آبکاري با نيکل

نيکل يکي از مهمترين فلزاتي است که در آبکاري به کار گرفته مي‌شود. تاريخچه آبکاري نيکل به بيش از صدها سال پيش باز مي‌گردد اين کار در سال 1843 هنگامي که R.Rotlger توانست رسوبات نيکل را از حمامي شامل سولفات نيکل و آمونيوم بدست آورد آغاز گرديد بعد از آن Adams اولين کسي بود که توانست آبکاري نيکل را در موارد تجاري انجام دهد.
نيکل رنگي سفيد شبيه نقره دارد که کمي متمايل به زرد است و به راحتي صيقل‌پذير و داراي خاصيت انبساط و انقباض? جوش‌پذير بوده و مغناطيسي مي‌بلاشد. آبکاري با نيکل اساسا به منظور ايجاد يک لايه براق براي يک لايه بعدي مانند کروم و به منظور فراهم آوردن جلاي سطحي خوب و مقاومت در برابر خوردگي براي قطعات فولادي? برنجي و حتي بر روي پلاستيکهايي که با روش‌هاي شيميايي متاليزه شده‌‌‌اند به کار مي‌رود.
مواد شيميايي که در الکتروليتهاي نيکل به کار مي‌روند عبارتنداز:
نمک فلزي (مهمترين آنها سولفات نيکل است و همچنين از کلريد نيکل و سولفومات نيکل نيز استفاده مي‌شود.)
نمک رسانا (براي بالا بودن قابليت رسانايي ترجيحا از کلريدها مخصوصا کلريد نيکل استفاده مي‌شود.)
مواد تامپونه کننده (براي ثابت نگه داشتن PH اصولا اسيد بوريک به کار برده مي‌شود.)
مواد ضد حفره‌اي شدن (براي جلوگيري از حفره اي شدن به الکتروليتهاي نيکل موادي اضافه مي کنند که مواد ترکننده ناميده مي شوند. سابقا از مواد اکسيد کننده به عنوان مواد ضد حفره استفاده مي‌شد.)

آبکاري با کروم

روکش‌هاي لايه کروم رنگي شبيه نقره? سفيد مايل به آبي دارند. قدرت انعکاس سطح کروم‌کاري شده و کاملا? صيقلي شده در حد 65% است (براي نقره 88%و نيکل 55%) در حالي که خاصيت انعکاس نقره و نيکل با گذشت زمان ضايع مي‌شود? در مورد کروم تغييري حاصل نمي‌شود. لايه‌هاي کروم قابل جوشکاري نبوده و رنگ‌کاري و نقاشي را نمي‌پذيرند. کروم در مقابل گازها? موادقليايي و نمکها مقاوم است اما اسيد سولفوريک واسيد کلريدريک وساير اسيدهاي هالوژن‌دار در تمام غلظتها ودر تمام درجه حرارتها بر روي کروم تاثير مي گذارند.
به دنبال رويين شدن شيميايي? روکش‌هاي کروم مقاومت خوبي در اتمسفر از خود نشان مي‌دهند و کدر نمي‌شوند. از اين رو به تميز کردن و يا نو نمودن توسط محلولها يا محصولات حل کننده اکسيدها را ندارند. روکش‌هاي کروم تا 500 درجه سانتيگراد هيچ تغييري از نظر کدر شدن متحمل نمي‌‌شوند. رويين شدن حالتي است که در طي آن در سطح کروم? اکسيد کروم (3+) تشکيل مي شود. اين عمل موجب جابه‌جايي پتانسيل کروم از 0.717 به 1.36 ولت مي شود و کروم مثل يک فلز نجيب عمل مي نمايد. لايه هاي پوششي کروم براق با ضخامت پايين (در حدود 1 ميکرومتر)که غالبا در کروم‌کاري تزييني با آن روبه رو هستيم فولاد را در مقابل خوردگي حفاظت نمي‌کنند کروم کاري ضخيم که در مقابل خوردگي ضمانت کافي داشته باشد فقط از طريق کروم‌کاري سخت امکانپذير است. با توجه به اينکه پوشش‌هاي کروم الکتروليتي سطح مورد آبکاري را به طور کامل نمي‌پوشانند از اين رو کروم‌کاري تزييني هرگز به تنهايي مورد استفاده قرار نمي‌گيرد بلکه همواره آن را به عنوان پوشش نهايي بر روي واکنش‌هايي که حفاظت سطح را در مقابل خوردگي ضمانت مي‌نمايند به کار مي‌روند. معمولا به عنوان پايه محافظ از نيکل استفاده مي‌شود.

