Самостоятельная работа №1 По курсу «Электротехнические материалы» На тему : «Серебро»

Для чисто декоративных целей можно рекомендовать защиту серебра с помощью лаковых пленок, но тогда эти изделия не должны подвергаться механическому или термическому воздействию. Лак можно наносить либо окунанием, либо разбрызгиванием из пульверизатора: в обоих случаях для получения высокого качества лакового покрытия имеет значение вязкость лака. Но даже лучшие лаковые пленки уменьшают отражательную способность серебряной поверхности.

Хорошо защищают от потускнения и одновременно повышают износостойкость серебра эпоксидные покрытия. Тонкая пленка КПЭЦ, состоящая из 25 %-ной канифоли, 20 %-ного синтетического церизина, 30 %-ного полистирола и 25%-ной эпоксидной смолы ЭД-6, хорошо защищает серебро от потускнения и не желтеет от времени.

Наиболее простой и дешевой операцией для защиты серебра является пассивирование поверхности в растворах бихромата. Многие исследователи отмечают, что эта пассивная пленка мало влияет на электрическое сопротивление. Существует два метода получения хроматных пленок: химический и электрохимический. При последнем способе посеребренное изделие завешивается в качестве катода в раствор бихромата калия в смеси с карбонатом. При химическом пассивировании используется хромовая кислота или растворимая соль шестивалентного хрома K₂Cr₂O₇. При этом методе хроматная пленка хорошо сцеплена с основным металлом, но зато электрохимическим методом можно получить более толстые пленки. На качество этих пленок влияет концентрация хрома, рН раствора и режим процесса: температура, плотность тока и перемешивание. Поверхность изделия перед хромированием должна быть активирована в кислоте или щелочи. Полученная пленка, по данным многих авторов, не увеличивает переходного сопротивления и не препятствует пайке изделия.

