Шлам, соприкасаясь с отлагающейся медью на катоде, включается в металл и вызывает образование шероховатостей и шишек, которые мешают дальнейшему равномерному отложению металла. Кроме того, графит, применяемый как электропроводящий слой для форм, также загрязняет электролит, что вызывает вкрапления графита в металл и способствует получению шероховатостей поверхности. Поэтому фильтрование электролита имеет важное значение для получения доброкачественных отложений меди. Обычно фильтрование производится сифонным переливанием электролита через фильтр из сукна, стеклянного или асбестового волокна.
Техника анализа медного электролита
Содержание серной кислоты определяется путем титрования.
Для определения содержания свободной серной кислоты необходимо иметь приборы: бюретку на 200 мл, пипетку на 1–2 мл, стеклянную палочку, два стеклянных стаканчика. Реактивы: раствор 0,2 н.[3] гидроксида натрия NaOH или гидроксида калия КОН и индикатора 0,1-процентный раствор метилового оранжевого.
Ход анализа
Перемешивают электролит и отбирают в колбу из разных мест ванны некоторое количество электролита; из колбы берут в стаканчик 20 мл электролита и разбавляют водой в 2–3 раза. В разбавленный электролит вносят стеклянной палочкой одну каплю индикатора и приступают к титрованию щелочью до перехода розовой окраски раствора в желто-лимонную.
Расчет содержания свободной серной кислоты в электролите производят по формуле
где х — количество свободной серной кислоты (в мг/л); А — количество раствора гидроксида, пошедшего на титрование пробы в миллилитрах; В — количество электролита, взятое для анализа, в миллилитрах; н. — нормальность раствора гидроксида; 0,049 — коэффициент пересчета на содержание серной кислоты; 1000 — коэффициент пересчета на 1 л.
Определение содержания меди
Наиболее простой и быстрый способ определения содержания меди в электролите основан на том, что плотность раствора сульфата меди и серной кислоты при одинаковой концентрации равны н при смешении этих растворов плотность смеси не изменяется. Измерив плотность электролита и зная количество серной кислоты в нем, можно по таблице 4 определить количество сульфата меди. Для определения необходимо иметь ареометр, цилиндр, термометр.
Ход анализа
Электролит размешивают в ванне и наливают в цилиндр. Затем опускают ареометр и определяют плотность электролита при температуре 25 °C.
После этого по таблице 4 находят общее содержание медного купороса и серной кислоты в соответствии с плотностью электролита. Зная количество серной кислоты в электролите, по разности находят содержание в нем сульфата меди.
Пример. Плотность электролита при температуре 25 °C равна 1,16, что соответствует общему содержанию сульфата меди и серной кислоты (CuSО4 ·5H2О + H2SO4) — 268 г/л.
Если по анализу содержание серной кислоты равно, например, 35 г/л, то содержание сульфата меди составит: 268 — 35 = 233 (г/л).
Получение медных скульптур техникой гальванопластики
Одним из первых применений гальванопластики было изготовление декоративной скульптуры. Техникой гальванопластики в 30—40-х гг. XIX в. было впервые в России изготовлено значительное количество скульптуры, сохранившейся до нашего времени (например, часть скульптуры на фасаде Исаакиевского собора в Ленинграде. скульптура в Екатерининском парке города Пушкина и др).
Свое произведение скульптор обычно создает в глине или пластилине. Однако законченное произведение никогда не остается в этих материалах, оно передается в руки мастеров, переводящих скульптуру в более прочные материалы, не разрушающиеся со временем: медь, бронзу или чугун.
Воспроизведение скульптур в бронзе или чугуне возможно только литейным способом, к сожалению, не дающим возможности получать скульптурное произведение с абсолютной точностью; при отливке ухудшается передача мельчайших штрихов, а вместе с ними и той манеры, в которой воспроизведена лепка.
Для того чтобы воссоздать скульптуру в металле с сохранением всех деталей работы скульптора, прибегают к технике гальванопластики.
Область гальванопластики, занимающаяся репродуцированием скульптур, называется художественной гальванопластикой. Под репродуцированием понимают изготовление копий со скульптур, исполняемых с полным сохранением объемных размеров и фактуры (характером обработки поверхности).
Следует отметить, что скульптурой называют как оригинал, изваянный скульптором, таки полученную с него в каком-либо материале копию. Исходную скульптуру называют моделью в отличие от окончательной копии, которую называют репродукцией. Репродукция, изготовленная в металле при помощи гальванопластики, называется гальванорепродукцией.
