آبکاری فلزات

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: آبکاری با نیکل

نیکل یکی از مهمترین فلزاتی است که در آبکاری به کار گرفته می.شود. تاریخچه آبکاری نیکل به بیش از صدها سال پیش باز می.گردد این کار در سال ۱۸۴۳ هنگامی که R.Rotlger توانست رسوبات نیکل را از حمامی شامل سولفات نیکل و آمونیوم بدست آورد آغاز گردید بعد از آن Adams اولین کسی بود که توانست آبکاری نیکل را در موارد تجاری انجام دهد.
نیکل رنگی سفید شبیه نقره دارد که کمی متمایل به زرد است و به راحتی صیقل.پذیر و دارای خاصیت انبساط و انقباض٬ جوش.پذیر بوده و مغناطیسی می.بلاشد. آبکاری با نیکل اساسا به منظور ایجاد یک لایه براق برای یک لایه بعدی مانند کروم و به منظور فراهم آوردن جلای سطحی خوب و مقاومت در برابر خوردگی برای قطعات فولادی٬ برنجی و حتی بر روی پلاستیکهایی که با روش.های شیمیایی متالیزه شده...اند به کار می.رود.
مواد شیمیایی که در الکترولیتهای نیکل به کار می.روند عبارتنداز:
نمک فلزی (مهمترین آنها سولفات نیکل است و همچنین از کلرید نیکل و سولفومات نیکل نیز استفاده می.شود.)
نمک رسانا (برای بالا بودن قابلیت رسانایی ترجیحا از کلریدها مخصوصا کلرید نیکل استفاده می.شود.)
مواد تامپونه کننده (برای ثابت نگه داشتن PH اصولا اسید بوریک به کار برده می.شود.)
مواد ضد حفره.ای شدن (برای جلوگیری از حفره ای شدن به الکترولیتهای نیکل موادی اضافه می کنند که مواد ترکننده نامیده می شوند. سابقا از مواد اکسید کننده به عنوان مواد ضد حفره استفاده می.شد.)
آبکاری با کروم

روکش.های لایه کروم رنگی شبیه نقره٬ سفید مایل به آبی دارند. قدرت انعکاس سطح کروم.کاری شده و کاملا″ صیقلی شده در حد ۶۵% است (برای نقره ۸۸%و نیکل ۵۵%) در حالی که خاصیت انعکاس نقره و نیکل با گذشت زمان ضایع می.شود٬ در مورد کروم تغییری حاصل نمی.شود. لایه.های کروم قابل جوشکاری نبوده و رنگ.کاری و نقاشی را نمی.پذیرند. کروم در مقابل گازها٬ موادقلیایی و نمکها مقاوم است اما اسید سولفوریک واسید کلریدریک وسایر اسیدهای هالوژن.دار در تمام غلظتها ودر تمام درجه حرارتها بر روی کروم تاثیر می گذارند.
به دنبال رویین شدن شیمیایی٬ روکش.های کروم مقاومت خوبی در اتمسفر از خود نشان می.دهند و کدر نمی.شوند. از این رو به تمیز کردن و یا نو نمودن توسط محلولها یا محصولات حل کننده اکسیدها را ندارند. روکش.های کروم تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد هیچ تغییری از نظر کدر شدن متحمل نمی..شوند. رویین شدن حالتی است که در طی آن در سطح کروم٬ اکسید کروم (۳+) تشکیل می شود. این عمل موجب جابه.جایی پتانسیل کروم از ۰.۷۱۷ به ۱.۳۶ ولت می شود و کروم مثل یک فلز نجیب عمل می نماید. لایه های پوششی کروم براق با ضخامت پایین (در حدود ۱ میکرومتر)که غالبا در کروم.کاری تزیینی با آن روبه رو هستیم فولاد را در مقابل خوردگی حفاظت نمی.کنند کروم کاری ضخیم که در مقابل خوردگی ضمانت کافی داشته باشد فقط از طریق کروم.کاری سخت امکانپذیر است. با توجه به اینکه پوشش.های کروم الکترولیتی سطح مورد آبکاری را به طور کامل نمی.پوشانند از این رو کروم.کاری تزیینی هرگز به تنهایی مورد استفاده قرار نمی.گیرد بلکه همواره آن را به عنوان پوشش نهایی بر روی واکنش.هایی که حفاظت سطح را در مقابل خوردگی ضمانت می.نمایند به کار می.روند. معمولا به عنوان پایه محافظ از نیکل استفاده می.شود.
آبکاری با مس

مس فلزی است با قابلیت کشش بدون پاره شدن٬ نرم و هادی بسیار خوب جریان برق و گرما. مس از هیدروژن نجیب.تر است و در نتیجه نه تنها در مقابل آب و محلولهای نمک.دار بلکه در مقابل اسیدهایی که اکسیدکننده نیستند نیز مقاومت دارد. اکسیدکننده.ها و اکسیژن هوا به راحتی مس را به اکسید مس (I) و یا اکسید مس (II) تبدیل می.کنند اکسیدهایی که برخلاف خود فلز در اکثر اسیدها حل می.شوند. به دلیل وجود گازهای مخرب در محیط که دارای گوگرد هستند٬ روی اشیایی که از جنس مس هستند لایه هایی از سولفور مس به رنگ.های تاریک و یا سبز تشکیل می.شود.
الکترولیت.های آبکاری مس

الکتر.ولیت.هایی برپایه اسید سولفوریک یا اسید فلوریدریک
الکتر.ولیت.هایی که فسفات در بر دارند
الکتر.ولیت.ها ی سیانیدی

الکترولیت.های اسیدی بر پایه سولفات مس به غیر از مس.اندود نمودن مستقیم سرب٬ مس و نیکل برای دیگر فلزات مناسب نیستند. اینها روی آهن٬ آلومینیم و روی به طور مستقیم تولید روکش نمی.کنند اگر در یک الکترولیت اسید اشیایی از جنس آهن٬ آلومینیم و روی فرو ببریم یک لایه اسفنجی در نتیجه مبادله یونی ایجاد می.شود. این یک لایه پایداری بدون چسبندگی برای لایه.های دیگر خواهد بود. بنابراین قبل از مس.اندود نمودن این فلزات در محیط اسیدی باید حتما یک عملیات مس.اندود نمودن در محیط اسیدی انجام گرفته باشد. الکترولیت.های سیانیدی٬ علی.رغم سمی بودنشان به علت دارا بودن خواص خوب اهمیت زیادی پیدا کرده.اند. پوششهای حاصل از حمام.های سیانیدی دارای توان پوششی خوبی می.باشند٬ آنها دارای دانه.بندی حاصل از چسبندگی فوق.العاده.ای.اند. در نتیجه پدیده.های شدید پلاریزاسیون٬ قدرت نفوذ الکترولیت.های سیانیدی بهتر از حمام های مس.کاری اسید است. الکترولیت.های پیروفسفات مس برای ایجاد روکش.های زینتی روی زاماک٬ فولاد٬ آلیاژهای آلومینیم و برای پوشش سطحی فولاد بعد از عملیات سمانتاسیون به کار برده می.شود. موارد کابردی دیگر می.توان مس.کاری سیم.ها و شکل.یابی با برق را نام برد.
آلیاژهای مس

برنج: آْلیاژی از مس و روی که CuZn30 نامیده می.شود.
برنز: آلیاژی از مس و قلع می.باشد.
آبکاری با روی

روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی٬ بالاتراز ۱۰۰ درجه سانتیگراد شکننده٬ مابین۱۰۰ الی ۲۰۰ درجه سانتیگراد نرم٬ قابل انحنا و انبساط است و می.توان به صورت ورقه.های نازک درآورد٬ بالای ۲۰۰ درجه سانتیگراد دوباره شکننده می.شود. خاصیت تکنیکی خیلی مهم روی حفاظت خیلی خوب پوشش.های آن در مقابل خوردگی است. این خاصیت ترجیحا بواسطه تشکیل لایه یکنواخت و چسبنده اتمسفر ایجاد می.شود و عموما شامل اکسید و هیدروکسید کربنات روی و گاهی نیز سولفات و کلرید روی می.باشد.
الکترولیت.های آبکاری روی

الکترولیت.های اسیدی : اسید سولفوریک - اسید کلیدریک و اسید فلوبوریک.
الکترولیت.های بازی : سیانیدی - زنکاتی و پیروفسفات.
قدیمی.ترین نوع روی.کاری گالوانیزاسیون است . در این روش روی کاری٬ قطعات آهنی بعد از عملیات پرداخت در داخل روی مذاب در درجه حرارتی مابین ۴۲۰ الی ۴۵۰ درجه سانتیگراد فرو برده می.شود. برای اهداف تزئینی از روی.کاری براق استفاده می.شود. اساسا″ ترکیب حمام.های براق شبیه حمام.های مات است٬ فقط حمام های براق دارای درجه خلوص بالاتر و بعلاوه مواد براق.کننده آلی و غیرآلی می.باشند.
معمولا لایه.های پوششی روی عملیات پسین شیمیایی توسط کروماته کردن و یا فسفاته کردن را پذیرا هستند. در نتیجه کروماته کردن لایه های روی خوردگی روی به طور قابل ملاحظه.ای کاهش می.یابد.
آبکاری با کادمیوم

