company_banner

Рецепт раствора для омеднения любых поверхностей

Автор оригинала: Amateur Nuclear Physics
  • Перевод

В статье представлен вариант экономичного и простого решения по замешиванию собственного раствора для гальванизации различных поверхностей с возможностью дальнейшей пайки. Как обычно, автор приводит множество фотографий и сопутствующее описание, а в конце дает сам рецепт.

3D принтеры отлично подходят для изготовления всевозможных корпусов, но сам по себе пластик, являясь диэлектриком, не обеспечивает нужного экранирования.

Когда мне понадобился корпус для нового зарядочувствительного усилителя (ЗЧУ) и трубок с гелием-3 He3, я спроектировал такой вариант:



Спустя 6 часов я уже держал его в руках:




Магический этап


Самая интересная часть заключалась в омеднении этого корпуса изнутри. В линейке Tifoo есть аэрозольная краска «Медь», на которую после высыхания можно наносить гальваническое покрытие. Требуется это только для гальванизации не проводящих ток деталей.



После предварительной грунтовки эта краска отлично держится на PLA-пластике, для чего вполне хватает двойного нанесения.


Сразу скажу, что это недешевый вариант покрытия, и tifoo просят еще 30 баксов за электролит. Я же подумал, что сложного тут ничего нет и решил изготовить его сам.

Сначала я попробовал просто сульфат меди — безуспешно. Тогда я решил добавить к нему серную кислоту, что уже дало хоть какой-то положительный результат. По крайней мере теперь медь начала оседать. Однако кристаллы получались слишком большими и совершенно неоднородными. Из-за обширной площади покрытия они быстро окислялись и т.д.

Здесь и был задействован магический компонент – сахарин (орто-сульфобензимид). С ним кристаллы получились уже более мелкие и однородные. Самое же главное, что теперь осадок не зависел от геометрии электрода.


Без сахарина

Без сахарина

С сахарином

Этот раствор хорош тем, что им можно гальванизировать практически все (кроме цинка, хрома, алюминия, титана, олова и железа). К тому же его можно паять!


Гальванизированная скандинавская золотая монета. Только посмотрите, насколько четкие детали!

Гальванизированный графит. Можно даже разглядеть следы машинной обработки!

Припайка к ПЛА. По размеру капли видно, какой нагрев он может выдержать

Припайка к графиту

А вот готовый корпус для моего ЗЧУ, покрытый электролитом:





Инструкции


А теперь самая долгожданная часть.

Использовать нужно только дистиллированную воду температурой 25°C, так как раствор очень чувствителен к загрязнениям.

Внимание: изопропиловый спирт все портит. Даже минимального осадка на поверхности после чистки будет достаточно, чтобы загубить весь электролит.

  1. Сначала сделайте раствор 96%-й серной кислоты и воды из расчета 30г на литр.
  2. В него добавьте сульфат меди (пентагидрат) по 300г на литр и дождитесь полного растворения.
  3. Добавьте сахарин в соотношении 1г на литр.

Вот и все!

Электрическая часть


Покрываемая деталь должна быть катодом, и вам понадобится (чистый!) медный анод, при этом плотность тока должна составлять 20-30 мА на см2. Убедитесь, что анод расположен близко к детали, и его площадь не менее площади омедняемой детали.

На покрытие уходит от 10 минут до 1.5 часов, в зависимости от требуемой толщины. Но после определенного момента ее наращивание останавливается. Не знаю почему, в химии я не силен.

RUVDS.com
VDS/VPS-хостинг. Скидка 10% по коду HABR

Похожие публикации

Комментарии 59

    +1
    Вот кто бы посоветовал способ покрытия алюминия и нержавейки для последующей пайки припоем вуда/розе
      +2
      Почему именно Вуда\Розе? И то и другое лудится (алюминий с предварительным прогревом, если массивный) с применением хлористого аммония обычным ПОС60
        +1
        Нагрев деталей допустим не выше 90 градусов. И то розе не подойдет из-за этого.
        Особая прочность соединения не нужна — нужно заполнить место соединения для лучшего теплообмена. Да можно и термопастой/термоклеем(теплопроводящим), но с припоем все равно не сравняться, да и отличного прилегания деталей не смогу добиться.
          0
          Это не теплотрубки случаем?
            0

