Урок физики "Электроокраска" (Способ нанесения лакокрасочных покрытий)

Цели урока

 

– познакомить учащихся с изобретением А.Л.Чижевского – электроокраской (“способом нанесения лакокрасочных покрытий”):

* показать суть метода электроокраски,

* познакомить с технологией одноцветного и многоцветного электроокрашивания;

– познакомить учащихся с применением электроокраски и аналогичными этому способу технологиями в народном хозяйстве;

– отметить преимущества электроокраски перед другими методами окрашивания.

 

Методические рекомендации

 

            Тему “Электроокраска” рекомендуется давать учащимся после изложения тем “Двухэлектродная электронная лампа” и “Электронно-лучевая трубка”.

            С целью более успешного усвоения учащимися материала рекомендуется (по возможности) снять небольшой учебный фильм на 10-15 мин. или поручить учащимся подготовить реферативные сообщения на 5-10 мин. о применении электроокраски на производстве (окрашивание, лакировка, покрытие эмалью оборудования, приборов, машин, холодильников, мебели, посуды, игрушек и т.д.). Будет полезным привлечение материала о применении метода электроокраски на местных предприятиях.

 

Необходимые оборудование и материалы

 

– изделия из металла, фарфора, стекла, керамики, бумаги, дерева, резины и т.д., покрытые краской, лаком или эмалью по методу электроокраски А.Л.Чижевского;

– учебный фильм о применении метода электроокраски на производстве.

 

Примерный текст проведения урока

 

            Сегодня мы познакомимся с методом окраски поверхностей в электрополе – электроокраской.  Этот метод впервые разработал видный русский ученый А.Л.Чижевский и назвал его“способом нанесения лакокрасочных покрытий”.

 

            Учитель просит учащихся ответить на следующие вопросы:

1. Каков принцип работы вакуумного диода?

2. В чем состоит основное свойство диода?

3. Каково устройство электронно-лучевой трубки?

4. Как можно увеличить яркость свечения экрана?

            После того, как учащиеся ответили на вопросы, учитель продолжает объяснение.

 

Суть метода электрокраски такова. Жидкий краситель любого цвета помещен в сосуд с тонко оттянутым концом (1) (рис. 16). К сосуду подведен отрицательный электрический потенциал. В резервуаре образуется аэрозоль краски необходимой дисперсионности.

Рис. 16.

 

К металлическому трафарету (2) подведен положительный полюс. Перед трафаретом помещается окрашиваемая поверхность (ткань, бумага, металл и т.д.). Весь аэрозоль примет строго направленное движение к металлическому трафарету благодаря наличию силовых линий электростатического поля между соплом с краской и трафаретом. На окрашиваемой поверхности воспроизводится точный рисунок трафарета, при этом вся краска оседает на поверхность, ни одна ее капля не падает.

Регулируя расстояние между распылителем и объектом окраски, можно менять скорость окраски и толщину покровного слоя, то есть делать окраску рисунка разной интенсивности.

Если необходимо получить однокрасочный рисунок на поверхности большого метража, необходимо, чтобы ее рулон находился в поступательном движении синхронно движению металлического трафарета, находящегося под положительным потенциалом (рис. 17).

 

Рис. 17.

 

Для получения многокрасочного рисунка, перед движущейся поверхностью располагаются группами сопла с необходимой краской (например, синей, красной, желтой и т.д.) и соответственно этим группам за движущейся поверхностью располагаются группы металлических трафаретов, соответствующих нужному цвету (рис. 18). Работа всех частей установки должна быть строго синхронизирована.

Рис. 18.

 

Данный метод дает экономию красителей до 70% по сравнению с обычным методом окраски и ускоряет примерно в 3 раза процесс покрытия изделий – так как один человек за пультом электропульверизатора заменяет нескольких рабочих с кистями и можно почти одновременно покрывать все изделие независимо от его габаритов. При применении этого метода экономится и электроэнергия, так как для создания электростатического поля требуется столько же энергии. сколько и для 200-ваттной лампы. При работе кистью краска не всегда ложится ровно, без дорожек. В методе электроокраски отмечается отсутствие пробелов, неровностей, повышается глянцевидность поверхностей, брак снижается до минимума. Немаловажно и то, что при применении этого метода улучшаются и условия труда: управление электроокраской может производиться с пульта, полностью изолированного от места распыления краски.

            Где же применяется в промышленности метод распыления красок и покрытия ими поверхностей, изобретенный А.Л.Чижевским?

            В нашей стране его стали осваивать в начале 50-х годов. В настоящее время метод электроокраски стал основным на любом крупном предприятии, имеющем дело с покраской материалов, поверхностей: будь то вагон метро, самолет, океанский лайнер или стол, детские игрушки – все это красится в электрическом поле по методу А.Л.Чижевского.

            С этого же времени зарубежные фирмы с помощью метода электроокраски грунтуют, окрашивают, лакируют самые различные изделия, начиная с военного оборудования, заводских станков, моторов, оптических приборов, автомобилей, сельскохозяйственных машин, велосипедных и мотоциклетных рам, холодильников и заканчивая мебелью, посудой, игрушками.

 

            Учитель физики демонстрирует изделия из металла, фарфора, стекла, керамики, бумаги, дерева, резины и т.д., покрытые краской, лаком или эмалью по методу электроокраски А.Л.Чижевского.

 

Учитель физики. Кроме того, метод, подобный методу окраски в электростатическом поле, можно использовать и в пищевой промышленности. Например, при копчении рыбы вводится электростатическое поле, привлекающее коптильное вещество к рыбе. В результате чего экономится большая часть коптильных веществ и резко повышается эффективность процесса копчения.

            Сам ученый предлагал использовать этот метод и как электроаэрозоль для обработки растений ядохимикатами.

 

            В заключении урока рекомендуется показать фильм или заслушать рефераты учащихся о применении метода электроокраски на производстве.

 

Вопросы

 

1. В чем суть метода электроокраски?

2. Каким образом можно изменить скорость окраски и толщину покровного слоя?

3. Как можно получить многоцветный рисунок?

4. В чем преимущество электроокраски А.Л.Чижевского по сравнению с другими методами окраски его времени?

5. Приведите примеры применения электроокраски А.Л.Чижевского на производстве.

6. Подумайте, в каких технологиях можно использовать принцип электроокраски.

 

Рекомендуемый план дальнейшей работы

 

            Исследовать применение метода электроокраски на производстве, сравнив его с другими методами окраски, и с результатами выступить на научных молодежных Чтениях памяти А.Л.Чижевского.

 

Литература

 

1. Архив РАН, фонд 1703, опись 1, ед. хранения 286.

2. Архив РАН, фонд 1703, опись 1, ед. хранения 292.

3. Как стать еретиком / Сост. Селюцкий А.Б. – Петрозаводск: “Карелия”, 1991.

4. Ягодинский В.Н. Александр Леонидович Чижевский. – М.: “Наука”, 1987.