Гальванотехника

Определение: область прикладной электрохимии, охватывающая процессы электролитического осаждения металлов на поверхность металлических и неметаллических изделий. Г. включает: гальваностегию – получение на поверхности изделий прочно связанных ней тонких металлических покрытий и гальванопластику – получение легко отделяющихся, относительно толстых, точных копий с различных предметов, т. н. матриц. Открытие и техническая разработка Г. принадлежат русскому учёному Б. С. Якоби, о чём он доложил 5 октября 1838 г. на заседании Петербургской АН.

Принцип гальванического процесса проиллюстрируем конкретным примером. Для никелирования стального изделия его помещают в ванну с раствором никелевой соли, например сернокислого никеля, и включают в электрическую цепь как катод. Анодом служит никелевая пластина приблизительно такой же площади, как и само стальное изделие. Оба электрода подключают к источнику постоянного тока.

При протекании тока положительные ионы никеля движутся к отрицательному полюсу, т.е. стальному изделию, получают на его поверхности недостающие электроны и осаждаются уже в виде нейтральных атомов. Одновременно на катоде новые атомы никеля превращаются в ионы и переходят в раствор.

Таким образом, в гальванотехнических процессах важную роль играют аноды, основное назначение которых – восполнять в электролите ионы, разряжающиеся на покрываемых изделиях. Аноды не должны содержать примесей, отрицательно влияющих на внешний вид и структуру покрытий.

Все процессы, как гальванопластики, так и гальваностегии протекают в гальванических ваннах. Гальванической ванной называют также состав находящегося в ней электролита. Материалом ванны в зависимости от её размеров и степени агрессивности электролита могут служить: керамика, эмалированный чугун, сталь, футерованная свинцом, органическое стекло и др. Ёмкость ванн колеблется от долей м3 (для золочения) до 10 м3 и более.

Гальваностегия применяется шире, чем гальванопластика; её цель придать готовым изделиям или полуфабрикатам определённые свойства: повышенную коррозионную стойкость (цинкованием, кадмированием, лужением, свинцеванием), износостойкость трущихся поверхностей (хромированием). Г. применяется для защитно-декоративной отделки поверхности (достигается никелированием, хромированием, покрытием драгоценными металлами). По сравнению с издавна применявшимися методами нанесения покрытий (например, погружением в расплавленный металл) гальваностегический метод имеет ряд преимуществ, особенно в тех случаях, когда можно ограничиться незначительной толщиной покрытия.

Технологический прогресс в гальваностегии развивается по пути получения блестящих покрытий, не требующих дополнительной полировки; прогресс в области оборудования заключается раз-работке и внедрении агрегатов для механической подготовки поверхности и нанесения покрытий, включая все вспомогательные операции, вплоть до нанесения покрытий на непрерывно движущуюся полосу с последующей штамповкой изделий (например, автомобильные кузова, консервная тара и др.). Отраслями промышленности, в которых гальваностегия имеет значительный удельный вес, являются автомобилестроение, авиационная, электронная промышленность и др.

Гальванопластика отличается от гальваностегии главным об-разом методами подготовки поверхности предметов-матриц и большей толщиной наращиваемого металла (в десятки и сотни раз). Матрицы бывают металлические и неметаллические. Преимущества металлических матриц заключаются в более лёгкой подготовке поверхности (чаще методом оксидирования) и возможности снятия большего количества копий. Наиболее распространена медная гальванопластика, меньше – железная и никелевая. Основная область применения гальванопластики – полиграфия.