Miedziowanie aluminium w domu: rodzaje i techniki

Miedziowanie to proces nakładania warstwy miedzi na powierzchnię różnych metali (aluminium, stal, nikiel, mosiądz). Pokrycie miedzią nadaje metalom wygląd, który można wykorzystać w różnych projektach wzorniczych. Również warstwa miedzi może poprawić przewodność elektryczną wyrobów metalowych, co znacznie zwiększa możliwości dalszej obróbki powierzchniowej.

Każdy, kto ma choćby podstawowe pojęcie o chemii, może w domu opanować technikę miedziowania aluminium.

Historia odkrycia miedzi

Miedź jest pierwszym metalem, który człowiek podbił i odtworzył największy znaczenie w historii cywilizacji. Zdarzenie to miało miejsce kilka tysiącleci przed naszą erą, a dokładna data rozpoczęcia używania tego unikalnego metalu nie może być ustalona.

w czasach starożytnych samorodki miedzi zostały wykorzystane w głównie dla tworzenie broni i narzędzi życia codziennego. Czerwono-zielone bryłki metalu były początkowo używane w taki sam sposób jak zwykłe kamienie. Później ludzie zauważyli, że obróbka tego materiału za pomocą młotka nadaje mu specjalne właściwości. W ten sposób narodziło się kucie metalu na zimno.

Później odkryto, że metal topił się i przybierał różne kształty i właściwości w miarę stygnięcia. Był to pionierski krok w rozwoju formowania metali na gorąco.

Charakterystyka i skład miedzi

Miedź jest ciężkim różowo-czerwonym metalem, który ma wysoką miękkość i topi się w temperaturze ponad 1080 ℃. Przewodność elektryczna powłoki miedzianej jest 1,7 razy większa niż aluminium. Miedź ma również wysoką przewodność cieplną.

Wiele specyficznych właściwości metalu wynika z obecności w jego składzie różnych zanieczyszczeń. I tak, według tlenu, który jest w składzie miedzi, metal ten dzieli się następująco:

• Miedź bez tlenu ma zanieczyszczenie mniejsze niż 0,001%;
• Miedź rafinowana zawiera 0,001-0,01 % tlenu;
• Czysta miedź ma zawartość tlenu około 0,03-0,05%;
• Miedź ogólna ma w składzie 0,05-0,08% tlenu.

Obecność ołowiu lub bizmutu w miedzi zmniejsza plastyczność materiału. Zanieczyszczenia o niskiej rozpuszczalności (siarka, ołów, bizmut) zwiększają kruchość metalu.

Podczas elektrolizy, oprócz tlenu, stopy miedzi mogą zawierać również wodór.

Właściwości fizyczne

Główną cechą miedzi jest jej niska rezystywność, a w konsekwencji wysoka przewodność elektryczna. Zwiększone zanieczyszczenia różnych metali w stopie miedzi znacznie zmniejszają przewodność elektryczną materiału.

Wysoka przewodność cieplna czystej miedzi ulega znacznemu zmniejszeniu po dodaniu do niej różnych składników stopowych.

Miedź jest również często stosowana w przemyśle ze względu na wysoką odporność na korozję w środowiskach innych niż kwasy organiczne, amoniak i sole amonowe. Wzrost ilości zanieczyszczeń w miedzi prowadzi do znacznego zmniejszenia odporności na korozję stopu.

Praktyczne zastosowanie miedziowania

Miedziorytowanie aluminium i innych metali ma szeroki zakres praktycznych zastosowań, nie tylko w gospodarstwie domowym, ale także w przemyśle. Na wielu metalach, miedziowanie może być stosowane zarówno jako główna warstwa sama w sobie, jak i jako podwarstwa, aby skutecznie połączyć następną główną powłokę z metalem bazowym produktu.

W większości przypadków miedziowanie aluminium w domu jest wykonywane w następujących celach

• dekoracja biżuterii;
• ochrona części metalowych przed korozją i nawęglaniem;
• naprawianie uszkodzeń i wad powierzchniowych na wyrobach o złożonym kształcie i topografii
• wykonywanie replik przedmiotów wykonanych z różnych materiałów;
• Do tworzenia podkładek kontaktowych do lutowania aluminium bez użycia kwaśnego związku;
• obróbka wstępna części przed chromowaniem, srebrzeniem lub niklowaniem.