            Да, только стальные

              0
              А алюминий — радиатор? Теплотрубки в принципе довольно высокие температуры выдерживают, их довольно сильно греть приходится чтобы они лопнули.
              Видел как то ролик энтузиаста который на газовой плите демонстрировал устойчивость медной теплотрубки к нагреву.
              Я когда то омеднял алюминиевый радиатор с теми же составляющими — купорос, серная, сахарин. Один электрод на алюминий, второй медный в электролите и обернутый губкой для посуды которым полируется алюминий. У меня этот опыт носил эпизодический характер, медное покрытия хотя и неплохо блестящее, довольно активное химически выходит и вероятно агдезия так себе вышла. Но может можно и лучших результатов добиться — подобрав электролит (у меня на глаз было) и экспериментируя с обработкой поверхности.
              Медную пластину к радиатору с медными трубками припаивал на сплав розе. Радиатор в силиконовую перчатку для газовых плит и грел лежащим на нем 65 ватт паяльником.
              Все кустарно делалось.
              Алюминий имхо лучше припоем залудить, чем пытаться электролизом город сгородить. Я этим всем занимался под идеей нарастить электролизом радиатор до нужной толщины, что с электролитом на глаз будем примерно как у автора статьи — рыхло-коралловое.
                0
                А в чём преимущество стальных ТТ? Если там нет пористого покрытия, есть более простой способ осуществить хороший тепловой контакт с алюминиевыми рёбрами, чем пайка.
          0
          Химическое лужение.

          Принципиальный вопрос, это уже готовое устройство или пайка это одна из операций сборки?
          Ибо как вариант можно залудить алюминиевую заготовку низкотемпературным припоем, а в процессе окончательной сборки готового устройства которое боится температуры уже запаять поверх слоя поллуды сплавом вуда. Будет эдакий бутерброд из слоёв припоя.
            0
            Вот тоже к нему склоняюсь. Но как то на реактивах этих про алюминий и нержавейку особо не пишут, оседает ли олово, что бы после низкотемпературным собрать все воедино. Пока не пробовал.
            Тут и сборка и готовое) Алюминий — отдельно можно хорошо прогреть. Нержавейка — отдельно прогреть не выйдет для лужения, и при соединении тоже.
            0
            Обычный ЭПСН-40 с медным жалом, ПОС60, канифоль и паста ГОИ (номер не помню, но не думаю, что это важно). ГОИ зачищает от окисла, канифоль закрывает доступ кислороду, чтобы оксидная плёнка не появилась. Тогда получалось. =)
            ЗЫ: Да, если кто не знает, паста ГОИ хорошо плавится, так что всё довольно просто.
              0
              Я почитал Твиттер автора оригинальной статьи, и он как раз писал и про про пайку алюминия. Правда ему было допустимо нагревать детали.
              +9
              Добавлю журнал из прошлого, когда ещё не было токопроводящей краски:
              «Сделай сам», 1990 г. №02, статья «Гальванопластика дома», Н.В.Одноралов

              Также рекомендую заметки в журнале «Химия и Химики» (частично заблокирован в РФ) автора В.Н. Витера по его работе в гальваническом цехе.
                +9
                у нас в школе физик строил генератор вандеграафа.
                я видел как он напильником натер графит, смешал с клеем и намазывал им глобус.
                потом видел готовый результат — омедненный глобус.
                сам процесс дома в ванной, рецепт и порядок устно был рассказан и забыт.
                Генератор работал — пробивало в сухом помещении сантиметров 20-30 с хорошим щелчком
                  +12
                  Повезло Вам с учителем.
                  0
                  Не совсем понятно, медная краска из баллона таки нужна изначально? Ибо как раз эта краска видится наиболее проблемной частью.
                    +2
                    Медной краски не бывает. Бывает токопроводящая краска, а потом идёт покрытие гальванопластикой.
                      0
                      Что из этого у нас продается?
                        0
                        Медный купорос, серную кислоту и сахарин можно купить, это простой рецепт меднения. Собственно и готовые электролиты продаются, правда есть проблемы с доставкой…
                        Вопрос как всегда в первоначальном покрытии предмета. Медная краска как в статье стоит 50 евро в официальном магазине и не факт что её вообще можно где-то достать у нас.
                        У нас доставабелен EMI 35 но я не видел отзывов что его кто-то использовал, возможно он не годится.
                          0
                          Всё, токопроводящая краска в балонах по моему есть даже в Чип-дип. Медный купорос в русхиме, серная кислота — электролит (можно и концентрированную найти, но сложнее), вместо сахарина можно сахар и спирт этиловый. Рецептов море.
                            0
                            Да, сахар, помнится давал почти блестящее покрытие.
                            +3
                            можно аэрозольный графит от крамолина попробовать, по крайней мере платы некоторые умудряются с ним металлизировать.
                              +1

                              Я для гальванопластики использовал графитовую краску в аэрозольном баллончике solins graphite (какая в магазине была). Не знаю, насколько прочно держится покрытие, и на сложных деталях (омеднял чертополох) есть сложности с первоначальным затягиванием.


