Гальванотехника в декоративном искусстве - Однралов Н.
Скачать (прямая ссылка):
Электрохимический потенциал металлов
Металл, погруженный в слабый раствор своей соли, стремясь раствориться, посылает свои ионы в раствор, которым он окружен. Стремление металла к растворению с образованием ионов неудачно называют электролитической упругостью растворения.
Но ионы, которыми окружен металл, затрудняют дальнейший переход ионов в раствор. Растворение металла с образованием ионов создает разность потенциалов между раствором и растворяющимся металлом. Для сравнения потенциалов металлов условно принимают за нуль потенциал водородного электрода (это плати-
Таблица 5
Электрохимический ряд напряжений
Металл
Калий . Натрий Алюминий Магний . Цинк Хром . . Железо Кадмий . Кобальт . Никель .
ИОНЫ Б
растворе
Нормальный потенциал в нормальном растворе (в в)
Металл
Ионы в растворе
K+
—2,92
Оловб . .
Sn++
Na+ -
—2,71
Свинец . .
Pb++
Al+++
—1,81
Водород .
H+-
Mg++
—1,87
Сурьма . .
Sb+++
Zn++
—0,76
Мышьяк
As+++
Cr+++
-0,55
Медь . . .
Cu++
Fe++
—0,44
Серебро
Ag+
Cd++
—0,40
Ртуть . .
Hg++
Со++
—0,255
Золото . .
Au+
Ni++
—0,25
Нормальный потенциал в нормальном растворе (в в)
—0,14'
—0,13
+0,00
+0,20
+0,30
+0,34
+0.808
+0,86
+1,50
новый губчатый электрод, погруженный в нормальный раствор серной кислоты и омываемый газообразным водородом).
Определяя разность потенциалов между водородным электродом и измеряемыми, получают потенциалы, называемые стандартными.
Стандартные потенциалы различных металлов приведены в таблице 5; они расположены в порядке возрастания потенциалов. Такой ряд носит название электрохимического ряда напряжений.
Металлы, стоящие дальше в ряду напряжений, относятся к более благородным. При прохождении тока в раствор переходят сперва металлы, стоящие ближе в ряду напряжений, а выделяются в первую очередь ионы металлов, стоящих дальше в ряду напряжений. Впрочем, при большой силе тока может происходить одновременный разряд различных ионов.
Строение отложенного металла
Отложение металла на катоде можно рассматривать как процесс кристаллизации. Когда ион разряжается, он становится на определенное место в кристаллической решетке, представляющей упорядоченную структуру, присущую твердому сплаву. Зародышей кристаллизации одновременно образуется много, и от всех таких центров идет рост кристаллов, пока не произойдет их встреча.
Если вырезать кусочек образовавшегося металла, отшлифовать и отполировать его поверхность до зеркальной гладкости, затем подвергнуть ее легкому травлению, на поверхности обнаружится как бы узор. Рассматривая его в микроскоп, можно сделать выводы о ходе роста кристаллов во время отложения. Полученный таким путем образец называется металлографическим шлифом.
На рис. 29 представлен шлиф гальванопластической меди, взятой, автором с одной из статуй Екатерининского парка в г. Пушкино, относящейся к 1841 г. Фотография шлифа сделана через микроскоп с увеличением в 150 раз. Отчетливо виден волокнисто-столбчатый узор из тонких линий; они представляют собой границы, на которых произошла встреча кристаллов, росших на отдельных зародышах. Из-за встречи кристаллов не может образоваться правильная ограненность, типичная для отдельно растущих правильных кристаллов. Такие кристаллы, мешающие росту друг друга, называются кристаллитами. При рассмотрении шлифа на рис. 29 можно видеть, что кристаллиты расположены в направлении отложения металла (на рисунке — вертикально), случай очень характерный для гальванопластической меди.
На рис. 30 представлен шлиф меди, взятый автором с гирлянды Исаакиевского собора. Видна неравномерность структуры меди, указывающая на недостаточно благоприятный режим отложения, применявшийся при изготовлений этой гирлянды. Темное пятно, обращающее на себя внимание на шлифе, представляет собою включение графита, который применялся в качестве проводящего слоя.
77 /
29. Микрофотография шлифа меди (образец от гальваноскульптуры из Екатерининского парка) 150Х
30. Микрофотография шлифа меди (образец от гальваноскульптуры из Исаакиевского собора) 150Х
31. Микрофотография шлифа меди (образец от гальваноскульптуры из Исаакиевского собора) 150Х
32. Микрофотография шлифа меди (образец изготовлен на вращающемся катоде при высокой плотности тока) 150X
На рис. 31 изображен шлиф, сделанный с куска меди, взятого автором от руки скульптуры ангела из Исаакиевского собора. Следует обратить внимание на горизонтальную линию в верхней части микрофотографии. Она получилась вследствие перерыва тока в процессе электролиза. После перерыва отложение происходило уже в другом режиме, т. к. строение металла изменилось: в нижней части рисунка медь крупнокристаллическая.
Чтобы дать представление о той структуре, которую имеет гальванопластическая медь, отложенная в современных условиях, на рис. 32 представлена структура меди, наращенной на опытной установке. Мы видим очень равномерную и притом весьма мелкую структуру.
