Nichelatura di alta qualità (e sicura)

Proprio come la mia popolare placcatura in rame istruibile, lo scopo è quello di realizzare galvanica di alta qualità, a basso costo e sicura. Faremo anche il nostro elettrolita da zero invece di acquistare prodotti chimici online.

Se hai guardato il mio tutorial sulla placcatura in rame, nota che il processo qui è diverso. Il nichel non si dissolverà molto bene se non nell'aceto senza un aiuto speciale e l'aggiunta di acqua ossigenata distruggerà il tuo elettrolita.

La nichelatura può essere utilizzata per una varietà di cose diverse.

- Crea un rivestimento resistente alla corrosione che protegge il metallo base da ossidazione e ruggine. Viene spesso utilizzato nella lavorazione degli alimenti per prevenire la contaminazione con ferro.

- Può aumentare la durezza e quindi la durata delle parti meccaniche e degli strumenti.

- Può consentire di saldare a metalli difficili.

- Può creare una varietà di splendide finiture decorative che vanno da un bagliore simile al cromo, al colore spazzolato dell'acciaio inossidabile, al nero metallico. Accade solo che la nichelatura nera viene usata frequentemente nelle applicazioni aerospaziali

- In piastre più spesse, può rendere l'oggetto magnetico.

Per ottenere finiture e proprietà diverse, potrebbe essere necessario aggiungere altri prodotti chimici e metalli alla soluzione di placcatura (vedere la fase Post Preparazione). Queste sostanze chimiche cambieranno il modo in cui gli atomi si organizzano e / o aggiungono altri metalli alla placcatura. Se stai cercando resistenza alla corrosione, non aggiungere altri prodotti chimici al tuo elettrolita poiché potrebbero causare macchie o appannamenti sul rivestimento finale. Sfortunatamente non ho avuto il tempo di elaborare combinazioni interessanti, quindi sentitevi liberi di sperimentare e riferire!

Per una finitura placcata in rame, assicurati di controllare la mia placcatura in rame istruibile :)

//www.instructables.com/id/High-Quality-Copper-Plating/

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 nichel, la sostanza chimica che faremo, è velenoso. Il titolo "Nichelatura 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

Quasi tutte le forniture possono essere trovate nel tuo supermercato locale. Trovare una pura fonte di nichel è un po 'più complicato, ma non dovrebbe costare più di un paio di dollari. Per evitare di scaricare la batteria nei passaggi successivi, consiglio vivamente di trovare un alimentatore CA / CC in tutta la casa.

Materiali che puoi trovare nel tuo supermercato locale:
> Aceto distillato - 5% di acidità o superiore (drogheria)
> Sale (drogheria)
> Barattolo di vetro (conserve)
> Batteria lanterna 6V (campeggio)
> Cavi a coccodrillo (elettrici)
> Guanti in nitrile (farmacia o fai-da-te)
> Asciugamani di carta (prodotti di carta)
> Detergente per cammeo in acciaio inossidabile e alluminio (prodotti per la pulizia)

Materiali che probabilmente dovrai acquistare online, in un buon negozio di ferramenta / forniture per saldatura o in un negozio di musica:
Pure Nickel: puoi ottenerlo in diversi modi. Ho comprato il mio nichel sotto forma di due lastre da 4 once su eBay per ~ $ 5, un buon negozio di ferramenta dovrebbe contenere bacchette per saldatura al nichel e la maggior parte dei negozi di musica porterà corde per chitarra "Pure Nickel" di Ernie Ball.

Puoi anche provare a rimuovere gli avvolgimenti di nichel dalle vecchie corde della chitarra se sei a corto di soldi. Ci vogliono un po 'di tempo, tronchesi e pinze, ma può essere fatto. Nota che la maggior parte delle stringhe avvolte in nichel contengono un nucleo in acciaio che inquinerà il tuo elettrolita (le stringhe "Pure Nickel" di Ernie Ball dovrebbero essere nichel puro).

