Гальваническое серебро что это
ТОП-10 способов гальванического серебрения металлов в домашних условиях — как посеребрить с помощью анода и катода, электролизом
Гальваническое серебрение металла — это способ придать какой-либо вещи эстетические и функциональные свойства серебра. Такое покрытие обладает плотной структурой, наделяет предмет новыми характеристиками.
Серебрение металла реально выполнить несколькими способами, каждый из которых применим в домашних условиях.
Какие металлы покрывают серебром. Когда необходимо серебрение металла
Серебряное покрытие требуется в тех случаях, когда изделию надлежит придать свойства драгметалла высшей пробы.
Обычно процессу серебрения подвергают предметы из меди, алюминия, стали, латуни. Обязательно серебрят столовые приборы из мельхиора, нейзильбера, монели, поскольку эти сплавы могут окисляться при контакте с пищевыми продуктами.
Легче всего посеребрить металлы светлых тонов. Чтобы придать темным материалам свойства и цвет чистого драгметалла, потребуется напыление толщиной около 15 микрон.
Гальванопластика украшения
Серебрение металла подходит для следующих элементов:
Интересно, что серебром покрывают не только металлы. Например, вещество серебромедин используется для образования защитного покрытия у растений.
Что такое гальваника. Преимущества серебряного покрытия
Гальваническое покрытие — это электрохимический метод обработки предметов, в ходе которого на их наружную часть наносится тонкая поверхностная пленка из другого материала. Покрытие серебром называют гальваническим серебрением.
Способ нанесения серебряного покрытия стал известен человечеству позднее, чем метод нанесения золота. Изначально лунный метал, аналогично золоту, применялся в соединении с ртутью, однако этот способ отличается выраженной токсичностью. Первые патенты на технологию были получены в 1840 году, это заложило основу гальванической промышленности.
Чаще всего технология применяется для улучшения эстетических и эксплуатационных характеристик предмета. Также ее используют для воссоздания точных аналогов каких-либо вещей, такое ответвление процесса именуется гальванопластикой.
В промышленности гальваника используется для обработки черных металлов. Это помогает достичь химической инертности, благодаря чему материал может без вреда контактировать с водой, атмосферой сухих газов.
Гальваника
Гальваническая методика подразумевает использование электролита. Электролитический раствор необходимо подбирать, руководствуясь знаниями о свойствах и характеристиках обрабатываемого материала.
Гальванический процесс — это погружение изделия в раствор солей и кислот, выступающих в роли электролитов, с дальнейшим образованием защитного покрытия.
Важно!
Структура покрытия будет зависеть от плотности электричества. Она определяется как соответствие силы электричества к размеру поверхности материала.
Процесс серебрения дает следующие преимущества:
Высокая твердость покрытия
Хорошая электропроводимость и теплопроводность
Серебро имеет самую высокую электропроводность и теплопроводность при комнатной температуре среди всех существующих металлов. Именно поэтому его используют для покрытия электронных приборов.
Гальваническое покрытие серебром
Антикоррозийные свойства
Антикоррозийные свойства серебра предохраняют посеребрённый материал от разрушения вследствие химической либо электрохимической реакции с окружающей средой.
Применение гальваники позволяет превратить железо и его сплавы в нержавеющие материалы.
Инертность по отношению ко многих веществам
Серебро, как и все благородные элементы, является инертным материалом и в природе практически не вступает во взаимодействие с другими веществами. Оно не имеет запаха, не образует токсичных соединений.
Стоит учитывать, что лунный металл чувствителен к воздействию сероводорода. Даже минимальное его количество способно привести к образованию на поверхности сульфида серебра.
Светоотражающие свойства
Металл способен отражать до 95% лучей. Это свойство пригождается как в промышленности, например, при производстве деталей подлодок или стекла для зеркал, так и в быту.
Серебрение | Механизм и метод гальванического процесса. Структура и свойства серебряных покрытий.
Содержание:
1. Что такое серебро?
Серебро имеет атомную массу 107,88, плотность 10,49 кг/м 3 и температуру плавления 960,5 о С. Теплопроводность серебра в пределах от 0 до 100 0 С равна 1 кал/(с*см* о С), удельное сопротивление 0,016 Ом*мм. Из всех металлов оно обладает наилучшей тепло- и электропроводимостью.
