История Гальваники

• Бронзовый век: Бронзовый век длился с четвертого по второе тысячелетие до нашей эры. Хотя коррозия затруднила точную датировку обнаруженных методов отделки, археологи считают, что первые металлические вставки датируются третьим тысячелетием до нашей эры. В этих находках с Ближнего Востока и Египта металлическая фольга и проволока были вставлены в пазы, обернуты вокруг предметов или обжаты на них, чтобы изменить их внешний вид. Со временем слои, похоже, стали тоньше, и в находках второго тысячелетия до нашей эры для украшения статуй использовались металлические листы вместо фольги.
• Железный век: Железный век длился с 12 по 5 век до н.э. и видел первые случаи полного нанесения покрытий на предметы, достигнутые в Древней Греции путем нанесения металлической фольги и проволоки вокруг всего объекта.

• Римский период: Римляне, по-видимому, были первыми, кто использовал смещающее покрытие для покрытия предметов. В ранний римский период между первым и четвертым веками нашей эры артефакты свидетельствуют об электрохимическом нанесении покрытий, полученных с использованием естественной разности потенциалов между различными типами металлов. Примерно в то же время был разработан другой метод нанесения покрытия - ртутное золочение. Хотя ртутное золочение было изобретено в Центральной Азии, Плиний Старший был первым, кто описал этот процесс в первом веке нашей эры. В этом процессе, также называемом огненным золочением, маленькие кусочки золота смешивались с ртутью в соотношении один к восьми, создавая вязкую амальгаму, которую можно было нанести кистью на поверхность подложки. После завершения работы объект нагревали до тех пор, пока ртуть не испарялась, оставляя после себя золотое покрытие. Этот метод также называли Методом потерянного ученика, потому что в процессе создавались токсичные пары ртути, которые в сочетании с плохой вентиляцией приводили к отравлению ртутью, которое разрушало рассудок позолотчиков, а затем убивало их примерно после четырех покрытий.
• Средневековый период: Средневековый период между пятым и 15 веками ознаменовался расширением технологий, разработанных в римский период. В девятом веке европейцы разработали технологию нанесения вытесняющего покрытия на железные доспехи, при которой поверхность доспехов покрывалась медью, чтобы подготовить ее к ртутному золочению. В этот период также был разработан Дамаскин, названный в честь Дамаска, Сирия, где его чаще всего видели. Эта техника инкрустации включала вырезание рисунка на металле подложки, затем вырезание и вдалбливание декоративного металла в подложку. Также был разработан ложный дамаскин, который использует аналогичный процесс, но включает в себя надрезание металла подложки вместо того, чтобы врезаться в него.
• Ренессанс: Период Ренессанса с 15 по 17 век ознаменовался дальнейшим развитием позолоты — циферблаты часов, например, покрывались серебром с использованием серебрящих солей в качестве паст и растворов.

• Промышленная революция: В то время как предыдущие технологии использовали вытесняющее покрытие и заложили основу для развития гальванопокрытия, истинное происхождение гальванопокрытия произошло во время промышленной революции, которая произошла между концом 18-го и началом 19-го века. Алессандро Вольта изобрел функционально первую электрическую батарею в 1800 году. Названный в честь Вольты, гальванический элемент voltaic pile представляет собой совокупность гальванических элементов для получения электрического тока. Изобретение Вольты высоко оценил французский император Наполеон Бонапарт, который сделал Вольту графом за его работу. Это ключевое изобретение стало катализатором, необходимым для вывода гальванопокрытия на новый уровень, что произошло вскоре после изобретения Вольты.

• 1800-1804: Крукшенк впервые описывает гальванопокрытие. Британский ученый Уильям Крукшенк впервые сообщил об гальванопокрытии в 1801 году. В своей публикации Круикшенк описал свой эксперимент по нанесению дендритного металлического свинца и меди на поверхность с помощью источника тока «Вольтов столб». Круикшенк добился этого, прикрепив серебряные провода к верхнему и нижнему слоям ворса столба и поместив концы в раствор ацетата, а затем в раствор меди в последующих экспериментах. В результате тонкие иглы металлического материала оседают на дно ворса столба. Однако, хотя эксперимент Крукшенка был первым зарегистрированным случаем нанесения гальванопокрытий, ему не приписывают изобретение гальванопокрытия, поскольку техника не была полностью изучена еще пару лет.

