Kobberavsetning på ikke-metalliske gjenstander
God ettermiddag I denne artikkelen vil vi se på prosessen med elektrokjemisk avsetning av kobber på ledende overflater, og også prøve å belegge en valnøtt med et kobberlag.
Så for eksperimentet trenger vi:
Hell 100 gram vitriol i en beholder, hell en halv liter vann og tilsett 70 gram sur elektrolytt.
Bland og filtrer gjennom en trakt og en bomullsdott.
Installer og fest kobberelektroden:
Pluss strømforsyningen fra lading vil bli koblet til den. Vi lager tre trykk fra minus: vi lodder en 1 kOhm motstand til den første, og en 220 Ohm motstand til den andre.
På denne måten kan vi enkelt regulere den tilførte strømmen.
Når du slår på laderen, starter en kjemisk prosess som kalles elektroavsetning.Under påvirkning av elektrisk strøm blir kobberatomer på den positive kontakten oksidert og oppløst i elektrolytten, deretter avsatt på den negative. Strømkildestrømmen velges med en hastighet på 1 Ampere per 100 cm² overflate som skal belegges.
La oss først belegge en vanlig jernspiker med kobber. Dekningsområde – 10 cm².
Rengjør med sandpapir:
Vi kobler den til strømforsyningen negativ gjennom en 1 kOhm motstand, og senker den ned i løsningen. Etter 30 sekunder, ta den ut og tørk av den med en bomullspute. Som et resultat viste laget seg å være ganske løst og slettet.
La oss nå prøve å lage et virkelig slitesterkt belegg. For å gjøre dette, rengjør vi neglen og kobler den gjennom en 220 Ohm motstand, senker den ned i løsningen i 10-15 sekunder. Deretter endrer vi motstanden til 1 kOhm og lar den stå i en halv time. Her er hva som skjedde:
Denne gangen viste belegget seg å være holdbart og etterlot ingen merker på platen i det hele tatt.
Etter sliping dekket fortsatt en liten mengde kobber neglen.
La oss prøve å belegge en blykake med kobber. Hvis du kobler den gjennom en motstand, vil resultatet være ubetydelig selv etter noen minutter.
Men så snart du kobler den direkte, vil kaken i løpet av et minutt være fullstendig dekket med kobber.
Hvis dekningsområdet er for lite, kan det observeres alvorlig mørkning:
Dette fenomenet kalles karbonavsetninger og skyldes at det går for mye strøm over en gitt overflate.
Vi fant ut metallene, men hva med dielektrikum, de leder ikke strøm og reaksjonen vil rett og slett ikke starte. Men det er en vei ut: vi må dekke objektet vårt med ledende materiale. Grafitt, som blyer for enkle blyanter er laget av, er utmerket for sistnevnte.
Ta den mykeste blyanten.Myke blyanter er merket med bokstaven "B", og tallet i begynnelsen indikerer graden av mykhet. En hard blyant fungerer bedre med fine detaljer. La oss farge nøtten vår.
Påføring av grafitt ved hjelp av denne metoden er en veldig kjedelig oppgave, så byggebutikker selger en spesiell grafittspray. Han vil takle denne oppgaven mye raskere.
Etter maling lager vi manuelt et hull for "kvisten" ved hjelp av en bor. Hell superlim i den, forsegl den med tykk kobbertråd og fyll den med grafittpulver til overs etter dekorering av mutteren.
Vi kobler minuskraften til ledningen gjennom en 1 kOhm motstand. På dette stadiet bør du ikke bruke en stor strøm, ellers vil kobberlaget bli løst, noe som ikke er bra. Etter en halvtime er mutteren litt belagt med kobber og motstanden kan reduseres til 220 Ohm.
Etter en tid vil veksten av kobber avta og motstanden må reduseres ytterligere
For å gjøre dette bruker vi en treblokk og en nikromtråd som er gjenget som en slange på skruer langs kantene.
Vi setter motstanden til 70 ohm.
Når kobberet dekker mutteren helt, sett verdien av den improviserte motstanden til 5 Ohm og la mutteren stå i ytterligere fem timer for et tykt og jevnt belegg.
I løpet av denne tiden var kobberelektroden sterkt utarmet.
Alt dette kobberet satte seg på mutteren vår og skapte et grovt lag.
På slutten av prosessen gikk nøtten merkbart opp i vekt.
For å gi kobberoverflaten en fin glans, vil vi dekke den med patina og deretter polere den.
Til dette trenger vi:
Hell litt ammoniakk i et glass og smuldre litt svovel.Plasser mutteren der, som vist på bildet.
Glasset må dekkes med noe, for under reaksjonen frigjøres hydrogensulfid - en gass med en skarp lukt. Etter 20 minutter har nøtten blitt kraftig mørkere, vi tar den ut av glasset. Vi biter av "kvisten" og bøyer enden til en løkke med tang.
Det gjenstår bare å polere mutteren med vått, gnidd sandpapir.
Vi trer kjeden gjennom løkken, og det er det - produktet er klart!
Og det er alt for meg. Gode eksperimenter alle sammen!
Vil trenge
Så for eksperimentet trenger vi:
- En ikke-metallisk beholder - et beger eller et vanlig brett, hvor avsetningsprosessen vil finne sted;
- Vann, fortrinnsvis renset;
- Kobbersulfat (selges i hagebutikker);
- Syreelektrolytt for batterier (i bilforretninger);
- Lader 5 Volt, 0,3 Ampere;
- 1 kOhm og 220 Ohm motstander for å begrense den tilførte strømmen;
- Kobberelektrode.