Серебро растворяется в концентрированной азотной кислоте, царской водке, горячей 85% серной кислоте. Серебро неустойчиво в растворах аммиака. Кислород окисляет серебро только при давлении 1,5 МПа и температуре 300 о С. Серебро быстро тускнеет в промышленной атмосфере в присутствии одновременно сернистых соединений, кислорода и влаги, покрываясь пленкой сульфидов коричневого и темно-серого цвета. Особенно активно в этом отношении гальванически осажденное серебро. Также серебро может тускнеть в присутствии органических серосодержащих материалов, если длительное время будет находиться вместе с ними в непроветриваемом помещении.
Обозначение (пример)
Толщина
3-50мкм (оптимально, возможна и большая толщина)
Микротвердость
883-1370 МПа, которая в течение времени может уменьшаться до 558 МПа
Удельное электрическое сопротивление при 18 о C
Допустимая рабочая температура
Заметное изменение цвета поверхности серебра начинается с толщины сульфидов от 40 нм. При этом максимальная толщина сульфидной пленки составляет 0,3 мкм. Сами по себе пленки сульфида серебра термостойки до 885 о С, не растворятся в кислотах и аммиаке, но неустойчивы в 5-10% цианидах.
Химическая активность серебряных покрытий возрастает на шероховатой поверхности.
Серебро устойчиво в соляной кислоте, щелочах, сухом сероводороде. По коррозионной стойкости оно приближается к благородным металлам, не окисляясь на воздухе при обычных условиях.
Все соли серебра чувствительны к свету и распадаются под его воздействием с образованием металлического серебра. Поэтому их хранят в непрозрачной таре, установленной в лабораторном шкафу с закрытыми дверцами, а приготовление электролитов ведут в ваннах с крышками или в затемненном помещении.
В чем особенности покрытий серебром?
Покрытия серебром являются катодными по отношению ко всем конструкционным материалам и не защищают их поверхность в условиях электрохимической коррозии.
В промышленности серебрение применяется:
К негативным особенностям серебряных покрытий можно отнести:
Особенно следует рассмотреть вопрос переходного сопротивления электроконтактов с серебряным покрытием. Как упоминалось ранее, на серебряных покрытиях может образовываться сульфидная пленка. Эта пленка обладает ионной и фотоэлектрической проводимостью. Т.е. чем больше она освещена, тем меньшее ее сопротивление. Такая особенность электропроводимости сульфидов серебра приводит к серьезной нестабильности переходного сопротивления посеребренных электроконтактов в условиях эксплуатации. Если же на контакт приложена малая контактная нагрузка и через него пропускается низкий ток, то проводимость контакта может нарушиться полностью.
На сегодняшний день серебрение из водных растворов производят химически и электрохимически. В связи с тем, что потенциал серебра (+0.8В) намного положительнее потенциала других металлов, невозможно получить прочно сцепленные мелкокристаллические покрытия из растворов простых солей серебра без добавок. На катоде происходит процесс цементации металла с контактным осаждением серебра. Поэтому электролиты на основе простых солей серебра не нашли применения в промышленности.
В свою очередь, распространение получили электролиты на основе комплексных соединений серебра. Комплексообразование позволяет сдвинуть потенциал серебра в отрицательную область, увеличить поляризацию катода, что измельчает кристаллы осадка, увеличить рассеивающую способность. Одновременно с этим комплексообразование снижает предельные плотности тока.
Первым комплексным электролитом был цианистый электролит серебрения. Он отличается наилучшими качествами получаемых покрытий, но является чрезвычайно токсичным. Поэтому одновременно с созданием цианистого электролита начались поиски электролита, не содержащего циан или, хотя бы, не содержащего его в свободном виде.
2. Механизм серебрения из цианистого электролита.
Цианистый электролит серебрения является на сегодняшний день самым изученным и самым лучшим по качеству получаемых из него осадков.
