Гальваніка на дому
Ну, перш за все, поясню, для чого затівається вся ця бодяга з такими грізними попередженнями. Сподіваюся, що мій читач - просунутий моддер, який пофарбував вже не один корпус. І ти вже знаєш, яка це проблема - фарбування кузова. Я пропоную ще більше ускладнити собі завдання і витратити часу і сил в 5-10 разів більше. «А сенс?» - запитаєш ти. Але результат, панове, результат. ... Те, що ти отримаєш, на порядки буде перевершувати твої минулі результати!
Мною, нижче, розглядається технологія електрохімічного осадження металів. Не кожен може дозволити купити собі алюмінієвий кейс за 150-200 буказоідов, але ж хочеться? А як тобі мідний кейс або нікельований, а? Є-є можливість це зробити. Далі, я при виготовленні своїх систем водяного охолодження покривав шаром срібла свої водоблоки. На тестовому прогоні водоблок покритий сріблом зсередини і зовні дає зниження температури на 5 градусів, щодо водоблоку без срібла. Результат, як говориться, на обличчя. Плюс захист від корозії, плюс естетичне задоволення.
Займатися гальваніки, як і будь-яким іншим справою, можна де завгодно. Але бажано все ж злегка обладнати своє робоче місце. Перш за все необхідно врахувати 2 речі. В процесі роботи, ти будеш мати справу з концентрованими кислотами та іншими їдкими речовинами. І другий момент, на різних етапах будуть виділятися всякі отруйні гази, їдкі пари і інші випаровування. Тому бажано облаштувати місце там, де складно що-небудь пропалити і там повинна бути вентиляція. Перша думка - це кухня. Відразу практична порада. Якщо на кухні є витяжка дуже добре, тільки на витяжці НЕ ПОВИННІ стояти фільтри! Мій перший експеримент з отримання концентрованої сірчаної кислоти, закінчився тим, що з витяжки почала сипатися всяка труха і сміття, типу сіточок і волокон. Це від парів сернягі зруйнувався фільтр і, отже 800 руб. на нову витяжку, з сімейного бюджету - геть. Так що повторюся, хороша вентиляція, запорука успіху всього заходу.
1. Пиво, куди ж без нього! Беремо 10 або більше пляшок і ставимо їх далеко-далеко в холодильник. Коли все закінчимо, відзначимо. А якщо серйозно, то під час усіх наших занять приймати їжу, пити - вкрай не рекомендую. Можна серйозно отруїтися! Надзвичайно не раджу займатися хімією «з бодуна» (тобто з похмілля), руки трясуться, башка тріщить ... Мінімум - зіпсуєш хімікати / заготовки / результати своєї праці, максимум - отруїшся / обожгешься / спалишь хату на фіг!
2. Намордник, aka респіратор. Дуже потрібна річ. Як уже говорив, «в процесі» виділяється багато всякої газоподібної гидоти, яка здоров'ю ніяк не корисна. Додамо сюди ж гумові рукавички. Краще знайти прозекторському. Вони досить міцні і в той-же час не грубі. Працювати без рукавичок - все одно, що наждачкою підтертися (жарт гумору). Дуже рекомендую фартух з щільної клейонки. Обов'язково на ноги якісь тапки.
3. Електрична станція. Необхідний блок живлення на струм 30-50А, з амперметром і плавним регулюванням сили струму. Напруга не має значення, в інтервалі 12-24V. З електронікою, я не дуже дружний, але думаю, знайти схему в Інтернеті, проблем немає. Мені цей девайс знайомий електронник виготовив за 2 вечора і 1 ящик пива. Далі. Потрібні 2 шматки кабелю, площею більше, для з'єднання анода і деталі з блоком живлення. Якщо взяти кабель з меншою площею, то він буде сильно грітися, так як струм великої. Потрібна неметалевої ємності, такого обсягу, що б туди містилася твоя деталь цілком, плюс анод з такою ж площею. В якості ємності я використовував пластиковий таз турецького виробництва. Якщо електроліт в тазику не зберігати, то він прослужить довго, перевірено ...