آبکاري با مس

مس فلزي است با قابليت کشش بدون پاره شدن? نرم و هادي بسيار خوب جريان برق و گرما. مس از هيدروژن نجيب‌تر است و در نتيجه نه تنها در مقابل آب و محلولهاي نمک‌دار بلکه در مقابل اسيدهايي که اکسيدکننده نيستند نيز مقاومت دارد. اکسيدکننده‌ها و اکسيژن هوا به راحتي مس را به اکسيد مس (I) و يا اکسيد مس (II) تبديل مي‌کنند اکسيدهايي که برخلاف خود فلز در اکثر اسيدها حل مي‌شوند. به دليل وجود گازهاي مخرب در محيط که داراي گوگرد هستند? روي اشيايي که از جنس مس هستند لايه هايي از سولفور مس به رنگ‌هاي تاريک و يا سبز تشکيل مي‌شود.

الکتروليت‌هاي آبکاري مس

الکتر‌وليت‌هايي برپايه اسيد سولفوريک يا اسيد فلوريدريک
الکتر‌وليت‌هايي که فسفات در بر دارند

الکتر‌وليت‌ها ي سيانيدي

الکتروليت‌هاي اسيدي بر پايه سولفات مس به غير از مس‌اندود نمودن مستقيم سرب? مس و نيکل براي ديگر فلزات مناسب نيستند. اينها روي آهن? آلومينيم و روي به طور مستقيم توليد روکش نمي‌کنند اگر در يک الکتروليت اسيد اشيايي از جنس آهن? آلومينيم و روي فرو ببريم يک لايه اسفنجي در نتيجه مبادله يوني ايجاد مي‌شود. اين يک لايه پايداري بدون چسبندگي براي لايه‌هاي ديگر خواهد بود. بنابراين قبل از مس‌اندود نمودن اين فلزات در محيط اسيدي بايد حتما يک عمليات مس‌اندود نمودن در محيط اسيدي انجام گرفته باشد. الکتروليت‌هاي سيانيدي? علي‌رغم سمي بودنشان به علت دارا بودن خواص خوب اهميت زيادي پيدا کرده‌اند. پوششهاي حاصل از حمام‌هاي سيانيدي داراي توان پوششي خوبي مي‌باشند? آنها داراي دانه‌بندي حاصل از چسبندگي فوق‌العاده‌اي‌اند. در نتيجه پديده‌هاي شديد پلاريزاسيون? قدرت نفوذ الکتروليت‌هاي سيانيدي بهتر از حمام هاي مس‌کاري اسيد است. الکتروليت‌هاي پيروفسفات مس براي ايجاد روکش‌هاي زينتي روي زاماک? فولاد? آلياژهاي آلومينيم و براي پوشش سطحي فولاد بعد از عمليات سمانتاسيون به کار برده مي‌شود. موارد کابردي ديگر مي‌توان مس‌کاري سيم‌ها و شکل‌يابي با برق را نام برد.

آلياژهاي مس

برنج: آْلياژي از مس و روي که CuZn30 ناميده مي‌شود.
برنز: آلياژي از مس و قلع مي‌باشد.

آبکاري با روي

روي فلزي است به رنگ سفيد متمايل به آبي? بالاتراز 100 درجه سانتيگراد شکننده? مابين100 الي 200 درجه سانتيگراد نرم? قابل انحنا و انبساط است و مي‌توان به صورت ورقه‌هاي نازک درآورد? بالاي 200 درجه سانتيگراد دوباره شکننده مي‌شود. خاصيت تکنيکي خيلي مهم روي حفاظت خيلي خوب پوشش‌هاي آن در مقابل خوردگي است. اين خاصيت ترجيحا بواسطه تشکيل لايه يکنواخت و چسبنده اتمسفر ايجاد مي‌شود و عموما شامل اکسيد و هيدروکسيد کربنات روي و گاهي نيز سولفات و کلريد روي مي‌باشد.

الکتروليت‌هاي آبکاري روي

الکتروليت‌هاي اسيدي : اسيد سولفوريک - اسيد کليدريک و اسيد فلوبوريک.
الکتروليت‌هاي بازي : سيانيدي - زنکاتي و پيروفسفات.
قديمي‌ترين نوع روي‌کاري گالوانيزاسيون است . در اين روش روي کاري? قطعات آهني بعد از عمليات پرداخت در داخل روي مذاب در درجه حرارتي مابين 420 الي 450 درجه سانتيگراد فرو برده مي‌شود. براي اهداف تزئيني از روي‌کاري براق استفاده مي‌شود. اساسا? ترکيب حمام‌هاي براق شبيه حمام‌هاي مات است? فقط حمام هاي براق داراي درجه خلوص بالاتر و بعلاوه مواد براق‌کننده آلي و غيرآلي مي‌باشند.
معمولا لايه‌هاي پوششي روي عمليات پسين شيميايي توسط کروماته کردن و يا فسفاته کردن را پذيرا هستند. در نتيجه کروماته کردن لايه هاي روي خوردگي روي به طور قابل ملاحظه‌اي کاهش مي‌يابد.