Puoi anche provare a usare manopole per porte in nichel massiccio e simili. Ti avvertirei di stare attento quando provi questo perché un buon pezzo di oggetti decorativi "nichel" sono placcati da soli.

Materiali opzionali, ma altamente raccomandati (anche al supermercato o in un negozio di elettronica locale):
Un voltaggio più alto, alimentatore CC - Sto usando un vecchio caricabatterie per laptop da 13, 5 V. Puoi usare "wall warts" (i brutti alimentatori AC / DC neri forniti con l'elettronica di consumo) o un vecchio alimentatore ATX (computer). Assicurati solo che in effetti emetta DC.
Un portafusibili
Un fusibile classificato leggermente inferiore alla corrente nominale massima dell'alimentatore.

Passaggio 2: preparazione dell'alimentatore CC (opzionale)

Nel prossimo passo, creeremo il nostro elettrolita. Per fare ciò, avremo bisogno di una quantità significativa di elettricità. Invece di sprecare batterie moderatamente costose, è molto più economico usare una vecchia verruca a muro, un caricabatterie per laptop o un computer (supponendo che non siano già in uso).

La mia versione è grezza, ma efficace. Potresti (e probabilmente dovresti) creare una piccola scatola di progetto con un jack per barilotto DC, un fusibile interno e due terminali che sporgono per agganciare l'alligatore.

Wall Warts (le brutte cose nere che accompagnano l'elettronica)
Tagliare la presa a botte dalla parte finale dell'alimentatore CC. Tirare i due fili a parte e tagliare uno dei fili due o tre pollici più corto dell'altro - questo ti aiuterà a evitare di accorciare accidentalmente i cavi in ​​un secondo momento. Striscia di circa un quarto di pollice da ogni filo. Saldare nel portafusibili e inserire la miccia! Hai fatto! (vedere le note sulla polarità di seguito).

Caricabatterie per laptop
Tagliare la presa a botte dall'estremità dell'alimentatore CC. Usa una lama di rasoio con una leggera pressione per rimuovere la giacca esterna - non vuoi tagliare attraverso il nucleo interno. La maggior parte dei caricabatterie avrà un filo isolato avvolto in molti altri fili di rame nudo. Intreccia i fili di rame nudo per formare un singolo filo. Questo dovrebbe essere il tuo aspetto negativo. Saldate qui il portafusibili. Spelare circa un quarto di pollice dal filo isolato e legarlo indietro con una fascetta o nastro isolante in modo che non possa cortocircuitare con il filo nudo. Metti una miccia. Hai fatto! (vedere le note sulla polarità di seguito)

Alimentatore ATX / Computer
Questi sono un po 'più complicati da trasformare in un alimentatore da banco utilizzabile. Google (o strumenti di ricerca per) "Alimentatore da banco fai-da-te" o "Alimentatore da banco ATX". Dovresti trovare alcuni tutorial che spiegheranno tutto bene :)

Alimentatore da banco
Se sei super fantasioso e hai i soldi, un alimentatore regolabile standard (che è quello che potresti trovare in un laboratorio) funzionerà altrettanto bene. Assicurati di mettere da parte i tappi a banana solo per la galvanica.

Note sulla polarità
Dovrai sapere quale filo è positivo e quale lato è negativo. Se sei un professionista con un multimetro, questo dovrebbe essere abbastanza facile. Se non sai come usare un multimetro o non ne hai uno, puoi farlo: mescola un pizzico di sale in un po 'd'acqua nel tuo barattolo. Collegare un cavo a coccodrillo al fusibile e lasciarlo cadere nell'acqua. Collegare l'altro cavo del coccodrillo al filo non fuso e lasciarlo cadere nell'acqua. Il guinzaglio in alligatore che inizia a bolle è il tuo negativo.

