XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Гальванопластика. Украшение из меди
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Мне очень нравится мастерить разные поделки. Совсем недавно на ярмарке я увидела необычные украшения из меди. Это были листья, покрытые медью в виде подвески. Они совсем как живые. От мастерицы я узнала, что существует удивительный способ, сохранить и преобразовать самые разные предметы, наделяя их новым качеством и долговечностью. Этот способ называется гальванопластикой. Благодаря этой технологии можно создавать украшения и аксессуары, декоративные элементы интерьера. Метод гальванопластики позволяет превратить обычные природные объекты в оригинальные и долговечные изделия, способные радовать глаз долгие годы. Мне очень захотелось создать такое необычное украшение, совпадающее с оригиналом и подарить его маме.
Актуальность
Сейчас все большую популярность набирают изделия ручной работы. Они всегда интересные, необычные и индивидуальные.
Только гальванопластика позволяет создавать изделия, до мельчайших подробностей совпадающие с оригиналом. Можно воспроизводить копии фактур коры дерева, выделанной кожи, натурального камня, растений и даже металлические копии насекомых.
Я решила провести опрос среди учеников младших классов, знакомы ли они с такой техникой. Опрошено было 40 человек.
Анкета показала такие данные.
1. Знаете ли вы что такое гальванопластика?
Да- 8 Нет-32
2. Видели ли вы украшения из меди?
Да-19 Нет-21
3. Как вы думаете, можно покрыть медью цветок или бабочку?
Да-28 Нет-12
Увидев результаты анкеты я решила попробовать сделать украшение и после познакомить с этой техникой других ребят.
Цель работы: изготовить украшение для с помощью гальванопластики.
Задачи
- узнать историю гальванопластики;
- познакомиться с технологией изготовления изделий методом гальванопластики;
- создать украшение в данной технике.
Гипотеза: я предполагаю, что в домашних условиях можно изготовить украшения методом гальванопластики.
Объект:Процесс нанесения защитно-декоративного слоя металла электростатическим способом.
Предмет: украшение, изготовленное с помощью метода гальванопластики.
Методы :
-
теоретические: сбор и анализ информации;
-
практические: изготовление украшения;
-
анкетирование;
-
фотографирование;
-
проведение эксперимента
В толковом словаре Д. Н. Ушакова ГАЛЬВАНОПЛА́СТИКА – это способ покрывания предметов тонким металлическим слоем посредством электролиза для получения отпечатков, копий.
Сегодня гальванопластика - это вид творчества, при котором создаются копии предметов путем нанесения на них тончайшего слоя металла с помощью электрохимического воздействия. Новое изделие получается похожим на оригинал до мельчайших подробностей. Благодаря этой технике можно создать точные копии статуэток и предметов декора из хрупких и тонких материалов, слой меди делает их прочными. А также большую популярность набирают украшения, созданные методом гальванопластики.
И з истории гальванопластики
Из энциклопедии я узнала об истории создания гальванопластики. Впервые данную технологию успешно применил русский физик и инженер Борис Семёнович Якоби (немец по происхождению, переехавший в Россию). В середине XIX века, в 1838 году, он разработал и продемонстрировал процесс изготовления точных копий монет, медалей и скульптур, используя технологию осаждения металлов на поверхность предметов. Это открытие получило признание и поддержку Академии наук. Таким образом, именно Борис Якоби считается основоположником современной гальванопластики, положившим начало широкому применению этой технологии в различных сферах производства и искусства.
Вскоре после этого открытия началось активное внедрение гальванопластики в практику. Она стала использоваться для создания копий монет, медалей, рельефов и скульптур, позволяя точно воспроизводить мельчайшие детали оригиналов. Позже метод нашел применение в промышленности, став важным инструментом для покрытия металлических изделий, восстановления изношенных деталей и создания декоративных покрытий.
Сегодня гальванопластика продолжает развиваться, открывая новые горизонты в дизайне, медицине, микроэлектронике и многих других областях человеческой деятельности.
Принцип действия гальванопластики заключается в том, что на очищенную от грязи и пыли заготовку наносят металлическое покрытие с помощью токопроводящего слоя, затем ее кладут в ванночку с химическим раствором. Сделать такой раствор мне помогла учитель изобразительного искусства, Наталия Александровна.
Мы приготовили: медный купорос, дистиллированную воду, лак Цапон, бронзовую пудру и электролит – это кислота, поэтому работать с ней нужно очень осторожно и только со взрослыми. А я заготовила красивые осенние листья.
-
Практическая часть
-
-
-
Материалы и оборудование
-
-
-
Заготовки: древесные листья.
Материалы: медный купорос, электролит (серная кислота), дистиллированная вода, Цапон лак, медная или бронзовая пудра.
Для оборудования для гальванопластики понадобятся: источник постоянного тока, ёмкость (в ней будет находиться электролит и выполняться сам процесс гальванопластики), медные заготовки, медные провода (ими фиксируют копируемый предмет к токопроводу), посуда для работы с реактивами, весы.
