Placcatura in rame di alta qualità (e sicura)

Ci sono alcuni metodi di placcatura in rame qui, ma sono pericolosi, forniscono risultati di qualità molto bassa o costano un braccio e una gamba. Il tuo oggetto placcato dovrebbe essere di un rosso brillante, non annerito e il tuo libro tascabile non dovrebbe essere colpito duramente dai costi chimici o dalle spese ospedaliere.

Il metodo di cui sto scrivendo qui è il metodo dell'acetato di rame. Invece di acquistare prefabbricati in acetato di rame, ce la faremo da soli.

Volevo che questo istruttore fosse il più semplice possibile, il più sicuro possibile e il più economico possibile.

La placcatura in rame ha una varietà di usi. Esteticamente, può essere utilizzato per creare un aspetto steampunk su metalli altrimenti inadatti. L'anodizzazione dell'oggetto dopo la placcatura può creare oggetti brillanti e multicolori. Elettricamente, crea una superficie altamente conduttiva per la saldatura o l'uso nei circuiti CA (per l'effetto pelle). Viene anche spesso usato per preparare materiali testardi per altri rivestimenti come nichel e argento lungo la strada.

Se ti piace questo istruttivo, ma vuoi una finitura argentata invece di una finitura rame, dai un'occhiata alla mia placcatura in nichel istruibile!

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In un'altra nota, ADORO le tue domande! Ho notato che alcune persone stanno ponendo le stesse domande, quindi ho aggiunto un passaggio / slide / section / whatchamacallit di "Domande comuni" alla fine di questa istruzione. Dai un'occhiata lì per ottenere risposte rapide alla maggior parte delle domande che potresti avere. Se ne hai uno nuovo, commenta di seguito e sarò felice di risponderti e aggiungerlo al mio passaggio / slide / sezione / whatchamacallit: D

Un rapido disclaimer: l'acetato di rame, la sostanza chimica che fabbricheremo, è velenoso. Il titolo "Placcatura in rame di alta qualità (e sicura)" si riferisce più al fatto che non è necessario giocare con acidi follemente potenti che ti bruciano la pelle o ti chiedono di aprire le batterie. Nelle concentrazioni con cui lavoreremo, il processo è abbastanza sicuro. Tuttavia, NON bere la soluzione e assicurarsi di lavarsi le mani dopo la placcatura e pulire adeguatamente tutte le superfici che si avvicinano o entrano in contatto con la soluzione di placcatura. Supervisiona sempre i bambini. Detto questo, divertiti!

Passaggio 1: materiali

Avrai bisogno di alcune cose, tutte che puoi trovare nel tuo supermercato locale o trovare in casa:
Aceto bianco distillato (acidità 5% o superiore, drogheria)
Perossido di idrogeno (3% o superiore, farmacia)
Detergente per cammeo in alluminio e acciaio inossidabile (prodotti per la pulizia)
Tampone di rame al 100% (prodotti per la pulizia)
Cavi a coccodrillo (elettrici)
* Batteria lanterna 6V (campeggio)
1 litro, barattolo di vetro a bocca larga (forniture per conserve)
Asciugamani di carta (forniture di carta)
Guanti in nitrile (pulizia, farmacia o fai-da-te)

Nota: se prevedi di galvanizzare oggetti molto grandi, dovrai acquistare molto aceto, acqua ossigenata, rame e contenitori più grandi. Al contrario, puoi coprire un elettrodo di rame in ovatta di cotone, immergerlo nella soluzione elettrolitica e quindi "dipingere" il rame.

È possibile sostituire i pad segnapunti in rame con filo di rame o filo di scarto. L'unico (enorme) vantaggio dell'utilizzo dei segnapunti è che hanno una superficie molto elevata che sarà utile nelle fasi successive.

