آبکاری فلزات

آبکاری یا اجرای الکترولیز

کلیات – در یک واحد آبکاری، عوامل اساسی عبارتند از : کاتد، آند، محلول الکترولیت ، شدت جریان و تانک های آبکاری مناسب. می توان از تجهیزات قدیمی برای بهم زدن و تصفیه الکترولیت استفاده نمود بدون آنکه به دستگاههای اتوماتیک نیاز باشد. تجهیزات الکتریکی معمولاً شامل ترانسفورماتورهای Rectifier , Step – down هستند که جریان برق متناوب را به جریان برق مستقیم با ولتاژ کم تبدیل می سازند. در بعضی موارد از موتورهای مولد انرژی الکتریکی هم استفاده می نمایند. بهر حال باید از سیستم های کنترل کننده مناسب استفاده شود تا مطمئن بود ولتاژ صحیحی به سلول الکترولیز می رسد.

فلز، بصورت بلورین رسوب می کند و اندازه کریستالها در چسبندگی، تداوم، نمای ظاهر، استحکام و دیگر اختصاصات رسوب فلزی دخالت دارد. ماهیت بلورین فلز رسوب کرده به اختصاصات سلول آبکاری بستگی دارد که احتمالاً ترکیب شیمیائی حمام آبکاری و سپس شدت جریان از مهمترین آنها هستند. اختصاصات فیزیکی سیستم مخصوصاً : درجه حرارت، بهم خوردگی محلول، اندازه، شکل و فاصله الکترودها از یکدیگر نیز مهم می باشند. در صورت کنترل همه این عوامل است که میتوان روکش فلزی در سطح استاندارد تهیه نمود.

حال سازندگان اساسی آبکاری را به طور جداگانه مورد بحث قرار می دهیم.

شدت جریان : همانطور که قبلاً اشاره شد واکنشی صورت می پذیرد که کمترین پتانسیل مثبت دشارژ را در شرایط مورد عمل دارا باشد. به منظور انجام واکنش در کاتد و آند، ولتاژ تحمیل شده، حتماً باید از اختلاف بین دو پتانسیل یاد شده بیشتر باشد. ولتاژ زیادتر، باعث عبور جریان، و به مصرف سقوط اهمیک می رسد. تغییر پتانسیل نسبت به جریان، خطی نبوده ، مقدار پلاریزاسیون الکترودها در ازاء مقدار جریان تغییر میکند اما افزایش ولتاژ تحمیل شده؛ باعث افزایش جریان می شود. مقدار دانسیته جریان در کاتد عامل مهمی است، زیرا به وسعت جسمی که روکش می شود، بستگی دارد.

آبکاری بدون الکترود یا آبکاری شیمیائی

آبکاری شیمیائی، یعنی اجرای آبکاری بدون تحمیل پتانسیل، که ساده ترین نوع آن جانشین کردن فلزی، توسط فلز دیگری است که بصورت یون در محلول وجود دارد. چنانچه یک تکه روی را در محلول شامل یونهای مس وارد نمایند پتانسیل الکترد این دو فلز چنان است که روی به صورت یون به محلول وارد می شود و مس در سطح روی راسب میگردد. تبدیلهای مشابه توسط جفت فلزات دیگر امکان پذیر می باشد. اما ضخامت ورقه های راسب شده، شدیداً محدود است و سرانجام از بین می رود. یک نوع دیگر آبکاری شیمیائی آنست که فلزی را از محلول شامل یون مربوط توسط یک جسم شیمیائی مناسب راسب نمایند. اگر فرمالدئید به محلول آمونیاک نیترات نقره اضافه شود یک واکنش شیمیایی اتفاق می افتد و نقره رسوب می کند. در این نوع تبدیل ها بر سراسر سطحی که در تماس با محلول است، رسوب ته نشین می شود. باید آبکاری بدون الکترود را که در سالهای اخیر گسترش یافته، نوع سوم از آبکاری شیمیائی دانست. در آبکاری بدون الکترود، توانائی در جابجا کردن سیستم بدون وجود هیچ گونه محدودیت در ضخامت، وجود خواهد داشت. در واقع، واکنش شیمیائی که بر وفق آن، فلز راسب می شود، توسط همان سطحی که باید روکش شود کاتالیز شده و این اثر کاتالیزوری، توسط فلز رسوب کرده هم حفظ می شود. چنین عملی، بدواً از برای نیکل توسعه پیدا کرد و مواد اصلی آبکاری نیکل بدون الکترود، شامل کلرورنیکل و هیپوفسفیت سدیم بود.