Rodzaje miedziowania powierzchni metalowych

Miedziowanie aluminium w domu w domu Nietrudne do samodzielnego wykonania. Nie są potrzebne żadne specjalne urządzenia ani aktywne substancje chemiczne. Wysokiej jakości miedziowanie jest możliwe dzięki ścisłemu przestrzeganiu zasad miedziowania aluminium i znajomości procesów z tym związanych.

Istnieją dwie podstawowe metody miedziowania powierzchni metalowych:

1. Poprzez zanurzenie obrabianego przedmiotu w elektrolicie, dzięki której przedmiot obrabiany jest częściowo lub całkowicie zanurzony w kąpieli chemicznej. Metoda ta jest uzasadniona, jeśli warstwa miedzi musi być nałożona równomiernie na cały przedmiot.
2. Pokrywanie miedzią bez zanurzania części w roztworze chemicznym. Metoda ta jest bardziej skomplikowana do przeprowadzenia. Jest bardzo skuteczny w przypadku konieczności miedziowania określonego obszaru produktu.

W obu tych zastosowaniach miedziowanie aluminium odbywa się za pomocą aktywacji elektrycznej, która wymaga źródła napięcia stałego.

Urządzenia do zanurzeniowego powlekania miedzią

Aby jakościowo wykonać miedziowanie aluminium należy przygotować prosty sprzęt. Właściwe narzędzia i materiały Można je nabyć w handlu, jak również wyprodukować samemu.

Do zastosowania miedziowania wymagane są następujące materiały i urządzenia:

1. Blok 6-8 V DC, z bezstopniowym regulatorem prądu i amperomierzem. Jeśli nie ma możliwości regulacji, należy dołączyć reostat i amperomierz. Są one potrzebne do monitorowania procesu. Jeśli stacjonarny zasilacz nie jest dostępny, można użyć baterii typu Krona.
2. Specjalna wanna wykonana z materiału, który nie jest elektrolityczny (szkło, plastik). Zbiornik musi być zwymiarowany odpowiednio do obrabianego przedmiotu.
3. Elektrody miedziane, które zasilają elektrolit prądem podczas miedziowania aluminium i uzupełniają metal utracony w reakcji.
4. Elektrolit, którego skład zależy od materiału, z którego wykonany jest surowiec.

Przygotowanie kąpieli miedzianych

Trudno jest znaleźć w handlu gotowy do użycia roztwór miedzi i brązu do aluminium. Zazwyczaj producenci dopuszczają sprzedaż gotowego produktu po przedstawieniu odpowiednie dokumenty. Dlatego większość ludzi robi swój własny roztwór siarczanu miedzi do aluminium w domu.

Do tej aplikacji będą potrzebne

• siarczan miedzi;
• woda destylowana;
• kwas szemrany.

Roztwór można przygotować tylko wtedy, gdy zastosuje się właściwą recepturę. W tym celu należy rozpuścić siarczan miedzi (20 g) w 1 litrze wody. Następnie cienkim strumieniem dodajemy 2-3 ml kwasu. Roztwór należy dokładnie wymieszać, aż do rozpuszczenia wszystkich kryształów.

Roztwór siarczanu miedzi musi być bezwonny i mieć lekko niebieski kolor.

Proces miedziowania zanurzeniowego

Miedziowanie metalu aluminiowego z wykorzystaniem całkowitego zanurzenia przedmiotu w elektrolicie przeprowadza się według następującej procedury:

1. Powierzchnię części przeznaczonej do obróbki czyścimy papierem ściernym lub szczotką, następnie odtłuszczamy w gorącym roztworze sody i myjemy pod bieżącą wodą.
2. W przygotowanym zbiorniku zawiesza się dwie elektrody, które podłącza się do dodatniego zacisku zasilacza.
3. Obrabiany przedmiot umieszcza się między elektrodami i podłącza do ujemnego bieguna zasilacza.
4. Przygotowany elektrolit wlewa się do naczynia roboczego. Poziom roztworu powinien znajdować się powyżej górnej krawędzi elektrod.
5. Prąd roboczy jest ustawiany za pomocą urządzenia regulacyjnego. Wartość opiera się na 10-15 mA na 1 cm² powierzchnia obrabianego przedmiotu.
6. Po 20 minutach zasilanie zostaje wyłączone, a przedmiot zostaje wyjęty z kąpieli.
7. Pozostałość elektrolitu jest spłukiwana wodą, a przedmiot jest suszony.