* Vedi la mia nota nell'ultimo "passo" sulla batteria a lanterna 6V. Puoi sostituirlo con una batteria da 1, 5 V o un paio di AA se vuoi o ti farebbe risparmiare un po 'di soldi.

Passaggio 2: creazione dell'elettrolito 1/2

La prima cosa che dobbiamo fare è creare il nostro elettrolita, acetato di rame. Questa soluzione chimica ha ioni rame positivi che saranno attratti dai nostri catodi negativi quando eseguiamo la galvanica. Si noti che l'acetato di rame è velenoso. Ti preghiamo di dedicare un contenitore che non verrà mai utilizzato per il cibo e lavarti accuratamente le mani dopo essere entrato in contatto con esso.

Inizia aggiungendo parti uguali di aceto distillato e perossido di idrogeno nel tuo barattolo di vetro (cioè "metà e metà"). Non è necessario che il rapporto sia esatto, quindi sentiti libero di controllare gli importi. Il perossido di idrogeno farà ossidare rapidamente il rame, il che consente quindi al rame di reagire rapidamente con l'acido acetico.

Riscalda la miscela nel microonde fino a quando non fuoriesce delicatamente. Mi ci sono voluti circa 1 minuto e 45 secondi. Puoi anche riscaldare la miscela a fuoco basso in un contenitore di vetro (non in metallo). Il riscaldamento della miscela accelererà la reazione chimica nella fase successiva.

Passaggio 3: creazione dell'elettrolito 2/2

Prima di continuare, lavati bene le mani per rimuovere eventuali oli dalla pelle. Gli oli impediranno alla nostra miscela di aceto e perossido di reagire con il rame. Eventuali contaminanti sulle mani possono anche sporcare la soluzione e darti una finitura scadente nel processo di placcatura.

Stendi il paglietta di rame e spezzalo in due pezzi. In seguito utilizzeremo un pezzo per scioglierlo nella miscela di aceto e perossido e l'altro come elettrodo. Il materiale "scrubby" di rame può essere piuttosto affilato - potresti voler indossare un paio di guanti per farlo.

Ora posiziona il rame nella miscela calda di aceto / perossido. Avvita il coperchio e agita delicatamente il liquido e il rame nel barattolo. Col passare del tempo, la miscela diventerà sempre più blu. Il colore blu deriva dallo ione rame nell'acetato di rame. Più a lungo lasci il rame nella miscela, più satura e più blu diventerà la soluzione.

Un breve consiglio: NON vuoi avere una soluzione di acetato di rame troppo saturata. In effetti, è molto meglio avere una soluzione più debole di una più forte. Quando iniziamo a galvanizzare, vogliamo che gli atomi di rame creino strati molto sottili e uniformi sul nostro oggetto. Se il rame si accumula troppo velocemente, non aderirà bene e otterrai punti "bruciati".

Passaggio 4: fabbricazione dell'elettrodo di rame

Prendi un quarto del segnapunti di rame (metà di ciò che resta di quello che hai fatto a pezzi) e crea una forma a "goccia". Volete che l'estremità più grassa sia molto fitta in modo che non galleggi; il processo di galvanizzazione crea bolle che possono rimanere intrappolate nella rete metallica. All'estremità più sottile della tua lacrima di rame, prendi diversi fili e attorcigliali in un filo che può sporgere e fuori dalla tua soluzione di acetato. Quando iniziamo a placcare, vogliamo evitare di posizionare i fermagli a coccodrillo nella soluzione di acetato sul lato dell'anodo. Qualsiasi metallo sul lato dell'anodo penetrerà nell'elettrolita, lo contaminerà e creerà una finitura finale molto scadente.

Prendi il primo cavo a coccodrillo e aggancia un'estremità al tuo elettrodo di rame appena fatto. Prendi l'altra estremità del primo cavo a coccodrillo e collegalo al terminale positivo della batteria. Questo è ora il tuo "anodo". Posiziona l'anodo nella soluzione di acetato di rame il più lontano possibile su un lato del vaso.