• 1805-1830: Бругнателли изобретает гальванопокрытие. Луиджи Брунателли, итальянскому химику, наиболее широко приписывают изобретение гальванопокрытия. Бругнателли опубликовал свои выводы об использовании свай Вольта для нанесения слоя золота на металлическую поверхность в 1805 году. Используя технику, аналогичную той, которую использовал Круикшенк, Бругнателли нанес золото на серебряные медали, погрузив их в “аммиачный раствор золота” и применив заряд с помощью сваи Вольта. Бельгийский журнал физики и химии опубликовал его результаты, но его работа не была хорошо принята в более широком научном сообществе. В то время как Наполеон праздновал Вольту, французский император не одобрял работу Бругнателли. По мнению Наполеона, это открытие сделало бы золочение доступным для низшего класса, что, по его мнению, было неприемлемо. Впоследствии неодобрение Наполеона запретило работе Бругателли доступ во Французскую академию наук, не позволив ей стать достоянием более широкого научного сообщества.

• 1830-1840: Элкингтоны запатентовали несколько гальванических процессов. После эффективного подавления Бругнателли гальванопокрытие было в значительной степени забыто на десятилетия. Этот процесс не всплывал на поверхность до 1830-х годов, когда несколько ученых независимо открыли его заново. В 1839 году российские и британские изобретатели разработали способы гальванопокрытия медных печатных форм, и британский изобретатель Джон Райт понял, что может использовать цианистый калий в качестве электролита для гальванопокрытия. В 1840 году Райт начал работать с кузенами Элкингтонами, Джорджем и Генри, которые купили патент Райта и получили еще несколько патентов на аналогичные процессы гальванопокрытия с использованием золота и серебра. Элкингтоны добились коммерческого успеха в нанесении покрытий на столовое серебро и производстве декоративных изделий, в том числе столовых приборов на борту затонувшего "Титаника".

• Новые богатые слои населения: с промышленной революцией появился новый богатый класс, ставший таковым благодаря расширению фабрик и изобилию рабочих мест в городах. Стало модным демонстрировать это богатство любыми необходимыми средствами, и вычурные стили недавних периодов барокко и рококо казались уместными. Изделия, напоминающие об этих стилистических периодах, можно было бы изготавливать дешевле, используя технологии производства и гальванопокрытия, что сделало бы их более доступными и доступными.
• Русская аристократия: В то время как массы Западной Европы требовали гальванопокрытия, Россия испытала аналогичный ажиотаж среди своей религиозной и экономической элиты. Восточная православная церковь вложила значительные средства в позолоченные футляры для икон, статуи и другие украшения для своих церквей, в то время как королевская семья Романовых демонстрировала свое огромное богатство позолоченными предметами по всей своей собственности.

• Изобретения в области электричества: В 1871 году бельгийский изобретатель Зеноб Грамм создал генератор постоянного тока, который использовал вращательное движение. Динамо-машина Gramme позволила гальванопокрытию стать еще более доступным и доступным, и по всей Европе появляется все больше предприятий по производству гальванопокрытий.
• Экспансия Британской империи: В конце 19-го века Британская империя значительно расширилась по всему миру, и гальванопокрытие быстро появилось везде, где появлялась Империя. Распространение британской культуры, изобретений и моды также привело к распространению популярности гальванических изделий среди населения, которое в противном случае не использовало бы эту технологию.