4. Нагрівальні прилади. Використовувати відкритий вогонь для нагріву - не раджу. Чи не тому, що ми робимо щось вибухове, немає. Просто з відкритим вогнем важко контролювати температурний режим, можна, ненароком, закип'ятити розчин, який кип'ятити зовсім не треба і т.п. До того ж, є ризик зіпсувати дорогу газову плиту якимось розчином. Тому будемо юзати електроплитку. Ще знадобиться праска з робочим терморегулятором, щоб можна було встановити температуру підошви від 80 градусів. Знадобиться піщана баня.
5. Посуд. Краще, звичайно, знайти де-небудь набір хім.посуди (колби, чашки, кипелки). Але якщо немає, можна користуватися будь-якою побутовою, яка задовольняє 3 вимогам. Неметалева, можна гріти, прозора. Ще знадобиться порцеляновий чашка для випарювання, бажано зі сферичним дном. Бажано знайти склобутилки з притертою кришкою, для зберігання реактивів і електролітів.
6. Вимірювальне обладнання. Перш за все потрібні ваги, так як відміряти реактиви доведеться з точністю до грама. Якщо є можливість, користуйтеся заводські, немає можна виготовити самому. Береш сталевий стрижень d = 10 мм, l = 200 мм. Точно знаходиш середину, свердлиш отвір для підвісу. На обидва кінці стержня нарізати різьбу міліметрів по 15, накручуєш гайки. Відразу за розбій свердлиш отвори для підвісу чашок. Під підвіс ваг, скріплюєш спицю під кутом 90 градусів (потрібно точно заміряти кут). Спиця це твоя шкала. Підвішувати чашки (я в першому варіанті використовував сірникові коробки, але це вкрай не практично). Далі підвішують ваги. Гайками юстіруешь положення, важливо що б спиця була спрямована вертикально вниз (можна перевірити схилом), все ваги готові. Залишилося знайти гирьки і можна «відважувати». Як гирьок я використовував старі радянські монети. Їх номінал досить точно відповідає вазі (1 коп. - 1гр. 2 коп. - 2 гр. 3 коп. - 3гр. 5 коп. - 5 гр.). Далі, потрібен термометр. Діапазон шкали 10-130 градусів.
Витратні матеріали
Тепер необхідно визначитися з витратними матеріалами, чи то пак реактивами. В принципі, все необхідне можна купити в конторах торгують хімреактивами. Але по Росії (не знаю як в інших країнах), цей процес, останнім часом, став дуже важким заняттям. Покупцеві хімзасобів потрібно подати довіреність, якусь виписку з дозвільного документа, що мовляв дане юрособа може займатися якоюсь там діяльністю, оплата зазвичай по безналу і інші граблі. Особисто я не зміг це справа здолати і вирішив піти простішим (як виявилося, більш складним) шляхом - хозмагазіни, ринки, СТО, товариші.
Отже, нижче буду розглядати сріблення поверхонь, відповідно і набір реактивів буде такою. Коли будемо займатися меднением або никелированием, то і хімреактиви будуть інші.
Сірчана кислота (H2 SO4) - СТО та автомагазини продають кислоту для заправки акумуляторів, досить хорошої якості. Ті присадки і домішки що там є, нашому заняттю зовсім не заважають. Якщо будеш брати кислоту на ринку - є ймовірність нарватися на бодягу і надалі це відіб'ється на якості покриття. Так що обережніше. Зазвичай, вона продається в пластикових каністрах на 3л. конц.- 36%. На наші цілі - шість літрів - досить.
Хлорид натрію (NaCl) - він же, харчова сіль. Купуємо в продмазі, 2 пачки (2 кг.).
Гідрокарбонат натрію (NaHCO3) - він же, харчова сода. Знову йдемо в продмаг. Потрібна одна пачка (100 гр.)
Нітрат натрію (NaNO3) - відомий під ім'ям «натрієва селітра». Продається в магазинах, що торгують добривами. Я купив пакет на 5 кг (менше не було). Важливе зауваження, торгаші добривами можуть порадити купити суміш з натрієвої і аміачної селітри (типу краще), не брати! Потрібен, тільки, NaNO3. бажано без домішок і добавок.
Силікат натрію (Na2 SiO3) - aka «Рідке скло». В магазин будматеріалів або на ринок - 1 кг. досить.
Карбонат кальцію (CaCO3) - він же кальцинована сода, він же пральна сода. Вперед на ринок будматеріалів або до торгашам миючими засобами. У кого-то з них ця сода обов'язково буде. Пара кілограм - і ось воно, щастя!
