كيف يتم الطلاء بالكهرباء في العمل والمنزل

في أنشطة كل كهربائي مختص ، هناك لحظات تتطلب تحليلًا دقيقًا للظواهر التي تحدث أثناء التحليل الكهربائي. في كثير من الحالات ، يلزم إجراء ضبط دقيق لمصادر طاقة التيار المستمر في وضع التشغيل بخصائص توقيت مختلفة من أجل أتمتة العملية الكاملة.

مرجع تاريخي

لأول مرة ، وضع العالم الإنجليزي مايكل فاراداي القوانين الأساسية التي تصف تأثير التيار المباشر على سلوك المواد الذائبة في الإلكتروليتات.

تحدث عمليات التحليل الكهربائي الفيزيائية والكيميائية في خلية التحليل الكهربائي.

أنتجت في حاوية المنحل بالكهرباء. يوجد داخل الجسم قطبين كهربائيين يتم تطبيق الشحنات الموجبة والسالبة عليهما من مصدر جهد ثابت متحكم فيه. يتم تنظيم قوة التيار المتدفق عبر الدائرة المشتركة من حيث الحجم ويتحكم فيها المشغل باستخدام العدادات. تعمل الخلايا الكهربائية الآلية تحت إشراف الإلكترونيات.

يسمى القطب الذي يتم تطبيق الشحنة الموجبة عليه بـ «الأنود» ، ويسمى القطب السالب «الكاثود». تحت تأثير تيار في المنحل بالكهرباء ، تتشكل الأيونات ذات الشحنات ذات العلامات المعاكسة:

1. الكاتيونات ؛

2. الأنيونات.

تسمى الأيونات موجبة الشحنة "الكاتيونات" لأنها تتحرك نحو الكاثود. الأنيونات هي أيونات سالبة الشحنة تنجذب إلى الأنود.

التقنيات التي تنشأ أثناء التحليل الكهربائي هي في مفترق طرق بين علمين:

1. الكيمياء.

2. الهندسة الكهربائية.

من الناحية التاريخية ، فقد طورت الممارسة أن فرعًا خاصًا من الكيمياء الكهربية يتعامل مع الجلفنة ، والذي يدرس الظواهر الكهروكيميائية والفيزيائية التي تحدث أثناء ترسيب الكاتيونات المعدنية على أي نوع من الأنود. يتم ذلك من أجل اختيار الظروف التكنولوجية المثلى ، لتطوير تقنيات وطرق خاصة للمعالجة ، لاختيار الأنماط الاسمية للمعدات أثناء ترسيب بعض المعادن على أسس مختلفة.

في التمرين طلاء كلفاني تم تقسيمها منذ فترة طويلة إلى اتجاهين منفصلين ومستقلين:

1. التشكيل الكهربائي.

2. الجلفنة.

تعمل هذه الطرق على نفس التقنيات تقريبًا ، ولكنها تختلف في مواد القاعدة التي يتم تطبيق الطلاء الجلفاني عليها.

النوع الكهربائي

هذه طريقة لإنشاء نسخة ضحلة من صورة مجمعة لجزء غير معدني. يمكن معالجة المواد الرئيسية بسهولة من الجص والحجر والخشب والفراغات البلاستيكية ومواد أخرى.

في ورش العمل الفنية ، يتم إنشاء أشكال فريدة من المجوهرات من خلال تغطية الأوراق من مختلف الأشجار والزهور والحشرات بطبقة من المعدن.

كان مؤسس الطلاء الجلفاني هو الروسي بوريس سيمينوفيتش ياكوبي ، الذي طور التكنولوجيا التي جعلت من الممكن إنشاء المنحوتات المعدنية الشهيرة التي لا تزال تزين مبنى كاتدرائية القديس إسحاق في سانت بطرسبرغ. لهذا العمل ، حصل على تقدير عالمي ، وحصل على جائزة ديميدوف ، وهي أرقى العلماء في روسيا ، وحصل على ميدالية ذهبية كبيرة خلال حفل رسمي في معرض باريس.

تتميز سماكة المنتجات التي تم إنشاؤها بواسطة طرق التشكيل الكهربائي بأبعاد متزايدة ، مما يمنحها القوة أثناء التشغيل. يمكن أن يصل من 0.25 إلى 2 مليمتر أو أكثر ، ويتحقق ذلك من خلال مدة العمليات الكهروكيميائية.

غالبًا ما يتم تطبيق المعادن الثمينة غير الحديدية عن طريق الطلاء الكهربائي في المنتجات الفنية:

• ذهب؛

• فضة،

• البلاتين.

• الروديوم.

للأغراض الفنية ، استخدم:

• نحاس؛

• النيكل.

• حديد.

في التذهيب ، الفضة ، طلاء النيكل ، يستخدم النحاس كطبقة وسيطة في عمليات تكنولوجيا الطلاء الكهربائي.