Passaggio 5: preparazione dell'oggetto metallico per la galvanica

Per ottenere una buona finitura, è MOLTO importante preparare le superfici. Se non prepari la superficie, avrai una finitura macchiata, scura e irregolare con segni di sporco e persino impronte digitali ... non va bene. Si potrebbe anche avere una scarsa aderenza della placcatura al metallo di base che consentirebbe alla placcatura di sfaldarsi e sfregarsi se il metallo di base non è pulito.

Per preparare le mie superfici, mi piace usare il detergente per alluminio e acciaio inossidabile Cameo. Costa solo un paio di dollari e fa miracoli.

Indossa i tuoi guanti di nitrile e prendi il tuo oggetto. Applicare una piccola quantità di detersivo per piatti liquido, strofinare, quindi risciacquare l'oggetto (anche i guanti). Ciò rimuoverà la maggior parte di grasso, sporco e sporcizia dal tuo oggetto. Non abbiamo ancora finito! Dobbiamo ancora rimuovere l'ossidazione o eventuali residui bloccati dal nostro oggetto.

Combina una piccola quantità di cammeo con un paio di gocce d'acqua per fare una pasta. Spalmare questa pasta e strofinare di nuovo l'oggetto. Più di un minuto o due, l'acido e gli abrasivi nel cammeo rimuoveranno gli ossidi metallici e il gunk duro. È MOLTO importante che questo sia fatto bene e completamente. Puoi dire che hai finito quando l'intera superficie è grigia uniforme, opaca (almeno per i metalli grigi).

Risciacqua accuratamente l'oggetto e asciugalo con un tovagliolo di carta.

Ora, collega il secondo cavo in alligatore al tuo oggetto. Se possibile, prova ad attaccarlo in un luogo poco visibile che è normalmente fuori dal sito. Se non riesci a trovare un posto conveniente (ad esempio, una moneta non ha parti nascoste), dovrai semplicemente spostare la clip frequentemente durante la placcatura.

Passaggio 6: Galvanotecnica

Assicurarsi che la sfera di rame sia collegata al terminale positivo della batteria e che l'oggetto sia collegato al terminale negativo della batteria. Se questo viene fatto all'indietro, la galvanica non funzionerà e contaminerai l'elettrolito.

Immergi completamente il tuo oggetto nell'elettrolita con un solo movimento regolare. Tenendo il filo, sposta delicatamente l'oggetto avanti e indietro nella soluzione ruotandolo lentamente. Dopo alcuni secondi, dovresti notare che il metallo di base inizia a diventare giallo. Rallegrarsi! Sei sulla strada giusta! Continua a girare e ruotare il tuo oggetto per ottenere un colore rosso più profondo e una piastra di rame più spessa.

IMPORTANTE: è necessario mantenere l'oggetto in movimento mentre viene galvanizzato. In caso contrario, si otterranno "punti di combustione" in cui il rame si è accumulato troppo rapidamente. Mentre questi punti possono essere lucidati, il rame non avrà aderito bene al metallo di base e si sfalderà / sfregherà facilmente.

IMPORTANTE: mantieni l'oggetto a una distanza di almeno un pollice dall'elettrodo di rame. Ancora una volta, otterrai punti di bruciatura per i motivi indicati in precedenza.

Step 7: Post Prep

Il tuo oggetto lucido, appena placcato in rame, si patinerà rapidamente quando viene esposto all'aria, all'acqua, al sale, alla pelle e altro ancora. Questa ossidazione può essere rimossa da una superficie non protetta con una lucidatura molto leggera. Se decidi di lucidare l'oggetto placcato, usa una leggera pressione e detergenti delicati per evitare di lucidare lo strato di rame. Se vuoi davvero fantasticare, puoi anche fare la galvanoplastica inversa per rimuovere la patina: basta fare un rapido tuffo nell'elettrolito con le tensioni degli elettrodi scambiate. Se si desidera il colore rosso rame senza patina, uno spray rapido con un discreto strato trasparente o un olio / cera per lucidatura dei metalli adeguato può proteggere la superficie.

