Способы нанесения электропроводящего слоя на формы в декоративном искусстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Москва 2019

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

РХТУ им. Д.И. Менделеева

Факультет технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов

Кафедра технологии неорганических веществ и электрохимических процессов

РЕФЕРАТ

на тему: «Способы нанесения электропроводящего слоя на формы в декоративном искусстве»

Работу выполнил

студент группы Н-43

Федоров А. К.

Преподаватель:

к.т.н., доц. К. Н. Смирнов

Оглавление

Введение

1. Механические способы

1.1 Подготовка графита

1.2 Особенности нанесения графита на различные формы

1.3 Нанесение металлических порошков

2. Химические способы

2.1 Нанесение серебряной пленки

2.2 Нанесение медной пленки

3. Катодное распыление

Список литературы

Введение

Гальванопластика - способ изготовления конечного изделия (или его составной части) путем гальванического наращивания металла или сплава на формообразующую поверхность. В гальванопластике выделяют несколько стадий процесса: проектирование и конструирование форм, их изготовление, предварительная подготовка, модификация поверхности, выращивание, разделение копии от формы. Модификация поверхности включает в себя образование электропроводного слоя. Только на электропроводном слое может происходить восстановление металлов. Поэтому на форму, состоящую из диэлектрика, наносят данный слой. Основными требованиями к электропроводящему слою являются: равномерность его распределения по поверхности формы, маленькая толщина слоя (для точного воспроизведения тонкого рельефа модели). Различают механические, химические способы получения электропроводящего слоя, а также метод катодного распыления. Механическое нанесение электропроводящего слоя в наиболее простых случаях осуществляется путем натирания поверхности формы графитом. Также применяются для этой цели порошкообразные металлы и сплавы: медь, серебро, золото, бронза. Химический способ придания электропроводности заключается в выделении на поверхности формы меди, серебра или золота из их солей. Применяется также способ нанесения металла в вакууме катодным распылением или испарением в вакууме.

1. Механические способы

1.1 Подготовка графита

Наиболее приемлемым для создания электропроводящего слоя на формах является чешуйчатый графит (карандашный). Применяемый графит должен отличаться чистотой, не иметь посторонних примесей, не быть крупночешуйчатым или матовым (матовый графит - сажевый - употреблять нельзя). Предварительно графит обрабатывают. Обычный мелкий чешуйчатый графит растирают в фарфоровой ступке. Из размолотого графита удаляют содержащиеся в нем окислы железа, для чего замешивают графит с водой в сметанообразную массу и добавляют соляной кислоты. После осаждения графита воду сливают, графит промывают водой от кислоты, сушат, растирают шпателем и просеивают через мелкое сито. Для небольших и точных копий используется наиболее мелкий графит. Для более грубых работ используют более крупный, так как он обладает большей электропроводностью. Следует отметить, что графит в отличие от металлов обладает высоким удельным сопротивлением. Поэтому важно наносить его плотным слоем, чтобы частицы лучше соприкасались. Для увеличения электропроводности графит химически обрабатывают раствором нитрата серебра в дистиллированной воде. После обработки графит прокаливают в закрытом тигле, получая слой серебра на частицах графита.

1.2 Особенности нанесения графита на различные формы

Для графитирования обычно применяют акварельные кисти от №8 до №14. Также применяют ватные тампоны для натирания гипсовых форм. Гипсовые формы, пропитанные озокеритом, или восковые формы лучше графитировать, когда они еще не совсем остыли. При нанесении графита на пластилиновые формы следует предварительно покрыть пластилин шеллачным лаком для создания тонкой пленки, предохраняющей верхний слой от повреждений и от размывания электролитом. Для нанесения графита на стеклянные, пластмассовые и другие материалы можно пользоваться следующим приемом. Графитируемый материал предварительно покрывают тонким слоем воска, для чего готовят 0,1% раствор воска в бензине, и наносят его пульверизацией, окунанием или кистью. При наращивании металла на гигроскопичные материалы, например, дерево, бумагу и т.п., предварительно пропитывают их парафином или воском. Формы, покрытые графитом, необходимо тщательно продуть воздухом при помощи компрессора для удаления лишнего, не связанного с формой графита.

1.3 Нанесение металлических порошков

Способ образования электропроводящего слоя нанесением металлических порошков менее распространен, чем графитирование, так как бронзовые порошки непрочно пристают к материалам. Исключение составляет серебряный порошок, который прочно связывается с любым материалом форм. Металлические порошки предварительно обезжиривают в эфире, затем при помощи кисти натирают ими форму, после чего 15 - 25 % раствором спирта полностью смачивают всю ее поверхность. Далее сливают спирт и обрабатывают форму раствором нитрата серебра и цианида калия в дистиллированной воде до приобретения формой серого цвета. Осадившийся из раствора хлорид серебра также можно использовать в качестве покрытия. При восстановлении хлористого серебра в металлическое его отделяют от жидкости, промывают водой и затем используют в виде жидкой пасты, нанося на форму. ?