Равновесия в цианидном растворе:
Очень малое содержание свободных ионов серебра в растворе, особенно при значительных концентрациях свободного цианида, не позволяют считать, что разряд ионов серебра может идти из простых ионов по следующей схеме (теория Леблана-Шика):
Существует мнение, что при осаждении серебра в прикатодной области образуется коллоидный осадок AgCN по схеме:
Это подтверждается тем, что в покрытии находят цианид серебра.
М. Филгистих и др., измеряя силу тока обмена серебра в зависимости от концентрации свободного цианида пришли к выводу, что при различном содержании свободного цианида разряд ионов серебра будет идти по разным механизмам. При концентрации ионов цианида ниже 6,5 г/л может происходить разряд ионов серебра из AgCN по схеме:
При концентрации цианида выше (13,5 г/л) разряд ионов серебра будет происходить по схеме:
т.е разряд ионов серебра идет непосредственно из комплексного иона. К этому мнению приходят многие исследователи. Об этом же говорят данные потенциометрических измерений, где стационарный потенциал серебра изменяется в зависимости от содержания свободного цианида калия, причем в области низких концентраций изменяется значительно сильнее. Это еще раз подтверждает, что при большом содержании свободного цианида разряд ионов серебра идет непосредственно из комплексного иона.
Рассмотрим поляризационную кривую разряда серебра из цианидной ванны.
На кривой до предельного диффузионного тока можно выделить три участка, причем катодный осадок на каждом получается разным:
• Участок IV. Преимущественно выделяется водород.
3. Электролиты серебрения.
3.1 Цианистые электролиты матового серебрения.
В таблице 1 и 2 приведены составы электролитов матового цианистого серебрения.
Серебро: свойства, пробы, покрытия и особенности драгоценного металла
В предыдущей статье ТД Серебро рассказал о том, почему некоторые металлы считаются драгоценными. Оказалось, этому есть простое объяснение: они обладают уникальными химическими, физическими и эстетическими свойствами.
Каждый металл уникален по-своему, но в нашей компании с особым уважением относятся к благородному серебру. Оно стало основой ассортимента торгового дома, является одним из главных металлов ювелирного дела и очень широко востребовано в лёгкой и тяжёлой промышленности. С серебром связаны удивительные факты и несколько мифов — некоторые мы подтвердим, другие развеем, и всё это будет интересно.
Дисклеймер: мы не стремимся рассказать всё, а хотим дать вам общее понимание тех вещей, которые будут полезны при выборе украшений. Мы же ювелирная компания. Если вы хотите глубоко разобраться в этих вопросах, стоит подумать о специальном образовании.
Физика
Серебро — драгоценный металл белого цвета. Его плотность 10,5 г/см³, температура правления 960,5°С, температура кипения 2210°С, твёрдость по методу Бринелля в отожжённом состоянии (после отжига) 25 кгс/мм². Неспециалисту эти цифры говорят мало, но они очень важны для тех, кто занимается обработкой материала. В зависимости от этих показателей к металлу прикладываются разные силы и методы, чтобы придать готовым изделиям желаемые свойства.
Отжиг — это высокотемпературная обработка для придания металлу более устойчивого состояния, устранения неоднородностей, снятия напряжений из-за деформации. Сплавы серебра отжигаются при температуре 600–650°С с выдержкой до десяти минут в зависимости от массы и с резким охлаждением. Отжигу подвергаются практически все ювелирные украшения из серебра.
Серебро хорошо полируется, имеет высокую отражательную способность, обладает хорошей ковкостью и самыми высокими из всех металлов тепло- и электропроводностью.
Химия
Серебро устойчиво в воде, практически не реагирует с кислородом воздуха при комнатной температуре, но из-за наличия в воздухе сероводорода со временем покрывается тончайшим тёмным налётом сульфида серебра. Также серебро реагирует с озоном, образуя налёт оксида серебра. Вот то самое потемнение, которое считают главным недостатком этого металла.
Медь, которая является наиболее распространённой лигатурой сплавов серебра, тоже образует налёт — из сульфида меди. Чем больше содержание меди в сплаве, тем быстрее потемнеет изделие, а чем меньше, тем менее сплав подвержен потускнению, поэтому наиболее устойчивыми считаются сплавы от 875 до 960 пробы.
