Elektrochemické metody – patinování a pokovovávní Patinování mědi 1) Patina šedozelené barvy – katodické zapojení Pro získání patiny šedozelené barvy se používá roztok uvedeného složení: Síran měďnatý, CuSO[4] 50 g/l Chlorid amonný, NH[4]Cl 28 g/l Chlorid sodný, NaCl 14 g/l Kyselina octová, ledová, CH[3]COOH 12 g/l Chlorid zinečnatý, ZnCl[2] 6 g/l Glycerin 6 g/l Předmět je připojen jako katoda a ponořen do elektrolytu, anody jsou měděné. Proces probíhá při proudové hustotě 0,3-0,5 A/dm^2 po dobu cca 5 - 10 minut. 2) Patina hnědo-černé barvy – anodické zapojení Při anodické oxidaci mědi v silně alaklickém prostředí je možné získat oxidické vrstvy různých odstínů – od teple černé až po olivově hnědou. Po očištění a odmaštění se předměty ponoří do jednoho z uvedených elektrolytů: Roztok I: Hydroxid sodný, NaOH 150-250 g/l Dusičnan draselný, KNO[3] 30-50 g/l Roztok II: Modrá skalice, CuSO[4].5H[2]O 45-100 g Sacharóza 50-60 g/l Hydroxid sodný, NaOH 30-150 g/l Pozn. Roztok se připraví rozpuštěním modré skalice v malém množství teplé vody, v jiné nádobě se v malém množství horké vody rozpustí sacharóza. Po schládnutí se roztoky smíchají. Poté se rozpustí hydroxid sodný a po jeho zchládnutí se přidá roztok mědi se sacharózou. Zpočátku vznikající bílá sraženina se při míchání roztoku rozpouští. Hustota vzniklého elektrolytu je 1,07 g/cm^3, pH = 12,8, pracovní teplota 16 – 20 °C. Patinované předměty se připojují ke kladnému pólu zdroje stejnosměrného proudu, katodou je měď nebo nerezová ocel. Oxidace za nízkých proudových hustot – cca 0,01 - 0,05 A/dm^2 – vede ke vzniku hustých tenkých vrstev z Cu[2]O zlatavé barvy. Barvy od olivově hnědé do teple černé sestávají z oxidů Cu[2]O a CuO a mohou být získány při proudových hustotách 0,2 - 4,0 A/dm^2. Doba trvání procesů je 5 - 30 minut. Elektrochemické pokovování Předměty určené k pokovení se zavěšují do lázní a připojují se k zápornému pólu jako katody. Připojují se nejčastěji měděnými dráty. Anody jsou většinou vyrobeny ze stejného kovu, jaký se vylučuje, a to ve formě desek nebo plechů. V některých případech (při vylučování vzácných kovů) se používají nerozpustné anody z grafitu, nerezavějící oceli nebo platiny. Anody jsou rovněž zavěšeny v lázni a připojeny ke kladnému pólu zdroje elektrického proudu. Po určité době je nutné vyjmout anody z lázně a zbavit je vrstvy usazenin. Děje se tak omytím proudem vody a očištěním rýžovým kartáčem. Součásti určené ke galvanickému pokovení se musejí předem dobře očistit a zbavit se všech nánosů. To se děje buď mechanicky (broušením, kartáčováním), nebo chemicky (odrezením, mořením). Dále je nutné povrch před ponořením do pokovovací lázně důkladně odmastit a opláchnout vodou. 1) Poniklování Niklové povlaky se dají použít k pokovování všech významnějších základních materiálů (měď, mosaz, ocel, zinek, litina). Povlaky vyloučené z běžných niklovacích lázní jsou matné až pololesklé. Při použití lázní pro tzv. lesklé niklování, vzniká lesklá vrstva, takže niklové povlaky vzniklé v takových lázních není třeba upravovat dodatečným leštěním jako povrchy matné a pololesklé. Černě niklující lázeň Síran nikelnatý, NiSO[4] 65 g/l Síran nikelnato-amonný, (NH[4])[2]Ni(SO[4])[2] 39 g/l Síran zinečnatý, ZnSO[4] 33 g/l Rhodanid sodný, NaSCN 14 g/l Pracovní teplota lázně je 25 - 30 °C, hustota proudu je 0,05 - 0,15 A/dm^2, hodnota pH je cca 5,8 - 6,1. Leskle niklující lázeň Síran nikelnatý, NiSO[4] 240 g/l Chlorid nikelnatý, NiCl[2] 30 g/l Mravenčan nikelnatý, Ni(HCOO)[2] 45 g/l Formaldehyd, HCONH[2] 2,50 g/l Síran amonný, (NH[4])[2]SO[4] 0,75 g/l Kyselina boritá, H[3]BO[3] 30 g/l Síran kobaltnatý, CoSO[4] 4,5 g/l Pracovní teplota lázně je 60 - 70 °C, hustota proudu je 0,7 - 10 A/dm^2, hodnota pH je 3,7. Niklovací lázeň s hloubkovou účinností (pro silně tvarované předměty) Síran nikelnatý, NiSO[4] 170 g/l Síran sodný, Na[2]SO[4 ]120 g/l Chlorid sodný, NaCl 20 g/l Kyselina boritá, H[3]BO[3] 20 g/l Pracovní teplota lázně je 30 – 40 °C, hustota proudu je 1,5 - 2,5 A/dm^2, hodnota pH je 5,3. 2) Pocínování Pro pocínování i předmětů se složitým reliéfem se hodí řada halogenidových elektrolytů, které mají značnou hloubkovou účinnost. Tyto roztoky obsahují chloridy a fluoridy, se kterými tvoří cín komplexní anionty typu SnF[4]^2- a SnF[2]Cl[2]^2-. Do elektrolytů se přidávají povrchově aktivní látky (želatina, stolařský klih, tetrabutylamonné soli, disulfonaftalen apod.). Lze použít například halogenidové elektrolyty uvedeného složení: Roztok I: Chlorid cínatý, SnCl[2] 30-50 g/l Fluorid sodný, NaF 30-70 g/l Kyselina chlorovodíková, HCl konc. 2-4 g/l Želatina 1-2 g/l Pracovní teplota je cca 25-40 °C, proudová hustota 0,5 - 1,0 A/dm^2. Roztok II: Chlorid cínatý, SnCl[2] 40-50 g/l Fluorid sodný, NaF 50-60 g/l Chlorid sodný, NaCl 5-7 g/l Kyselina chlorovodíková, HCl konc. 0,5-1,0 g/l Želatina 1 g/l Pracovní teplota je cca 20-25 °C, proudová hustota 2 - 3 A/dm^2.