Galvanoplastie

[askk]

Bonjour, 

J'ai un projet à réaliser dans lequel je dois étudier la galvanoplastie. D'après mes recherches et sur wikipédia, la galvanoplastie est une technique électrolytique d'orfèvrerie servant à la reproduction d'objets en utilisant un moule relié au pôle négatif d'une pile et qui se recouvre alors d'une couche de métal. 
Il est utilisé aussi sur les plastiques pour diveres raisons ( esthétique, etc).

J'ai aussi regarder des videos youtube pour mieux comprendre le sujet, en effet mon sujet consiste à  galvaniser le plastique pour qu'il ait une impression de métal.  
Mais si je ne me trompe pas on ne peut pas directement galvaniser le plastique, est ce que je dois d'abord le peindre avec bombe en cuivre/zinc ? 
Pour ensuite le mettre dans un bain d'argent, dans lequel nous aurons à l'anode une plaque d'argent pur et à la cathode notre plastique peint qui seront liés à un générateur 
  ..? 

S'il vous plait, j'ai besoin de vos explications, merci beaucoup

[Barbidoux]

La galvanoplastie est une technique de recouvrement d'un métal par un autre métal. Cette technique peut être utilisée à des fins de protection du métal sous-jacent (électrozingage par exemple) ou bien à des fin de décoration (chromage, dorure ou platinage). Elle peut être effectuée par électrolyse (voie électrochimique) ou par voie chimique. Dans le cas de matériaux non conducteurs il est nécessaire d'apprêter la surface avant d'effectuer la galvanoplastie.

[askk]

merci, est ce que vous auriez une idée de la composition du bain à réaliser ? 

et comment dois je apprêter la surface ? 

 

Merci

[Barbidoux]

Tu veux déposer quel métal, et sur quel support ?

[askk]

J'aimerais bien bomber(peindre ) la surface du plastique avec un spray conducteur d'argent et ensuite le plonger dans un bain d'electroyte d'argent. Pour cela je dois bien bancher la cathode(c'est à dire la plastique qui a été préparer ) lié au - du générateur et à l'anode une autre plaque d'argent pur lié au + du générateur.  Est ce que cela vous parait judicieux? 

Ou bien je dois apprêter la surface avec autre chose que le spray d'argent ? Car au final j'aimerais bien que mon plastique ait une coleur de métal (impression de métal )

 

Merci

[Barbidoux]

Le principe de l'électrolyse est correct mais il serait étonnant que tu obtiennes un dépôt brillant d'argent de cette manière. En principe les solution d'argenture sont des solution complexes de l'ion Ag^+ à base de cyanures contenant pas mal d'adjuvants. Avec ces conditions u devrait obtenir un dépôt blanchâtre ou grisâtre assez peu adhérent. Pour une surface plastique je tenterais plutôt une argenture chimique à partir du réactif de  Tollens. Le résultat devrait être bien meilleur (voir là http://wiki.scienceamusante.net/index.php?title=Réactif_de_Tollens)

[askk]

j'ai besoin pour réaliser mon projet de faire un dépôt de matière conductrice sur un polymère (plastique). Il faut que ce soit efficace et que ça ne coûte pas trop cher car le projet sera surement industrialisé. Pourriez-vous me donner le nom des différentes techniques que vous connaissez (est ce que en utilisant la galvanoplastie cela est il possible?) ,s'il vous plaît,  j'ai besoin de votre aide

 

Merci

[Barbidoux]

Il existes des vernis conducteurs de cuivre par exemple, mais on peut aussi effectuer un nickelage chimique, cela dépend de la destination et la fonction de la pièce à recouvrir. Le dépôt doit il être parfaitement adhérent,  brillant, décoratif, résistant à la corrosion etc... ?

[askk]

Il doit être adhérent et brillant ; si on fait cette expérience avec le plastique recouvert de vernis conducteur de cuivre ( a la cathode ) que doit être branché a l'anode? Et quel doit être la compositon du bain ( l'électrolyte ) , s'il vousplaît,  j'ai besoin de votre aide,

Merci

[askk]

[Barbidoux]

Il y a 21 heures, askk a dit :

Il doit être adhérent et brillant ; si on fait cette expérience avec le plastique recouvert de vernis conducteur de cuivre ( a la cathode ) que doit être branché a l'anode? Et quel doit être la compositon du bain ( l'électrolyte ) , s'il vousplaît,  j'ai besoin de votre aide,

Merci

Bains de sulfate de cuivre penta hydraté à 1 mol/L, pas trop acide, densité de courant faible (éviter de dégager du dihydrogène en même temps que l'on dépose du cuivre, faire plusieurs essais avec des densité de courant croissantes) pièce fonctionnant en cathode (branchée au pole - du générateur de courant continu) anode en cuivre. L'épaisseur du dépôt se calcule en utilisant la loi de Fraday.