Czas trwania procesu jest przybliżony i może być sprawdzony wizualnie poprzez pomiar koloru powłoki i równomierności jej rozłożenia. Im dłużej będzie podłączony zasilacz, tym grubsza będzie miedziana powłoka aluminium.

Urządzenia do powlekania miedzią bez zanurzenia

Miedziowanie elementów z blachy bez zanurzenia w elektrolicie przeprowadza się na dużych elementach, które nie mogą być całkowicie zanurzone w kąpieli. Proces ten jest również bardziej wydajny w przypadku pojedynczych elementów.

Do wykonania operacji galwanicznych bez zanurzenia potrzebne są następujące narzędzia specjalne

1. Szczotka chemiczna wykonana jest ze skręconego drutu miedzianego. W tym celu należy zdjąć izolację z jednego końca drutu, a następnie rozdzielić poszczególne żyły nieco. Aby ułatwić trzymanie pędzla, przywiąż go do drewnianego pręta lub ołówka.
2. Najlepiej jest umieścić obrabiany przedmiot w dowolnym pojemniku bez wysokich krawędzi. Przyda się zwykły porcelanowy lub szklany talerz. Dodatkowo potrzebny jest pojemnik na elektrolit, w którym można zanurzyć szczoteczkę. Można do tego celu wykorzystać szklankę.
3. Zasilacz nie różni się parametrami od agregatu zastosowanego w technologii zanurzeniowej.

Miedziana powłoka bez zanurzenia

Procedura miedziowania aluminium bez zanurzania przedmiotu obrabianego w elektrolicie jest następująca

1. Wystarczy przygotować szczotkę i podłączyć ją do zacisku plusowego zasilacza.
2. Do pojemnika wlewa się roztwór elektrolitu, którego skład jest podobny do tego stosowanego w przypadku zanurzenia, w celu zwilżenia pędzla.
3. Obrabiane elementy, które zostały oczyszczone i odtłuszczone, muszą być umieszczone w pustym pojemniku. Podłączyć obrabiany przedmiot do minusowego końca zasilania za pomocą wtyczki.
4. Zanurzyć pędzel w elektrolicie i przejechać nim po obszarze, na którym ma być nałożona warstwa miedzi. Bardzo ważne jest, aby szczotka nie dotykała powierzchni obrabianego przedmiotu.
5. Po nałożeniu warstwy miedzi, element jest myty pod bieżącą wodą i suszony.

Podczas pracy należy upewnić się, że pomiędzy przedmiotem obrabianym a szczotką zawsze znajduje się warstwa elektrolitu. W tym celu należy stale zanurzać pędzel w pojemniku z roztworem.

Środki ostrożności podczas wykonywania prac

Wszystkie prace z chemikaliami i źródłem prądu elektrycznego należy wykonywać z zachowaniem należytej ostrożności.

Pokrywanie aluminium miedzią jest surowo zabronione w salonach. Do tego celu lepiej nadaje się budynek gospodarczy, garaż lub warsztat. Urządzenia elektryczne muszą być uziemione.

Dla ochrony zdrowie ludzkie należy przestrzegać następujących zaleceń:

• W celu ochrony układu oddechowego należy nosić respirator;
• nosić okulary ochronne, aby zapobiec kontaktowi oczu z chemikaliami;
• Wszystkie prace należy wykonywać w specjalnej odzieży (rękawice gumowe, fartuch gumowy, specjalne obuwie).

Proces pokrywania wyrobów aluminiowych miedzią jest prosty, nawet dla kogoś nieobeznanego z przebiegiem reakcji chemicznych. Nie jest też problemem zakup lub produkcja odpowiedniego sprzętu. Wielu produktom, które pozornie straciły swój atrakcyjny wygląd, można nadać drugie życie.