رنگ آن سفید بوده و به نقره شباهت دارد. بسیاری از خواص کادمیوم به روی شبیه اند. لایه کادمیوم به سهولت قابل لحیم.کاری است. حفاظت ضدخوردگی کادمیوم شدیدا″ تحت تاثیر محیط خورنده می.باشد. با توجه به اینکه فلز کادمیوم مسموم کننده است٬ بدین جهت از این لایه ها نباید برای قطعاتی که همیشه دم دست هستند و همچنین در صنایع غذایی استفاده نمود.
الکترولیت.های آبکاری کادمیوم حمام های کادمیوم کاری بسیار متداول از انحلال اکسید کادمیوم و یا سیانید کادمیوم در سیانید سدیم تولید می.شوند.
به وجود آمدن شکنندگی توسط هیدروژن در کادمیوم کاری سیانیدی سبب شده است که الکترولیت.های اسیدی برای کاربردهای ویژه.ای تهیه شوند. تنها فرایندی که امروزه سودمند است٬ بر پایه حمام.های فلوئوبرات مبتنی است.
عملیات پسین پوشش.های کادمیوم نیز به منظور بهتر نمودن منظر قطعه انجام می.یابد. غوطه.ور نمودن کوتاه مدت در اسید نیتریک ۰.۵-۰.۳ درصد سبب براق شدن لایه.ها از نوع نقره خواهد شد. در صورتی که بخواهیم لایه کادمیوم در مقابل خوردگی مقاوم.تر شود٬ به طریق پسین با استفاده از محلول.های اسید حاوی یونهای کروم (VI) ممکن خواهد بود. بر طبق غلظت و ترکیب محلول.های کروم.دار٬ لایه.های کرومات به رنگهای آبی آسمانی٬ زرد براق یا سبز زیتونی ایجاد می.شود که به طور قابل ملاحظه.ای در مقابل خوردگی لایه را بهتر می.نمایند.
آبکاری با قلع

قلع فلزی است براق٬ دارای رنگ سفید نقره.ای٬ در درجه حرارت معمولی در مقابل آب و هوا مقاوم است و اسیدها و بازهای ضعیف به سختی روی آن اثر می.گذارند. برعکس اسید و بازهای قوی به آسانی روی آن اثر می.گذارند. به راحتی لحیم.پذیر است. قلع در مقابل مواد غذایی و اتمسفر معمولی تحت تاثیر قرار نمی.گیرد. با توجه به اینکه سمی نیست٬ کاربرد زیادی در پوشش.کاری قطعات صنعتی مواد غذایی و صنعت کنسروسازی دارد. با توجه به لحیم.کاری بسیار عالی در صنعت برق نیز به کار برده می.شود.
الکترولیت.های آبکاری قلع

الکترولیت.های اسیدی : اسید فنل سولفونیک - اسید هیدروفلوریک و اسید فلوئوروبونیک. الکترولیت.های قلیایی : براساس استانات سدیم یا پتاسیم و هیدروکسیدهای مربرطه می.باشد. پوشش.های قلع ایجاد شده روی قطعات به طریق الکترولیتی ظاهری کدر دارند با فرو بردن قطعات در حمام روغن داغ (Surfuion) براق می.شوند. حمام.های روغن داغ٬ خلل و فرج موجود در پوشش را از بین برده٬ مقاومت در مقابل خوردگی قشر را افزایش می.دهند. همچنین با استفاده از یک محلول خیلی داغ کرومات قلیایی حاوی یک تر کننده٬ می.توان مقاومت در مقابل خوردگی قشر قلع.اندود شده را بهتر نمود.
آبکاری با نقره

نقره فلزی قیمتی (نجیب)٬ به رنگ سفید براق است. اسید کلریدریک٬ اسید سولفوریک و اسید استیک به طور جزیی بر آن اثر می.کند٬ برعکس اسید نیتریک٬ آن را به صورت نیترات نقره حل می.کند. نقره توسط سولفور هیدروژن و ترکیبات دیگر گوگرد تولید سولفور نقره به رنگ سیاه می.نماید. اکسیژن هوا به نقره آسیبی نمی.رساند.همچنین در مقابل اغلب محلول.های نمکی و غذایی نیز مقاومت دارد.
الکترولیت.های آبکاری نقره