Step 3: Crea il tuo elettrolita

È sicuramente possibile acquistare diversi sali di nichel online, ma dov'è il divertimento? Qui, ti mostrerò come creare la tua soluzione di acetato di nichel a un prezzo molto più economico rispetto all'acquisto di prodotti chimici online.

Riempi il tuo barattolo di vetro con aceto distillato lasciando circa un pollice dalla parte superiore. Sciogli un pizzico di sale nell'aceto. La quantità di sale non è poi così importante se non impazzisci. Lo scopo del sale è aumentare la conduttività elettrica dell'aceto. Più corrente scorre attraverso di essa, più velocemente possiamo dissolvere il nichel. Attenzione però, troppa corrente porterà a una soluzione troppo saturata che porterà a scarsi risultati di placcatura. Usa con parsimonia.

A differenza della placcatura in rame istruibile che ho fatto, il nichel non si dissolverà nella soluzione solo lasciandolo riposare per un po '. Dobbiamo sciogliere elettricamente il nichel.

Metti due pezzi di nichel puro nell'aceto e nella soluzione salina in modo tale che una parte di entrambi sporga e sia nell'aria e che non tocchino. Collegare un cavo a coccodrillo dal terminale positivo della batteria (o un alimentatore CC) a uno degli elettrodi di nichel. Fare lo stesso dal terminale negativo all'altro elettrodo. Assicurati che i fermagli a coccodrillo non tocchino l'aceto in modo da non contaminare il prodotto finale.

La fonte di nichel collegata al piombo negativo dovrebbe iniziare a creare bolle di idrogeno e il piombo positivo dovrebbe creare bolle di ossigeno. A dire il vero, sul piombo positivo si formerà anche una quantità molto piccola di cloro gassoso (dal sale), ma a meno che non si aggiunga una grande quantità di sale o si utilizzi molta tensione, il cloro si dissolverà nell'acqua come quello che trovi in ​​una piscina. Le piccole quantità di sodio, nel caso ti stia chiedendo, reagiranno con l'acqua per creare idrossido di sodio.

Per questo passaggio, consiglio vivamente di utilizzare un alimentatore CC che si collega alla parete (vedere il passaggio precedente). La dissoluzione del nichel richiederà un po 'di tempo e non vuoi scaricare la batteria più del necessario: gli alimentatori CC sono riutilizzabili, la maggior parte delle batterie no.

Dopo un po '(la mia ha impiegato circa due ore), noterai che la soluzione è diventata verde chiaro. Questa è la tua soluzione di acetato di nichel! Woot! Se ottieni blu, rossi, gialli o qualsiasi altro colore, significa che la tua fonte di nichel non era pura. Il prodotto finale dovrebbe essere di un verde chiaro - se nuvoloso, hai una fonte di nichel impuro.

La soluzione e le fonti di nichel possono surriscaldarsi durante questo processo - questo è normale . Se si surriscaldano al tatto, è necessario scollegare il circuito, lasciarlo raffreddare per un'ora e ripetere se necessario. È possibile che tu abbia aggiunto troppo sale, il che aumenta la corrente, che aumenta la potenza dissipata come calore.

Passaggio 4: preparare l'oggetto da placcare

NOTA: alcuni materiali, come l'acciaio inossidabile, non accettano la nichelatura diretta. Dovrai prima placcarli in rame. Vedi la mia placcatura in rame istruibile per imparare a placcare in rame: //www.instructables.com/id/High-Quality-Copper-Plating/

Più pulito è il tuo oggetto conduttivo, migliore sarà la tua piastra. Non vuoi grasso, ossidazione (ruggine, appannamento, patina, ect) o sporcizia generale sulla tua superficie. Anche se la tua superficie sembra pulita, posso quasi garantire che c'è una discreta quantità di ossidazione che deve essere rimossa.

Rimuovere lo sporco generale e lo sporco con un po 'di detersivo per piatti e grasso per gomiti.