Лигатура — сплав из двух и более компонентов, который добавляется к драгоценному металлу для доведения ювелирного сплава до определённой пробы, изменения цвета сплава, а также придания различных полезных свойств. Процесс добавления лигатуры называют легированием.
Серебро растворяется в азотной и горячей концентрированной серной кислоте. Как и золото, оно взаимодействует со щёлочными растворами цианидов. Вероятно, с этими вещами вы никогда не столкнётесь. А если столкнётесь, будьте очень осторожны.
Сплавы серебра
Чистое серебро — тяжёлый (легче свинца, но тяжелее меди и твёрже золота), необычайно пластичный серебристо-белый металл с коэффициентом отражения света около 100%, поэтому в чистом виде серебро обычно используют только для покрытия украшений из сплавов серебра, из недрагоценных металлов, как компонент золотых и серебряных лигатур и припоев.
В изготовлении ювелирных украшений, чтобы повысить твёрдость и прочность материала, серебро обрабатывают в сплавах с другими металлами. Чаще всего это двухкомпонентные сплавы серебра с медью в различном процентном соотношении и с незначительным количеством примесей.
Серебряные сплавы слегка различаются по оттенкам и обладают приблизительно одинаковыми механическими свойствами. Из сплавов с низким содержанием серебра изготавливают предметы сервировки стола, декоративные настольные украшения. Для производства ювелирных изделий используют сплавы высокой пробы. Они достаточно пластичны, хорошо сочетаются с цветными камнями, жемчугом и эмалью.
Пробы серебра
В Российской Федерации принята метрическая система проб. Метрическая проба — это количество миллиграммов основного благородного металла, не менее которого содержит один грамм сплава.
Например, в серебряном сплаве 925 пробы на грамм приходится 925 миллиграммов серебра. Для простоты можно считать, что при 925 пробе в сплаве 92,5% серебра.
В производстве ювелирных украшений наиболее распространены 875 и 925 пробы. Современный российский ГОСТ 30649-99 описывает пять марок сплавов на основе серебра. Во всех лигатурой является медь.
Покрытия изделий из серебра
В настоящее время наиболее технологичными видами и способами покрытий изделий из серебра являются:
Применение
Мифы о серебре
Подделка тоже может чернеть по самым разным причинам, но если вы внимательно прочитали нашу статью, то поняли, что образование тонкого слоя оксида или сульфида серебра нормально для этого металла, это его химическая особенность. А в старых украшениях в качестве лигатур использовали не медь, а палладий и платину. Такой сплав действительно не темнел, зато был намного дороже. Это химия, ничего личного.
Это чистая правда, серебро обладает бактериостатическими свойствами, замедляя развитие бактерий, и бактерицидным эффектом, убивая бактерии с помощью ионов серебра. Но это проявляется только в концентрации, которая может оказаться вредной и для нас с вами, ведь серебро — тяжёлый металл, оно откладывается в организме и может вызвать отравление. Носить его безопасно, а вот есть мы не рекомендуем.
А ещё вы можете вытащить ложки, кольца и подвески из воды: в таком случае выделяется так мало ионов серебра, что они не в состоянии ничего обеззаразить. Это также значит, что можно не бояться серебряной посуды и столовых приборов. Если пользоваться специальным ионизатором, эффект будет, но с ним легко превысить допустимую концентрацию и опять же получить отравление.
Если вы читаете на английском, вот отчёт ВОЗ о применении серебра для обеззараживания, который в целом повторяет вышеприведённые выводы и говорит о недостатке информации для далекоидущих выводов в большинстве исследований на эту тему.
Этот миф мы предлагаем вам проверить самостоятельно. Найдите вампира и пронзите серебряным мечом, но соблюдайте меры предосторожности: если меч родированный, эффект может разочаровать.
Что такое гальваника в ювелирном деле
Особенности и технология гальванизации
Гальваническое покрытие ювелирных украшений используется давно. Оно позволяет улучшить физико-технические свойства драгоценностей. А сам процесс отличается экономичностью.