حمام.های نقره کاری شامل سیانید ساده نقره٬ کربنات پتاسیم٬ سیانید پتاسیم یا سیانید سدیم می باشد. هنگامی که از سیانید پتاسیم استفاده می.شود پوشش به سختی می سوزد. ضمنا لایه.ها براق و حمام.ها دارای خاصیت هدایت جریان بیش.تری هستند. سیانید قلیایی موجود در الکترولیت تحت تاثیر CO2 موجود در اتمسفر به طور جزیی تجزیه شده و تولید کربنات می.کند. کربنات تولید شده خاصیت هدایت الکتریسیته و قدرت نفوذ الکترولیت را زیاد می.کند.
پوشش.های نقره که در حمام.های سیانیدی ساده ایجاد می.شود کدر هستندو باید در هنگام پوشش.کاری برش.کاری نمود. عملیات اجتناب.ناپذیر جلاکاری علاوه بر اینکه قیمت را بالا می.برد٬ سبب از بین رفتن فلز نقره نیز می.شوند. در حال حاضر حمام.های نقره حاوی مواد افزودنی مختلف سبب ایجاد لایه.های براق به کار برده می.شوند. این حمام.ها معایب الکترولیت.های ساده را ندارند.
آبکاری با طلا

طلا فلزی. است قیمتی (نجیب)٬ به رنگ زرد٬ در طبیعت به صورت خالص پیدا می.شود. طلا در مقابل اتمسفر٬ آب٬ محلول.های نمکی و اسیدها آسیب ناپذیر است. تنها تیزاب (یک حجم نیتریک و سه حجم اسید کلریدریک) یا اسید کلریدریک با داشتن اکسیدکننده.ها طلا را حل می.کند. برای بهتر نمودن خواص پوشش طلای ترسیب شده به طریق الکتروشیمیایی٬ به الکترولیت.های طلا مواد شیمیایی کاملا مشخص افزوده می.شود. پوشش.های آلیاژی نقش مهمی در روکش طلای الکترولیتی دارند. همچنین می.توان به طور مناسبی خواص ویژه روکش.ها٬ مانند سختی٬ براق نمودن و رنگ را تحت تاثیر قرار داد.
طلاکاری با ضخامت کم (آبنوس.کاری الکتریکی طلا) درزرگری به کار می.رود. ایجاد لایه.هایی با ضخامت نسبتا نازک به ضخامت در حدود ۰.۰۱ الی ۰.۱ میکرومتر فلز پایه را در مقابل کدر شدن مقاوم می.کند. به علاوه رفته رفته لایه.های ضخیم به ویژه در قطعات صنعتی به کار می.برند٬ به عنوان مثال در صنعت الکترونیک برای ارتباطات در مدارهای چاپی٬ در صنایع فضایی٬ در ساختن وسایل سفره (کارد٬ قاشق و چنگال) و در صنعت شیمیایی به عنوان ضدخوردگی.
آبکاری با فلزات گروه پلاتین

به طو کلی پلاتین٬ پالادیوم٬ رودیوم٬ روتنیوم٬ اسمیوم و اریدیوم را فلزات گروه پلاتین می.نامند. فلزات گروه پلاتین در صنعت مدرن رفته رفته اهمیت پیدا می.کنند و از آنجایی که گرانبها هستند سعی می شود به جای استفاده از فلزات گروه پلاتین در صنعت پوشش کاری٬ از فلزات دیگر استفاده شود. از فلزات گروه پلاتین در صنعت تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته و مدرن٬ در صنعت الکتروتکنیک٬ در زرگری و در صنعت شیمیایی به عنوان کاتالیزور استفاده می.کنند.
آبکاری اجسام غیر هادی

پوشش.کاری مواد غیر هادی (مثلا : شیشه٬ موادمعدنی٬ نیمه.هادیها٬ سرامیک٬ چرم٬ برگ درختان٬ چوب٬ پارچه و مواد پلاستیکی) به روش گالوانیک (الکترولیتی با استفاده از منبع جریان خارجی)٬ در صورتی که سطح آنها قبلا توسط یک روکش هادی جریان پوشیده شده باشد٬ ممکن خواهد شد. مشکلات فلز اندود نمودن غیر هادی.ها٬ در ترسیب الکترولیتی نیست٬ بلکه در چسبندگی روکش فلزی است. غیرهادی ها بعد از یک آماده.سازی کامل٬ آماده فلزاندود کردن هستند که بر روی آنها بتوان یک پوشش فلز با چسبندگی خوب افزود. در نتیجه فلزاندود نمودن مواد پلاستیکی٬ خواص جالب پلاستیک (برای مثال٬ وزن سبک٬ تغییر شکل آسان با کیفیت سطح استثنایی٬ ارزان قیمت بودن نسبت به فلز) با خواص روکش.های فلزی حاصله از آبکاری با برق به دست می.آید

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 628]