Koperafzetting op niet-metalen voorwerpen
Goedemiddag In dit artikel zullen we kijken naar het proces van elektrochemische afzetting van koper op geleidende oppervlakken, en ook proberen een walnoot te bedekken met een koperlaag.
Voor het experiment hebben we dus nodig:
Giet 100 gram vitriool in een bak, giet een halve liter water en voeg 70 gram zure elektrolyt toe.
Meng en filter door een trechter en wattenschijfje.
Installeer en bevestig de koperelektrode:
De plusvoeding van het opladen wordt hierop aangesloten. We tikken drie tikken vanaf de min: we solderen een weerstand van 1 kOhm aan de eerste en een weerstand van 220 Ohm aan de tweede.
Op deze manier kunnen we de geleverde stroom gemakkelijk regelen.
Wanneer u de oplader inschakelt, begint een chemisch proces dat elektrodepositie wordt genoemd.Onder invloed van elektrische stroom worden koperatomen op het positieve contact geoxideerd en opgelost in de elektrolyt, en vervolgens afgezet op het negatieve contact. De stroombronstroom wordt gekozen met een snelheid van 1 Ampère per 100 cm² te coaten oppervlak.
Laten we eerst een gewone ijzeren spijker met koper bedekken. Dekkingsgebied – 10 cm².
Schoonmaken met schuurpapier:
We verbinden het met de negatieve voeding via een weerstand van 1 kOhm en laten het in de oplossing zakken. Haal het er na 30 seconden uit en veeg het af met een wattenschijfje. Als gevolg hiervan bleek de laag behoorlijk los en uitgewist.
Laten we nu proberen een echt duurzame coating te creëren. Om dit te doen, maken we de nagel schoon en verbinden hem via een weerstand van 220 Ohm, laten hem gedurende 10-15 seconden in de oplossing zakken. Vervolgens veranderen we de weerstand naar 1 kOhm en laten we deze een half uur staan. Dit is wat er gebeurde:
Deze keer bleek de coating duurzaam en liet hij helemaal geen sporen achter op de schijf.
Na het schuren zat er nog een kleine hoeveelheid koper op de nagel.
Laten we proberen een loden cake met koper te bedekken. Als je hem via een weerstand aansluit, is het resultaat zelfs na een paar minuten verwaarloosbaar.
Maar zodra je hem direct aansluit, is de taart binnen een minuut volledig bedekt met koper.
Als het dekkingsgebied te klein is, kan er sprake zijn van ernstige verdonkering:
Dit fenomeen wordt koolstofafzettingen genoemd en is te wijten aan het feit dat er te veel stroom over een bepaald oppervlak stroomt.
We hebben de metalen ontdekt, maar hoe zit het met diëlektrica: ze geleiden geen stroom en de reactie wil gewoon niet starten. Maar er is een uitweg: we moeten ons object bedekken met geleidend materiaal. Grafiet, waaruit stiften voor eenvoudige potloden worden gemaakt, is uitstekend geschikt voor dit laatste.
Neem het zachtste potlood.Zachte potloden zijn gemarkeerd met de letter "B", en het cijfer aan het begin geeft de mate van zachtheid aan. Een hard potlood werkt beter met fijne details. Laten we onze noot kleuren.
Het aanbrengen van grafiet met deze methode is een zeer vervelende klus, daarom verkopen bouwwinkels een speciale grafietspray. Hij zal deze taak veel sneller aankunnen.
Na het schilderen maken we handmatig een gat voor het "takje" met behulp van een boormachine. Giet er superlijm in, sluit het af met dik koperdraad en vul het met grafietpoeder dat overblijft na het decoreren van de moer.
We verbinden de minstroom met de draad via een weerstand van 1 kOhm. In dit stadium mag je geen grote stroom aanleggen, anders komt de koperlaag los, wat niet goed is. Na een half uur is de moer lichtjes bedekt met koper en kan de weerstand worden teruggebracht tot 220 Ohm.
Na verloop van tijd zal de groei van koper vertragen en zal de weerstand verder verlaagd moeten worden
Om dit te doen, gebruiken we een blok hout en een nichrome draad die als een slang op schroeven langs de randen is geregen.
We hebben de weerstand ingesteld op 70 ohm.
Wanneer het koper de moer volledig bedekt, stelt u de waarde van de geïmproviseerde weerstand in op 5 Ohm en laat u de moer nog vijf uur staan voor een dikke en uniforme coating.
Gedurende deze tijd was de koperelektrode sterk uitgeput.
Al dit koper zette zich op onze noot neer, waardoor er een ruwe laag ontstond.
Aan het einde van het proces werd de noot merkbaar zwaarder.
Om het koperoppervlak een mooie glans te geven, bedekken we het met een patina en polijsten we het vervolgens.
Hiervoor hebben we nodig:
Giet een beetje ammoniak in een glas en verkruimel een beetje zwavel.Plaats de moer daar, zoals weergegeven op de foto.
Het glas moet ergens mee bedekt zijn, omdat tijdens de reactie waterstofsulfide vrijkomt - een gas met een scherpe geur. Na 20 minuten is de noot sterk donker geworden, we halen hem uit het glas. We bijten het "takje" af en buigen het uiteinde met een tang in een lus.
Het enige dat overblijft is het polijsten van de moer met nat, ingewreven schuurpapier.
We halen de ketting door de lus en dat is alles – het product is klaar!
En dat is alles voor mij. Fijne experimenten allemaal!
Zal nodig hebben
Voor het experiment hebben we dus nodig:
- Een niet-metalen container - een bekerglas of een gewone bak, waar het afzettingsproces zal plaatsvinden;
- Water, bij voorkeur gezuiverd;
- Kopersulfaat (verkocht in tuinwinkels);
- Zure elektrolyt voor accu's (in autowinkels);
- Oplader 5 Volt, 0,3 Ampère;
- 1 kOhm en 220 Ohm weerstanden om de geleverde stroom te beperken;
- Koperen elektrode.
