История создания гальванотехники. Часть 2

Разработка промышленного способа гальванопластики

Существующая на начало 1839 г. технология изготовления медных копий гальванопластическим способом была достаточно сложна для широкого промышленного применения и имела ряд значительных недостатков.

Для снятия копий сначала надо было гальванопластическим путем изготовить медную форму и уже на нее наращивать медный слой, точно воспроизводящий оригинал. Сложность была и в поддержании раствора медного купороса в насыщенном состоянии. Но наибольшее неудобство заключалось в том, что перегородка в установке для снятия гальванопластических копий должна была точно повторять очертания копируемого предмета, что было почти невыполнимо при сложных и больших фигурах. Такая сложная перегородка требовалась для того, чтобы все точки на поверхности медного электрода были в одинаковых условиях (в смысле их соприкосновения с раствором медного купороса). При плоской перегородке на выпуклых частях электрода оседало больше металла, чем на вогнутых.

В 1839 г. Якоби удалось успешно решить задачу создания промышленного способа снятия гальванопластических копий. Он отделил источник питания от гальванопластической ванны, ввел растворимый анод и нашел способ осуществлять осаждение меди на неметаллических формах путем покрытия их проводящим слоем. Идея отделения источника тока от гальванической ванны связана с известным еще по первым электрохимическим опытам начала ХIХ в. положением о том, что электрохимические процессы могут происходить не только в самом электрохимическом генераторе ― гальваническом элементе, но и в любом сосуде с раствором электролита, через который протекает постоянный ток. Этими усовершенствованиями гальванопластике были приданы все основные черты, с которыми она дошла до наших дней.

Установка (рис. 1 ) с отделенным источником тока имела следующее устройство: в  электролитическую ванну CD, наполненную раствором медного купороса, погружались два медных электрода (a ― анод, с ― катод); при замыкании цепи батареи AB осуществлялся электролиз медного купороса. При этом на катоде с восстанавливалась медь; пластина а постепенно переходила в раствор.

Данное устройство имело следующие преимущества:

• появилась возможность снимать гальванопластические копии с предмета любой формы и размеров, что раньше было ограничено как трудностью изготовления перегородки, так и габаритами гальванического элемента;
• для питания устройства мог быть применен любой источник тока;
• отделение электролитической ванны от источника тока привело к использованию растворимого анода; таким образом, в результате электрохимического процесса раствор медного купороса автоматически поддерживался в постоянном насыщении.

Якоби ввел в употребление формы из непроводящих пластических материалов (воск, гипс, стеарин и др.). Использовать такие формы в гальванопластике можно было только в случае придания их поверхностям проводящих свойств. В качестве проводящего покрытия Якоби использовал сначала медный порошок. Позже он стал использовать для этих целей графит, который и получил широкое распространение для покрытия форм, так как мог быть наносим более тонким слоем, чем медный порошок. Изготовление гальванопластических копий с восковых и подобных форм значительно упростило гальванотехнический процесс и сделало его более дешевым.

Продолжение статьи читайте в февральском номере журнала "Наука и техника" за 2020 год.  Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.

В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой