Titel: Gerlach, über Galvanoplastik.
Autor: Gerlach,
Fundstelle: 1841, Band 82, Nr. XXXV. (S. 128–133)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj082/ar082035

XXXV. Beiträge zur Galvanoplastik, von Gerlach.

Aus dem Journal für praktische Chemie, Sept. 1841, Nr. 18.

Bei der Anfertigung galvanoplastischer Gegenstände sind mir verschiedene auffallende und, wie mir scheint, für die Wissenschaft sowohl wie für die Praxis nicht ganz uninteressante Erscheinungen aufgestoßen, welche ich hier mitzutheilen die Ehre habe. Wenn gleich ich nun zwar schon zu Anfange bemerken muß, daß ich über die Ursache dieser Erscheinungen keine Rechenschaft zu geben im Stande bin, so möchte ich doch hiedurch auf dieselben aufmerksam machen und zugleich den Wunsch aussprechen, daß diese so auffallenden und bei Anfertigung galvanoplastischer Gegenstände wesentlichen Erscheinungen auch von anderer Seite aufgefaßt, weiter verfolgt und ihre Ursachen zum Nuzen der Wissenschaft und der Praxis ergründet werden möchten.

Bekanntlich besizt das nach Jacobi's und Spencer's Verfahren auf galvanischem Wege ausgeschiedene Kupfer eine große Härte, Sprödigkeit und Zerbrechlichkeit, welche Eigenschaften, je nach der Stärke des dabei angewandten Stromes, mehr oder weniger hervortreten; |129| allein selbst bei dem schwächsten Strome wird das ausgeschiedene Kupfer immer noch so spröde, daß es nicht um eine scharfe Kante gebogen werden kann, ohne zu zerbrechen. Durch das Ausglühen des Kupfers werden nun zwar die eben erwähnten Eigenschaften aufgehoben und das Kupfer vollkommen geschmeidig und weich, vorausgesezt, daß der gebildete Kupferniederschlag nicht durch einen zu starken Strom grobkörnig oder durch gebildetes Kupferoxyd (?) und pulverförmiges Kupfer24) zu brüchig sey; allein das Auffallende dabei ist, daß sich das Kupfer durch das Ausglühen sehr beträchtlich ausdehnt, ohne sich beim Erkalten wieder zusammenzuziehen. Schon beim ersten Anblike eines kleinen, auf galvanischem Wege dargestellten ausgeglühten Gegenstandes springt diese Größendifferenz, mit dem Originale verglichen, auffallend in die Augen. Ein Kupferstreifen von 5 1/2 Zoll Länge hatte sich nach dem Glühen um 1/4 Zoll ausgedehnt, was also bei einem Streifen von 22 Zoll Länge einen ganzen Zoll betragen würde.

Es verdient dieser Umstand alle Berüksichtigung, namentlich beim galvanischen Copiren gravirter Kupferplatten, falls die Copien zum Kupferdruk bestimmt sind, denn eine unausgeglühte Platte kann beim Durchgehen durch die Drukerpresse zerbrechen; wird die Platte aber zuvor ausgeglüht, so wird dieselbe dadurch erstens zu weich, um eine Anzahl guter Abdrüke liefern zu können, zweitens wird das Bild größer, und drittens, was das Schlimmste ist, es entsteht, wenn die Platte ungleich dik ist, sich also beim Glühen ungleich ausdehnt, ein Zerrbild. Es scheint diese Eigenschaft des auf galvanischem Wege ausgeschiedenen Kupfers, nämlich unter gewissen Umständen hart und spröde und durchs Ausglühen weich und geschmeidig aufzutreten, mit der des Stahles Aehnlichkeit zu haben. Der gehärtete Stahl ist bekanntlich spröde und zerbrechlich, wird aber durchs Glühen, also durch die Einwirkung einer sehr hohen Temperatur, weich und geschmeidig. Diese leztgenannten Eigenschaften stehen jedoch in einem bestimmten Verhältnisse zu der angewandten Wärme, d.h. je weniger |130| sich dieselbe der Glühhize nähert, desto weniger verliert der Stahl an Härte, und man hat es ganz in seiner Gewalt, demselben irgend einen bestimmten Grad von Geschmeidigkeit und Weichheit durch das Erwärmen zu geben. Ich bin nun der Ansicht, daß das galvanische Kupfer bei verschiedenen Temperaturen, welche unter der Glühhize desselben liegen, verschiedene Grade der Festigkeit und Weichheit annimmt, und daß man demselben dadurch die nöthige Härte und Geschmeidigkeit zu geben im Stande ist. Nach einem Versuche zu schließen, möchte ich annehmen, daß unter gewissen Umständen die Erhizung einer galvanischen Kupferplatte bis zur Temperatur des schmelzenden Zinns (circa 182° R.) hinreicht, dem Kupfer die zum Druken erforderliche Eigenschaft zu geben.25) Eine zweite auffallende und räthselhafte Erscheinung, die ich hier ebenfalls erwähnen will, besteht darin, daß der sich bildende Kupferüberzug an der Seite, an welcher der Leitungsdraht befestigt ist, am dünnsten, und an der dieser gegenüber befindlichen oder am weitesten von dem Leitungsdrahte entfernten Seite am diksten wird, gleichviel, ob der zu überziehende Gegenstand (z.B. eine Platte) senkrecht oder horizontal in die Kupferlösung eingebracht ist, oder ob der Leitungsdraht an dem obern oder untern Theile der senkrechten Platte befestigt ist, d.h. ob der elektrische Strom in die Platte abwärts oder aufwärts einströmt. Der Ueberzug ist gewöhnlich in der Nähe des Leitungsdrahtes noch sehr dünn, wenn er an weiter entfernteren Punkten schon ziemlich stark erscheint. Ein senkrecht in die Kupferlösung eingehängter Draht wird an seinem untern Ende am diksten und nimmt kegelförmig nach Oben hin ab. Wird aber der Draht vor dem Einhängen in die Kupferlösung erst senkrecht abwärts und dann wieder aufwärts (heberförmig) gebogen, so wird das obere Ende des aufwärts gehenden Theils am diksten und nimmt nach Unten hin ab. Es folgt hieraus die Regel, daß man entweder zwei Leitungsdrähte an gegenüberstehenden Seiten anbringen, oder, wenn die Aufleitung längere Zeit von einer Seite stattgefunden hat, den Leitungsdraht an der dieser entgegengesezten andern Seite befestigen müsse.

Eine dritte zu erwähnende, für den Beobachter zwar interessante, aber für den Praktiker unangenehme Erscheinung ist die Bildung linien- und streifenartiger Auswüchse auf der Rükseite des |131| galvanischen Kupferüberzuges. Wenn es sich nämlich darum handelt, einen Gegenstand mit einer dünnen, glatten Kupferlage zu überziehen, wobei die Außenseite des Kupfers die Hauptrolle spielen soll, dann wird durch das Erscheinen solcher linearen Auswüchse oft die ganze Arbeit verdorben und Mühe und Fleiß waren umsonst angewandt.

Gehen wir näher auf die Erscheinung und die Beseitigung dieser linienartigen Auswüchse ein, so haben wir uns vor Allem zwei Aufgaben zur Lösung zu stellen, nämlich: 1) die Erforschung der Art, wie solche Linien entstehen, und 2) die Erforschung der Ursache ihrer Entstehung.

Wenn ich nun gleich nicht im Stande bin, diese Aufgaben zu lösen, so will ich doch wenigstens versuchen, dasjenige mitzutheilen, was mir, in Folge öfterer Beobachtung, hierüber zur eignen Ansicht geworden ist.

Die Art der Entstehung dieser linien- und streifenartigen Auswüchse scheint unter verschiedenen Umständen verschiedenen, aber bestimmten Gesezen zu unterliegen. Folgende Erscheinungen hatte ich öfters, wenn sich Linien bildeten, wahrzunehmen und zu beobachten Gelegenheit, ohne jedoch angeben zu können, ob sich die zu erwähnenden Erscheinungen unter anderen Umständen anders gestalten möchten.

1) Die Vegetation eines jeden dieser linienartigen Auswüchse begann in einem Punkte und ging bei senkrecht eingehängten Platten in gerader Linie fort, und zwar, wenn der Leitungsdraht am obern Theile der Platte befestigt war, wie mir schien, senkrecht abwärts und im entgegengesezten Falle senkrecht aufwärts.

2) Bot sich dem Entstehungspunkte einer Linie Gelegenheit dar, sich bei seiner fernern Ausbildung an den zu überziehenden Körper anzulehnen, so wuchs derselbe auf- oder abwärts als Linie fort, gleich wie das Epheu an einer Mauer, und dieß war stets bei senkrecht in den galvanischen Apparat eingestellten Gegenständen der Fall.

3) Fand der Entstehungspunkt bei seiner fernern Ausbildung die eben erwähnte Rüklehne in senkrechter Lage nicht, so vegetirte er auf sich selbst fort zu einem warzen-, rosen-, zapfen-, knospen- oder astartigen Auswuchse. Deßhalb entstehen die erwähnten linienartigen Auswüchse immer nur bei senkrecht, nie aber bei horizontal eingelegten Gegenständen. Hatten jedoch die horizontal eingelegten Gegenstände (z.B. die vertiefte Form eines Hautreliefs) einzelne senkrechte oder aus der horizontalen in die senkrechte Lage übergehende Partien, so fand bei diesen einzelnen Stellen ebenfalls ein linienartiger Auswuchs statt.

4) Bei senkrecht in die Kupferlösung eingehängten Drähten, |132| so wie bei cylinderartig gestalteten Gegenständen von größerm Durchmesser ging die linienartige Vegetation, wie es schien, ebenfalls auf- oder abwärts, je nachdem der elektrische Strom von Oben oder von Unten in dieselbe eintrat, und zwar in der Art, daß von dem Entstehungspunkte zwei Linien auswuchsen, deren eine den Draht oder Cylinder in diagonaler Richtung rechts, die andere aber links umliefen, um sich an der dem Entstehungspunkte gegenüberliegenden Seite des Drahtes wieder unter einem Winkel zu vereinigen. Sämmtliche Entstehungspunkte fielen dann gewöhnlich in eine Linie, eben so die Schließungspunkte. Bei fortgesezter oder gestörter Vegetation arten jedoch diese linienartigen Auswüchse öfters aus und es ist dann ihre ursprüngliche Textur schwer mehr zu erkennen. Oefters habe ich wahrgenommen, daß die Oberfläche des Körpers, auf welchem sich linienartige Auswüchse bilden wollten, sich erst mit dunkleren und helleren Streifen und Bändern überzog und daß dann die Vegetation diesen vorgezeichneten Weg einschlug.

So weit meine bisherigen Beobachtungen über die Art der Entstehung jener streifenartigen Auswüchse.

Was nun die Ursache ihrer Entstehung anlangt, so bin ich nicht im Stande, auch nur eine Hypothese darüber aufzustellen. Man schrieb die Entstehung dieser linienartigen Auswüchse einem zu starten Strome zu, allein ich habe öfters bei einem schwachen Strome (d.h. bei einer Ablenkung der Galvanometernadel um circa 30°) und unter Anwendung eines und desselben Apparates bald linienartige Auswüchse so wie starke Kupfervegetation erhalten, bald keine, öfters bei schwächerem Strome Auswüchse und bei stärkeremkeine.

