چربی گیری، اسیدشویی، آبکاری

 هدف: 1_ چربی گیری سکه ها با محلول های قلیایی

          2_ اسید شویی سکه ها با اسید سولفوریک20%

          3_آبکاری مس روی سکه ها

وسایل و مواد لازم: اسید سولفوریک98% ، تیو اوره ، سدیم متا سیلیکات ، سدیم تری فسفات ، سدیم کربنات ، سدیم هیدرواکسید ، مایع ظرفشویی ، سل آبکاری مس ، منبع تغذیه ، بشر ، توری ، سه پایه ، چراغ گاز، دماسنج ، دو عدد سکه

چکیده:

ابتدا سکه ها را در استون می گذاریم، سپس آن را در محلول قلیایی  که دمای آن بین 82 تا 93 درجه سانتی گراد است، قرار می دهیم. بعد سکه را پس از 15 دقیقه از محلول های قلیایی بیرون آورده و با آب مقطر تست گسستگی آب را انجام می دهیم. سپس یکی از سکه ها را در بشری که حاوی اسید سولفوریک با بازدارنده است قرار می دهیم و دیگری را در بشری که اسید سولفوریک بدون بازدارنده است قرار می دهیم و پس از گذشت 15 دقیقه آن ها را از داخل بشر درآورده و با آب می شوریم. سپس در سل آبکاری مس قرار می دهیم تا مس روی سکه ها قرار گیرد. پس از آّبکاری باید ضخامت می آبکاری شده روی هر دو سکه را حساب کنیم.

مقدمه:

آبکاری

پوشاندن يک جسم با يک لايه نازک از يک فلز با کمک يک سلول الکتروليتی آبکاری ناميده می‌شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ايجاد می‌شود بايد رسانای جريان برق باشد. الکتروليت مورد استفاده برای آبکاری بايد دارای يونهای آن فلزی باشد که قرار است لايه نازکی از آن روی جسم قرار بگيرند.

نگاه کلی

فرايند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چونطلاونقره‌وکرومجهت افزايش ارزش فلزات پايه مانندآهن‌ومس‌و غيره و همچنين ايجاد روکشی بسيار مناسب (در حدود ميکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. اين خواص می‌تواندرسانايی الکتريکیو جلوگيری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بينفلزها با واسطه‌های محيطی موجب تجزيه و پوسيدگی آنها می‌شود چون فلزها ميل بازگشت به ترکيبات ثابت را دارند. پوسيدگی فلز ممکن است به صورت شيميايی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئيل و نفت و مانند اينها) و يا الکتروشيميايی (توسط اسيدها و بازها و نمک‌ها) انجام پذيرد. طبيعت و ميزان خوردگی به ويژگی‌های آن فلز٬محيط و حرارت وابسته است. روشهای زيادی برای جلوگيری از خوردگی وجود دارد که يکی از آنها ايجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترين روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگين کردن فلزات٬لعابکاری٬آبکاری با روکش پلاستيک٬حفاظت کاتديک‌وآبکاری با فلزاتديگر.

اصول آبکاری

به طور کلی ترسيب فلز با استفاده از يک الکتروليت را می‌توان به صورت واکنش زير نشان داد:

فلز <-------- (الکترون) z + کاتيون فلزی
ترسيب فلز با روشهای زير انجام می‌شود:

آبکاری الکتریکی

در اين روش ترسيب گالوانيک يک فلز بر پايه واکنشهای الکتروشيميايی صورت می‌گيرد. هنگامالکتروليزدر سطح محدود الکترود/الکتروليت در نتيجه واکنشهای الکتروشيميايی الکترون‌ها يا دريافت می‌شوند (احيا) و يا واگذار می‌شوند (اکسيداسيون). برای اينکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه يابند لازم است به طور مداوم از منبع جريان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص درآند و کاتدهمچنين در الکتروليت هميشه به صورت همزمان صورت می‌گيرند. محلول الکتروليت بايد شامل يونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون يونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمايل به حرکت در جهت الکترود يا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی يا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت يا آند ناميده می‌شود. به طور کلی سيکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زير در نظر گرفت:
- يک اتم در آند يک يا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت يون مثبت در می‌آيد.
- يون مثبت به طرف کاتد يعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
- اين يون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبديل به اتم به صورت جزيی از فلز رسوب می‌کند.