[askk]

Mille merciii Barbidoux,...

Et si l'on réalisait cette expérience décrite ci dessus AVEC UN VERNIS CONDUCTEUR d'argent sur le plastique, la COMPOSITION du bain change-t-elle ? 

[Barbidoux]

il y a une heure, askk a dit :

Mille merciii Barbidoux,...

Et si l'on réalisait cette expérience décrite ci dessus AVEC UN VERNIS CONDUCTEUR d'argent sur le plastique, la COMPOSITION du bain change-t-elle ? 

Non cela ne change rien à la composition du bain. L'argent est stable vis à vis des ions Cu^(2+). Aucun risque d'une attaque chimique de l'argent par les ions Cu^(2+).

[askk]

 merci, je vais essayer de réaliser cette expérience :)))

[askk]

Bonjour Barbidoux,

Dans tes derniers postes tu avait dit que la masse de dépôt peut être calculée avec les loi de faraday, or j'ai trouvé 2 formules différentes pour calculer la masse.

1) m=Z*I*t                       (formule trouvé sur internet)

2) m=(m*I*t)/(n*F)        (formule trouvé sur internet) 

J'ai aussi trouvé un exemple d'exercice or il n'y a pas le calcul détaillé mais seulement la réponse.

Ex= Combien de g de chlore peut produire l'électrolyse de NaCl fondu par un courant de 10A pendant 5 min ? (Rép : 1,11 g), et cette réponse je la trouve avec la 2eme formule.

Je ne sais pas laquelle est juste, pourriez vous m'éclaircir à ce sujet... Merci beaucoup.

 

[Barbidoux]

nombre de moles produites par électrolyse n=( Intégrale de i(t)*dt)/(z*F) où i(t) est l'intensité en Ampère, t le temps en seconde, z le nombre d'électrons échangés dans la réaction d'électrode, F le Faraday =96485 C/mol. Lorsque le courant est constant n=I*T/(z*F). La masse produite vaut m=n*M où M est la masse molaire du composé.

Pour le NaCl fondu : réaction d'électrode 2*Cl^(-)+2*e->Cl2(g) avec un courant de 10 A pendant 5 min=300 s on produit n(Cl2)=10*300/(2*96485)=0.0155moles de Cl2. La masse molaire du dichlore produit valant 71 g/mol on produira 0.0155*71=1.10 g de dichlore

[askk]

merci, donc la la formule m=Z*I*t  n'est pas complète.. il faut plutôt utiliser  m=(M*I*t)/(n*F)   ?

[Barbidoux]

il y a 18 minutes, askk a dit :

merci, donc la formule m=Z*I*t  n'est pas complète.. il faut plutôt utiliser  m=(M*I*t)/(n*F)   ?

formule m=Z*I*t  ne veut rien dire.

Toute relation, non accompagnée de la définition et unité des paramètre qu'elle met en jeu n'a aucune signification.

[askk]

en effet sur un site, j'ai trouvé cette formule, dont m est la masse, z le nombre de valence, I l'intensité et t le temps, or avec cette on ne trouve pas la réponse voulu, c'est à dire la masse du métal déposé, donc je vous demandé si la formule était correct... merci

J'ai une question subsidiaire si vous voulez bien me répondre. En fait je réalise des bains de cuivre et d'argent pour la galvanolplastie ( en dehors d'un laboratoire en toute sécurité avec EPI) or je n'ai pas de bidon de récupération, je ne veux pas les verser dans l'évier car ce sont des produits dangereux! Est ce que vous savez ou je peux les verser ? 

 

Merci beaucoup

[Barbidoux]

voir là

 

[askk]

Bonjour Barbidoux, 

J'ai essayé de réaliser une expérience dans laquelle j'ai en premier recouvert le plastique d'un vernis conducteur d'argent. Le but de cette expérience était de galvaniser le plastique pour qu'il ait une impression de métal (gris clair). Ensuite j'ai plongé la cathode(plastique recouvert qui a une surface de 5cm² ) et l'anode qui est une plaque d'argent dans un électrolyte d'argent.

