ГАЛЬВАНОТЕ́ХНИКА

ГАЛЬВАНОТЕ́ХНИКА (от галь­ва­но… и тех­ни­ка), об­ласть при­клад­ной элек­тро­хи­мии, ох­ва­ты­ваю­щая про­цес­сы элек­тро­ли­ти­че­ско­го и хи­ми­че­ско­го (ав­то­ка­та­ли­ти­че­ско­го) оса­ж­де­ния ме­тал­лов на по­верх­ность ме­тал­лич. и не­ме­тал­лич. из­де­лий. Про­цес­сы Г. изо­брёл Б. С. Яко­би (1838). Г. вклю­ча­ет галь­ва­но­сте­гию – по­лу­че­ние на по­верх­но­сти из­де­лий проч­но сце­п­лен­ных с ней тон­ких (до 100 мкм) ме­тал­лич. покры­тий (плёнок) и галь­ва­но­пла­сти­ку – по­лу­че­ние от­но­си­тель­но тол­стых (до не­сколь­ких мил­ли­мет­ров) по­кры­тий, лег­ко от­де­ляю­щих­ся от ка­тод­ной ос­но­вы (по­кры­вае­мое из­де­лие) и яв­ляю­щих­ся точ­ны­ми ко­пия­ми из­де­лий.

Г. ос­но­ва­на на элек­тро­ли­зе вод­ных рас­тво­ров или рас­пла­вов элек­тро­ли­тов. Элек­тро­лиз про­во­дят в галь­ва­нич. ван­не с по­гру­жён­ны­ми в элек­тро­лит элек­тро­да­ми. При про­пус­ка­нии по­сто­ян­но­го элек­трич. то­ка че­рез элек­тро­лит на ка­то­де про­ис­хо­дит вос­ста­нов­ле­ние ме­талл­со­дер­жа­щих ио­нов до ме­тал­ла, т. е. элек­тро­оса­ж­де­ние ме­тал­ла. В Г. при­меня­ют: ано­ды двух ти­пов – не­рас­тво­ри­мые (из гра­фи­та, свин­ца, пла­ти­ны, пла­ти­ни­ро­ван­но­го ти­та­на, кор­ро­зи­он­но­стой­кой ста­ли и др.) и рас­тво­ри­мые (из ме­тал­лов, оса­ж­дае­мых в ка­че­ст­ве по­кры­тия, напр. цин­ка, ни­ке­ля, оло­ва, ме­ди, кад­мия); ка­то­ды – из ма­те­риа­ла из­де­лия (не­ме­тал­ли­че­ские или ме­тал­ли­че­ские, пре­им. из ста­ли). Струк­ту­ра и свой­ст­ва по­кры­тий за­ви­сят от ус­ло­вий элек­тро­оса­ж­де­ния – со­ста­ва элек­тро­ли­та и ре­жи­ма элек­тро­ли­за (плот­но­сти то­ка, темп-ры элек­тро­ли­та и др.). Убыль ио­нов ме­тал­лов в элек­тро­ли­те ком­пен­си­ру­ет­ся в ре­зуль­та­те рас­тво­ре­ния ано­дов или пе­рио­дич. вве­де­ни­ем в элек­тро­лит со­лей оса­ж­даю­щих­ся ме­тал­лов (в слу­чае при­ме­не­ния не­рас­тво­ри­мых ано­дов). Для по­вы­ше­ния элек­тро­про­вод­но­сти, ре­гу­ли­ро­ва­ния кон­цен­тра­ции ио­нов во­до­ро­да в элек­тро­ли­ты вво­дят так­же со­еди­не­ния, су­ще­ст­вен­но влияю­щие на струк­ту­ру элек­тро­оса­ж­дён­ных ме­тал­лов (ки­сло­ты, щё­ло­чи, ком­плек­со­об­ра­зую­щие аген­ты, бу­фер­ные до­бав­ки, ПАВ и др.). При оса­ж­де­нии из элек­тро­ли­тов, со­дер­жа­щих про­стые со­ли (напр., суль­фа­ты, хло­ри­ды), ме­тал­лы груп­пы Fe об­ра­зу­ют по­кры­тия с дос­та­точ­но тон­кой мел­ко­кри­стал­лич. струк­ту­рой; Cu, Zn, Cd, Sn – с бо­лее гру­бой струк­ту­рой; Pb, Ag, Au и др. об­ра­зу­ют струк­ту­ру, не­при­год­ную для галь­ва­но­тех­нич. по­кры­тия. В Г. (осо­бен­но в галь­ва­но­сте­гии) при­ме­ня­ют пре­им. рас­тво­ры ком­плекс­ных со­лей, ко­то­рые да­ют осад­ки с тон­кой струк­ту­рой. Ме­то­дом элек­тро­оса­ж­де­ния на­но­сят по­кры­тия ме­тал­ла­ми [напр., Zn, Ni, Cr, Sn, Cu, Au, Ag; со­от­вет­ст­вен­но про­цес­сы на­зы­ва­ют­ся: цин­ко­ва­ние, ни­ке­ли­ро­ва­ние, хро­ми­ро­ва­ние, оло­вя­ни­ро­ва­ние (лу­же­ние), мед­не­ние, зо­ло­че­ние, се­реб­ре­ние], спла­ва­ми ме­тал­лов (ла­тунь, брон­за, спла­вы цин­ка и др.; элек­тро­ли­ты долж­ны со­дер­жать со­еди­не­ния двух или боль­ше­го чис­ла ме­тал­лов, вхо­дя­щих в со­став спла­ва), ком­по­зи­ци­он­ны­ми ма­те­риа­ла­ми (по­ми­мо осн. ме­тал­ла элек­тро­ли­ты со­дер­жат по­рош­ки ок­си­дов, карбидов, бо­ри­дов, суль­фи­дов и др.).

