Po prezentacji techniki emaliowania Cloisonne przygotowanym przez Samaia Anna Betley dzisiaj prezentujemy Wam kolejną z interesujących technik, której możecie użyć tworząc efektowną biżuterię. Dzisiejszy tutorial został przygotowany specjalnie dla Royal-Stone przez Agę Orłowską – Artystkę znaną ze swoich prac w srebrze przy użyciu filigranów, ale wykorzystującą w swojej twórczości także inne techniki. Dzisiaj Aga przedstawi Wam technikę elektroformowania miedzi, czyli m.in sposób na zadziwiające odwzorowanie kształtu i faktury naturalnych liści w miedzi, jak również na uzyskiwanie interesujących miedzianych form i faktur.

Serdecznie zapraszamy Was do lektury, odwiedzenia profilu Artystki na Facebooku oraz do zajrzenia do sklepu z biżuterią tworzoną przez Agę Orłowską.

Uwaga: W prezentowanej technice używane są preparaty i środki chemiczne niebezpieczne dla zdrowia i życia. Przystępując do prac należy zachować szczególną ostrożność, zaopatrzyć się i stosować odpowiednie środki bezpieczeństwa (wentylowane pomieszczenie, odzież ochronna) a także bezwzględnie stosować się do wytycznych i zaleceń producentów używanych preparatów. 

Elektroformowanie  miedzi to jedna z ciekawszych technik, którą możemy wykorzystać w naszych pracach nad biżuterią. Początki elektroformowania datują się na lata 40 XIX wieku,  więc jest to technika biżuteryjna relatywnie młoda, dlaczego? Bo do elektroformowania potrzebny jest prąd. O co w tym wszystkim chodzi? Przedmiot, który chcemy pokryć miedzią zanurzamy w specjalnym roztworze, w tym roztworze zanurzamy też miedzianą elektrodę, przykładamy napięcie (do elektrody i tego przedmiotu)  i…  w tajemniczy sposób przedmiot pokrywa się miedzią. To znaczy nie w tajemniczy, bo to zwykła i prosta fizyka.  W tym wpisie  podam sposób, aby móc się z radością bawić w formowanie miedzi, robiąc jesienną biżuterię np. z żołędzi. i liści.

Jak to działa? Czyli odrobina fizyki dla każdego

Co mamy na obrazku?

1. Pojemnik używany do elektroformowania.
2. Roztwór używany przy elektroformowaniu miedzi (woda, kwas siarkowy i siarczan miedzi – wszystko w odpowiednich proporcjach, o tym później).
3. Anoda miedziana.
4. Przedmiot pokrywany miedzią podłączony do bieguna ujemnego zasilacza – katoda.

Miedź z elektrody podłączonej do „+” – anody – jest rozpuszczana, oddaje elektrodzie dwa elektrony i w postaci jonów  naładowanych dodatnio (kationów)  podąża w roztworze do elektrody ujemnej – katody – która je przyciąga. Tam jony miedzi „pobierają” dwa elektrony i spokojnie sobie siadają na przedmiocie pokrywanym miedzią (naszej katodzie). Aby umożliwić „pobieranie” elektronów przez miedź, jeśli chcemy miedziować izolator (kamień, liść, nasiona), to musimy umożliwić jakoś przepływ ładunku na tym izolatorze, stąd np. malujemy go farbą przewodzącą (o tym w p. II).

Może pojawić się pytanie, po co jest ten roztwór, skoro miedź pochodzi  z anody, czy nie wystarczy np. woda? Roztwór spełnia rolę pomocniczą, jest jakby autostradą, która pozwala kationom płynąć.

Zaleca się, aby prąd płynący przez roztwór był w granicach 2-10 A/dm2

Od czego zacząć?

Aby zacząć zabawę w elektroformowanie polecam pójść dwutorowo. Najlepiej podczas spacerów zgromadzić zapas ciekawych liści, żołędzi, nasion, kamyczków itp. Liście zasuszyć w książkach, a nasiona, orzechy i żołędzie wysuszyć. Jednocześnie wybrać się na zakupy.

Lista zakupów:

1) zasilacz laboratoryjny – pracujący w zakresie 0-3A, 0-30V, z możliwością pracy trybie w trybie CC (Constant Current – stabilizacja prądu wyjściowego)

2) drut nawojowy miedziany, średnica ok. 1,5 – 1,6 mm – drut ten jest pokryty warstwą izolującą

3) zapas drutów miedzianych o różnych średnicach, ja polecam zestaw 0,9 mm, 1,2 mm, 2 mm, 3 mm – kupujemy kable miedziane i zdejmujemy izolację.
4) woda destylowana – najlepiej od razu 5 l.
5) kwas siarkowy 96% cz.d.a

6) siarczan miedziowy cz.d.a.

7) materiał na elektrody miedziane, ja polecam rury miedziane do instalacji gazowej – do kupienia w sklepach budowlanych w kawałkach o długości 2,5 m, można oczywiście kupić dużo drutu miedzianego o średnicy 4 mm,

7) zapas rękawiczek laboratoryjnych

8) okulary ochronne

9) pojemnik, w którym będziemy elektroformować, ja wykorzystuję przezroczysty prostopadłościenny pojemnik z tworzywa sztucznego o pojemności ok. 2 l, niektórzy wolą słoiki.
10) soda oczyszczona
11) klej super glue (duże opakowanie)
12) grafit  w proszku

13) duża tuba wodnej farby akrylowej – polecam ciemną

14) pojemniczki na mocz laboratoryjne

15) szczotki (nakładki do mikropolerki) z brązu i stali
16) oksyda do miedzi

17) opcjonalnie wosk do zabezpieczania powierzchni

18) opcjonalnie – brigtener
19) butelki do przechowywania roztworu do miedziowania np. po wodzie mineralnej
20) łyżki plastikowe

Zaczynamy od sporządzenia roztworu do eklektroformowania. Proporcje na 1 litr wody destylowanej.
Składniki:
– 1 litr wody destylowanej

– 240 g siarczanu miedzi CuSO4
– 32 ml kwasu siarkowego
– opcjonalnie parę kropel rozjaśniacza (ale ja tego nie używam, bo lubię ciemne rzeczy)

Uwaga!  Wszystkie prace z kwasem wykonujemy w fartuchu ochronnym, okularach i rękawicach, pamiętamy też o zasadzie, że zawsze wlewamy kwas do wody, pracujemy w pomieszczeniu wentylowanym. Pojemniki, w których mieszamy roztwór muszą być albo szklane, albo z tworzywa sztucznego odpornego na chemikalia. 

Do dużego naczynia wlewamy wodę, następnie delikatnie wlewamy kwas, mieszając. Temperatura roztworu może wzrosnąć, może też zacząć „dymić”, potem dodajemy siarczan miedzi, mieszając. Czekamy, aż wszystko się rozpuści i przelewamy do naczynia, w którym będziemy formować miedź. Resztę (jeśli została) wlewamy do butelki, a butelkę podpisujemy i trzymamy w chłodnym i ciemnym miejscu miejscu.

Czas na elektrody. Elektroda, która „oddaje” miedź  do roztworu, to anoda. Podłączamy ją do „+” na zasilaczu. Jony miedzi są dodatnie, więc po podłączeniu elektrody do „+” uciekają do roztworu . Elektroda ta musi być więc solidna, bo z czasem zacznie nam znikać. Dlatego ja korzystam z miedzianych rurek gazowych, które tnę na odpowiedni rozmiar, nawiercam i łączę z drutem nawojowym pozbawionym na końcach izolacji. Dzięki temu trawi mi się elektroda, a nie podłączenie elektrody. Katodę robimy z grubszego drutu miedzianego, na którym wieszamy miedziane „haczyki”, z drutu nawojowego robimy podłączenie, katodę podłączamy do „-„ na zasilaczu.

Kolejny etap to zrobienie farby przewodzącej. Do tego właśnie przydają nam się pojemniczki na mocz ;-).  Do pojemniczka wsypujemy parę łyżek grafitu w proszku (grafit jest przewodnikiem i on zapewni nam przewodzenie farby) i dodajemy równą objętościowo ilość farby akrylowej. Mieszamy dokładnie. Dodajemy z łyżkę wody destylowanej i mieszamy, aż wszystko się połączy. Powinniśmy otrzymać masę o gęstości kwaśnej śmietany. Malujemy maczając pędzelek w wodzie destylowanej i w ten sposób kontrolujemy gęstość farby: do liści, żołędzi, nasion ma być rzadsza, a do kamieni gęstsza. Polecam pracę w rękawiczkach, farba akrylowa po zaschnięciu się trudno zmywa, a grafit bardzo brudzi.

III. Czas na elektroformowanie.

Będziemy pokrywać miedzią: zasuszony listek miłorzębu, dwa żołędzie, kryształ górski. Pierwszy krok to przyklejenie uchwytów miedzianych. Kryształ górski dostanie oczka ze splecionego drutu miedzianego, żołędzie miedziane kółka, a listek pętelkę.

Kryształ i żołędzie mocujemy np. w imadełku. Na górze nanosimy niewielką ilość kleju, przytykamy kółeczka miedziane i czekamy, aż  się sklei. Kolejnym krokiem będzie wzmocnienie spoiny (żołędzie) i zrobienie podstawy pod miedź na krysztale. W tym celu będziemy zasypywać klej sodą oczyszczoną. Nanosimy nową warstewkę kleju na połączenie miedź – żołądź i do razu posypujemy sodą. Tworzy się wtedy bardzo twarda i mocna masa. W przypadku kryształu pokrywamy klejem górę z przyklejonym oczkiem i od razu posypujemy, następnie pokrywamy fragmenty boków.

Do liścia miłorzębu przyklejamy bardzo delikatnie pętelkę (najlepiej ją lekko spłaszczyć młotkiem), ogonkiem wzdłuż łodyżki liścia, gdy klej zaschnie, nanosimy nową warstewkę, rozprowadzamy ją i posypujemy sodą.  Spoina musi się utwardzić, więc mamy 2-3 godziny przerwy.

Teraz możemy wszystko pokryć farbą elektroprzewodzącą. Do kryształu użyjemy gęstszej, a do listka i żołędzi rzadszej. W przypadku kryształu malujemy tylko warstwę klejowo-sodową + miedź, w przypadku żołędzi i liścia – całość, gdyż pokrywamy cały przedmiot. Liść malujemy na kartce, najpierw jedna stronę, czekamy aż wyschnie, potem drugą. Po pomalowaniu najlepiej jest zostawić rzeczy na 12 h, żeby farba wyschła.

Polecam elektroformować oddzielnie liście itp. i kamienie. Chodzi o to, że w przypadku liści itp. prąd musi być niższy, żeby jony miedzi mogły się spokojnie osadzać na liściach odtwarzając ich strukturę, w przypadku kamieni możemy sobie pozwolić na wyższy prąd, wtedy miedź narasta bardziej chaotycznie, tworząc przy tym ciekawe formy.

Umieszczamy listek i żołędzie w naczyniu do elektroformowania. Jeśli naczynie jest wypełnione już roztworem, to oczywiście liście i żołędzie wypłyną na wierzch i nie będą zanurzone w roztworze. Sposób na to jest prosty – należy tak głęboko je zanurzyć, żeby nawet po wypłynięciu były pod powierzchnią. Włączamy prąd – zazwyczaj ustawiam go na 0,2 A i czekamy. Po godzinie powinniśmy już mieć efekty takie jak na zdjęciu. Ja zazwyczaj zostawiam liście itp. na ok. 24 h w roztworze, przy malutkim prądzie.

Oczywiście może zdarzyć się i tak będzie zapewne, że liście/ żołędzie pokryją się miedzią niezbyt dokładnie. Nie należy się tym przejmować, tylko wyjąć je z roztworu, wypłukać w wodzie destylowanej, porządnie wysuszyć, pokryć farbą przewodzącą, pozwolić farbie wyschnąć i znów włożyć do roztworu i formować miedź małym prądem.

W czasie, gdy liść i żołędzie schną po drugim pomalowaniu, można zabrać się za kryształ. Wieszamy go na haczyku i wkładamy do roztworu. Zaczynamy od małego prądu, czyli 0,2 A, gdy czapeczki klejowo-sodowe pokryją się miedzią, możemy zwiększyć prąd i hodować zaskakujące struktury miedziowe.

Gdy udało nam się wszystko pokryć miedzią, a miedź narosła tak, jak sobie życzyliśmy, nadszedł czas na ostateczną obróbkę. Polerowanie szczotkami stalowymi/ brązowymi – wg uznania.. I znów, ze względów bezpieczeństwa, polecam pracę w okularach, albo, tak jak ja pracuję, specjalne stanowisko do polerowania (drewniane pudełko z przezroczystymi ściankami: górną i przednią i otworami na ręce w bocznych ściankach – projekt i wykonanie – mój mąż).

Po polerowaniu można oksydować, pokrywać patyną, albo zostawić miedź w kolorze… miedzianym. Ja zazwyczaj oksyduję, płuczę, suszę bardzo dokładnie, lekko poleruję, a potem całość pokrywam odrobiną wosku zabezpieczającego.

I to już chyba prawie wszystko. Co dalej? Dalej to życzę dobrej zabawy. I uwaga na ubranie – moje koszulki i spodnie robocze stały się ażurowe, gdyż zapominałam o odzieży ochronnej.

Przykładowe prace wykonane w technice elektroformowania miedzi