Квадрига Большого театра

Более 150 лет назад Б. С. Якоби, работая над усовершенствованием гальванического медно-цинкового элемента, обнаружил интересное явление. На одном электроде происходило отложение тонких и прочных слоев меди. Так родилась новая отрасль прикладной электрохимии - гальванотехника. Якоби использовал это явление для получения тонких металлических копий с рельефных предметов - монет, медалей, скульптур.

На предмет наносили слой гипса или расплавленного воска. После застывания этот слой снимался и получалась «негативная» копия. Чтобы сообщить копии проводимость, ее поверхность с внутренней стороны покрывалась слоем графита. Затем «негатив» помещали в насыщенный раствор медного купороса и соединяли с отрицательным полюсом источника тока; другой полюс соединялся с медной пластинкой, погруженной в тот же раствор. В результате электролиза на поверхности копии отлагалась медь. Когда слой меди достигал достаточной толщины, модель вынимали из раствора и отделяли от гипса. Получалась точная копия поверхности предмета.

Якоби был человек энергичный, и благодаря ему гальванопластика - так он называл электролитическое снятие копий - быстро нашла практическое применение. Спустя три года ее стали использовать для воспроизведения досок, с которых печатали кредитные билеты. В 1844 г. в Петербурге, близ Нарвских ворот, было организовано гальваническое предприятие, на котором работали две с половиной тысячи рабочих. Там изготовлялись декоративные скульптуры и барельефы для архитектурных ансамблей Зимнего дворца, Исаакиевского собора, Главного штаба и других зданий. Четверка бронзовых коней, которой управляет Аполлон, на фронтоне Большого театра в Москве тоже изготовлена способом гальванопластики.

Наряду с гальванопластикой широкое развитие получила гальваностегия - покрытие изделий металлами с помощью электролиза. Чтобы предохранить изделия от коррозии, их покрывают цинком, кадмием, оловом, свинцом, никелем, железом, кобальтом. Особенно нуждается в этом химическая и электротехническая аппаратура. Цинкование, лужение, свинцевание - неотъемлемые звенья многих технологических цепочек.

Никелевые покрытия нарядны, стойки, прочны. Поэтому никелирование - самый распространенный в гальванотехнике процесс. Ежегодно во всем мире никелируют миллионы квадратных метров поверхности различных изделий - от дверных ручек до бамперов автомобилей и волноводов. Разработаны специальные электролиты и оптимальные токовые режимы, благодаря которым никелирование производится быстро и надежно. Точно так же хромируют цилиндры двигателей, лопатки паровых турбин и другие изделия, которые должны противостоять сильному жару, износу, агрессивной среде. Для повышения электропроводности изделий на них иногда наносят слой меди. Бывает, этот слой является промежуточным между изделием и слоем никеля или хрома. Меднение применяют при изготовлении матриц для штамповки грампластинок, золочение и серебрение - в электротехнике, радиоэлектронике, часовой промышленности, ювелирном деле.

Электролитическое рафинирование меди - дело, конечно, не новое. Но принцип анодного растворения металла таит в себе удивительные возможности. В некоторых случаях электрохимическая размерная обработка металлов приходит на смену традиционным механическим способам резания, сверления, полирования, шлифования. Ценный металл перестает превращаться в стружку. Производительность труда увеличивается в 5-10 раз. Внедрение такой, казалось бы, малозначительной операции, как электролитическое снятие заусенцев и других дефектов с отливок или зачистка сварных швов, повышает производительность труда в 30 раз.

Уже давно выпускаются и с большим экономическим эффектом используются станки для электрохимической размерной обработки металлов. Атом за атомом металл удаляется из обрабатываемой детали, поляризуемой анодно. Продукты реакции выносятся потоком электролита, циркулирующим между деталью и инструментом-катодом. Электролитическими методами можно обрабатывать такие сверхтвердые и трудно поддающиеся механической обработке материалы, как вольфрам или хромоникелевая легированная сталь.