قوانین فارادی

قوانين فارادی که اساس آبکاری الکتريکی فلزها را تشکيل می‌دهند نسبت بين انرژی الکتريکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند.

• قانون اول: مقدار موادی که بر روی يک الکترود ترسيب می‌شود مستقيما″ با مقدار الکتريسيته‌ای که از الکتروليت عبور می‌کند متناسب است.
• قانون دوم :مقدار مواد ترسيب شده با استفاده از الکتروليت‌های مختلفتوسط مقدار الکتريسيته يکسانبه صورت جرم‌هايی با اکی‌والان مساوی از آنهاست.

بر اساس اين قوانين مشخص شده است که 96500 کولن الکتريسيته (يک کولن برابر است با جريان يک آمپر در يک ثانيه) لازم است تا يک اکی‌والان گرم از يک عنصر را رسوب دهد يا حل کند.

آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی

هنگام ترسيب فلز بدون استفاده از منبع جريان خارجیالکترون‌های لازم برای احيای يون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشيميايی تامين می‌شوند. بر اين اساس سه امکان وجود دارد:

• ترسيب فلز به روش تبادل بار (تغيير مکان‌) يا فرايند غوطه‌وری: اساس کلی اين روش بر اصول جدول پتانسيل فلزها پايه‌ريزی شده است. فلزی که بايد پوشيده شود بايد پتانسيل آن بسيار ضعيف‌تر (فلز فعال) از پتانسيل فلز پوشنده (فلز نجيب) باشد. و فلزی که بايد ترسيب شود بايد در محلول به حالت يونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن يک ميله آهنی در يک محلول سولفات مسفلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل يون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی ميله آهن باقی می‌ماند. يون مس دو الکترون را دريافت کرده احيا می‌شود و بين ترتيب مس روی ميله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پايه که بايد پوشيده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشيده شودآهن ديگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکيل نمی‌شود و در نتيجه عمل ترسيب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال اين روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جيوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و يا آزمايش٬جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قيمتی غير قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی.

• ترسيب فلز به روش اتصال: اين روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پايه با يک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ايفا می‌کند. برای مثال هنگامی که يک ميله آهنی (فلز پايه) همراه يک ميله آلومينيومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل يک محلول سولفات مس فرو برده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومينيوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت يون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومينيوم از آهن بيشتر است از اين رو اختلاف پتانسيلی بين دو فلز ايجاد شده و الکترون‌ها در روی يک سيم رابط٬ از سوی آلومينيوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراين مشاهده می‌شود که مقدار زيادی از يونهای مس محلول روی آهن ترسيب می‌شوند. ضخامت قشر ايجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسيار ضخيم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پيچيده استفاده می‌شود.

• روش احيا: ترسيب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احيا کننده٬ روش احيا ناميده می‌شود. يعنی دراين روش الکترونهای لازم برای احيای يونهای فلزات توسط يک احيا کننده فراهم می‌شود. پتانسيل احيا کننده‌ها بايد از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسيل به دلايل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نبايد بسيار زياد باشد. برای مثال هيپوفسفيت سديم يک احيا کننده برای ترسيب نيکل است ولی برای ترسيب مس که نجيب‌تر است٬ مناسب نيست. مزيت استفاده از اين روش در اين است که می‌توان لايه‌هايی با ضخامت دلخواه ايجاد نمود. زيرا اگر مقدار ماده احيا کننده در الکتروليت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسيب را کنترل نمود. به ويژه غير هادی‌ها را نيز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد.

