तांबा चढ़ाना विभिन्न धातुओं (एल्यूमीनियम, स्टील, निकल, पीतल) की सतह पर तांबे की एक परत लगाने की प्रक्रिया है। कॉपर चढ़ाना धातुओं को एक दृश्य अपील देता है जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार की डिजाइन परियोजनाओं में किया जा सकता है। इसके अलावा, तांबे की परत धातु उत्पादों की विद्युत चालकता में सुधार करने में सक्षम है, जिससे आगे सतह के उपचार की संभावना काफी बढ़ जाती है।
कोई भी जो कम से कम रासायनिक प्रतिक्रियाओं की बुनियादी बातों से परिचित है, वह घर पर एल्युमिनियम कॉपर प्लेटिंग की तकनीक में महारत हासिल कर सकता है।
तांबे की खोज का इतिहास
तांबा वह पहली धातु है जिसने मनुष्य को जीत लिया और सभ्यता के विकास के इतिहास में सबसे बड़ी भूमिका निभाई। यह घटना कई सहस्राब्दी ईसा पूर्व हुई थी, और इस अनूठी धातु के उपयोग की शुरुआत की सही तारीख स्थापित नहीं की जा सकी थी।
प्राचीन काल में तांबे की डली का उपयोग मुख्य रूप से हथियार और घरेलू उपकरण बनाने के लिए किया जाता था। लाल-धातु के हरे रंग की डली शुरू में साधारण पत्थरों की तरह ही इस्तेमाल की जाती थी। भविष्य में, अनुभवजन्य रूप से, लोगों ने देखा कि इस सामग्री को हथौड़े से संसाधित करने से इसे विशेष गुण मिलते हैं। इस तरह से कोल्ड फोर्जिंग मेटल का जन्म हुआ।
बाद में भी पता चला कि धातु पिघलती है और ठंडा होने के बाद अन्य रूपों और गुणों को प्राप्त कर लेती है। यह चरण धातुओं के गर्म निर्माण के विकास का प्रारंभिक चरण था।
तांबे की विशेषताएं और संरचना
कॉपर एक गुलाब-लाल भारी धातु है जो अत्यधिक नरम होती है और 1080 ℃ से अधिक पर पिघलती है। कॉपर कोटिंग की विद्युत चालकता एल्यूमीनियम की तुलना में 1.7 गुना अधिक है। तांबे में उच्च तापीय चालकता भी होती है।
किसी धातु के कई विशिष्ट गुण उसकी संरचना में विभिन्न अशुद्धियों की उपस्थिति के कारण होते हैं। तो, ऑक्सीजन के अनुसार, जो तांबे की संरचना में है, धातु को इस प्रकार विभाजित किया गया है:
- बिना ऑक्सीजन वाले तांबे में 0.001% से कम अशुद्धियाँ होती हैं;
- परिष्कृत तांबे में 0.001–0.01% ऑक्सीजन होता है;
- शुद्ध तांबे में लगभग 0.03–0.05% ऑक्सीजन होता है;
- सामान्य प्रयोजन तांबे में 0.05-0.08% ऑक्सीजन होता है।
तांबे में लेड या बिस्मथ की उपस्थिति सामग्री के प्लास्टिसिटी गुणों को कम कर देती है। थोड़ी घुलनशील अशुद्धियाँ (सल्फर, लेड, बिस्मथ) धातु की नाजुकता को बढ़ाती हैं।
इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में, ऑक्सीजन के अलावा, हाइड्रोजन तांबे की मिश्र धातुओं की संरचना में प्रवेश कर सकता है।
भौतिक गुण
तांबे का मुख्य गुण कम प्रतिरोधकता और इसके परिणामस्वरूप उच्च विद्युत चालकता है।कॉपर मिश्र धातु में विभिन्न धातुओं की अशुद्धियों में वृद्धि से सामग्री की विद्युत चालकता काफी कम हो जाती है।
शुद्ध तांबे की उच्च तापीय चालकता काफी कम हो जाती है जब इसकी संरचना में विभिन्न प्रकार के मिश्र धातु पदार्थ जोड़े जाते हैं।
