרמטרים האופטימליים של הזרם ומשך הזמן שלהם.

השלב הסופי כולל:

• ניטרול שאריות אלקטרוליטיות על חלקים מעובדים;

• טיפול חלופי עם סילוני מים בטמפרטורות שונות;

• הסרת חלקים ממרכיבי ההשעיה;

• הסרת שכבה מבודדת מחפצים סגורים;

• יִבּוּשׁ;

• לבצע טיפול בחום, במידת הצורך;

• גימור מכני לגודל הנדרש.

תכונות עיצוב של ציוד ציפוי מודרני

כדי להכיל את האלקטרוליט משמשים אמבטיות גלווניות עשוי מפולימרים עמידים:

• PVC;

• PVDF;

• פוליפרופילן.

הם מורכבים על בסיס מתכת יציב יחד עם יחידות בקרה בעיצובים מודולריים.

ניקוי חלקים באיכות גבוהה מסופק בשיטות יצירה:

• זרם סילון;

• שיטת זרימה;

• קליטה במפל.

ההערכה הסופית של תהליך הניקוי מתבצעת על ידי המפעיל באמצעות שיטות תצפית חזותית.

הציוד החשמלי המותקן והתקני החימום נשלטים באופן אוטומטי או על ידי המפעיל. כדי להאיץ את הפעולות, מבצעים בעבוע, נדנוד וטכניקות אחרות.

מפעלים תעשייתיים מצוידים בהתקני הגנה, בולמים, יניקה על הסיפון, מערכות טיפול בשפכים ומאפשרים לבצע רק תהליכים מסוימים, למשל:

• שקיעה של שכבות ניקל-זהב על מוצרים תעשייתיים;

• ניקל, כסף, נחושת, ציפוי כרום על תליונים;

• ציפוי ניקל בתופים;

• עיבוד נחושת ופח בחביות קטנות;

• לקצץ על תליונים;

• טיפול בשפכים וטכנולוגיות אחרות.

מפעלי תעשייה המשמשים בארגונים גדולים משולבים לקווי ייצור.

שיטות גלווניות תוצרת בית

השימוש בשיטות אלקטרוניקה וציפוי למטרות ביתיות הוא בסמכותו של כל בעל מלאכה ביתי. עם זאת, לפני ביצוע מכשירים כאלה, עליך ללמוד ולקחת בחשבון את כללי הבטיחות שיש להקפיד עליהם בעת עבודה עם נוזלים אגרסיביים ומתקנים חשמליים, להבטיח אוורור טוב של המקום וסילוק מי שפכים.

השימוש באמבטיות זכוכית אינו רצוי בשל שבירותן. עדיף לבחור כלים העשויים מפולימרים שקופים חזקים.

עבור זרימת זרם חשמלי בגודל קבוע במיכלי אלקטרוליטים קטנים, אתה יכול להשתמש בעיצוב של בלוקים מוכנים ממחשב או טלפון נייד או להכין אותם בעצמך לצרכים ספציפיים.

התקני אספקת חשמל פשוטים למדי ממכשירי רדיו ישנים עם ויסות טרנזיסטור ניתן למצוא באינטרנט או לקחת את התרשים הבא כבסיס.

בו, אתה יכול להשתמש בשנאי מכל טלוויזיה ישנה או לגלגל אותו בעצמך. המאפיינים הנומינליים של טרנזיסטור הכוח, גשר הדיודה המיישר והנגד הוויסות נבחרים בהתאם לעוצמת העומס. קבל אלקטרוליטי משווה את המתח המוחלק. מד זרם מובנה לניטור רציף של הערך הנוכחי.

הסדר של חלקים של בלוק דומה, אך עם צומת נוסף של טרנזיסטורי בקרה, מוצג בתמונה.

מצנן אוויר משמש לקירור טוב יותר של טרנזיסטור הכוח.

קל מאוד ליצור יחידת אספקת חשמל נוספת: היציאות של המגעים הנפרדים «+» ו- «-» ממטען הטלפון הנייד מחוברים על ידי מכשיר מדידה ונגד עומס מווסת עם הכוח המתאים לאלקטרודות של הגלווני. מֶרחָץ.

בעת ביצוע עבודה בשיטות גלווניות או גלווניות, אומן בית יצטרך לבצע באופן עצמאי ניסויים ולתעד את תוצאותיהם על מנת לצבור ניסיון. רק כך יופיעו מיומנויות שליטה ומיומנויות מעשיות.