La cosa bella degli oggetti placcati in rame è che la placcatura in rame ti permette di placcarlo con altri metalli più difficili. Ad esempio, al nichel non piace aderire ad alcuni acciai senza un po 'di persuasione. Quindi, puoi applicare una placcatura in rame leggero prima di applicare una mano di nichel.

In un'altra nota, è possibile salvare la soluzione rimanente di acetato di rame per usi di placcatura successivi. Basta posizionare il coperchio sul barattolo e sigillare ermeticamente. Assicurati di etichettarlo "POISON - RAME ACETATE" e conservarlo lontano dalle minuscole mani dei bambini. Risciacquare bene tutto ciò che viene a contatto con la soluzione e conservare in un luogo sicuro.

Passaggio 8: domande comuni

Posso placcare [inserire qui il tuo metallo] con rame?
Dipende. Alcuni metalli giocano bene insieme, altri no. Quelli che non si chiamano "metalli diversi". Nella foto, troverai un tavolo preso in prestito da RFI. La tabella è progettata per farti sapere quando potrebbe verificarsi una reazione galvanica che causa corrosione. Ai nostri fini, ci dice anche quali metalli sono compatibili e quali no. Minore è l'entità del numero (ovvero il valore assoluto), più i metalli saranno compatibili (cioè simili). Se stai cercando di placcare un metallo non compatibile, potresti dover prima placcare con nichel o altro metallo. L'alluminio, ad esempio, dovrebbe essere placcato con nichel prima di poter essere placcato con rame. Puoi trovare la mia placcatura in nichel istruibile qui: //www.instructables.com/id/High-Quality-and-safe-Nickel-Plating/

Come placcare oggetti non conduttivi?
Innanzitutto, devi renderli conduttivi. Puoi farlo con vernici conduttive, colle conduttive e persino foglie metalliche (pensa alla foglia d'oro) purché tutto ciò che stai rivestendo sulla tua superficie non sia solubile in acqua. Non ho sperimentato molto con questo me stesso, il che significa che dovrai farlo. Inviami un messaggio con i tuoi risultati e li posterò qui per fare riferimento ad altri.

Di quanta tensione / corrente ho bisogno?
Più piccolo possibile. Più bassa è la tensione e la corrente, migliori saranno i risultati. È necessario un minimo di 0, 5 V CC per placcare con rame. La batteria a celle AC o D ti darà risultati abbastanza decenti. Se non hai accesso a tensioni più basse, puoi mettere l'elettrolita in un grande contenitore e spostare gli elettrodi il più lontano possibile da un altro - l'aumento della distanza aumenterà anche la resistenza del circuito e diminuirà la corrente.

Posso usare il cloruro di rame o un altro elettrolita invece di farlo con aceto e simili?
Si, puoi. Mi piace solo l'idea di creare i miei prodotti chimici. Puoi ottenere root kill (che sono cristalli verdi se ricordo) nel tuo negozio di ferramenta locale per relativamente economico.

Posso usare altri acidi oltre all'acido acetico (aceto)?
Sì ..... ma fai attenzione ... Questo istruttore è stato scritto per Joes e Jolenes nella media, non per i chimici. Altri acidi possono essere significativamente più pericolosi e rilasciare nell'aria sostanze chimiche molto brutte e molto tossiche. A meno che tu non sia un chimico esperto (cioè non hai una laurea effettiva, non solo AP Chem al liceo o Chem 111 al college), non consiglierei di giocare con altri prodotti chimici.

