Занимательная гальванотехника: Пособие для учащихся - Николай Одноралов

Соль хлорноватистой кислоты… 40

Сульфат меди… 180

Перманганат калия… 2

2. Хлорид аммония… 120

Оксалат калия… 40

Уксусная кислота (5-процентная)… 1

Рецепт № 5 (окраска от коричневой до черной)

«Серная печень»… 10—20

Сульфид калия или сульфид натрия… 6

Хлорид аммония… 20

Рецепт № 6 (окраска от светло-коричневой до темно-коричневой)

Ацетат аммония… 50

Ацетат меди… 30

Хлорид аммония… 0,5

Изделия погружают на 5—10 мин в кипящий раствор. Без добавления в раствор хлорида аммония процесса окрашивания не происходит. При большом содержании хлорида аммония изделия чернеют от света. Если добавить к раствору 4 г сульфата меди, то изделие приобретает темный шоколадный тон; при меньшем количестве сульфата меди — более светлые тона.

Закон от 31 октября 1976 г. «Об охране и использовании памятников истории и культуры» предусматривает охрану памятников истории, искусства, архитектуры. Немаловажную помощь в их охране и уходе могут оказать и школьники.

По вопросу ухода и поддержанию внешнего вида памятников и различных произведений скульптуры из бронзы и меди за последние годы были сделаны углубленные исследования патин. Патины, придающие красивый вид скульптурам, представляют собой коричневые или зеленоватые пленки, образовавшиеся искусственно или под действием атмосферных условий, и по существу являются продуктами «благородной» коррозии меди. Патины образуются при длительном пребывании предметов на воздухе и представляют тонкий и твердый слой минералов различного состава, например: куприт — оксид меди (I) Сu2O; тенорит— оксид меди (II) СuО; малахит — основной карбонат меди СuСO3· Сu(ОН)2; халькозин — сульфид меди Cu2S и другие минералы, образующиеся в виде соединений меди.

Исследованиям подверглись многочисленные памятники Советского Союза. Как выяснилось, наиболее прочными оказались патины коричневого цвета, у которых внутренний слой представляет оксид меди (I) (Сu2O). Патины черного цвета также относятся к наиболее механически прочным и по прочности близки к коричневым, как и наиболее красивые, зеленые патины.

Кроме того, зеленая патина хорошо защищает медную и бронзовую скульптуру от коррозии в любых атмосферных условиях в течение многих десятилетий без какой-либо дополнительной защиты. Образование естественной зеленой патины является процессом естественным, поэтому ее образование на поверхности черной или коричневой пленок следует рассматривать не как разрушение, а как ценный декоративный процесс.

За бронзовыми памятниками и различными бронзовыми декоративными украшениями следует ухаживать, это будет способствовать естественному образованию зеленой патины на их поверхности. Уход должен заключаться в промывке бронзы несколько раз в год горячей водой с протиркой скульптуры волосяными щетками, а лучше всего моющими средствами — «Новость», «Кристалл» и т. п. с последующим очень тщательным ополаскиванием большим количеством воды и тщательной протиркой поверхности тканью, не оставляющей ворса.

Поверхности новых или реставрированных памятников должны оставаться чистыми (без отделки оксидными пленками), с тем чтобы на них постепенно образовывалась естественная патина зеленого цвета. При патинировании каких-либо гальвано-пластических изделий или бронзовых личного пользования рекомендуются специальные составы.

Рецепт № 1

1. Светло-коричневую пленку на бронзе и меди можно получить погружением предмета на 2–3 мин в раствор, состоящий из следующих веществ (г/л):

Сульфат меди… 60

Перманганат калия… 7,4

Температура раствора 90–95 °C. Раствор можно наносить кистью.

2. По другому рецепту можно окрасить бронзу в темно-коричневый цвет. Для этого растворяют 195 г карбоната меди в 1 л концентрированного гидроксида аммония и после этого раствор разбавляют в десять раз. Температура раствора 80–90 °C. Изделие погружают в раствор.

3. Темно-коричневая пленка на меди, бронзе и латуни образуется при погружении изделия в раствор, состоящий из селенистой кислоты 7,4 г/л, к которой добавляют гидроксид натрия до pH 3,0.

