Anody są wykonywane przy użyciu kwasu, aby utworzyć powłokę odporną na korozję i zużycie na powierzchni metalu. Proces anodowy zmieni również strukturę krystaliczną na powierzchni substancji (jak w stopach aluminium), pozwalając na zabarwienie metalu jasnym kolorem. Samodzielne wykonanie anody w domu może być bardzo przydatne w przypadku niektórych projektów, takich jak zabezpieczanie metalowej pamiątki rodzinnej lub starożytnej biżuterii. Możesz go również użyć do eksperymentów w domu ze starszymi dziećmi. Nie zapomnij o środkach ostrożności w odniesieniu do materiałów żrących (łatwopalne, rdzawe i kruszące się), takich jak kwas siarkowy i roztwory zasadowe, podczas anodowania aluminium w domu. Materiały te mogą powodować oparzenia chemiczne, jeśli nie są odpowiednio obsługiwane.
Krok
Część 1 z 4: Przygotowanie składników
Krok 1. Kup jakiś standardowy metal ze stopu aluminium
Anody dobrze radzą sobie z aluminium. Możesz więc zrobić to sam w domu, jeśli będziesz ostrożny. Zacznij od małych kawałków aluminium jako pierwszy krok do namoczenia w roztworze kwasu.
- Małe kawałki aluminium do tego projektu można kupić w sklepie z narzędziami lub przez Internet, za stosunkowo niską cenę.
- W tym procesie kawałek aluminium, który ma być anodą, działa jako anoda (część, która jest naładowana dodatnio).
Krok 2. Kup grubą plastikową wannę, w której namoczysz metal
Wybierz bardzo twardy i mocny plastik. Rozmiar używanej wanny będzie zależeć od obsługiwanego metalu, ale upewnij się, że jest wystarczająco duży, aby pomieścić metal i aluminium, oraz że jest miejsce na płyn do namaczania.
Krok 3. Kup farbę do ubrań w sklepie spożywczym
W przypadku anody można zafarbować metal prawie na dowolny kolor przy użyciu zwykłego barwnika do tkanin. Ten proces jest również używany przez Apple podczas kolorowania iPodów.
Możesz również użyć specjalnego barwnika anodowego, aby uzyskać lepsze wyniki
Krok 4. Zakup materiały potrzebne do wykonania anody
Do wykonania anody w domu potrzebne będą specjalne narzędzia. Większość tego sprzętu można znaleźć w sklepach ze sprzętem lub sprzętem. Niektóre z potrzebnych elementów to:
- Odtłuszczacz (produkt do usuwania tłuszczu i oleju)
- 2 katody ołowiowe wystarczająco długie, aby można je było zawiesić na plastikowej obudowie
- Aluminiowy bęben kablowy
- Woda destylowana w ilości wystarczającej do napełnienia plastikowej wanny.
- Proszek do pieczenia
- Gumowe rękawiczki
Krok 5. Poszukaj sklepów, w których można kupić trudne do znalezienia materiały
Aby wykonać anodę, potrzebujesz kilku litrów kwasu siarkowego (kwasu akumulatorowego), roztworu alkalicznego i stałego zasilania o napięciu co najmniej 20 woltów. Może będziesz mieć problemy z uzyskaniem kwasu akumulatorowego. Spróbuj jednak poszukać go w sklepie z artykułami samochodowymi. Duża ładowarka akumulatorów może być również używana jako stałe źródło zasilania.
Część 2 z 4: Czyszczenie aluminium
Krok 1. Umyj metal mydłem i wodą
Oczyść brud i zanieczyszczenia, aby ułatwić proces anodowy i zminimalizować możliwość awarii podczas uruchamiania procesu. Metal, który chcesz anodować, umyj łagodnym detergentem i ciepłą wodą. Następnie osusz czystą chusteczką lub szmatką.
Krok 2. Użyj szmatki, aby nałożyć odtłuszczacz
Postępuj zgodnie ze wskazówkami na opakowaniu produktu, aby użyć odtłuszczacza do usunięcia oleju, który nadal przylega do metalu. W razie potrzeby wytrzyj metal i upewnij się, że żaden produkt nie pozostaje na metalu, zanim przejdziesz do następnego kroku.