الجلفنة

تعتمد طريقة الطلاء الكهربائي هذه على تطبيق طبقة رقيقة من المعدن الواقي على سطح جزء معدني أو مجموعة من الأشياء. يمكن أن يؤدي الغطاء العلوي وظائف مختلفة:

• الحماية من التآكل؛

• زخرفة واقية

• تحسين المظهر

• إضفاء خصائص كهربائية مختلفة على السطح من أجل تحسين التوصيل الحالي أو زيادة خصائص العزل ؛

• زيادة خصائص القوة المضادة للاستيلاء ؛

• إطالة مقاومة التآكل ؛

• تحسين الالتصاق عند معالجة الفولاذ بالمطاط ؛

• زيادة الالتصاق بالجنود وعدد من الخصائص الأخرى.

يمكن العثور على مجموعة كبيرة من منتجات الطلاء الكهربائي في جميع المواقع من حولنا.

تُظهر الصورة أعلاه التفاصيل المعالجة التي تحيط بنا في الحياة اليومية: عناصر مزخرفة من الأثاث والمصابيح ، وطلاءات واقية للأجهزة المنزلية والصناديق.

تعتمد جودة الطبقة المطبقة على المنتج على هيكل الطلاء الذي تم إنشاؤه. للأغراض الفنية ، يتم استخدام طبقات الرواسب الأكثر دقة وفي نفس الوقت كثيفة. تم إنشاؤها:

• اختيار المكونات وتكوين المنحل بالكهرباء ؛

• الحفاظ على نظام درجة الحرارة الأمثل لبيئة العمل أثناء التحليل الكهربائي ؛

• الإعدادات الحالية واستقرار كثافتها ومدة دورة الإنتاج.

أنواع الطلاء الكهربائي

طبقة من الذهب تضفي على المنتجات مظهرًا غنيًا ، يحمي من التآكليزيد من انعكاس المنتج. تعمل الخصائص الموصلة للأسطح المطلية بالذهب جيدًا في الأجهزة الإلكترونية.

يستخدم طلاء الفضة لنفس الأغراض وفي نفس الوقت غالبًا ما يستخدم لتحسين الخصائص الموصلة لدوائر الطاقة. يتم تطبيقه على جهات اتصال المبتدئين والموصلات والمرحلات الكهرومغناطيسية والثابتة وأرجل مكبرات الصوت التشغيلية والدوائر الدقيقة والمكونات الإلكترونية الأخرى.

يسمح طلاء النيكل للمنتجات المصنوعة من الفولاذ والنحاس وسبائكه والألمنيوم والزنك وفي كثير من الأحيان بالتنغستن والتيتانيوم والموليبدينوم بإعطاء مظهر زخرفي وتوفير الحماية ضد التآكل ليس فقط من التعرض للجو ، ولكن أيضًا عند العمل في ظل ظروف:

• التلوث بمحاليل الأملاح والقلويات والأحماض الضعيفة ؛

• زيادة التعرض لأحمال الكشط الميكانيكية.

يزيد طلاء الكروم من صلابة المعادن ومقاومة التآكل ويسمح لك باستعادة الأسطح البالية لأجزاء الاحتكاك إلى معاييرها الأصلية. يتيح لك تغيير خصائص وضع التكنولوجيا إنشاء:

• الطلاءات غير اللامعة ذات الصبغة الرمادية ، والتي تتميز بأكبر قدر من الصلابة والهشاشة ، ولكنها أقل مقاومة للتآكل ؛

• الأسطح اللامعة مع مقاومة التآكل والصلابة الجيدة ؛

• طلاء الحليب البلاستيكي ذو الصلابة المنخفضة ، ولكن المظهر الجذاب وخصائص مقاومة التآكل الجيدة. يحمي طلاء الزنك صفائح الفولاذ ومنتجات الصلب من التآكل وغالبًا ما يستخدم في صناعات السيارات والبناء.

يحمي طلاء النحاس لمنتجات الصلب من التآكل ويزيد من الخصائص الموصلة للمعدن ، ويستخدم لتغطية الأسلاك الكهربائية التي تعمل في الهواء الطلق.

لا يحمي طلاء النحاس الصلب وسبائك الألومنيوم من التآكل فحسب ، بل يضمن أيضًا التصاقها الجيد بالإطار.

التدريع يعطي الأسطح مظهرًا فريدًا.

يوفر طلاء الروديوم:

• حماية الفضة من تشوهها ؛

• أسطح التزيين

• مقاومة كيميائية عالية

• زيادة مقاومة التآكل.

خصائص العمليات التكنولوجية للطلاء الكهربائي

تستخدم طرق الطلاء الكهربائي الصناعية على نطاق واسع في عمليات التصنيع.

تحدد مجموعة متنوعة من المعدات وطرق تطبيق الطبقة الخارجية عددًا كبيرًا من التقنيات لبناء المعادن السطحية.

عادة ما تشمل العمليات التكنولوجية المراحل:

1. الإعداد الأولي للفراغات.

2. تراكم الطبقة الجلفانية في الحمامات.

3. المعالجة النهائية للجزء.

