Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями) - Горкин Александр Павлович - Страница 46

ГАЛЬВАНИ́ЧЕСКИЙ ЭЛЕМÉНТ, химический источник тока; устройство, вырабатывающее электрическую энергию в результате прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительных реакций. Первые гальванические элементы созданы в 19 в. (вольтов столб, 1800 г.; элемент Даниела – Якоби, 1836 г.; элемент Лекланше, 1865 г., и др.). До 60-х гг. 19 в. гальванические элементы были единственными источниками электрического тока для питания электрических приборов и для лабораторных исследований.

Основу гальванического элемента составляют два электрода (один – содержащий окислитель, другой – восстановитель), помещаемые в электролит. Между электродами в электролите устанавливается разность потенциалов – электродвижущая сила (ЭДС), соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. При замыкании внешней цепи между электродами восстановитель (напр., цинк) на отрицательном электроде окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи (создавая разрядный ток) к положительному электроду (напр., меди, оксиду металла), где участвуют в реакции восстановления окислителя.

Различают гальванические элементы: одноразового использования (первичные элементы, или элементы), в которых вещества, образовавшиеся в процессе разряда, не могут быть превращены в исходные активные вещества; многоразового действия (аккумуляторы электрические), в которых такое превращение возможно; с непрерывной подачей реагентов к электродам (топливные элементы). Электродвижущая сила гальванических элементов от 1 до 1.6 В. Применяются в качестве источников электропитания незначительной мощности.

Зеркальный гальванометр

1 – осветитель; 2 – шкала; 3 – корпус гальванометра; 4 – зеркальце

ГАЛЬВАНОПЛÁСТИКА, см. в ст. Гальванотехника.

ГАЛЬВАНОСТÉГИЯ, см. в ст. Гальванотехника.

ГАЛЬВАНОТÉХНИКА, область прикладной электрохимии, охватывающая процессы электролитического осаждения металлов на поверхность металлических и неметаллических изделий. Гальванотехника включает гальваностегию (получение на поверхности изделий прочно связанных с ней тонких металлических покрытий) и гальванопластику (получение легко отделяемых, относительно толстых, точных копий с различных предметов, т. н. матриц). Открытие и техническая разработка гальванотехники принадлежат Б. С. Якоби, о чём он доложил 5 октября 1838 г. на заседании Петербургской академии наук.

Принцип гальванического процесса можно показать на конкретном примере (см. рис. на с. 89). Для серебрения латунной ложки её помещают в ванну с раствором соли серебра и подключают к отрицательному полюсу источника постоянного тока. В эту же ванну опускают серебряную пластину приблизительно такой же, как у ложки, площади и присоединяют её к положительному полюсу источника тока. При протекании тока через электролит положительные ионы серебра движутся к отрицательному полюсу, т. е. к латунной ложке, получают на её поверхности недостающие электроны и осаждаются уже в виде нейтральных атомов. Одновременно на катоде (серебряной пластине) новые атомы серебра превращаются в ионы и переходят в раствор.

Схема процесса гальванического серебрения

В гальванотехнических процессах особо важную роль играет анод, основное назначение которого – восполнять в электролите ионы, разряжающиеся на покрываемых изделиях. Анод не должен содержать примесей, отрицательно влияющих на внешний вид и структуру покрытий. Все процессы как гальванопластики, так и гальваностегии протекают в гальванических ваннах. Материалом ванны в зависимости от её размеров и степени агрессивности электролита могут служить: керамика, эмалированный чугун, футерованная свинцом сталь, органическое стекло и др. Ёмкость ванн колеблется от долей мі (для золочения) до 10 мі и более. Гальванической ванной называют также состав находящегося в ней электролита.

Гальваностегия применяется шире, чем гальванопластика. Её основное назначение – придать готовым изделиям или полуфабрикатам определённые свойства: повышенную коррозионную стойкость (достигается цинкованием, кадмированием, лужением, свинцеванием), износостойкость трущихся поверхностей (хромированием), декоративный вид (никелированием, хромированием, золочением, серебрением). По сравнению с применявшимися издавна методами нанесения покрытий (напр., погружением в расплавленный металл) гальваностегия имеет ряд преимуществ, особенно в тех случаях, когда можно ограничиться незначительной толщиной покрытия. Технологический прогресс в гальваностегии развивается по пути получения блестящих покрытий, не требующих дополнительной полировки; прогресс в области оборудования заключается в разработке и внедрении агрегатов для механической подготовки поверхности и нанесения покрытий, включая все вспомогательные операции, вплоть до нанесения покрытий на непрерывно движущуюся полосу с последующей штамповкой изделий (напр., автомобильные кузова, консервная тара и др.). Наиболее широко гальваностегию применяют в автомобиле – и судостроении, в авиационной, электронной, химической промышленности.

Гальванопластика отличается от гальваностегии гл. обр. методами подготовки поверхности предметов-матриц и большей толщиной слоя наращиваемого металла (в десятки и сотни раз). Матрицы могут быть металлическими и неметаллическими. Преимущество металлических матриц перед неметаллическими заключается в более лёгкой подготовке поверхности (чаще методом оксидирования) и возможности снятия большего числа копий. Наиболее распространена медная гальванопластика, меньше – железная и никелевая. Основная область применения гальванопластики – полиграфия.

ГАРАНТИ́ЙНЫЙ СРОК, 1) период времени, в течение которого покупатель может, установив скрытые недостатки продукции (товара), предъявить соответствующие претензии поставщику.

2) Период времени, в течение которого изготовитель обеспечивает стабильность качественных показателей изделия. Гарантийные сроки обычно исчисляются с момента передачи продукции (товара) изготовителем потребителю либо со дня розничной продажи изделия через торговую организацию. Правила обмена неисправных изделий (товаров) на исправные или возвращение их стоимости покупателю регламентируются законом Российской Федерации «О правах потребителей».

ГÁУБИЦА, артиллерийское орудие сухопутных войск, предназначенное как для навесной (гл. обр.), так и настильной стрельбы. В первом случае гаубица поражает цели, находящиеся в окопах и траншеях, на обратных скатах высот и т. п. при стрельбе с закрытой огневой позиции, во втором – видимые цели прямой наводкой. Появилась в Западной Европе в 15 в., в России – в сер. 16 в. Имеет более короткий, чем у пушки, ствол, угол возвышения его до 70° и переменный метательный заряд, позволяющий на небольшие дальности стрелять уменьшенным зарядом. Калибр современных гаубиц 105–203 мм, дальность стрельбы 15–25 км. Гаубицы могут быть буксируемыми (масса 1.5–7 т) и самоходными.

122-мм гаубица образца 1910 г.

ГÉЙГЕРА – МЮ́ЛЛЕРА СЧЁТЧИК, газоразрядный прибор для обнаружения ионизирующих излучений (a – и b-частиц, g-квантов, световых и рентгеновских квантов, частиц космического излучения и т. п.). Счётчик Гейгера – Мюллера представляет собой герметично запаянную стеклянную трубку, наполненную каким-либо газом под давлением 13–26 кПа. Внутри трубки находятся два электрода, к которым прикладывается напряжение в несколько сотен вольт. При попадании ионизирующей частицы в счётчик Гейгера – Мюллера возникает вспышка коронного разряда и во внешней цепи прибора появляется импульс тока, который усиливается и регистрируется счётчиком импульсов. Применялся в ядерной физике в 1920—40-х гг., ныне используется ограниченно, гл. обр. для регистрации радиационного излучения.