Залізосиньородистим калій (K4 [Fe (CN) 6]), він ще відомий під назвою «жовта кров'яна сіль». Найбільш доступне місце, де він може бути, шкільна й інститутська хімічна лабораторія. Необхідно 200гр.
Срібний лом (Ag), тут підійдуть і будь-які серебросодержащие сплави (улюблена срібна ложка, сережки, контакти e.t.c.). Кількість - скільки заготовили, але розраховуй десь на 15-20 грам чистого металу.
Будь-яке миючий засіб - 1 пляшка.
Перш за все, виготовимо концентровану сірчану кислоту. Робимо ємність з пивної 0,5л пляшки, бажано прозорого скла (легше контролювати процес). Для цього відрізаєш горлечко десь на рівні верхньої третини. Гострі краї пляшки бажано обробити напилком. Готуєш піщану баню (стара залізна каструлька або великий кухоль, заповнена піском шаром 10 см). Заливаєш сернягу десь на одну третину. Вмикаєш нагрів (важливо! Не сунь холодну пляшку в гарячий пісок, розлетиться!). При нагріванні серняга дегідролізуется (тобто втрачає вологу) і її концентрація зростає. Чекати, поки не з'явиться легкий димок. Це пішла окис сірки (VI). Чи не перегрів суміш! (Окис сірки моментом витягає вологу з повітря і перетворюється в сірчану кислоту у вигляді суспензії, сам розумієш, що вдихати цю гидоту не корисно). Швиденько знімаєш баню з плитки і накриваєш пляшку склом. Витримуєш в лазні хвилин 15-20 і готово. Гаряча серняга - вельми небезпечна, нітрогліцерин просто відпочиває. У разі розливу рясно засинаєш це місце харчовою содою, якщо потрапить на шкіру - проїсть швидше, ніж відчуєш біль (перевірено на власній шкурі - буквально). Так що намордник і рукавички - must have. Подібним чином, повторюючи, відганяєш десь 300-400мл. концентрату. Бережи в скляному посуді, краще з притертою кришкою.
Далі знадобиться азотна кислота - робимо самі! Беремо 2 пляшки, бажано «попузатее». В одну пляшку кладемо 165 грам натрієвої селітри і заливаємо туди ж 100мл концентрованої сернягі. Швиденько з'єднуємо шийками з порожньою пляшкою і замотуємо це місце скотчем, щоб всередину не потрапляло повітря. Нахиляємо конструкцію так, що б порожня пляшка була трохи вище. Починаємо нагрівати пляшку з сумішшю, порожня заповнюється червоно-бурим газом (окис азоту IV), а селітра потихеньку розчиняється в кислоті. Чи не перегрівай! Сильне нагрівання збільшує газоутворення і окис азоту стравити через з'єднання. Після повного розчинення, припиняємо нагрівання. Пляшки ставиш в холодне місце, години на 3. Отримуємо в пляшці рідина з осадом. Осад, глауберової сіль, нам не потрібна, а рідина - концентрована азотка, на повітрі вона «димить». Повторюючи процес отримуєш 150-200мл. Для тимчасового зберігання підійде пластикова пляшка, але для тривалого потрібно все-таки скло.