Probeer het eens op metaal
Giet 100 gram vitriool in een bak, giet een halve liter water en voeg 70 gram zure elektrolyt toe.
Meng en filter door een trechter en wattenschijfje.
Installeer en bevestig de koperelektrode:
De plusvoeding van het opladen wordt hierop aangesloten. We tikken drie tikken vanaf de min: we solderen een weerstand van 1 kOhm aan de eerste en een weerstand van 220 Ohm aan de tweede.
Op deze manier kunnen we de geleverde stroom gemakkelijk regelen.
Wanneer u de oplader inschakelt, begint een chemisch proces dat elektrodepositie wordt genoemd.Onder invloed van elektrische stroom worden koperatomen op het positieve contact geoxideerd en opgelost in de elektrolyt, en vervolgens afgezet op het negatieve contact. De stroombronstroom wordt gekozen met een snelheid van 1 Ampère per 100 cm² te coaten oppervlak.
Ervaring
Laten we eerst een gewone ijzeren spijker met koper bedekken. Dekkingsgebied – 10 cm².
Schoonmaken met schuurpapier:
We verbinden het met de negatieve voeding via een weerstand van 1 kOhm en laten het in de oplossing zakken. Haal het er na 30 seconden uit en veeg het af met een wattenschijfje. Als gevolg hiervan bleek de laag behoorlijk los en uitgewist.
Laten we nu proberen een echt duurzame coating te creëren. Om dit te doen, maken we de nagel schoon en verbinden hem via een weerstand van 220 Ohm, laten hem gedurende 10-15 seconden in de oplossing zakken. Vervolgens veranderen we de weerstand naar 1 kOhm en laten we deze een half uur staan. Dit is wat er gebeurde:
Deze keer bleek de coating duurzaam en liet hij helemaal geen sporen achter op de schijf.
Na het schuren zat er nog een kleine hoeveelheid koper op de nagel.
Laten we proberen een loden cake met koper te bedekken. Als je hem via een weerstand aansluit, is het resultaat zelfs na een paar minuten verwaarloosbaar.
Maar zodra je hem direct aansluit, is de taart binnen een minuut volledig bedekt met koper.
Als het dekkingsgebied te klein is, kan er sprake zijn van ernstige verdonkering:
Dit fenomeen wordt koolstofafzettingen genoemd en is te wijten aan het feit dat er te veel stroom over een bepaald oppervlak stroomt.
Coaten van een koperen moer
We hebben de metalen ontdekt, maar hoe zit het met diëlektrica: ze geleiden geen stroom en de reactie wil gewoon niet starten. Maar er is een uitweg: we moeten ons object bedekken met geleidend materiaal. Grafiet, waaruit stiften voor eenvoudige potloden worden gemaakt, is uitstekend geschikt voor dit laatste.
Neem het zachtste potlood.Zachte potloden zijn gemarkeerd met de letter "B", en het cijfer aan het begin geeft de mate van zachtheid aan. Een hard potlood werkt beter met fijne details. Laten we onze noot kleuren.
Het aanbrengen van grafiet met deze methode is een zeer vervelende klus, daarom verkopen bouwwinkels een speciale grafietspray. Hij zal deze taak veel sneller aankunnen.
Na het schilderen maken we handmatig een gat voor het "takje" met behulp van een boormachine. Giet er superlijm in, sluit het af met dik koperdraad en vul het met grafietpoeder dat overblijft na het decoreren van de moer.
We verbinden de minstroom met de draad via een weerstand van 1 kOhm. In dit stadium mag je geen grote stroom aanleggen, anders komt de koperlaag los, wat niet goed is. Na een half uur is de moer lichtjes bedekt met koper en kan de weerstand worden teruggebracht tot 220 Ohm.
Na verloop van tijd zal de groei van koper vertragen en zal de weerstand verder verlaagd moeten worden
Om dit te doen, gebruiken we een blok hout en een nichrome draad die als een slang op schroeven langs de randen is geregen.
We hebben de weerstand ingesteld op 70 ohm.
Wanneer het koper de moer volledig bedekt, stelt u de waarde van de geïmproviseerde weerstand in op 5 Ohm en laat u de moer nog vijf uur staan voor een dikke en uniforme coating.
Gedurende deze tijd was de koperelektrode sterk uitgeput.
Al dit koper zette zich op onze noot neer, waardoor er een ruwe laag ontstond.
Aan het einde van het proces werd de noot merkbaar zwaarder.
Behandeling
Om het koperoppervlak een mooie glans te geven, bedekken we het met een patina en polijsten we het vervolgens.
Hiervoor hebben we nodig:
- Ammoniak, ook wel ammoniakoplossing genoemd;
- Zwavelbom (te vinden in tuinwinkels);
- Chemisch of wegwerpglas;
- Fijn schuurpapier.
Giet een beetje ammoniak in een glas en verkruimel een beetje zwavel.Plaats de moer daar, zoals weergegeven op de foto.
Het glas moet ergens mee bedekt zijn, omdat tijdens de reactie waterstofsulfide vrijkomt - een gas met een scherpe geur. Na 20 minuten is de noot sterk donker geworden, we halen hem uit het glas. We bijten het "takje" af en buigen het uiteinde met een tang in een lus.
Het enige dat overblijft is het polijsten van de moer met nat, ingewreven schuurpapier.
We halen de ketting door de lus en dat is alles – het product is klaar!
En dat is alles voor mij. Fijne experimenten allemaal!
Bekijk de video
Soortgelijke masterclasses
Bijzonder interessant
Opmerkingen (1)