Гальванизация происходит при помощи погружения украшения в раствор солей и кислот, выступающих в роли электролитов. При пропускании постоянного электротока через такой состав происходит перемещение покрытия на драгоценный металл. Сама химическая реакция известна всем со школьной скамьи, где во время уроков химии проводили подобные эксперименты с недрагоценными сплавами.
Процесс нанесения гальванического покрытия на изделия практически полностью автоматизирован. Украшения опускаются в большие ванны, изготовленные из листовой стали толщиной от 3 до 5 мм. Вместительность таких емкостей — от 1 до 300 л. Дополнительно они оснащены системой подогрева и вентиляции, что необходимо для обеззараживания процесса. А также в конструкции предусмотрены специальные карманы, в которые уходит пена и масла.
Для родирования используют отдельные типы ванн, изготовленные из стекла для обеспечения чистоты электролиза.
Разновидности ванн для гальванизации
Для получения ровного гальванического покрытия в ювелирном деле используют различные ванны. К основным видам относят:
А также ванны различаются по вместительности:
Нагрев конструкции осуществляется при помощи пара или электротока. Перемешивание электролита осуществляется под воздействием давления сжатого воздуха или вращения катодной штанги.
Как ювелиры подготавливают изделия для гальваники
Если объяснить простыми словами, что такое гальваника в ювелирном деле, — это улучшение качества драгоценных сплавов за счет покрытия дополнительным слоем металла. При этом каждый ювелир знает, что чем лучше будет подготовлена поверхность, тем выше качество покрытия получится в итоге.
В качестве основных шагов подготовки материала к нанесению гальванического покрытия выделяют:
Интересный факт. Химическому обезжириванию подвергается только отдельная группа ювелирных изделий. Если применяется электрохимический метод покрытия другим металлом, то в процессе пропускания тока происходит естественное обезжиривание.
Каждый профессиональный ювелир изучает особенности гальваники в ювелирном деле еще на стадии обучения мастерству. Нередко этим процессом занимаются отдельные специалисты, которые добиваются идеальной ровности покрытия.
5 секретов гальваники, о которых часто молчат ювелиры
Профессиональная ювелирная гальваника имеет свои секреты. Мастера, которые постоянно работают с покрытием одного драгметалла другим, делятся своими «тайнами»:
В результате мастера, работающие с нанесением гальванического покрытия на ювелирные изделия, — настоящие чудотворцы. Простой процесс имеет сотни нюансов, которые обязательно учитываются профессионалами. Одна ошибка приводит к полной переделки всей партии драгоценностей.
Достоинства гальваники в ювелирном деле
Зачем покупателям обращать внимание на наличие гальванического слоя? Все просто. Именно он дает следующие преимущества:
Незаметный слой имеет только один недостаток — со временем он стирается. Но для владельца кольца или цепочки из золота и серебра такие дефекты будут незаметны, кроме вариантов, когда золочением меняют цвет серебра. Но восстановить гальваническое покрытие можно, обратившись в ближайшую ювелирную мастерскую.
5 способов провести гальванику серебром в домашних условиях + пошаговая инструкция для новичков
Приветствую! Любые изделия можно покрыть металлами, придавая вещам желаемый цвет, увеличивая износостойкость, повышая отражаемые характеристики.
Гальваника серебром в домашних условиях позволяет придать благородный вид и притягательный блеск, наделить антибактериальными свойствами. Я расскажу, что это за процедура и как ее проводить максимально безопасно.
Что это за процедура и для чего она нужна
Гальванизация – электрохимический процесс декоративной и защитной окраски изделий металлами:
Помогает укрепить изделие и защитить поверхность предметов от коррозийных процессов, сделать их цвет привлекательным. Эффект достигается за счет диффузии (проникновения молекул) металла в поверхностный слой предметов, что позволяет надежно закрепить пленку из серебра.
Суть процесса
Принцип гальваники – нанесение одного металла на другой под действием электролиза.
Проходит в несколько этапов:
В ювелирном деле гальванику серебром используют в декоративных целях. Большим спросом оно пользуется в промышленных отраслях. При наличии специальных реагентов и материалов гальванику можно проводить в домашних условиях.