На­не­се­нию галь­ва­нич. по­кры­тия пред­ше­ст­ву­ет под­го­тов­ка из­де­лия (обез­жи­ри­ва­ние, трав­ле­ние, по­ли­ро­ва­ние и др.). Ме­ж­ду опе­ра­ция­ми по­кры­вае­мые де­та­ли про­мы­ва­ют в ван­нах с не­про­точ­ной и про­точ­ной во­дой; по­сле за­клю­чит. про­мыв­ки де­та­ли вы­су­ши­ва­ют в су­шиль­ных ка­ме­рах, цен­три­фу­гах, пе­чах или под стру­ёй тё­п­ло­го воз­ду­ха.

При галь­ва­но­пла­сти­ке (в от­ли­чие от галь­ва­но­сте­гии) до­пол­ни­тель­но про­во­дит­ся об­ра­бот­ка по­верх­но­сти, за­клю­чаю­щая­ся в на­не­се­нии на не­ме­тал­лические из­де­лия элек­тро­про­во­дя­щих сло­ёв, а на ме­тал­ли­че­ские – ан­ти­ад­ге­зи­он­но­го раз­де­ли­тель­но­го слоя (напр., из ок­си­дов), пре­пят­ст­вую­ще­го проч­но­му сце­п­ле­нию ме­ж­ду ос­но­вой и элек­тро­ли­тическим осад­ком.

Элек­тро­ли­ты в галь­ва­нич. про­цес­сах ис­поль­зу­ют­ся дли­тель­ное вре­мя; их фильт­ру­ют, очи­ща­ют ад­сорб­ци­он­ны­ми или хи­мич. ме­то­да­ми, кор­рек­ти­ру­ют со­став по ре­зуль­та­там хи­мич. ана­ли­за. Про­мыв­ные рас­тво­ры, в ко­то­рые по­па­да­ют элек­тро­ли­ты, так­же под­ле­жат обя­зат. очи­ст­ке. Ток­сич­ные со­еди­не­ния пе­ре­во­дят на ус­та­нов­ках по очи­ст­ке сточ­ных вод в ути­ли­зи­руе­мые су­хие шла­мы, а часть во­ды воз­вра­ща­ют в про­из­водств. цикл. Для по­вы­ше­ния эко­ло­гич. без­опас­но­сти пре­ду­смат­ри­ва­ет­ся сни­же­ние кон­цен­тра­ции тя­жё­лых ме­тал­лов в элек­тро­ли­тах, ис­поль­зо­ва­ние ма­ло­ток­сич­ных ком­по­нен­тов вза­мен ток­сич­ных – хро­ма(VI), циа­ни­дов и др.; всё боль­шее при­ме­не­ние по­лу­ча­ют галь­ва­нич. по­кры­тия на ос­но­ве спла­вов Zn – Ni, Zn – Co, Zn – Sn и др. (вме­сто ток­сич­ных кад­мие­вых по­кры­тий).

Галь­ва­нич. по­кры­тия по­вы­ша­ют кор­ро­зи­он­ную стой­кость из­де­лий, улуч­ша­ют их де­ко­ра­тив­ный вид, а так­же из­ме­ня­ют фи­зич. и ме­ха­нич. свой­ст­ва (элек­тро­про­вод­ность, маг­нит­ные и оп­тич. свой­ст­ва, твёр­дость, пла­стич­ность, жа­ро­проч­ность и жа­ро­стой­кость, из­но­со­устой­чи­вость, пая­е­мость и др.). Галь­ва­но­тех­нич. про­цесс, на­прав­лен­ный на по­лу­че­ние по­кры­тий с не­об­хо­ди­мы­ми свой­ст­ва­ми, на­зы­ва­ет­ся функ­цио­наль­ной Г. Бла­го­да­ря вы­со­кой эко­но­мич. эф­фек­тив­но­сти и тех­но­ло­гич­но­сти про­цес­са Г. ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся в ма­ши­но­строе­нии, ав­то­мо­би­ле­строе­нии, авиа­строе­нии, элек­тро­ни­ке и др.