Krok 3. Rozcieńczyć ług wodą, aby uzyskać roztwór do namaczania
Użyj małej plastikowej tuby, aby wymieszać 3 łyżki. (50 ml) ługu z 4 litrami wody destylowanej. W gumowych rękawiczkach zanurz przedmiot, który chcesz anodować w roztworze. Pozwól mu moczyć się przez około 3 minuty przed wyjęciem i umyj ciepłą wodą.
- Roztwór alkaliczny usunie anodę, która już znajduje się na powierzchni metalu. Po usunięciu warstwy anodowej powierzchnia metalu będzie łatwo zwilżona wodą i nie będzie na niej tworzyć kropel wody.
- Podczas pracy z roztworami alkalicznymi noś gumowe rękawiczki.
- Nie używaj łyżek ani miarek używanych do jedzenia. Materiały użyte do przeprowadzenia tego procesu są toksyczne.
Część 3 z 4: Przygotowanie wanny anodowej
Krok 1. Umieść plastikową wannę w dobrze wentylowanym miejscu
Ta wanna powinna być umieszczona w miejscu z dala od przedmiotów, które mogłyby zaszkodzić procesowi anodowania. Umieść plastikową wannę na wierzchu drewnianej deski i/lub ciężkiej szmatki, aby zebrać rozlany płyn. Idealnym miejscem jest garaż lub szopa z otwartymi drzwiami i oknami.
Aby uzyskać najlepsze wyniki, zalecamy wykonanie tego procesu, gdy temperatura w pomieszczeniu osiągnie 21-22 °C
Krok 2. Przygotuj zasilacz
Umieść zasilacz na niepalnym przedmiocie, takim jak beton. Użyj multimetru (dostępnego w sklepach z artykułami samochodowymi), aby upewnić się, że bateria, której używasz, może działać nieprzerwanie.
- Podłącz przewód dodatni z ładowarki akumulatora lub prostownika do przewodu, który ma być przymocowany do aluminium.
- Podłącz ujemny przewód ładowarki akumulatora do aluminiowego przewodu podłączonego do 2-przewodowych katod.
Krok 3. Przywiąż jeden koniec długiego drutu aluminiowego do anody (obiekt aluminiowy)
W tym celu można użyć kabla aluminiowego o grubości 12 mm. Skręć lub podłącz przewody w ukrytym obszarze. Na przykład, jeśli anodujesz klucz, owinąć linkę wokół złącza między ostrzem a tyłem klucza.
- Obszary owinięte drutami nie będą anodowane.
- Aby zapewnić stały przepływ prądu, mocno owinąć przewód.
Krok 4. Owiń środek drutu na małą drewnianą deskę
Drewniane deski powinny być dłuższe niż szerokość plastikowej wanny. Ma to na celu ułatwienie podnoszenia aluminium po zakończeniu procesu później. Po owinięciu wokół drewnianej deski upewnij się, że są jeszcze pozostałe przewody do podłączenia do zasilania.
Sprawdź drewnianą deskę, aby zobaczyć, czy aluminiowy przedmiot jest zanurzony w roztworze kwasu, ale nie dotyka dna plastikowej wanny
Krok 5. Umieść katody ołowiane po obu stronach plastikowej wanny
Poprowadź drut aluminiowy między 2 katodami i połącz je z drewnianą deską. Do tego kabla należy podłączyć ujemną część zasilacza.
Upewnij się, że przewody podłączone do przedmiotu aluminiowego nie stykają się z katodą ołowiową
Krok 6. Przygotuj mieszankę wody destylowanej i kwasu akumulatorowego w plastikowej kąpieli w równych proporcjach
Wymagana ilość zależy od wielkości anodowanego aluminium. Woda powinna wystarczyć do całkowitego zanurzenia metalu. Uważaj, aby nie rozlać mikstury podczas mieszania.
- Załóż maskę lub respirator przed kontaktem z kwasem. Zwiększ wentylację pomieszczenia, włączając wentylator.
- Pamiętaj, aby zawsze najpierw wlać wodę przed dodaniem kwasu.
- Jeśli jakiś kwas zostanie rozlany, natychmiast posyp sodą oczyszczoną.
Krok 7. Podłącz przewód aluminiowy do zasilacza
Przewód podłączony do aluminiowego przedmiotu musi być podłączony do dodatniego zacisku zasilacza. Przewód wychodzący z katody ołowiowej musi być podłączony do ujemnego zacisku zasilacza.