Преимущества и недостатки
Можно ли серебро покрыть золотом
Покрытие золотом – это гальванопластика. Для золочения серебряных изделий необходимо определенное оборудование. К тому же трудоемкий процесс – дорогостоящей услугой, вряд ли доступная в домашних условиях: при покрытии материала аурумом используется высокопробный металл (750-999 пробы). Лучше всего обратиться в ювелирную мастерскую, чтобы предмет обработал профессионал.
Какие материалы не поддаются гальванике
Гальванику в домашних условиях невозможно сделать, если выбранный материал плохо проводит ток (диэлектрик или полупроводник).
Особенности серебрения в домашней обстановке
Работа с химическими реагентами – даже для профессионалов очень опасное занятие. Во всех действиях по приготовлению растворов и оборудования должна быть соблюдена точность, иначе эксперименты с гальваникой могут закончиться потерей здоровья.
Необходимые материалы и оборудование
Список того, что потребуется для проведения процедуры в домашних условиях:
Реагенты, которые нужны для гальваники:
Меры предосторожности при работе с опасными химическими веществами
Перед проведением процедуры стоит выбрать подходящее место. Лучше всего работать с опасными веществами не дома, а в гараже или сарае. Обязательное условие – достаточная вентиляция и возможность организовать заземление.
Конечно, хорошо иметь специальную экипировку для работы с химикатами, защищающую все тело. Однако при ее отсутствии обязательным условием будет приобретение следующих предметов:
Во время работы нельзя принимать пищу и пить воду, чтобы в желудок не попали вредные компоненты. Если процедура проводится на кухне (что очень нежелательно), то только при наличии вытяжки без фильтра.
Все это необходимо, так как гальваника связана с использованием концентрированных кислот и выделением ядовитых газов. Поэтому пренебрегать безопасностью не стоит.
Подготовка металла
Чтобы металл ровным слоем покрыл и надежно защитил вещь, ее стоит тщательно обработать. При наличии выступов и коррозии необходимо почистить предмет наждачной и отшлифовать, потом ровное покрытие предмета обезжиривают:
Способы выполнения в домашних условиях
Все изделия, которые не обладают электропроводящими свойствами, нужно покрыть графитом. Процесс гальваники серебром, хоть и очень интересный, проходит с использованием реагентов, способных причинить вред здоровью, имуществу и окружающей среде. Поэтому перед проведением процедуры стоит правильно подобрать место, обеспечить себе полную безопасность.
Правда, не все методы таковы. Давайте рассмотрим популярные способы покрытия вещей серебром в домашних условиях с помощью гальваники.
Состав для обезжиривания
Перед началом процесса обрабатываемые изделия обязательно нужно обезжирить. Для этого можно воспользоваться рецептом (значения даны из расчета на 1 л воды):
Подогреть раствор до 80…100 °C и держать в течение 15-60 минут (пока не удалятся все загрязнения).
Химический метод
Такой вид покрытия серебром в домашних условиях заключается в отделке фотораствором закрепителя. Способ применения:
Использование такого метода считается щадящим для здоровья, так как нет сильного выброса химических испарений. Однако все равно стоит соблюдать меры предосторожности, чтобы не получить химический ожог.
Ниже смотрите видео про химический метод нанесения серебра на изделия:
Использование специальных паст
Нанесение серебрителя – разновидность гальваники. Процесс не требует специального оборудования и работы с опасными химикатами, подходит для изделий любого класса, эффект достигается мгновенно. Можно сделать толстый слой, проводя процедуру 2-3 раза:
Для приобретения не требуется разрешение. Способ отлично подходит новичкам, а по качеству не будет уступать аналогичным процедурам.
Серебрение с нагреванием обрабатываемого изделия
Хранить получившуюся пасту нужно в посуде из темного стекла.
Такой способ гальваники серебром не придаст яркости. Чтобы получить блеск, стоит воспользоваться другим рецептом:
Погружной способ серебрения
Оборудование, которое потребуется:
Хранить раствор в темном месте, перед применением взболтать.
Заключение
Посмотрите, как сделать гальванику в домашних условиях, на видео.
Если статья оказалась полезной, оцените ее 5 звездами. Подписывайтесь на наш сайт, делитесь информацией с друзьями в социальных сетях, оставляйте комментарии. С уважением и до новых встреч!