آبکاري با کادميوم

رنگ آن سفيد بوده و به نقره شباهت دارد. بسياري از خواص کادميوم به روي شبيه اند. لايه کادميوم به سهولت قابل لحيم‌کاري است. حفاظت ضدخوردگي کادميوم شديدا? تحت تاثير محيط خورنده مي‌باشد. با توجه به اينکه فلز کادميوم مسموم کننده است? بدين جهت از اين لايه ها نبايد براي قطعاتي که هميشه دم دست هستند و همچنين در صنايع غذايي استفاده نمود.
الکتروليت‌هاي آبکاري کادميوم حمام هاي کادميوم کاري بسيار متداول از انحلال اکسيد کادميوم و يا سيانيد کادميوم در سيانيد سديم توليد مي‌شوند.
به وجود آمدن شکنندگي توسط هيدروژن در کادميوم کاري سيانيدي سبب شده است که الکتروليت‌هاي اسيدي براي کاربردهاي ويژه‌اي تهيه شوند. تنها فرايندي که امروزه سودمند است? بر پايه حمام‌هاي فلوئوبرات مبتني است.
عمليات پسين پوشش‌هاي کادميوم نيز به منظور بهتر نمودن منظر قطعه انجام مي‌يابد. غوطه‌ور نمودن کوتاه مدت در اسيد نيتريک 0.5-0.3 درصد سبب براق شدن لايه‌ها از نوع نقره خواهد شد. در صورتي که بخواهيم لايه کادميوم در مقابل خوردگي مقاوم‌تر شود? به طريق پسين با استفاده از محلول‌هاي اسيد حاوي يونهاي کروم (VI) ممکن خواهد بود. بر طبق غلظت و ترکيب محلول‌هاي کروم‌دار? لايه‌هاي کرومات به رنگهاي آبي آسماني? زرد براق يا سبز زيتوني ايجاد مي‌شود که به طور قابل ملاحظه‌اي در مقابل خوردگي لايه را بهتر مي‌نمايند.

آبکاري با قلع

قلع فلزي است براق? داراي رنگ سفيد نقره‌اي? در درجه حرارت معمولي در مقابل آب و هوا مقاوم است و اسيدها و بازهاي ضعيف به سختي روي آن اثر مي‌گذارند. برعکس اسيد و بازهاي قوي به آساني روي آن اثر مي‌گذارند. به راحتي لحيم‌پذير است. قلع در مقابل مواد غذايي و اتمسفر معمولي تحت تاثير قرار نمي‌گيرد. با توجه به اينکه سمي نيست? کاربرد زيادي در پوشش‌کاري قطعات صنعتي مواد غذايي و صنعت کنسروسازي دارد. با توجه به لحيم‌کاري بسيار عالي در صنعت برق نيز به کار برده مي‌شود.

الکتروليت‌هاي آبکاري قلع

الکتروليت‌هاي اسيدي : اسيد فنل سولفونيک - اسيد هيدروفلوريک و اسيد فلوئوروبونيک. الکتروليت‌هاي قليايي : براساس استانات سديم يا پتاسيم و هيدروکسيدهاي مربرطه مي‌باشد. پوشش‌هاي قلع ايجاد شده روي قطعات به طريق الکتروليتي ظاهري کدر دارند با فرو بردن قطعات در حمام روغن داغ (Surfuion) براق مي‌شوند. حمام‌هاي روغن داغ? خلل و فرج موجود در پوشش را از بين برده? مقاومت در مقابل خوردگي قشر را افزايش مي‌دهند. همچنين با استفاده از يک محلول خيلي داغ کرومات قليايي حاوي يک تر کننده? مي‌توان مقاومت در مقابل خوردگي قشر قلع‌اندود شده را بهتر نمود.

آبکاري با نقره

نقره فلزي قيمتي (نجيب)? به رنگ سفيد براق است. اسيد کلريدريک? اسيد سولفوريک و اسيد استيک به طور جزيي بر آن اثر مي‌کند? برعکس اسيد نيتريک? آن را به صورت نيترات نقره حل مي‌کند. نقره توسط سولفور هيدروژن و ترکيبات ديگر گوگرد توليد سولفور نقره به رنگ سياه مي‌نمايد. اکسيژن هوا به نقره آسيبي نمي‌رساند.همچنين در مقابل اغلب محلول‌هاي نمکي و غذايي نيز مقاومت دارد.