Оборудование для гальванических операций

Стационарные ванны, или ванны ручного обслуживания, изготовляют из листовой стали; в качестве защиты стальных стенок от агрессивного воздействия электролитов применяют футеровку материалами.
Размер ванны устанавливают, исходя из габаритов покрываемых деталей, требуемой производительности и возможности обслуживания рабочим. Устройство типовой ванны для нанесения гальванических покрытий представлено на рис. 1. С целью интенсификации процессов и повышения качества покрытий ванны оборудуются насосами и фильтрами для непрерывной фильтрации электролитов, нагревателями, барботерами для перемешивания электролита сжатым воздухом-, механизмом для покачивания катодных штанг и бортовыми вентиляционными отсосами для удаления вредных выделений.Некоторые типы ванн снабжаются крышками и обшиваются панелями (кожухами), которые прикрывают систему труб, подводящих к ваннам пар, воздух, воду.Барабаны изготовляют из винипласта, текстолита, органического стекла, целлулоида и других непроводящих материалов.Барабан погружают в ванну с электролитом и поднимают из нее с помощью специального подъемника. Во время работы барабан вращается вокруг горизонтальной оси от электродвигателя через редуктор, установленный на кронштейне с наружной стороны ванны. Анодные пластины подвешивают на штанги, расположенные в ванне снаружи барабана. Благодаря этому плотность тока на аноде в барабанных ваннах может быть такой же. как и в стационарных, что позволяет подавать на барабан ток. сила которого значительно превышает силу тока, подаваемого на колокол. Для уменьшения межэлектродного пространства рекомендуется изогнуть аноды полукольцом вокруг барабана. Подвод тока к покрываемым деталям осуществляется через специальные контактные кнопки, расположенные с внутренней стороны барабана. Загрузка и разгрузка барабана производятся обычно через одну из открывающихся граней. Барабаны больших размеров опускают и поднимают с помощью электрического или пневматического тельфера.
На показана конструкция ручного переносного барабана. Их изготовляют из органического стекла и снабжают небольшим приводным механизмом. Ручные барабаны могут быть использованы для покрытия мелких деталей в любой стационарной ванне, как с кислым, так и со щелочным электролитом. Эти барабаны обычно имеют диаметр 100--280 мм. длину 160--500 мм. массу -- до 50 кг.Для гальванического покрытия малых партий мелких деталей удобно применять переносные барабаны, которые завешиваются на катодную штангу стационарной ванны вместе с подвесками других деталей. Вращение барабана осуществляется с помощью двигателя постоянного тока, питаемого от источника тока гальванической ванны.Во избежание потерь тока, обрастания контактов покрывающим металлом (ось барабана, втулки осей, подшипники и пр.) обычные цилиндрические барабаны следует погружать в электролит на 1/3 - 2/5 их диаметра, а шестигранные на 1/3-2/5 диаметра вписанной окружности.
Размеры и конструкция барабана должны быть таковы, чтобы обеспечивалось выполнение следующих требований:
1) надежный контакт деталей с подводящими катодными приспособлениями;
2) достаточно равномерное пересыпание деталей при вращении барабана;
3) отсутствие в барабане лишних, неизолированных участков поверхности металла, находящихся под током в электролите; в противном случае будут наблюдаться быстрое обрастание стенок барабана покрывающим металлом, излишний расход металла, непроизводительная трата электроэнергии и.т.д.;
4) возможность осуществления быстрого ремонта и замены изношенных частей новыми;
5) быстрота загрузки, выгрузки и пуска барабана;
6) простота и удобство обслуживания;
7) достаточное количество отверстий в стенках барабана возможно большого диаметра.
Скорость вращения барабана при покрытии деталей цинком, кадмием, медью и прочими сравнительно мягкими металлами в зависимости от веса деталей колеблется в пределах от 3 до 5 оборотов/мин. Для этих видов покрытия не следует превышать указанную скорость, так как это может привести к истиранию покрывающего металла (сгалтовывание) и уменьшению толщины покрытия.
Преимущество барабанных ванн по сравнению с колокольными:
-- большая скорость нанесения покрытий:
-- постоянство состава электролита и меньшие потери его:
-- возможность одновременно обрабатывать различные изделия, не смешивая их....…К недостаткам барабанов следует отнести их сравнительную недолговечность.
Колокольные установки. Колокола изготовляются из изолирующих материалов: эбонита, винипласта или гуммированной стали (в форме усеченного конуса) и устанавливаются на двух чугунных стойках. К одной из них прикреплен кронштейн, поддерживающий электродвигатель с червячным редуктором, который связан с колоколом посредством зубчатых колес. Ток подводится к деталям (катоду) металлическими щетками, трущимися о медное кольцо, укрепленное в дне колокола. Отсюда ток передается к покрываемым деталям посредством медных болтов, проходящих через дно колокола и соединяющихся с внутренними контактными пластинами. Часто практикуется также подача тока к деталям сверху с помощью гибкого провода с грузом, контактирующим с деталями. Анод представляет собой горизонтально или наклонно расположенную пластинку, опускаемую в колокол на вертикальном стержне. Ванны для никелирования и меднения оборудуются змеевиками для нагрева электролита паром.
Для покрытия мелких деталей в гальванических цехах применяют также погружаемые колокола. Колокол, погружаемый в стационарную ванну с электролитом, расположен наклонно, его частота вращения 5-н10 об мин. Достоинство такого конструктивного оформления ванны в том, что отпадает надобность в переливании электролита при загрузке и выгрузке деталей, а. кроме того, создается лучшее соответствие количества электролита поверхности покрываемых изделий, которое необходимо для получения доброкачественных покрытий при работе с током высокой плотности. Катодная подводка осуществляется через вал, а аноды в виде пластин или брусков подвешивают в ванну на штангах со стороны колокола. Выгрузка деталей выполняется поднятием колокола из ванны: электролит при этом выливается в ванну, а детали высыпаются в сетку, установленную на ванне. Поднимается колокол при помощи блока [8].
Колокольные ванны наливного типа удобны при покрытии небольших партий мелких деталей. Детали помещаются в колоколе и при его вращении перекатываются, касаясь контактов, закрепленных в днище колокола. Анод вводится в электролит через открытую часть колокола. Более производительными являются колокольные ванны погружного типа (Рис. 3). В этих ваннах площадь поверхности анодов настолько велика, что обеспечивает стабильность состава электролита, активное состояние анодной поверхности и, следовательно, возможность пропускания значительного тока, что, в свою очередь, позволяет вести процесс покрытия при достаточно большой катодной плотности тока.
Колокольная ванна погружного типаПри выборе размеров и конструкции колокола следует принимать во внимание также и те требования, которые применялись к барабанам.
Скорость вращения колокола рекомендуется выбирать в пределах от 7 до 10 об/мин.
Колокола с катодной подводкой тока, осуществляемой сверху (через специальный металлический палец), работают лучше колоколов, у которых ток подводится к деталям снизу (через контакты, укрепленные на дне колокола). Последнее часто дают течь в местах крепления контактов (в дне) и в большей степени обрастают покрывающим металлом.
Во избежание наростов металла на внутренней поверхности стенок колоколов рекомендуется изнутри выкладывать их изоляционным материалом: резиной, целлулоидом, винипластом и пр. Колокола малых размеров следует изготовлять из винипласта, целлулоида или эбонита.
Основными достоинствами колокольных ванн являются:
1) возможность наблюдения за процессом нанесения покрытия
2) возможность обработки весьма мелких деталей
3) простота загрузки и выгрузки покрываемых деталей
К недостаткам колокольных ванн относятся:
1) потери электролита, связанные с переливанием
2) значительная продолжительность процесса покрытия вследствие сравнительно низкой силы тока (она лимитируется поверхностью анодов)
3) частичное истирание покрытия
4) невозможность получения покрытия достаточной величины


Заключение


Argentum – известнейший во всем мире химический элемент, который активно используется в огромном количестве случаев. Значение серебра для современной цивилизации сложно переоценить – во многих сферах деятельности оно буквально незаменимо. Получение металла из земной породы в наше время поставлено на крупный поток, поэтому человечество получает тонны драгоценного материала для своих нужд ежегодно.
Каковы же перспективы дальнейшего использования серебра? Исторически производство серебра всегда значительно опережало потребление. Но в настоящее время расход серебра значительно превышает его производство и разрыв этот с каждым годом возрастает. Серебро потеряло своё значение в производстве монет, но электротехническая и электронная промышленность заинтересована в более широком использовании серебра. Высокие цены будут стимулировать разведку и разработку новых месторождений серебра, а также увеличение производства серебра как побочного продукта при выплавке меди, свинца и цинка. Однако совершенно очевидно, что спрос на серебро не будет удовлетворён первичной продукцией и возрастает роль вторичного сырья. Высокие цены будут стимулировать более полное извлечение серебра из промышленных отходов.