2. Химические способы

2.1 Нанесение серебряной пленки

Все способы серебрения основаны на восстановлении серебряной соли в серебро в ходе ОВР. Для химической металлизации требуется очень тщательная подготовка поверхности форм. Формы должны быть не только очищены от пыли или иных загрязнений, но и промыты дистиллированной водой, затем обезжирены. Для повышения смачиваемости формы предварительно промывают не менее 1 - 2 минуты спиртом, затем 2 - 5 минут раствором хлорида олова в разбавленной соляной кислоте. Промыв затем форму дистиллированной водой, приступают к серебрению. Предварительно готовят 2 раствора: № 1 AgNO3 - 40 г, дистиллированная вода - 1 л. № 2 Пирогаллол - 7 г., Лимонная кислота - 4 г., дистиллированная вода - 1 л. Перед работай смешивают растворы №1 и №2 1 к 5 по объему и наливают на форму. После того, как раствор примет бурый цвет, его сливают. Форму промывают дистиллированной водой и повторяют операцию серебрения вторично. По окончании серебрения форму сушат.

2.2 Нанесение медной пленки

Способ заключается в контактном осаждении из аммиачного раствора глицератов меди. Для этого изделия обезжиривают, затем несколько уменьшают гладкость поверхности (стекло, например, шкурят или травят плавиковой кислотой), чтобы улучшить сцепляемость с осажденным металлом. Для изделий из пластмассы рекомендуется протирка венской известью или окисью магния, замешанными на 10 - 15 % растворе поташа. После подготовки изделия тщательно промывают струей воды, погружают в раствор нитрата серебра на 5 минут и высушивают при 50 оС. Покрытие предварительным медным слоем осуществляют погружением на 10 - 20 минут в подогретый до 25 - 35 оС состав, полученный прибавлением к раствору меди вначале 400 мл 3-процентного раствора едкого натра, затем 200 мл восстановителя и, наконец, 800 мл формалина. Раствор меди имеет следующий состав: CuSO4 3% - 1 л. конц. аммиак - 20 мл. глицерин - 75 мл. Восстановитель: 100 г. сахара в 250 мл. воды. 0,5 мл. НNO3. Разбавляют водой до объема 1250 мл. Изделия или формы, покрытые медью, тщательно промывают водой и загружают в электролит. Изделия или формы, покрытые медью, тщательно промывают водой и загружают в электролит.

3. Катодное распыление

гальванопластика декоративный металлический

Способ катодного распыления металлов основан на выбивании атомов металла из его кристаллической решетки. Такое выбивание производят ионы газа, обладающие высокой кинетической энергией благодаря накладываемому электрическому полю, вызывающему ионизацию газа (воздуха). Рис. 1

Рис. 1 Схема установки катодного распыления

Распыление происходит под стеклянным колпаком, установленным на металлическую плиту с кольцевой прокладкой из специальной вакуумной резины. В колпак вмонтирован ввод высокого напряжения, соединенный с приспособлением для крепления распыляемого металла, служащего катодом, анодом является металлическая плита. Предварительное разряжение создается масляным насосом до 5*10-3 мм. рт. ст. Выпрямитель тока дает постоянное напряжение до 2000 В при силе тока в 100 мА. Нанесение металлического слоя методом катодного распыления обеспечивает наиболее высококачественные результаты. Но неприменимо для гуттаперчи и пластилина, так как они выделяют газ в вакууме. Лучше всего так покрывать стекло, фарфор, пластмассу. Форму устанавливают на фарфоровых или стеклянных подставках на стальной плите. В верхней части стеклянной камеры устанавливают серебряный или посеребренный латунный диск, который, служа катодом распыляется. Время от времени диск вновь серебрят в гальванической ванне. Формы устанавливают на расстоянии 40 - 50 мм. от катода. Продолжительность металлизации форм зависит от напряжения, размеров опыляемых форм, сложности профиля и от вида распыляемого металла. Например, увеличение напряжения повышает сцепляемость металла, но одновременно, усиливая нагрев, вызывает плавление или деформацию формы. Увеличение длительности опыления также может вызвать оплавление форм. Менее глубокий вакуум замедляет процесс опыления, пленка получается более тонкой и рыхлой.

Список литературы

1. К.Н. Смирнов. Гальванопластика. Лабораторный практикум [Текст]: учеб. пособие/ К. Н. Смирнов, А. А. Абрашов и др. - М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2019. - 56 с.

2. Н.В. Одноралов. Гальванотехника в декоративном искусстве [Текст]: учебник для вузов/ М.: Искусство, 1974, 190 с.

Размещено на Allbest.ru