Rimuovere l'ossidazione e lo sporco più duro con un abrasivo a base acida come Cameo. Indossa i guanti di nitrito e mescola la polvere con qualche goccia d'acqua sul tuo guanto e vai in città!

Puoi pulire ulteriormente il tuo oggetto mediante elettroplaccatura inversa (ad es. "Pulizia elettronica") per alcuni secondi. Aggancia il tuo oggetto a una tensione positiva, un filo alla tensione negativa e lasciali cadere in una soluzione di sale all'aceto per 10-30 secondi. Ciò rimuoverà qualsiasi ossidazione residua.

Per superfici più grandi, prova a strofinarle con lana d'acciaio e aceto.

Passaggio 5: tempo di placcare!

Per questo passaggio, si desidera utilizzare la batteria da 6 V. Anche tensioni più basse (fino a circa 1 V) ti daranno una finitura migliore, più brillante, più liscia. È possibile utilizzare un alimentatore CC a tensione più elevata per la galvanica, ma non si otterranno buoni risultati.

Posiziona una fonte di nichel nella soluzione di acetato di nichel verde e collegala al cavo positivo della batteria con una clip a coccodrillo. Agganciare l'altro fermaglio a coccodrillo sull'oggetto da placcare e collegarlo al cavo negativo della batteria.

Rilascia l'oggetto da placcare nella soluzione e attendi circa 30 secondi. Estrarre, ruotare di 180 gradi e rilasciarlo nella soluzione per altri 30 secondi. Ripeti se necessario. Dovresti spostare la clip a coccodrillo in una nuova posizione dopo un paio di immersioni in modo da placcare l'intera superficie. A differenza della placcatura in rame, il fermaglio a coccodrillo non dovrebbe lasciare segni di "bruciatura", ma basta evitare che il punto sottostante si placchi bene.

Il processo di placcatura dovrebbe creare abbastanza bolle da non dover agitare o agitare il tuo oggetto nella soluzione di galvanica. Per oggetti e contenitori più grandi, potresti voler includere una piccola pompa per acquari (~ $ 15) per far circolare la soluzione.

Passaggio 6: Post Prep

Ora per la preparazione post .... In generale, NESSUNO! Il nichel non si ossida a temperatura ambiente e non deve offuscare. È possibile lucidare il prodotto finale con uno smalto leggero per ottenere un bagliore luminoso.

Se la tua placcatura in nichel non è lucida come desideri, lucidala con uno smalto leggero che non lasci dietro cere o oli, quindi placcala di nuovo.

L'aggiunta di piccole quantità di altri metalli come lo stagno durante la placcatura iniziale cambierà il colore del rivestimento (lo stagno ti darà un metallo di colore bianco come l'argento). Molti metalli possono essere dissolti elettricamente nell'aceto proprio come il nichel. I due metalli principali che non possono essere dissolti elettricamente nell'aceto sono oro e argento (credetemi, ci ho provato). Dato che mi era rimasta della soluzione di placcatura in rame, l'ho mescolata un po 'con la mia soluzione di nichelatura. Il risultato è una finitura opaca, grigio scuro, molto dura che sembra una lavagna (scricchiola come una anche se la graffi). Vedi l'immagine.

A meno che tu non sia un chimico esperto o abbia un amico che lo sia, starei molto attento quando aggiungi sostanze chimiche casuali al tuo bagno di galvanica - potresti semplicemente creare un gas tossico che non fa bene a te, ai bambini o al fido.

Passaggio 7: domande comuni

Posso placcare [inserire qui il tuo metallo] con nichel?
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 si sta tentando di placcare un metallo non compatibile, potrebbe essere necessario prima placcare con rame o un altro metallo. Puoi trovare la mia placcatura in rame istruibile qui: //www.instructables.com/id/High-Quality-Copper-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 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 pericolosi oltre a 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", sono solo utili 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.

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).

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