अक्सर उद्योग में उपयोग किए जाने वाले तांबे के उत्पाद भी होते हैं जो कार्बनिक अम्ल, अमोनिया और अमोनियम लवण को छोड़कर विभिन्न वातावरणों में जंग के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी होते हैं। तांबे की संरचना में अशुद्धियों की मात्रा में वृद्धि से मिश्र धातुओं के संक्षारण प्रतिरोध में उल्लेखनीय कमी आती है।
धातुओं की कॉपर प्लेटिंग का व्यावहारिक अनुप्रयोग
एल्यूमीनियम और अन्य धातुओं के तांबा चढ़ाना की प्रक्रिया न केवल घरेलू उपयोग में बल्कि औद्योगिक पैमाने पर भी काफी व्यापक व्यावहारिक अनुप्रयोग है। कई धातुओं पर, तांबे की कोटिंग को मुख्य स्वतंत्र परत के रूप में और उत्पाद के आधार धातु के लिए अगले मुख्य कोटिंग के प्रभावी आसंजन के लिए एक सबलेयर के रूप में लागू किया जा सकता है।
ज्यादातर मामलों में, होम वर्कशॉप में एल्युमीनियम की कॉपर प्लेटिंग निम्नलिखित उद्देश्यों के लिए की जाती है:
- सजाने वाले गहने;
- जंग और कार्बराइजेशन से धातु के हिस्सों की सुरक्षा;
- जटिल आकार और राहत वाले उत्पादों की क्षति और सतह दोषों का उन्मूलन;
- विभिन्न सामग्रियों से बने उत्पादों की प्रतियों का उत्पादन;
- एसिड संरचना का उपयोग किए बिना एल्यूमीनियम सोल्डरिंग के लिए पैड बनाना;
- क्रोम चढ़ाना से पहले भागों की प्रारंभिक सतह की तैयारी,चांदी चढ़ाना, निकल चढ़ाना।
धातु की सतह पर तांबे की परत चढ़ाने के प्रकार
घर पर एल्युमीनियम चढ़ाना तांबे की प्रक्रिया अपने दम पर करना मुश्किल नहीं है। विशेष उपकरण और सक्रिय रसायनों का उपयोग करना आवश्यक नहीं है। एल्यूमीनियम तांबा चढ़ाना प्रौद्योगिकी के सख्त पालन और चल रही प्रक्रियाओं के ज्ञान से उच्च गुणवत्ता वाली कोटिंग सुनिश्चित की जाती है।
धातु की सतहों के लिए तांबे की परत चढ़ाने के दो मुख्य प्रकार हैं:
- इलेक्ट्रोलाइट में वर्कपीस के विसर्जन के साथ, जिसमें उत्पाद आंशिक रूप से या पूरी तरह से रासायनिक अभिकर्मक के साथ स्नान में डूबा हुआ है। इस विधि का उपयोग उस स्थिति में उचित है जब पूरे उत्पाद पर समान रूप से तांबे की एक परत लगाने की आवश्यकता होती है।
- रासायनिक घोल में भाग को डुबोए बिना कॉपर चढ़ाना। इस विधि को करना अधिक कठिन है। यदि उत्पाद के एक निश्चित क्षेत्र का कॉपर चढ़ाना आवश्यक हो तो इसका उपयोग बहुत प्रभावी होता है।
इन दोनों मामलों में, एल्यूमीनियम रासायनिक तांबा चढ़ाना एजेंट की सक्रियता विद्युत रूप से की जाती है, जिसके लिए निरंतर वोल्टेज स्रोत के उपयोग की आवश्यकता होती है।
डिप कॉपर उपकरण
एल्यूमीनियम कॉपर प्लेटिंग के तकनीकी संचालन के उच्च गुणवत्ता वाले प्रदर्शन के लिए, सरल उपकरण तैयार करना आवश्यक है। उपयुक्त उपकरण और सामग्री या तो वितरण नेटवर्क से खरीदे जा सकते हैं या स्वतंत्र रूप से बनाए जा सकते हैं।
कार्य को पूरा करने के लिए आपको निम्नलिखित सामग्री की आवश्यकता होगीऔर जुड़नार:
- एक 6-8 वोल्ट डीसी बिजली की आपूर्ति एक सुचारू वर्तमान समायोजन उपकरण और एक एमीटर के साथ। यदि कोई समायोजन नहीं है, तो सर्किट में एक रिओस्तात और एक एमीटर शामिल करना वांछनीय है। प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए उनकी आवश्यकता होगी। यदि कोई स्थिर बिजली आपूर्ति नहीं है, तो क्रोना-प्रकार की बैटरी का उपयोग किया जा सकता है।