Термин «скульптура» применяют не только к крупным монументальным произведениям (например, статуям), но и к меньшим по размерам (например, медалям).
С точки зрения техники репродуцирования важнейшее значение имеет пространственный (объемный) характер очертаний скульптуры. Поэтому признаку скульптуры можно прежде всего разделить на односторонние и многосторонние.
Односторонняя скульптура предназначена для рассмотрения с мест, расположенных на центральной оси, перпендикулярной к плоскости фона (барельефы), имеющих низкий рельеф, или отчасти с боковых сторон (горельефы), имеющих высокий рельеф.
Многосторонняя скульптура, обычно называемая объемной (статуи), может рассматриваться с любого места — и со всех сторон, хотя всегда имеет главную, фасадную сторону.
Промежуточной между односторонней и многосторонней является медальерная скульптура. Она обычно сочетается из двух односторонних скульптур, одна из которых представляет лицо (аверс), вторая — оборотную сторону (реверс). Реверс медали очень часто снабжается только текстом.
С точки зрения технологии очень существенное значение имеет подразделение скульптур по признаку разъемности.
Очертание называется разъемным, если перемещение его параллельно самому себе и не встречает препятствий ни в одной точке. Так, на рисунке 4 очертание является разъемным в направлении, указанном стрелками, а очертание (рис. 5) не обладает разъемностью ни в каком направлении.
Рис. 4.Схема изделия, работающего на выход.
Рис 5.Схема изделия с «замками».
Обычно очертание можно разделить на части, каждая из которых является разъемной (рис. 4). Пространственные очертания, при разделении которых затруднений не возникает (рис. 3), называются простыми (работающими на выход); пространственные очертания, которые имеют «поднутрения», создающие «замки», и потому не могут быть разделены (рис. 4), называются сложными (замковыми).
В процессе копирования предмет покрывают слоем того или иного материала, а, отделив этот материал, получают рельеф, обратный копируемому. Контактное копирование с даст прямой рельеф.
Все рельефы принято характеризовать по исходной модели; прямым рельефом (позитивом) называют копию, имеющую такой же вид, как модель, а обратным рельефом (негативом) — копию, обращенную по отношению к модели, подобно слепку с нее. Когда репродуцирование производят с плоских скульптур, барельефов или медалей, обычно применяют воск, церезин, озокерит (продукты нефти), гипс или пластилин.
Со скульптур, выполненных в глине или пластилине, обычно снимают из гипса черновые формы, из которых удаляют глиняные модели, разрушая последние. Черновая форма обычно состоит из двух (реже трех) частей — раковин (рис. 6).
Рис. 6.Раковина гипсовой черновой формы.
С отдельных раковин снимают гальванические копии, которые затем спаивают между собой так, что получается объемная металлическая репродукция.
Со скульптур, которые должны быть обязательно сохранены, предварительно снимают кусковые формы, состоящие из значительного числа отдельных кусков, плотно укладываемых в гипсовые кожухи в требуемом порядке (рис. 7).
Рис. 7.Кусковая гипсовая форма
В практике художественной гальванопластики применяют не только воск, озокерит, пластилин, но и восковой сплав, который состоит из воска-монтана, стеарата натрия, стеарата свинца, стеарата алюминия и стеариновой кислоты[4]. Этим восковым сплавом заливают в расплавленном состоянии репродуцируемую модель (главным образом из металла), по остывании восковой состав легко снимается и даст обратный отпечаток — форму.
Для форм, имеющих низкий рельеф, применяют также и другие материалы, например, листовое «органическое стекло» — пластмассу, которую перед прессованием размягчают в горячей воде. Но из всех форм самыми совершенными, отличающимися абсолютной точностью, являются медные формы, получаемые непосредственно техникой гальванопластики. Восковые и пластмассовые формы пригодны для воспроизведения плоских скульптур: барельефов, орнаментированных блюд, медалей и других художественных изделий и не имеющих «замков» (поднутрений), т. е. изделий, свободно снимаемых с форм, — «на выход».
Медные формы, получаемые гальванопластикой, удовлетворяют самым высоким требованиям: они дают точное воспроизведение, обладают высокой электропроводностью, не имеют усадки (особенно свойственной восковым) и многократно могут быть использованы для репродуцирования.
Способ изготовления медных форм заключается в том, что металл наращивают непосредственно на гипсовую или восковую модель. Предварительно, как и при наращивании металла в гипсовую или восковую форму, рельеф модели натирают графитом для придания ей электропроводности.
Нарастив металл на модель, получают ее обратное изображение (контррельеф), т. е. форму. Обычно такие формы изготавливают толщиной 2–3 мм.