Prøver den på metall
Hell 100 gram vitriol i en beholder, hell en halv liter vann og tilsett 70 gram sur elektrolytt.
Bland og filtrer gjennom en trakt og en bomullsdott.
Installer og fest kobberelektroden:
Pluss strømforsyningen fra lading vil bli koblet til den. Vi lager tre trykk fra minus: vi lodder en 1 kOhm motstand til den første, og en 220 Ohm motstand til den andre.
På denne måten kan vi enkelt regulere den tilførte strømmen.
Når du slår på laderen, starter en kjemisk prosess som kalles elektroavsetning.Under påvirkning av elektrisk strøm blir kobberatomer på den positive kontakten oksidert og oppløst i elektrolytten, deretter avsatt på den negative. Strømkildestrømmen velges med en hastighet på 1 Ampere per 100 cm² overflate som skal belegges.
Erfaring
La oss først belegge en vanlig jernspiker med kobber. Dekningsområde – 10 cm².
Rengjør med sandpapir:
Vi kobler den til strømforsyningen negativ gjennom en 1 kOhm motstand, og senker den ned i løsningen. Etter 30 sekunder, ta den ut og tørk av den med en bomullspute. Som et resultat viste laget seg å være ganske løst og slettet.
La oss nå prøve å lage et virkelig slitesterkt belegg. For å gjøre dette, rengjør vi neglen og kobler den gjennom en 220 Ohm motstand, senker den ned i løsningen i 10-15 sekunder. Deretter endrer vi motstanden til 1 kOhm og lar den stå i en halv time. Her er hva som skjedde:
Denne gangen viste belegget seg å være holdbart og etterlot ingen merker på platen i det hele tatt.
Etter sliping dekket fortsatt en liten mengde kobber neglen.
La oss prøve å belegge en blykake med kobber. Hvis du kobler den gjennom en motstand, vil resultatet være ubetydelig selv etter noen minutter.
Men så snart du kobler den direkte, vil kaken i løpet av et minutt være fullstendig dekket med kobber.
Hvis dekningsområdet er for lite, kan det observeres alvorlig mørkning:
Dette fenomenet kalles karbonavsetninger og skyldes at det går for mye strøm over en gitt overflate.
Belegg en kobbermutter
Vi fant ut metallene, men hva med dielektrikum, de leder ikke strøm og reaksjonen vil rett og slett ikke starte. Men det er en vei ut: vi må dekke objektet vårt med ledende materiale. Grafitt, som blyer for enkle blyanter er laget av, er utmerket for sistnevnte.
Ta den mykeste blyanten.Myke blyanter er merket med bokstaven "B", og tallet i begynnelsen indikerer graden av mykhet. En hard blyant fungerer bedre med fine detaljer. La oss farge nøtten vår.
Påføring av grafitt ved hjelp av denne metoden er en veldig kjedelig oppgave, så byggebutikker selger en spesiell grafittspray. Han vil takle denne oppgaven mye raskere.
Etter maling lager vi manuelt et hull for "kvisten" ved hjelp av en bor. Hell superlim i den, forsegl den med tykk kobbertråd og fyll den med grafittpulver til overs etter dekorering av mutteren.
Vi kobler minuskraften til ledningen gjennom en 1 kOhm motstand. På dette stadiet bør du ikke bruke en stor strøm, ellers vil kobberlaget bli løst, noe som ikke er bra. Etter en halvtime er mutteren litt belagt med kobber og motstanden kan reduseres til 220 Ohm.
Etter en tid vil veksten av kobber avta og motstanden må reduseres ytterligere
For å gjøre dette bruker vi en treblokk og en nikromtråd som er gjenget som en slange på skruer langs kantene.
Vi setter motstanden til 70 ohm.
Når kobberet dekker mutteren helt, sett verdien av den improviserte motstanden til 5 Ohm og la mutteren stå i ytterligere fem timer for et tykt og jevnt belegg.
I løpet av denne tiden var kobberelektroden sterkt utarmet.
Alt dette kobberet satte seg på mutteren vår og skapte et grovt lag.
På slutten av prosessen gikk nøtten merkbart opp i vekt.
Behandling
For å gi kobberoverflaten en fin glans, vil vi dekke den med patina og deretter polere den.
Til dette trenger vi:
- Ammoniakk, også kjent som ammoniakkløsning;
- Svovelbombe (finnes i hagebutikker);
- Kjemisk eller engangsglass;
- Finkornet sandpapir.
Hell litt ammoniakk i et glass og smuldre litt svovel.Plasser mutteren der, som vist på bildet.
Glasset må dekkes med noe, for under reaksjonen frigjøres hydrogensulfid - en gass med en skarp lukt. Etter 20 minutter har nøtten blitt kraftig mørkere, vi tar den ut av glasset. Vi biter av "kvisten" og bøyer enden til en løkke med tang.
Det gjenstår bare å polere mutteren med vått, gnidd sandpapir.
Vi trer kjeden gjennom løkken, og det er det - produktet er klart!
Og det er alt for meg. Gode eksperimenter alle sammen!
Se videoen
Lignende mesterklasser
Spesielt interessant
Kommentarer (1)