• 1900-1913: Гальванопокрытие становится наукой. Чтобы решить текущие проблемы, стоящие перед гальванической промышленностью, Американское электрохимическое общество, предшественник Электрохимического общества, провело в 1913 году симпозиум по электроосаждению металлов. Общество наняло Фрэнсиса К. Фрари и предоставило ему грант на составление всех рецептов, касающихся нанесения покрытия на золото и серебро с использованием электролитических процессов. К концу своего исследовательского периода доктор Фрари собрал 193 рецепта из немецких, французских, британских и американских источников, все из которых были представлены и опубликованы. Эта публикация ознаменовала поворотный момент в истории гальванопокрытия, ознаменовав момент, когда гальванопокрытие стало наукой, а не коммерческой тайной.
• 1914-1939: Мир игнорирует гальванопокрытие. Несмотря на то, что гальванопокрытие стало более воспроизводимым, эта практика оказалась в немилости у всего мира. Новый средний класс привык к своему богатству и больше не пытался демонстрировать его с помощью позолоченных украшений.
• В последующие десятилетия войны и экономические депрессии еще больше снизили популярность гальванопокрытия золотом на более широком рынке, поскольку вместо этого отрасль сосредоточилась на поддержке военных усилий.

• 1940-1969: Возрождение позолоты. В 1940-х годах процесс гальванопокрытия впервые значительно изменился с тех пор, как Райт запатентовал его. Всплеск в электронной промышленности привел к увеличению использования золотого гальванического покрытия в электрических цепях благодаря его превосходной проводимости и коррозионной стойкости. Рост популярности побудил ученых разработать более безопасные и эффективные методы нанесения гальванических покрытий, в которых не использовались опасные цианидные ванны, применявшиеся в предыдущие десятилетия. В результате промышленность заменила свои цианидные ванны более безопасными кислотными ваннами и начала использовать золотые электролиты без избытка цианида.
• Развитие гальванопокрытия продолжалось на протяжении оставшейся части 20-го века и в 21-м, при этом особое внимание уделялось безопасности, а также расширению применения гальванопокрытий. Нынешний век, кремниевый век, официально начался в 1970 году и стал свидетелем продолжающейся эволюции гальванопокрытия. Гальванопокрытие в 1970-х годах развивалось в направлении безопасного удаления воды перед лицом экологических проблем, одновременно модернизируя сопутствующее оборудование, чтобы упростить процесс. Это помогло гальванопокрытию вырасти в размерах и масштабах, расширив технологию до широкого спектра применений.

СОВРЕМЕННЫЕ РАЗРАБОТКИ И ТЕНДЕНЦИИ В ОБЛАСТИ ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЯ:

• Старое эстетическое применение золотого гальванопокрытия по—прежнему широко применяется в современном мире - фактически, компания Elkington plating company по-прежнему производит столовую посуду с золотым покрытием. Однако непрерывное развитие технологий как в гальванопокрытии, так и на более широком рынке привело к появлению множества возможностей для нанесения гальванопокрытий, которые Бругнателли и представить себе не мог, когда впервые разрабатывал технологию в 1805 году. Ниже перечислены некоторые из наиболее заметных событий:

• Безэлектродное покрытие: В то время как вытесняющее покрытие существует со времен римского периода, безэлектродное покрытие в более широком смысле является значительно более новой разработкой. Хотя этот вопрос изучался в середине 19-го века, Абнер Бреннер и Дж.Э. Ридделл случайно заново открыли безэлектродное покрытие в 1944 году, исследуя, как покрывать внутреннюю поверхность стволов пулеметов. Экспериментируя с различными уровнями тока, субстратом, добавками и другими факторами, они в конце концов обнаружили, что никель можно покрывать без электричества, используя гипофосфит натрия в качестве источника электронов. Бреннер опубликовал свои результаты в 1948 году, и с тех пор безэлектродное покрытие используется для нанесения никеля, кобальта, меди, серебра, золота или аналогичных металлов на различные подложки для широкого спектра применений.
• Неметаллические подложки: Нанесение покрытий на неметаллические подложки - еще одна недавняя разработка, получившая большую популярность благодаря своей способности придавать хрупким деталям физические и механические свойства металлов. Некоторые примеры неметаллических подложек, которые могут быть покрыты, включают стекло, пластик, керамику и кевлар. Многие отрасли промышленности предпочитают использовать эти материалы для достижения определенных результатов — например, автомобильная промышленность часто использует пластик для снижения веса автомобиля без ущерба для качества отделки. После завершения процесса нанесения покрытия эти материалы с покрытием становятся прочнее, долговечнее и устойчивее к коррозии, что делает их более ценными для различных отраслей промышленности.