Placcare le monete è illegale?
La prima cosa che voglio sottolineare è che sto usando solo monete perché sono ovunque ed economiche per definizione. Il contenuto di rame e nichel li rende ideali per piccoli esperimenti. Questo non è istruttivo "come placcare le monete", le monete sono semplicemente pratiche e riconoscibili. Per quelli di voi che hanno frequentato il laboratorio di chimica del liceo, probabilmente avete usato quarti, dimes e penny per un paio di esperimenti in classe diversi.

Per quanto riguarda la legalità della placcatura di monete, a mio avviso, è legale fintanto che tu 1) Non stai rimuovendo il metallo dalle monete con l'intenzione di venderlo, 2) Non stanno cercando di passarle come qualcosa che non sono (vale a dire un centesimo placcato in rame vale 10 centesimi, niente di più) e 3) Non stanno deturpando le monete per intenti maliziosi. Come disclaimer personale, questa è la MIA comprensione: prendila con un granello di sale. Se ciò non è corretto, accolgo con favore una e-mail o un messaggio amichevole dal Ministero del Tesoro degli Stati Uniti o da altre persone qualificate.

Perché stai usando una batteria a lanterna da 6 V quando dici che le tensioni più basse sono migliori?
-La differenza nella qualità di placcatura tra le basse tensioni (0, 5 V CC è la più bassa che si può andare) e 6 V CC non è molto. MA, il tempo impiegato per la piastra con 6VDC è molto inferiore.
-Se si desidera tensioni più basse, è possibile farlo allontanando l'anodo e il catodo. Questo perché il tuo elettrolita agisce come un resistore variabile e la resistenza quadrata del tuo anodo e catodo crea altri due resistori di una resistenza fissa. Più l'anodo e il catodo sono l'uno dall'altro, maggiore è la resistenza dell'elettrolita, maggiore è la caduta di tensione sull'elettrolita, minore è la tensione tra il catodo e l'elettrolita che lo toccano direttamente. Senza prendere una lezione di elettronica, questo può essere un po 'difficile da capire, quindi se non lo fai, dovrai solo fidarti di me.
-Le buone batterie a lanterna dureranno a lungo. Hanno molte, molte batterie AA in parallelo che ti danno più succo disponibile e maggiore corrente se lo desideri.
-Le batterie esterne sono facili da agganciare alle clip a coccodrillo e non necessitano di portabatterie.
-Come la batteria si scarica, la sua resistenza interna non aumenterà in modo significativo e la sua tensione non diminuirà molto a causa dei collegamenti della batteria interna altamente paralleli. Questo ti dà risultati più coerenti.

Posso placcare l'alluminio?
Lo eviterei. L'alluminio è solo uno di quei metalli che non si placcano bene. Se stai cercando una finitura resistente alla corrosione, puoi anodizzare l'alluminio per creare uno strato di ossido trasparente estremamente resistente alla corrosione. Se stai cercando una finitura colorata, puoi ottenere coloranti che assorbono nello strato di ossido e macchiarlo di qualsiasi colore tu voglia (questo è in realtà ciò che Apple e altre aziende fanno per produrre iPod di colore diverso).

Posso usare la placcatura in rame per evitare che le parti in acciaio arrugginiscano?
No. Assolutamente no. Questo per un paio di ragioni diverse.
- Patine di rame (cioè ruggine) e possono eventualmente sfaldarsi nel tempo esponendo fori microscopici e macroscopici attraverso il metallo di base. Man mano che sale, acqua e ossigeno raggiungono il metallo di base, si arrugginirà sotto la placcatura causando la sfaldatura di più placcature e ... avrai l'idea.
- Il rame genererà una reazione galvanica (che è il modo in cui funzionano la maggior parte delle batterie) con il ferro nell'acciaio quando l'oggetto viene messo in acqua. Ciò farà arrugginire le tue parti in acciaio anche più velocemente. Se vuoi provarlo, metti un pezzo di rame in acqua salata con un pezzo di acciaio che lo tocca. Inizierà a arrugginire come un matto in un paio d'ore o più velocemente.

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