Eine vierte Erscheinung war folgende: einigemale habe ich bemerkt, daß sich auf dem eingehängten Gegenstande (einem kleinen aus Modelirwachs gegossenen und mit Graphitstaub eingeriebenen Pfeifenkopfe), nachdem derselbe bereits mit einem dünnen Kupferanfluge überzogen war, während der Nacht viele halbkugelförmige blankpolirte Grübchen von der Größe eines kleinen Steknadelkopfes gebildet hatten, welche von sich an diesen Stellen angesezten Gas- oder Luftbläschen entstanden zu seyn schienen. Am Tage konnten sich diese Bläschen nicht ansezen, da die Gegenstände während desselben öfters zur Besichtigung aus der Kupferlösung herausgenommen wurden. Wie diese Bläschen aber auf dem Gegenstande entstanden seyn mögen, ist räthselhaft. Sollte vielleicht, da die angewandte Zinkplatte im Vergleich zu dem zu überziehenden Gegenstande sehr groß war, eine so starke Wasserstoffgasanhäufung stattgefunden haben, daß solches an dem Kupferanfluge in Bläschen auftrat?

|133|

Schließlich glaube ich noch einige Bemerkungen über die zur Anfertigung galvanoplastischer Gegenstände anzuwendende Kupfervitriollösung beifügen zu dürfen. Es ist nämlich bei Erzeugung galvanoplastischer Gegenstände Bedingung, daß die Kupfervitriollösung (wenigstens bei Anwendung eines einfachen galvanischen Plattenpaares) stets gesättigt und neutral (ohne freie Schwefelsäure) sey. Den erstem Zwek erreicht man gewöhnlich dadurch, daß man in die bereits gesättigte Kupfervitriollösung Säkchen mit kleinen Kupfervitriolkrystallen einhängt. Allein nur das während des galvanischen Processes durch Zerlegung des Kupfervitriols frei gewordene Wasser vermag sich mit diesen eingehängten Krystallfragmenten zu verbinden, d.h. sie aufzulösen, wogegen die frei gewordene Schwefelsäure keine Verbindung mit denselben mehr einzugehen im Stande ist und sich folglich als freie Säure in der Lösung anhäuft, wodurch diese leztere dann nicht mehr neutral seyn kann. Man hat nun zwar vorgeschlagen, zur Bindung dieser freien Säure von Zeit zu Zeit Stükchen reiner Thonerde in die Kupfervitriollösung zu bringen, allein dadurch wird solche leicht verunreinigt. Ich bin daher der Ansicht, daß, um beide Zweke, nämlich Sättigung und Neutralisation der Kupferlösung, stets gleich zu erhalten, es am vortheilhaftesten seyn dürfte, mit Kupferoxyd (Kupferhammerschlag) gefüllte Säkchen in die Kupfervitriollösung einzuhängen.

|129|

Das Auftreten pulverförmigen Kupfers findet gewöhnlich bei horizontal eingelegten Gegenständen statt. Wenn nämlich von der Zinkplatte in der mit Thierblase verbundenen Zelle fein zertheiltes Zink auf die Thierblase niederfällt, so scheidet solches auf der entgegengesezten, der Kupfervitriollösung zugewandten Seite der Blase, Kupfer in Pulverform aus, welches alsdann auf den darunter liegenden Gegenstand niederfallt und in dem sich bildenden Kupferanflug mit einwachst, also keine regelmäßige Krystallisation zuläßt, wodurch dann der Kupferniederschlag leicht brüchig wird. Eben so schien es mir, daß, wenn die Zinklösung durch irgend eine kleine Oeffnung der Thierblase oder vermöge ihrer größern specifischen Schwere durch die Poren der Scheidewand zu der Kupferlösung dringen kann, der Kupferanflug jedesmal brüchig wird, und ich glaube mich hierin nicht getäuscht zu haben.

|130|

Das bei diesem Versuche angewandte Kupfer hatte ein sehr fein krystallinisches (feinkörniges) Gefüge. Es versteht sich jedoch von selbst, daß, je nachdem man, wie beim Stahle, ein von Ursprung aus härteres oder weicheres Kupfer vor sich hat, man einen größern oder geringern Hizegrad wird anwenden müssen, daß also das eine bei der Temperatur des schmelzenden Zinns, das andere bei der des schmelzenden Bleies u.s.w. den gewünschten Grad der Weichheit erlangen wird.

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