في المرحلة الأولية ، يتم إجراء المعالجة الميكانيكية وتنظيف الأسطح:

• التنظيف من الأكاسيد والشوائب ؛

• إزالة الشحوم الأولية

• التعلق بالمعدات المعلقة ؛

• عزل المواقع التي لا تتطلب معالجة ؛

• إزالة الشحوم النهائية.

أثناء المعالجة الأنودية للأجزاء ، من المهم ملاحظة المعلمات المثلى للتيار ومدتها.

المرحلة النهائية تشمل:

• معادلة المخلفات الإلكتروليتية على الأجزاء المعالجة ؛

• المعالجة البديلة بنفاثات الماء عند درجات حرارة مختلفة ؛

• إزالة أجزاء من عناصر التعليق ؛

• إزالة طبقة معزولة من الأجسام المغلقة ؛

• تجفيف؛

• إجراء المعالجة الحرارية ، إذا لزم الأمر ؛

• تشطيب ميكانيكي بالحجم المطلوب.

ميزات تصميم معدات الطلاء الكهربائي الحديثة

لاستيعاب المنحل بالكهرباء المستخدمة حمامات كلفانية مصنوعة من البوليمرات المقاومة:

• بولي كلوريد الفينيل ؛

• PVDF.

• البولي بروبلين.

يتم تثبيتها على قاعدة معدنية متينة مع وحدات تحكم في تصميمات معيارية.

يتم توفير تنظيف عالي الجودة للأجزاء من خلال طرق الإنشاء:

• طائرة نفاثة؛

• طريقة التدفق

• استقبال متتالي.

يتم إجراء التقييم النهائي لعملية التنظيف من قبل المشغل باستخدام طرق المراقبة المرئية.

يتم التحكم في المعدات الكهربائية وأجهزة التدفئة المركبة تلقائيًا أو بواسطة المشغل. لتسريع العمليات ، يتم إجراء الفقاعات والتأرجح وغيرها من التقنيات.

تم تجهيز المؤسسات الصناعية بأجهزة حماية ، وامتصاص ، وشفط على متن الطائرة ، وأنظمة معالجة مياه الصرف الصحي وتسمح فقط بتنفيذ عمليات معينة ، على سبيل المثال:

• ترسب طبقات النيكل والذهب على المنتجات الصناعية ؛

• النيكل والفضة والنحاس والطلاء بالكروم على المعلقات ؛

• طلاء بالنيكل في براميل ؛

• معالجة النحاس والقصدير في براميل صغيرة ؛

• تقليم على المعلقات

• معالجة مياه الصرف الصحي وغيرها من التقنيات.

يتم دمج المنشآت الصناعية المستخدمة في المؤسسات الكبيرة في خطوط الإنتاج.

طرق كلفانية محلية الصنع

يعتبر استخدام طرق الطلاء الكهربائي والطلاء الكهربائي للأغراض المنزلية ضمن سلطة أي حرفي في المنزل. ومع ذلك ، قبل صنع مثل هذه الأجهزة ، يجب عليك دراسة ومراعاة قواعد السلامة التي يجب اتباعها عند العمل مع السوائل الشديدة والتركيبات الكهربائية ، وضمان التهوية الجيدة للمباني والتخلص من مياه الصرف الصحي.

استخدام الأحواض الزجاجية غير مرغوب فيه بسبب هشاشتها. من الأفضل اختيار أطباق مصنوعة من بوليمرات شفافة قوية.

لتدفق تيار كهربائي ثابت الحجم في خزانات إلكتروليت صغيرة ، يمكنك استخدام تصميم الكتل الجاهزة من جهاز كمبيوتر أو هاتف محمول أو صنعها بنفسك لتلبية احتياجات معينة.

يمكن العثور على أجهزة إمداد طاقة بسيطة للغاية من أجهزة الراديو القديمة مع تنظيم الترانزستور على الإنترنت أو اتخاذ الرسم التخطيطي التالي كأساس.

في ذلك ، يمكنك استخدام محول من أي تلفزيون قديم أو لفه بنفسك. يتم تحديد الخصائص الاسمية لترانزستور الطاقة وجسر الصمام الثنائي المعدل والمقاوم المنظم وفقًا لقوة الحمل. المكثف الإلكتروليتي يعادل الجهد الناعم. تم بناء مقياس التيار الكهربائي للمراقبة المستمرة للقيمة الحالية.

يظهر في الصورة ترتيب أجزاء من كتلة مماثلة ، ولكن مع عقدة إضافية من ترانزستورات التحكم.

يستخدم مبرد الهواء لتبريد أفضل لترانزستور الطاقة.

من السهل جدًا إنشاء وحدة إمداد طاقة أخرى: يتم توصيل مخرجات جهات الاتصال المنفصلة «+» و «-» من شاحن الهاتف المحمول بجهاز قياس ومقاوم تحميل منظم مع الطاقة المقابلة لأقطاب الجلفانية حمام.

عند أداء العمل بالطرق الجلفانية أو الكلفانية ، سيتعين على الحرفي المنزلي إجراء تجارب بشكل مستقل وتسجيل نتائجها من أجل اكتساب الخبرة. بهذه الطريقة فقط ستظهر مهارات الإتقان والمهارات العملية.