                              ЗЫ: сама статья вызывает сомнения. Автор играется с электролитом (рецепт которого просто берётся из сети) вместо того чтобы отрегулировать плотность тока.

                              0
                              Как так не бывает, если в статье есть даже фото баллона с такой краской?

                              Краска из статьи сама по себе не электропроводна, она становится электропроводной только после помещения её в кислоту электролита, после чего и становится возможным гальванопластика.
                                0
                                Как я понял — это не медная краска, это токопроводящий раствор для меднения. Вот нашёл: www.ebay.pl/itm/Leitlack-Spray-Kupfer-Kupferleitlack-Spray-Bastel-Dekolack-Galvanik-/392026624744

                                В переводе:
                                Спрей проводящего лака для меди / спрей для проводящего лака для меди — гальваника декоративного лака ручной работы


                                Таки — это токопроводящий лак для меднения.
                                  0
                                  В даташите есть подробности www.tifoo.de/media/pdf/b1/73/61/anleitung-tifoo-kupfer_leitlack_spray-de.pdf
                                  Beachten Sie, dass der getrocknete Lack noch nicht elektrisch leitet.

                                  Der lackierte Gegenstand ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht leitfähig, da die
                                  Oberfläche durch Oxidschichten blockiert ist

                                  И да это всётаки не краска в обычном смысле, там пишут что работать нужно в перчатках так как покрытие не стойкое к истиранию. Видимо это некая порошкообразная медь которая легко гальванизируется.
                                  Вобщем самое интересное в статье, это как раз медный спрей.

                                  В чипдипе есть графитовый спрей, он пригоден для гальваники.
                                  Но такое покрытие фигово держится, медная корочка по факту сидит на промежуточном рыхлом слое графита и легко сколупывается.
                                  Вроде как есть ещё EMI 35 и EMILAC 200, они хорошо держатся на поверхности но фиг знает насколько они пригодны для гальваники, больно дорого для попробовать…
                            +1
                            Но после определенного момента ее наращивание останавливается

                            Скорее всего связано с понижением кислотности раствора, т.к. рафинирование катода идет при пониженном pH. Обычно для таких целей дозируют серную кислоту и делают принудительную циркуляцию рабочего раствора. Ну и от чистоты меди анода будет зависеть чистота покрытия катода. Т.к. содержащиеся в ним примеси будут выпадать шламом на дно электролизной ванны.
                            Еще как ремарка —
                            1. можно использовать любое токопроводящее ПАВ.
                            2. Чем ближе анод к катоду — тем интенсивнее реакция осаждения. В идеале примерное повторение формы с небольшим отступом.
                              +1
                              Вот кто бы подсказал как в домашних условиях делать проходные отверстия в двухслойных платах с помощью «омеднения».
                                0
                                На али продаются вот такие заклепочки, внешний диаметр где-то 1.5мм, внутренний 0.9, как раз соединять между собой стороны ПП. Стоят копейки. Ищутся по словосочетанию pcb through hole. Муторно, конечно, но когда было легко быть радиолюбителем…
                                image
                                  0

                                  Для перемычек (via) будут крупноваты.