- ऐसी सामग्री से बना विशेष स्नान जो इलेक्ट्रोलाइटिक हमले (कांच, प्लास्टिक) के अधीन नहीं है। कंटेनर के आयामों को वर्कपीस के आयामों के अनुसार चुना जाता है।
- कॉपर इलेक्ट्रोड, जो एल्युमीनियम की कॉपर प्लेटिंग के दौरान इलेक्ट्रोलाइट को विद्युत प्रवाह की आपूर्ति करने का काम करते हैं, और प्रतिक्रिया के दौरान धातु के नुकसान की भरपाई भी करते हैं।
- एक इलेक्ट्रोलाइट जिसकी संरचना मूल वर्कपीस की सामग्री पर निर्भर करती है।
तांबा चढ़ाना घोल तैयार करना
वितरण नेटवर्क में एल्युमीनियम कॉपर प्लेटिंग के लिए तैयार समाधान खोजना मुश्किल है। आमतौर पर, निर्माता संबंधित दस्तावेजों की प्रस्तुति के बाद तैयार पदार्थ की बिक्री की अनुमति देते हैं। इसलिए ज्यादातर लोग कॉपर सल्फेट से घर पर ही अपना एल्युमिनियम कॉपर प्लेटिंग घोल बनाते हैं।
इन उद्देश्यों के लिए आपको आवश्यकता होगी:
- नीला विट्रियल;
- आसुत जल;
- हाइड्रोक्लोरिक एसिड।
आप उपाय तभी तैयार कर सकते हैं जब नुस्खा का सही तरीके से पालन किया जाए। ऐसा करने के लिए, कॉपर सल्फेट (20 ग्राम) को 1 लीटर पानी में घोलना चाहिए।फिर एक पतली धारा में 2-3 मिलीलीटर एसिड डालें। सभी क्रिस्टल पूरी तरह से भंग होने तक रचना अच्छी तरह मिश्रित होती है।
कॉपर सल्फेट के साथ एल्यूमीनियम की कॉपर प्लेटिंग के लिए तैयार इलेक्ट्रोलाइट गंधहीन और चमकीले नीले रंग का होना चाहिए।
डिप कॉपर प्लेटिंग तकनीक
इलेक्ट्रोलाइट में वर्कपीस के पूर्ण विसर्जन की विधि द्वारा एल्यूमीनियम धातु का कॉपर चढ़ाना निम्नलिखित तकनीक के अनुसार किया जाता है:
- वर्कपीस की सतह को सैंडपेपर या ब्रश से साफ किया जाता है, फिर गर्म सोडा के घोल में घटाया जाता है और बहते पानी के नीचे धोया जाता है।
- तैयार कंटेनर में दो इलेक्ट्रोड निलंबित हैं, जो शक्ति स्रोत के सकारात्मक टर्मिनल से जुड़े हैं।
- इलेक्ट्रोड के बीच एक ब्लैंक रखा जाता है, जो बिजली आपूर्ति के नकारात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता है।
- तैयार इलेक्ट्रोलाइट को काम करने वाले कंटेनर में डाला जाता है। समाधान स्तर इलेक्ट्रोड के शीर्ष से ऊपर होना चाहिए।
- समायोजन डिवाइस का उपयोग करके, ऑपरेटिंग वर्तमान मान सेट किया गया है। पैरामीटर का मान संसाधित वर्कपीस के क्षेत्र के 10-15 mA प्रति 1 सेमी2 की गणना पर आधारित है।
- 20 मिनट के बाद, बिजली बंद कर दी जाती है और स्नान से वर्कपीस हटा दिया जाता है।
- इलेक्ट्रोलाइट अवशेषों को पानी से धोया जाता है और भाग सूख जाता है।
प्रक्रिया निष्पादन समय अनुमानित है, इसे कोटिंग के रंग और इसके वितरण की एकरूपता द्वारा दृष्टिगत रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। जितनी देर बिजली जुड़ी रहेगी, एल्युमिनियम कॉपर की परत उतनी ही मोटी होगी।
डिप्लेस कॉपर प्लेटिंग टूल्स
तांबा चढ़ाना कार्यइलेक्ट्रोलाइट में विसर्जन के बिना धातु के रिक्त स्थान बड़े उत्पादों पर किए जाते हैं जिन्हें पूरी तरह से स्नान में नहीं डुबोया जा सकता है। साथ ही, उत्पाद के अलग-अलग हिस्सों को संसाधित करते समय यह विधि अधिक कुशल होती है।