الکتروليت‌هاي آبکاري نقره

حمام‌هاي نقره کاري شامل سيانيد ساده نقره? کربنات پتاسيم? سيانيد پتاسيم يا سيانيد سديم مي باشد. هنگامي که از سيانيد پتاسيم استفاده مي‌شود پوشش به سختي مي سوزد. ضمنا لايه‌ها براق و حمام‌ها داراي خاصيت هدايت جريان بيش‌تري هستند. سيانيد قليايي موجود در الکتروليت تحت تاثير CO2 موجود در اتمسفر به طور جزيي تجزيه شده و توليد کربنات مي‌کند. کربنات توليد شده خاصيت هدايت الکتريسيته و قدرت نفوذ الکتروليت را زياد مي‌کند.
پوشش‌هاي نقره که در حمام‌هاي سيانيدي ساده ايجاد مي‌شود کدر هستندو بايد در هنگام پوشش‌کاري برش‌کاري نمود. عمليات اجتناب‌ناپذير جلاکاري علاوه بر اينکه قيمت را بالا مي‌برد? سبب از بين رفتن فلز نقره نيز مي‌شوند. در حال حاضر حمام‌هاي نقره حاوي مواد افزودني مختلف سبب ايجاد لايه‌هاي براق به کار برده مي‌شوند. اين حمام‌ها معايب الکتروليت‌هاي ساده را ندارند.

آبکاري با طلا

طلا فلزي‌ است قيمتي (نجيب)? به رنگ زرد? در طبيعت به صورت خالص پيدا مي‌شود. طلا در مقابل اتمسفر? آب? محلول‌هاي نمکي و اسيدها آسيب ناپذير است. تنها تيزاب (يک حجم نيتريک و سه حجم اسيد کلريدريک) يا اسيد کلريدريک با داشتن اکسيدکننده‌ها طلا را حل مي‌کند. براي بهتر نمودن خواص پوشش طلاي ترسيب شده به طريق الکتروشيميايي? به الکتروليت‌هاي طلا مواد شيميايي کاملا مشخص افزوده مي‌شود. پوشش‌هاي آلياژي نقش مهمي در روکش طلاي الکتروليتي دارند. همچنين مي‌توان به طور مناسبي خواص ويژه روکش‌ها? مانند سختي? براق نمودن و رنگ را تحت تاثير قرار داد.
طلاکاري با ضخامت کم (آبنوس‌کاري الکتريکي طلا) درزرگري به کار مي‌رود. ايجاد لايه‌هايي با ضخامت نسبتا نازک به ضخامت در حدود 0.01 الي 0.1 ميکرومتر فلز پايه را در مقابل کدر شدن مقاوم مي‌کند. به علاوه رفته رفته لايه‌هاي ضخيم به ويژه در قطعات صنعتي به کار مي‌برند? به عنوان مثال در صنعت الکترونيک براي ارتباطات در مدارهاي چاپي? در صنايع فضايي? در ساختن وسايل سفره (کارد? قاشق و چنگال) و در صنعت شيميايي به عنوان ضدخوردگي.

آبکاري با فلزات گروه پلاتين

به طو کلي پلاتين? پالاديوم? روديوم? روتنيوم? اسميوم و اريديوم را فلزات گروه پلاتين مي‌نامند. فلزات گروه پلاتين در صنعت مدرن رفته رفته اهميت پيدا مي‌کنند و از آنجايي که گرانبها هستند سعي مي شود به جاي استفاده از فلزات گروه پلاتين در صنعت پوشش کاري? از فلزات ديگر استفاده شود. از فلزات گروه پلاتين در صنعت تجهيزات آزمايشگاهي پيشرفته و مدرن? در صنعت الکتروتکنيک? در زرگري و در صنعت شيميايي به عنوان کاتاليزور استفاده مي‌کنند.

آبکاري اجسام غير هادي

پوشش‌کاري مواد غير هادي (مثلا : شيشه? موادمعدني? نيمه‌هاديها? سراميک? چرم? برگ درختان? چوب? پارچه و مواد پلاستيکي) به روش گالوانيک (الکتروليتي با استفاده از منبع جريان خارجي)? در صورتي که سطح آنها قبلا توسط يک روکش هادي جريان پوشيده شده باشد? ممکن خواهد شد. مشکلات فلز اندود نمودن غير هادي‌ها? در ترسيب الکتروليتي نيست? بلکه در چسبندگي روکش فلزي است. غيرهادي ها بعد از يک آماده‌سازي کامل? آماده فلزاندود کردن هستند که بر روي آنها بتوان يک پوشش فلز با چسبندگي خوب افزود. در نتيجه فلزاندود نمودن مواد پلاستيکي? خواص جالب پلاستيک (براي مثال? وزن سبک? تغيير شکل آسان با کيفيت سطح استثنايي? ارزان قيمت بودن نسبت به فلز) با خواص روکش‌هاي فلزي حاصله از آبکاري با برق به دست مي‌آيد
منبع:http://power.smsm.ir/
/س