                                    +1
                                    Когда-то давно были такие на работе. Старики их в шутку называли «нанотрубки». И были они химически луженные и довольно мелкие — отверстие 0,5мм или около того. Но сейчас уже таких не найти. Да и надо ли? В один прототип можно и проволочки запаять, а больше — заказать платы.
                                    Еще можно клепать отожженную жилу витой пары, но это на любителя. Сделал так одну плату, вроде норм, но как-то не прижилась у меня эта технология.
                                  +1
                                    0
                                    Ещё кто-то делает дома платы?
                                      +3
                                      Эм, а Вы заказываете всегда по 5-10шт и ждете неделю/две?
                                      Например проект возникший спонтанно и не объемный можно реализовать за вечер (я имею ввиду устройство какое нибудь простенькое).
                                        +1
                                        Тогда я делаю навесным монтажом. Но в последнее время я вообще не делаю платы.
                                      0
                                      Но зачем?
                                      Я понимаю лет 10-20 назад было актуально, но щас же плату легко и недорого можно заказать.
                                        0
                                        Сейчас вообще большинство плат можно даже не паять :)
                                          +1

                                          Я в духовке запекаю)

                                        +2
                                        На радиокоте огромная ветка про металлизацию. Рецепты на выбор — гипофосфит, палладий, и вариации палладиевого процесса на золоте, серебре. Там в основном по палладию, а серебро, золото на уровне экспериментов, но рецепты вполне доведены до повторения. Я первый раз пробовал именно на серебре (кажется в итоге от аллигатора остановился) пару растворов (палладий показался дорого, развлекаться с КМками не хотелось, а кусочек колечка нашелся) и все получилось с первого раза. Теперь палладий достал, но пока серебро работает, нет большого желания с палладием возиться… ))
                                        А вот гипофосфитный метод на we.ee лучше в статьях evsi (уже дали ссылку) описан — тоже вполне рабочий процесс, но больше ручной возни.
                                        Если совсем не хочется заморачиваться с доставанием всякой химии и приготовлением растворов — можно с графитом поразвлекаться, но он как мне показалось более трудоемок в использовании. Против палладий/золото/серебро — сложнее достать и приготовить растворы, но вот сам процесс сильно проще — помакать по баночкам заготовку — и в гальванику.
                                          0
                                          Если есть доступ к вакуумной камере, можно экспериментировать с металлизацией пластиков низкотемпературной плазмой.
                                            0
                                            Ах да, еще про металлизацию, гальванику, химлужение и вообще изготовление ПП у Ruzik на сайте неплохо расписано в его стиле — подробно, с картинками.
                                          +1
                                          скандинавская золотая монета

                                          Как кучеряво автор назвал 10 евро центов!

                                            +1
                                            При этом в Скандинавии евро вообще не в ходу.
                                            0
                                            Где бы почитать на тему гальванического покрытия углеродистой стали чем либо, но финишное покрытие — олово, которое потом будет оплавлено. Толщина покрытия значения не имеет.
                                            Покрытие не должно отваливаться от времени, и это пожалуй все пожелания.
                                            А так же все то же самое для бронзы и латуни.
                                            Лужение паяльником не подходит, к сожалению.
                                            0
                                            раствор очень чувствителен к загрязнениям.

                                            Но после определенного момента ее наращивание останавливается. Не знаю почему, в химии я не силен.


                                            Если процесс действительно чувствителен к загрязнениям, то вполне возможно, что за пару часов раствор попросту загрязняется продуктами побочных реакций, приводя к торможению осаждения меди. Это так, мысли вслух.
                                              +7
                                              Я, конечно, не настоящий сварщик гальваник, мы делали для школьников практикум по меднению подобранных на улице листочков, есть небольшой опыт.
                                              Сульфат меди лучше растворять в воде до добавления кислоты, она снижает его растворимость. Пропорции мы брали из Одноралова, 150-180 г/л медного купороса и 30-40 г/л кислоты и 8-10 г/л этилового спирта. Спирт, видимо как и у вас сахарин, делает покрытие более мелкокристаллическим. Рабочая температура +20, ну и гальванических ванн с мешалками-насосами-фильтрами у нас понятное дело не было — пластиковый контейнер, раствор фильтровали через ватку.
                                              Ток рекомендуют 1 Ампер на квадратный дециметр, но мы меднили по графиту и изначальный ток, до «затяжки» медью, пускали примерно втрое-впятеро меньше. На затяжку березового листа уходило около суток, потом наращивали толщину уже полным током, получался хороший четкий рельеф. А школьники считали по формулам массу осажденной меди.
                                              image
                                              Почти все тонкости (кроме современных медных и графитовых баллончиков) разобраны в книге
                                              Одноралов Н.В. «Занимательная гальванотехника Пособие для учащихся» 1979, она есть в сетевых библиотеках
                                                +2
                                                Ох, а не желаете ли написать более полную статью по теме?
                                                  +1

                                                  Вот да. Это ж офигенно.