Résultats: un dépôt noir-brun est apparu à la cathode et un précipité blanc s'est formé sur l'anode d'argent. 

Le résultat est loin du succès... Auriez une idée de l'origine du dépôt noirâtre ?

 

Merci 

[Barbidoux]

Tes renseignements sont insuffisants.

Il y a 4 heures, askk a dit :

Bonjour Barbidoux, 

J'ai essayé de réaliser une expérience dans laquelle j'ai en premier recouvert le plastique d'un vernis conducteur d'argent (OK). Le but de cette expérience était de galvaniser le plastique pour qu'il ait une impression de métal (gris clair). Ensuite j'ai plongé la cathode (plastique recouvert qui a une surface de 5cm² ) et l'anode qui est une plaque d'argent dans un électrolyte d'argent (nature de l'électrolyte ? Dispositif expérimental utilisé :  générateur de tension ? : d'intensité ? régulation électrochimique ?, courant ou densité de courant utilisée ?) .

Résultats: un dépôt noir-brun est apparu à la cathode (peut être de l'argent pulvérulent ?) et un précipité blanc s'est formé sur l'anode d'argent. 

Le résultat est loin du succès... Auriez une idée de l'origine du dépôt noirâtre ?

Faire un électrolyse n'est pas une opération des plus simple .... Le mieux serait d'utiliser une régulation électrochimique (potentiostat) et de faire des essais en potentiostatique avec une tension d'électrode de 0.5 V/ECS ou en intensiostatique avec une intensité de l'ordre de 1 à 5 mA. Avec un générateur de tension, il conviendrait de ne pas dépasser 0.6 ou 0.7 V entre les électrodes, la borne + du générateur étant reliée à l'électrode d'argent préalablement décapée à l'acide nitrique assez concentré puis rincée à l'eau déionisée.

[askk]

Merci beaucoup, je vais prendre en compte vos remarques 

[askk]

Bonjour Barbidoux, 

J'ai une question qui me taraude concernant la galvanoplastie...En effet la galvanoplastie sert à protéger des surface ou bien à décorer etc. Mais est qu'il permet d'être plus résistant ?

Car j'ai effectué quelques expériences en galvanoplastie sur des objets qui au départ était en plastique mais qui ont subit un cuivrage et j'ai ensuite rayé pour tester la résistance du cuivrage or il n'était pas plus résistant qu'avant ..!

Est-ce moi qui a mal manipulé ou bien il devait être résistant au rayures ?

 

Merci beaucoup

[Barbidoux]

La galvanoplastie peut avoir un but décoratif ou protecteur. 

Lorsqu'il est décoratif le but cherché est esthétique et l'on dépose en général un métal brillant sur un métal terne (dorure, argenture, chromage). Les couches déposées sont en général de très faible épaisseur (qq dizaines de microns) et la propriété mécanique de l'objet reste celle du métal sous-jacent. L'important est d'avoir un métal adhérent ne présentant pas de défauts car en cas contact avec une solution aqueuse il y a  corrosion c'est le métal sous-jacent qui est attaqué (voir le métal des pare-chocs de voiture chromés qui lorsque le revêtement est fissuré s'attaque en dessous et cloque). Ces dépôts ne servent pas à protéger le métal sous-jacent au contraire ils accroissent leur corrosion lorsque le métal-sous-jacent et le métal déposé se trouvent simultanément en contact avec une solution aqueuse.  

Lorsque le dépôt est protecteur le dépôt est constitué d'un métal moins noble que le métal sous-jacent (zincage, étamage). L'adhérence et l'aspect du dépôt son moins d'importance puisque qu'en en cas contact avec une solution aqueuse il y a  corrosion et c'est le métal déposé qui est attaqué et qui protège ainsi le métal sous-jacent. Le fer galvanisé est ainsi protégé de la corrosion par le zinc qui le recouvre. 

Une  des problèmes rencontré en galvanoplastie est l'adhérence du dépôt sur la surface sur laquelle il est déposée. Les bains de galvanoplastie sont des bains complexes contenant de nombreux adjuvants (surfactants, mouillants etc…) et leur conditions d'utilisation souvent assez empiriques sont le plus souvent jalousement gardées par les industriels spécialisés en galvanoplastie.