Przed włączeniem zasilania sprawdź wokół plastikowego pojemnika, aby upewnić się, że żaden płyn nie został rozlany. Dokładnie sprawdź, czy źródło zasilania jest bezpiecznie podłączone i czy wszystkie części skóry są zakryte
Część 4 z 4: Anodowanie i barwienie metalu
Krok 1. Włącz źródło zasilania
Po włączeniu powoli zwiększaj moc, aż osiągnie idealne natężenie (prąd elektryczny). Ogólna zasada to 12 amperów na każde 9 cm2 materiału metalowego.
Zbyt szybki wzrost mocy lub użycie zbyt dużej mocy może spowodować spalenie drutu aluminiowego
Krok 2. Utrzymuj stałe zasilanie w ciągu 45 minut
Na powierzchni aluminium zaczną tworzyć się małe pęcherzyki utleniania. Kolor aluminiowego przedmiotu również zacznie być brązowy, a następnie żółty.
Jeśli po włączeniu zasilania przez około 30 sekund nie tworzą się bąbelki, wyłącz zasilanie i sprawdź połączenie. Zwykle oznacza to, że zasilacz nie jest prawidłowo podłączony
Krok 3. Wymieszaj barwnik podczas procesu anodowego
Jeśli chcesz pokolorować aluminiowy metal, przygotuj barwnik tak, aby był gorący i gotowy do użycia, gdy aluminium zostanie później usunięte z plastikowej wanny. Każdy barwnik ma inne wymagania. Tak więc przygotuj barwnik zgodnie z instrukcjami podanymi na opakowaniu.
- Ogrzewanie barwnika zwiększy ilość pigmentu, który może zostać wchłonięty przez metaliczny aluminium. Nie należy jednak podgrzewać barwnika powyżej 50°C.
- Garnek może ulec uszkodzeniu, jeśli zostanie wystawiony na działanie barwnika. Używaj więc starych garnków, które nie są używane do gotowania potraw.
Krok 4. Wyłącz zasilanie po upływie 45 minut
Po zakończeniu procesu anodowania w plastikowej tubie wyłącz zasilanie przed wyjęciem metalu. Ostrożnie usuń aluminiowy metal, a następnie umyj go wodą destylowaną.
- Zrób to szybko, jeśli chcesz pokolorować aluminium.
- Zawsze noś rękawice ochronne podczas podnoszenia i mycia aluminium.
Krok 5. Włóż aluminium do ogrzanej kąpieli barwiącej
Pozwól aluminium zanurzyć się w barwniku przez około 15 minut. Jeśli chcesz pokolorować tylko niektóre części aluminium (na przykład tylko tył klucza), owiń drut aluminiowy wokół części, której nie chcesz pokolorować. Użyj tej części jako uchwytu podczas zanurzania aluminium w barwniku.
Jeśli nie chcesz poplamić aluminium, natychmiast gotuj metal w wodzie destylowanej przez około 30 minut
Krok 6. Zagotuj wodę destylowaną na płycie grzejnej (płycie grzejnej używanej w laboratorium)
Musisz zapewnić wystarczającą ilość wody, aby całkowicie zanurzyć aluminium. Po zakończeniu barwienia aluminium wyjmij je z miski do barwienia i umieść we wrzącej wodzie na około 30 minut.
Krok 7. Ostrożnie usuń gorące aluminium, a następnie pozostaw do wyschnięcia
Umieść poplamione aluminium na czystej myjce lub ręczniku i pozwól mu ostygnąć, zanim się nim zajmiesz. Gdy jest zimno, musisz szczelnie uszczelnić powierzchnię.
Ostrzeżenie
- Materiały użyte w tym projekcie mogą być niebezpieczne w przypadku rozlania lub połknięcia. Trzymaj zwierzęta i dzieci z dala od miejsca pracy. Upewnij się, że zawsze nosisz grubą odzież, okulary ochronne i rękawiczki.
- Nigdy nie wlewaj wody do kwaśnego roztworu. Może to spowodować przepełnienie i eksplozję. Ta reakcja zachodzi z powodu wytworzonego ciepła i może spowodować poparzenia kwasem.