4. Зеленые пленки могут быть получены распылением из краскопульта или аэрографа раствора, состоящего из 104 г/л сульфата аммония, 3,7 г/л сульфата меди и 1,5 г/л концентрированного гидроксида аммония. Распыление повторяют пять раз с интервалами 10–15 мин для сушки. Недопустимо попадание воды на поверхность изделия ранее 3–4 ч.

Электрохимические и химические способы декоративной отделки изделий

Выше мы привели различные рецепты химической декоративной отделки медных и бронзовых изделий, полученных техникой гальванопластики.

В условиях школы, на станциях юных техников или дома можно производить декоративную отделку гальванопластических изделий и различных металлических предметов электрохимическим способом, покрывая их пленкой других металлов.

Мы опишем несколько способов декоративных отделок, дающих наиболее интересный эффект: серебрение, окрашивание изделий в яркие и пестрые цвета, декоративное хромирование, имитирующее агат, химическое никелирование, отделку «кристаллит», а также декоративную отделку изделий из алюминия и его сплавов путем электрохимического оксидирования и окрашивания полученной оксидной пленки в органических (анилиновых) красителях, которые применяют для окраски шерстяных тканей.

Многие изделия, изготовленные из меди, латуни, могут быть покрыты серебром. Для этого готовят электролит следующего состава (г/л):

Хлорида серебра… 40

Гексацианоферрата калия… 200

Карбоната калия… 20

Температура электролита 20–80 °C. Плотность тока 1,0–1,5 А/дм2. Анод из серебра.

Приготовление хлорида серебра

Для получения из нитрата серебра хлорида серебра к раствору нитрата серебра приливают раствор хлорида натрия (в темном помещении). После образования творожистого осадка жидкость сливают, а хлорид серебра несколько раз промывают водой, затем переносят в раствор гексоцианоферрата калия.

При отсутствии нитрата серебра его готовят из чистого высокопробного серебра. Для приготовления нитрата серебра берут 10 г металлического серебра и измельчают его. Измельченное серебро помещают в фарфоровую чашку, содержащую 50 см3 азотной кислоты (ρ = 1,25). Чашку нагревают на песочной бане, размешивая жидкость стеклянной палочкой.

Серебро растворяется, и при реакции выделяются бурые ядовитые газы — оксида азота (IV), поэтому процесс растворения серебра следует проводить в интенсивном вытяжном шкафу (в условиях химического кабинета). Нагревание ведут до полного растворения металлического серебра и прекращения выделения газов. Раствор охлаждают, затем, перемешивая, добавляют 3–4 ч. дистиллированной воды. Если для приготовления нитрата серебра применяется легированное серебро с присадкой меди, то раствор нитрата меди удаляют промыванием хлорида серебра, который готовят из нитрата.

Для химического серебрения раствор готовится следующим образом: 20 г нитрата серебра растворяют в небольшом объеме дистиллированной воды, затем переводят его в хлорид серебра с добавлением 20 г раствора хлорида натрия в небольшом объеме дистиллированной воды; при этом вливание раствора поваренной соли в раствор нитрата серебра производят в темной комнате. Выпавший осадок хлорида серебра в виде белых хлопьев несколько раз промывают водой, затем переносят его в предварительно приготовленный 5-процентный раствор тиосульфата натрия. Для серебрения медных и латунных изделий их смачивают указанным раствором с добавкой мела или зубного порошка.

Щеткой натирают изделия этой кашицей. По окончании серебрения изделие промывают сначала струей холодной воды, затем горячей или теплой водой и, наконец, промывают в 2—3-процентном растворе уксусной кислоты.

Интересные декоративные эффекты на изделиях можно получить электрохимическим способом, нанося тончайшие пленки оксида меди.

ОКРАШИВАНИЕ МЕДИ В ЯРКИЕ ЦВЕТА

Окрашивание меди в яркие цвета производится двумя способами: химическим и электрохимическим. Эти методы обработки позволяют получить широкую гамму цветов на меди и медных гальванических покрытиях.

Тонкие прозрачные пленки в зависимости от толщины слоя имеют различные цвета: цвета побежалости на металлах, цвета мыльных пузырей, цвета тончайшего слоя бензина на поверхности воды и т. п. Толщина указанных цветных пленок составляет сотые и десятые доли микрона.