Продовжуємо. Розбавляємо азотку водою 1: 1. Тобто на 150мл концентрату отримуємо 300мл робочого розчину. Починаємо розчиняти срібло або його сплави. Чим дрібніше будуть шматочки, тим швидше піде процес. При розчиненні виділяється червоно-бурий газ (окис азоту), вельми отруйний, так що потрібна вентиляція! Поки розчиняється срібло, готуємо перенасичений розчин кухонної солі. В 300мл. води, при 80 град додаємо сіль до тих пір, поки вона не перестане розчинятися. Фільтруємо. Остужаем. Випадає осад (сіль), знову фільтруємо. Після розчинення металу, починаємо доливати дрібними порціями розчин солі. Починає інтенсивно випадати осад. Почекаємо, поки осяде, доливають ще чуть-чуть. Повторюємо до тих пір, поки не припиниться випадання осаду. Переборщити з сіллю - Не бійся, зайве залишиться в розчині. Далі робочий розчин з осадом нагріваєш до 90 град, (не кип'ятити!). І витримуєш при такій температурі 10 хвилин. Тонкий осад при цьому укрупниться. Далі акуратно зливаєш розчин з осаду, доливають воду, збовтують, відстоюєш, знову зливаєш розчин, цей процес називається декантація. Таким чином добре промиваєш осад. Рідина з осадом фільтруємо через промокашку, отриманий фільтрат є хлорид срібла (AgCl), який використовується в більшості рецептів для сріблення. Але зберігати його довго не вийде. Це з'єднання дуже нестійка і досить швидко розкладається до металевого срібла, особливо під дією світла. Відсипатися хлорид срібла в кількості необхідній для сріблення (про це нижче), а залишок адже не викидати ж! Тому що залишився реактив заливаємо водою. Кидаємо туди дрібні, але такі, щоб можна було, потім помітити шматочки оцинкованого дроту, по вазі в 2 рази більше ніж хлориду срібла. Туди ж доливають грам 50 розчину кухонної солі. Нагріваємо цю справу до 80-90 град. і підтримуємо цю температуру. Вельми швидко хлорид срібла відновлюється до металу. Грієш і помішувати до тих пір, поки весь осад не стане сірого кольору. Видаляємо шматочки дроту. Далі знову декантіруешь розчин. Останні порції промивання бажано дистилят. Отриманий осад фільтруєш на промокашку. Фільтрат - чисте срібло. В окремому посуді, знову розводиш концентровану азотку з водою (бажано дистилятом) в співвідношенні 1: 1. У посудину, де знаходиться порошок срібла, дрібними дозами акуратно доливають азотку до тих пір, поки не розчиниться весь метал (гази! Вентиляція!). Отриманий розчин випаровуємо до сухого залишку. Це азотнокисле срібло (AgNO3). Зберігаємо його в темному місці в скляному посуді з притертою кришкою. Штука дуже їдка і може залишити виразки на руках, звертатися обережно! У разі необхідності отримати хлорид срібла - розчиняємо у воді, доливають розчин солі і фільтруємо (див.вище)
Тепер необхідно підготувати поверхню твоєї деталі. Спочатку знежирюємо. Готуєш розчин. На 1 літр води - рідке скло - 50гр. кальцинована сода - 25гр. засіб для миття посуду - 25гр. Нагріваєш розчин до 70 град і опускаєш туди деталь. Час обробки - 20 хв. Руками не чіпати! Там де схопишся, срібло злізе. Безпосередньо перед срібленням - декаптіруем поверхню (видаляємо оксидну плівку) - поміщаємо деталюшку в розчин азоткі (1: 1 - 15-20%) на 40-60 сек. і відразу в розчин для сріблення.
Ну що, почнемо сріблити ...
Для порівняння наведу короткий опис альтернативи, якщо хтось хоче спробувати інший метод: сріблення хімічним способом
20гр. хлористого срібла, 120гр. кухонної солі, 150гр. лимонної кислоти, вода -1л. Кип'ятиш розчин 15 хв. Потім поміщати деталь на підвісах в ємність і кип'ятиш. Поступово він покривається шаром срібла. Недолік способу - неможливо проконтролювати товщину покриття і низька механічна стійкість, коротше - відстій. Я подібним способом балувався один раз, так для експерименту, имхо, їм можна користуватися тільки для декоративних цілей.
Рекомендую сріблити електрохімічним способом. Набагато більш стійке і якісне покриття.
Розчин: хлористе срібло - 20гр. жовта кров'яна сіль - 50гр. кальцинована сода - 60гр. вода - 1 л. Анод - графіт, катод - деталь. Щільність струму - 0,1 А / кв.дм. Температура розчину - 20град. Час гальванізації підбирається індивідуально, постійно контролюючи процес. Дуже важливо щоб джерело живлення був стабілізований і давав чистий постійний струм. На вихідні ланцюга бажано повісити велику ємність 60000-100000 мкФ. Пульсуючий струм споганити поверхню.
Після сріблення є рекомендації пасивувати поверхню в 1% розчині хромпика з витримкою 20 хв. Особисто я це не робив по 2 причинам. Перше, пассивация - це нанесення оксидної плівки запобігає подальше окислення, але ж у нас теплообмінний прилад і подібні плівки сильно погіршують теплопровідність. Друге, хромпик той же треба десь брати :).