                                                    0
                                                    Даже слегка не по себе, не царь ли Мидас чихнул на чертополох.
                                                    +1
                                                    Попробую. К сожалению, у меня мало именно практического опыта. Профи, которые делают листики на продажу, скорее всего, например, используют не постоянный ток, а схемы с периодическим «реверсом» — это должно уменьшать избыточное накопление меди на остриях, где плотность тока больше, ну и еще какие-то тонкости обязательно есть.
                                                      0
                                                      Видимо нужно быть Фейнманом, чтобы делать всё со второй попытки. Остальным опыт — сын ошибок трудных, но идущий путь осилит.
                                                      Успехов в том числе в спелеоастрономии, воспринимал как шутку, пока не погуглил.
                                                  +1
                                                  Между прочим, на Хабре, уже была статья про гальваническое покрытие, какого-то СВЧ устройства отпечатанного на 3d-принтере. Была она несколько лет назад. С тех пор я ее пытался найти много раз, но безуспешно. Может быть кто-то помнит подробности?
                                                    +1
                                                    Оно? habr.com/ru/post/384125
                                                    Только рецептов там маловато…
                                                      +1
                                                      Да. Это та самая статья 2015г.
                                                      Спасибо!

                                                      Мне запомнилась оттуда идея печатать волноводы из полимеров.

                                                    +2
                                                    Однажды мы вместе обедали, и он рассказал мне, что прежде, чем приехать
                                                    в Лос-Аламос, он работал в Англии.
                                                    — Какой работой вы там занимались? — спросил я.
                                                    — Я занимался металлизацией пластмасс. Я был одним из молодых
                                                    сотрудников в лаборатории.
                                                    — Как шло дело?
                                                    — Довольно хорошо, но у нас были кое-какие трудности.
                                                    — Вот как?
                                                    — Когда мы только начали разрабатывать процесс, в Нью-Йорке объявилась
                                                    компания…
                                                    — Какая компания в Нью-Йорке?
                                                    — Она называлась корпорация «Метапласт». Они продвинулись дальше, чем
                                                    мы.
                                                    — Откуда вы знаете?
                                                    — Они все время рекламировали себя в «Современных пластмассах», помещая
                                                    на всю страницу объявления с картинками тех вещей, которые они могли
                                                    покрывать металлом, и мы поняли, что они ушли далеко вперед.
                                                    — Вы видели какое-нибудь их изделие?
                                                    — Нет, но по этой рекламе можно было сказать, что они нас опередили.
                                                    Наш процесс был довольно хорош, но не было смысла даже пытаться
                                                    соревноваться с американским процессом вроде того, какой был у них.
                                                    — Сколько химиков работало в вашей лаборатории?
                                                    — У нас было шесть химиков.
                                                    — Как вы думаете, сколько химиков было у корпорации «Метапласт»?
                                                    — О, у них, должно быть, был настоящий химический отдел!
                                                    — Не могли бы вы описать мне, как, на ваш взгляд, мог бы выглядеть
                                                    главный химик-исследователь корпорации «Метапласт» и как могла работать его
                                                    лаборатория.
                                                    — Насколько представляю себе, у них было 25 или 50 химиков, а у
                                                    главного химика-исследователя свой собственный кабинет, специальный, со
                                                    стеклом. Знаете, как показывают в фильмах. Молодые ребята все время заходят
                                                    с исследовательскими проектами, над которыми они работают, получают у него
                                                    совет и бегут работать дальше, люди постоянно снуют туда-сюда. При их 25 или
                                                    50 химиках, как, черт возьми, можно было с ними конкурировать?
                                                    — Вам будет интересно и забавно узнать, что сейчас вы беседуете с
                                                    главным химиком-исследователем корпорации «Метапласт», чей штат состоял из
                                                    одного мойщика бутылок!

                                                    (С)
                                                      0
                                                      Именно.
                                                      +1
                                                      Десятки миллиампер на квадратный сантиметр? От хорошего электролита ожидал чего-то более быстрого. Я листики осенью графитом брызгал и в сульфате меди из хозмага (т.е. техническом) с уксусом (не серкой!) меднил на примерно таких токах. Наилучший результат под
                                                      спойлером
                                                      покрытые медью листики
                                                      Если изображение будет недоступно, то вот ссылка на пост с изображениями: www.instagram.com/p/CG5nD8CHtB4/

                                                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                      Самое читаемое