На маркетплейсах можно приобрести готовую гальваническую установку. Мы в своей работе использовали установку Наталии Александровны.
Мы решили сделать украшения из листочков. Прошли по школьной территории и собрали образцы. Затем выбрали наиболее подходящий. Лист должен быть плотным, чтобы хорошо держал токопроводящий слой. Можно использовать листочки с дырочками, пожухлые. Это придаст украшению интересный и необычный вид.
Технология изготовления представляет собой не очень сложный процесс, но требует большого внимания и осторожности. Расскажем подробнее о каждом этапе.
-
-
-
-
Сборка установки для гальванопластики
-
-
-
2 .1. С двух сторон гальванической ванны установите медные пластины, желательно их закрепить.
2.2. Из толстой проволоки сделайте подвес через ванну. К нему будет крепиться погружаемый предмет.
2.3. Подключите источник тока: плюс — к медной пластинке, минус — к подвесу.
3. Подготовка раствора
3.1. Возьмите медный купорос, электролит, дистиллированную воду и спирт.
3 .2. Нагрейте воду, добавьте медный купорос и размешайте до полного растворения.
3.3. Медленно вводите электролит и добавьте еще воды, размешайте.
3.4. Неплотно накройте крышкой, оставьте на пару часов.
3.5. Процедите.
4 . Нанесение токопроводящего слоя
4.1. Прикрепили тонкую медную проволоку, на которой будем его подвешивать в установке к листику.
4.2. Нанесли на поверхность заготовки токопроводящий слой. Это необходимо, чтобы обеспечить оседание металла (меди) на поверхности заготовки под действием электрического тока. Для этого использовали бронзовую п удру и цапон лак. Покрывали обе стороны.
5. Процесс гальванизации
1. Установили необходимую силу тока.
2. Поместили предмет в ванночку и аккуратно залили раствором электролита.
3. Следили за напряжением, оно должно быть
в пределах 0,3-0,4 В. Раствор не должен «закипать».
4 . Когда изделие полностью покрылось медью, достали его, ополоснули в дистиллированной воде, затем в проточной.
5. Обязательно высушили, чтобы влага исчезла не только снаружи, но и внутри.
Вот так выглядят листья до меднения (с нанесенной на них бронзовой пудрой) и после меднения.
Состав электролита для покрытия заготовки медью:
-
медный купорос– 200 г;
-
электролит (серная кислота аккумуляторная) – 100мл;
-
дистиллированная вода –1 л.
6 . Патинирование
После процесса меднения по технологии следует процесс патинирования. Патинирование – это процесс изменения цвета и текстуры поверхности металла, который часто используется с целью придать изделию эстетическую привлекательность, а также для защиты от коррозии. Этот метод может быть применен к различным металлам, таким как медь, латунь, бронза, сталь, и даже алюминий.
Обязательно нужно соблюдать технику безопасности!
П равила техники безопасности при работе.
- работать только в хорошо проветриваемом помещении или при включённой вытяжке, в отсутствие детей и животных;
- использовать средства индивидуальной защиты — очки, перчатки, респиратор или маску;
- если электролит попал на кожу, его нейтрализуют раствором пищевой соды (1 чайная ложка на стакан воды), а затем обильно промывают водой. При контакте с медным купоросом его тщательно смывают водой с мылом.
Самооценка.
Я с огромным удовольствием делала это украшение. Оно очень интересное, необычное и оригинальное. Я с удовольствием ношу его и даже для своей сестры сделала такое.
Это украшение в технике гальванопластики абсолютно безопасно, так как это чистая медь. При изготовлении необходимо использовать технику безопасности, потому что не все материалы безвредны. Я работала в фартуке и перчатках.
В ходе работы над изделием серьезных трудностей я не испытывала.
Заключение
За время работы над проектом была изучено много информации по теме гальванопластики, собраны необходимые материалы и оборудование.
Экспериментальная часть проекта проходила с применением всех необходимых средств защиты от механических и химических травм.
В результате исследования с помощью гальванопластики были получены желаемые изделия. Тем самым была подтверждена гипотеза исследования о том, что нанесение гальванических покрытий на металлы возможно в домашних условиях.
Список литературы
-
-
-
-
История гальванотехники. Кем изобретена и как развивается: [сайт]. – Текст: электронный. – Екатеринбург. – URL:https://zctc.ru/sections/history_of_galvanotechnic (дата обращения: 12.10.2024);
-
Гальванотехника | Процесс использования | Где используется: [сайт]. – Текст: электронный. – Екатеринбург. – URL:https://zctc.ru/sections/galvanoplastika (дата обращения: 15.10.2024).
-
https://lady.mail.ru/article/558431-galvanoplastika/?ysclid=mknszly9fi794511110
-
https://www.alltime.ru/blog/?page=post&blog=watchblog&post_id=galvanoplastika-delaem-ukrasheniya-v-domashnikh-usloviyakh&ysclid=mknt1b1wp4328031686
-
-
-