इलेक्ट्रोलाइट में डूबे बिना तांबा चढ़ाना के लिए तकनीकी संचालन करने के लिए, निम्नलिखित उपकरणों की आवश्यकता होगी:
- रासायनिक ब्रश फंसे हुए तांबे के तार से बना होता है। इस प्रयोजन के लिए, आपको तार के एक छोर पर इन्सुलेशन को पट्टी करने की आवश्यकता है, फिर अलग-अलग कंडक्टरों को थोड़ा अलग करें। ब्रश को पकड़ना सुविधाजनक बनाने के लिए, इसे लकड़ी की छड़ी या पेंसिल से बांधना बेहतर होता है।
- बिना ऊँचे किनारों के किसी भी कंटेनर में काम के लिए खाली जगह रखना बेहतर है। एक साधारण चीनी मिट्टी के बरतन या कांच की प्लेट का उपयोग करना सुविधाजनक है। इसके अतिरिक्त, आपको इलेक्ट्रोलाइट के लिए एक कंटेनर की आवश्यकता होगी, जिसमें ब्रश लगातार डूबा रहेगा। इस उद्देश्य के लिए एक गिलास का उपयोग किया जा सकता है।
- इमर्शन तकनीक में उपयोग की जाने वाली बिजली आपूर्ति से बिजली की आपूर्ति मापदंडों में भिन्न नहीं होती है।
डीपलेस कॉपर कोटिंग
इलेक्ट्रोलाइट में वर्कपीस को डुबोए बिना एल्यूमीनियम कॉपर प्लेटिंग पर काम करने की तकनीक इस प्रकार है:
- पहले से तैयार ब्रश, बिजली आपूर्ति के सकारात्मक टर्मिनल से जुड़ा है।
- इलेक्ट्रोलाइट घोल, जो पार्ट डिपिंग केस में प्रयुक्त संरचना के समान है, को ब्रश के गीले कंटेनर में डाला जाता है।
- खाली,पहले साफ और degreased, एक खाली कंटेनर में रखा गया। कनेक्टर का उपयोग करके, भाग शक्ति स्रोत के ऋण से जुड़ा होता है।
- ब्रश को इलेक्ट्रोलाइट में डुबोया जाता है और उस जगह पर चलाया जाता है जहां तांबे की परत लगाई जाती है। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि ब्रश भाग की सतह को न छुए।
- तांबे की परत लगाने के बाद वर्कपीस को बहते पानी में धोकर सुखाया जाता है।
काम करने की प्रक्रिया में, आपको यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत है कि वर्कपीस और ब्रश के बीच हमेशा इलेक्ट्रोलाइट परत हो। ऐसा करने के लिए, ब्रश को लगातार एक समाधान के साथ एक कंटेनर में डुबोया जाना चाहिए।
काम के दौरान सुरक्षा
रसायनों और विद्युत स्रोत के साथ सभी कार्य आवश्यक सावधानियों के साथ किए जाने चाहिए।
रिहायशी इलाके में एल्युमिनियम का कॉपर चढ़ाना सख्त मना है। इन उद्देश्यों के लिए, उपयोगिता कक्ष, गेराज या कार्यशाला का उपयोग करना बेहतर है। बिजली के उपकरण को जमीन पर लगाना चाहिए।
मानव स्वास्थ्य की रक्षा के लिए निम्नलिखित सिफारिशों का पालन किया जाना चाहिए:
- श्वसन सुरक्षा का उपयोग किया जाना चाहिए;
- ताकि केमिकल आंखों में न जाएं, गॉगल्स में काम करना जरूरी है;
- सभी काम विशेष कपड़ों (रबर के दस्ताने, ऑइलक्लॉथ एप्रन, विशेष जूते) में किए जाने चाहिए।
तांबे की परत के साथ एल्यूमीनियम उत्पादों को कोटिंग करने की प्रक्रिया विशेष रूप से उस व्यक्ति के लिए भी मुश्किल नहीं है जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम से कम परिचित है। खरीदें याउपयुक्त उपकरण बनाने से भी कोई विशेष समस्या नहीं होगी। लेकिन कई उत्पाद जो अपना आकर्षक स्वरूप खो चुके प्रतीत होते हैं, वे दूसरा जीवन प्राप्त करेंगे।
