Miedziowanie

Miedziowanie – metoda pokrywania przedmiotów metalowych warstwą miedzi.

Miedziowanie chemiczne

Proces miedziowania wykorzystywany do celów dekoracyjnych. W tym typie miedziowania nie wykorzystuje się zewnętrznych źródeł prądu[1].

Miedziowanie przez wymianę

Zachodzące reakcje polegają na wypieraniu metali szlachetniejszych przez metale mniej szlachetne[1]. Pokrycie powłoką miedzianą przedmiotu żelaznego lub stalowego zachodzi po zanurzeniu go w ok. 3% roztworze siarczanu miedzi(II) (CuSO
4) zakwaszonym kwasem siarkowym, c ≈ 0,5–1%. Tworzy się wówczas cienka powłoka (0,02–0,2 µm), która zapobiega dalszej reakcji[2].

Przed procesem miedziowania przedmiot powinien być dokładnie oczyszczony. Kąpiel wykonuje się w temperaturze otoczenia, najlepiej w 15–20 °C, z energicznym mieszaniem. Czas trwania kąpieli nie powinien przekraczać 5 minut, gdyż zbyt długa kąpiel powoduje nadtrawienie przedmiotu lub odwarstwienie powłoki. Po miedziowaniu należy przemyć go roztworem wodorotlenku sodu lub węglanu sodu w celu zobojętnienia resztek kwaśnej kąpieli i wypłukać[2].

Miedziowanie kontaktowe

Do wykonania miedziowania zdobniczego można także wykorzystać roztwory miedziujące – kwaśne lub zasadowe – zawierające kompleksowe związki miedzi[3]. Przykładowo, roztwór taki może być sporządzony z siarczanu miedzi(II), amoniaku i kwasu winowego[2].

Tego typu roztwór można zastosować do procesu bębnowego, w którym przedmiot miedziowany umieszcza się w wolnoobrotowym bębnie z trocinami nasączonymi roztworem miedziującym. Zaletą tego procesu jest jednoczesne miedziowanie z polerowaniem przedmiotu[2].

Miedziowane katalityczne

Miedziowanie katalityczne pozwala na nałożenie metalu na powierzchnie niemetaliczne (dielektryki, plastik). Odbywa się ono przez napylenie na powierzchnię niemetaliczną dwóch roztworów wytwarzające redukcję miedzi na aktywowanym przedmiocie[4].

Aktywowanie może odbyć się np. w roztworze soli palladu o składzie:

  • chlorek palladu(II) 0,2 g/l
  • stęż. kwas solny 10 ml/l

Aktywowany obiekt należy oczyścić za pomocą bieżącej wody. Po oczyszczeniu jest on już gotowy do wykonania miedziowania katalitycznego. Należy przygotować dwa roztwory:

Roztwór 1:

  • siarczan miedzi(II) pięciowodny 35 g/l
  • stęż. kwas siarkowy 50 ml/l

Roztwór 2:

  • jednowodny fosfinian sodu, NaPH
    2    O
    2    ·H
    2    O     50 g/l

Roztwory nakładane są na powierzchnię przedmiotu przez dwie niezależne dysze, przy zachowaniu proporcji: dwie części objętościowe roztworu 1 na jedną część roztworu 2. Proces wykonuje się w temperaturze 80 °C[5].

Miedziowanie katalityczne można także wykonywać w kąpielach bez konieczności zachowania wysokiej temperatury lub z użyciem natrysku. W takim wypadku roztwory są następujące:

Roztwór 1:

  • woda destylowana 1 l
  • siarczan miedzi(II) pięciowodny 35 g/l
  • winian sodowo-potasowy 170 g/l
  • wodorotlenek sodu 50 g/l

  Roztwór 2:

Proporcja jest następująca: pięć części objętościowych roztworu 1 na jedną roztworu 2. Obiekt zanurza się w kąpieli na czas 15–30 minut. W przypadku powierzchni wrażliwych kąpiel można rozcieńczać wodą destylowaną (1:1, 1:3).

Kąpiele te wykazują jednak niską stabilność[6].

Galwanizacja

Galwanizacja wykorzystuje zjawisko elektrolizy przy pokrywaniu innego metalu miedzią. Proces ten polega na wymuszeniu ruchu jonów miedzi (Cu2+
) przez prąd, gdzie anoda (źródło miedzi) i katoda (miejsce odkładania się miedzi) są punktami migracji. W tej metodzie stosuje się głównie kąpiele kwaśne, które gwarantują trwałość efektu, jednakże w tym rodzaju kąpieli nie wykonuje się bezpośrednio miedziowania przedmiotów stalowych i żelaznych. Takie obiekty miedziuje się pośrednio, a więc najpierw z użyciem kąpieli cyjankowej[7].

Skład roztworu do kąpieli kwaśnej: 200 g krystalicznego siarczanu miedzi(II) pięciowodnego 25 ml stęż. kwasu siarkowego

Anodę wprowadza się bezpośrednio do roztworu, katodę do przedmiotu miedziowanego. Anoda powinna być oczyszczona przez nadtrawienie 8% kwasem azotowym. Proporcje zastosowanego prądu, to: gęstość 1–2 A/dm2; napięcie 2–3 V. Proces wykonuje się w temperaturze 18–20 °C przy ciągłym mieszaniu. Miedziowanie godzinne powoduje utworzenie powłoki o grubości 30 µm. Wymagana jest stała kontrola miedziowanej powłoki poprzez dostosowywanie, w razie potrzeby, natężenia prądu.

Po wykonaniu kąpieli przedmiot należy oczyścić przez płukanie pod bieżącą wodą, a następnie osuszyć (trociny) i poddać pasywacji (pokrycie olejem). W przypadku wykonywania dalszych procesów obróbki pasywacja jest zbędna.

Przypisy

  1. ↑ a b B - bezprądowe osadzanie metali, brązowanie, www.galwanotechnika-lakiernictwo.pl [dostęp 2017-11-25] (ang.).
  2. ↑ a b c d Miedziowanie chemiczne – zapominania sztuka miedziowania ozdobnego, distripark.com [dostęp 2017-11-25] (pol.).
  3. ↑ Srebrzenie i miedziowanie, www.vmc.org.pl [dostęp 2017-11-25] (pol.).
  4. ↑ http://galwanizernie.pl/procesy-galwaniczne/miedziowanie-chemiczne/
  5. ↑ Miedziowane katalityczne – czyli jak metal na plastik nałożyć, distripark.com [dostęp 2017-11-25] (pol.).
  6. ↑ Osadzanie dekoracyjnych by Gurido Tube - issuu, issuu.com [dostęp 2017-11-25] (ang.).
  7. ↑ Miedziowanie z prądem czyli galwanizacja, distripark.com [dostęp 2017-11-25] (pol.).

Zobacz też