آماده سازی قطعات برای آبکاری

برای بدست آوردن يک سطح فلزی مناسب نخستين عملی است که با دقت بايد صورت گيرد٬ زيرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آيد که فلز پايه٬ سطحی کاملا تميز و مناسب داشته باشد. بدين علت تمام لايه‌ها و يا قشرهای مزاحم ديگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لايه‌های اکسيد٬ رسوبات کالامين که روی آهن در درجه‌های بالا ايجاد می‌شوند را از بين برد. عمليات آماده سازی عبارتند از:

• سمباده‌کاری و صيقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و يکنواخت تبديل می‌کنند.
• چربی‌زدايی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عملانحلال٬پراکندگی٬ امولسيون٬ صابونی کردن و يا به روش تبادل بار از بين برد.
• پرداخت: انحلال شيميايی قشرهای حاصل ازخوردگیروی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسيدهای رقيق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گيرد.
• آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسيدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بين بردن مقدار کم اسيد يا مواد قليايی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنين آبکشی اسيدی برای جلوگيری از امکان تشکيل قشر اکسيد نازک غير قابل رؤيت که موجب عدم چسبندگی لايه الکتروليتی می‌شود.

موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری

در سالهای اخير نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگيری ماده در مقياس نانومتر است٬ تحقيقات فزاينده و موقعيت‌های تجاری زيادی را در زمينه‌های مختلف ايجاد نموده است. يک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانويی يعنی موادی با بلورهای بسيار ريز که اندازه آنها معمولا کمتر از 100 ميکرومتر است می‌پردازد٬ که اين مواد برای اولين بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. اين مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشيميايی توليد شده‌اند که دارای خواصی از قبيل٬ استحکام٬ نرمی‌ و سختی٬ مقاومت به سايش٬ ضريب اصطکاک٬ مقاومت الکتريکی٬ قابليت انحلال هيدروژن و نفوذپذيری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پايداری دمايی را دارا هستند. دريچه‌های آبکاری الکتريکی برای سنتز اين ساختارها با استفاده از تجهيزات و مواد شيميايی مرسوم برای طيف گستره‌ای از فلزات خالص وآلياژها گشوده شده است. يک روش مقرون به صرفه برای توليد محصولاتی با اشکال بسيار متفاوت از پوششهای نازک و ضخيم٬ فويلها و صفحه‌ها با اشکال غير ثابت تا اشکال پيچيده شکل‌يافته با روشهای الکتريکی است. از اين رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعيين‌کننده‌ای را در گسترش کاربردهای جديد نانوتکنولوژی ايفا نمايد که اين امر به آسانی با تکيه بر اصول قابل پيش‌بينی متالوژيکی که در ساليان گذشته مشخص شده قابل تحقق است.

آبکاری الکتریکی

آبکاری (به انگليسی: Electroplating) فرآيند (Plating) است که با احياکاتيون بوسيله جريان الکتريکی و نشاندن آن بصورت يک لايه روی ماده‌ای ديگر مانند فلز است. اين فرآيند برای افزايش ويژگی‌هايی مانند مقاومت به سايش و خوردگی و غيره بکار می‌رود.

فرآيندی که آبکاری بوسيله آن انجام می‌شود، (Electrodeposition) نام دارد و نحوه کار ان وارانه است. کاتد قطعه ايست که قرارست لايه رويش بنشيند، و آند فلزيست که روکش است. اين دو بوسيله الکتروليت با هم ارتباط الکتريکی دارند و با بکاربردن يکسوکنندهجريان مستقيم به آند می‌رسد و باعث انحلال اتم‌های آن می‌شود. در سوی ديگر، اين اتم‌ها با احيا در فصل مشترک کاتد و الکتروليت، بر روی آن رسوب می‌کنند. سرعت انحلال اتم‌ها از آند و احيای آنها در کاتد برابر است.

در گونه‌ای از آبکاری، آند از فلزی مانند سرب است که حل نمی‌شود و اتم‌هايی که بايد برای روکش احيا شوند از پيش در الکتروليت موجودند.

آبکاری با فلزات

آبکاری با نیکل

نيکل يکی از مهمترين فلزاتی است که در آبکاری به کار گرفته می‌شود تاريخچه آبکارینيکل به بيش از صدها سال پيش باز می‌گردد اين کار در سال 1843 هنگامی کهتوانست رسوبات نيکل را از حمامی شامل سولفات نيکل و آمونيوم بدست آورد آغاز گرديد بعد از آن Adams اولين کسی بود که توانست آبکاری نيکل را در موارد تجاری انجام دهد. نيکل رنگی سفيد شبيه نقره دارد که کمی متمايل به زرد است و به راحتی صيقل‌پذير و دارای خاصيت انبساط و انقباض٬جوش‌پذير بوده و مغناطيسی می‌باشد. آبکاری با نيکل اساسا به منظور ايجاد يک لايه براق برای يک لايه بعدی مانند کروم و به منظور فراهم آوردن جلای سطحی خوب و مقاومت در برابر خوردگیبرای قطعات فولادی٬ برنجی و حتی بر روی پلاستيکهايی که با روش‌های شيميايی متاليزه شده‌‌‌اند به کار می‌رود. مواد شيميايی که در الکتروليتهای نيکل به کار می‌روند عبارتنداز:

• نمک فلزی (مهمترين آنها سولفات نيکل است و همچنين از کلريد نيکل و سولفومات نيکل نيز استفاده می‌شود.)
• نمک رسانا (برای بالا بودن قابليت رسانايی ترجيحا از کلريدها مخصوصا کلريد نيکل استفاده می‌شود.)
• مواد تامپونه کننده (برای ثابت نگه داشتن PH اصولا اسيد بوريک به کار برده می‌شود.)
• مواد ضد حفره‌ای شدن (برای جلوگيری از حفره ای شدن به الکتروليتهای نيکل موادی اضافه می کنند که مواد ترکننده ناميده می شوند. سابقا از مواد اکسيد کننده به عنوان مواد ضد حفره استفاده می‌شد.)

آبکاری با کروم

روکش‌های لايه کروم رنگی شبيه نقره٬ سفيد مايل به آبی دارند. قدرت انعکاس سطح کروم‌کاری شده و کاملا″ صيقلی شده در حد 65% است (برای نقره 88%و نيکل 55%) در حالی که خاصيت انعکاس نقره و نيکل با گذشت زمان ضايع می‌شود٬ در مورد کروم تغييری حاصل نمی‌شود. لايه‌های کروم قابل جوشکاری نبوده و رنگ‌کاری و نقاشی را نمی‌پذيرند. کروم در مقابل گازها٬ موادقليايی و نمکها مقاوم است اما اسيد سولفوريک واسيد کلريدريک وساير اسيدهای هالوژن‌دار در تمام غلظتها ودر تمام درجه حرارتها بر روی کروم تاثير می گذارند. به دنبال رويين شدن شيميايی٬ روکش‌های کروم مقاومت خوبی در اتمسفر از خود نشان می‌دهند و کدر نمی‌شوند. از اين رو به تميز کردن و يا نو نمودن توسط محلولها يا محصولات حل کننده اکسيدها را ندارند. روکش‌های کروم تا 500 درجه سانتيگراد هيچ تغييری از نظر کدر شدن متحمل نمی‌‌شوند. رويين شدن حالتی است که در طی آن در سطح کروم٬ اکسيد کروم (3+) تشکيل می شود. اين عمل موجب جابه‌جايی پتانسيل کروم از 0.717 به 1.36 ولت می شود و کروم مثل يک فلز نجيب عمل می نمايد. لايه های پوششی کروم براق با ضخامت پايين (در حدود 1 ميکرومتر)که غالبا در کروم‌کاری تزيينی با آن روبه رو هستيم فولاد را در مقابل خوردگی حفاظت نمی‌کنند کروم کاری ضخيم که در مقابل خوردگی ضمانت کافی داشته باشد فقط از طريق کروم‌کاری سخت امکانپذير است. با توجه به اينکه پوشش‌های کروم الکتروليتی سطح مورد آبکاری را به طور کامل نمی‌پوشانند از اين رو کروم‌کاری تزيينی هرگز به تنهايی مورد استفاده قرار نمی‌گيرد بلکه همواره آن را به عنوان پوشش نهايی بر روی واکنش‌هايی که حفاظت سطح را در مقابل خوردگی ضمانت می‌نمايند به کار می‌روند. معمولا به عنوان پايه محافظ از نيکل استفاده می‌شود.

آبکاری با مس

مس فلزی است با قابليت کشش بدون پاره شدن٬ نرم و هادی بسيار خوب جريان برق و گرما. مس از هيدروژن نجيب‌تر است و در نتيجه نه تنها در مقابل آب و محلولهای نمک‌دار بلکه در مقابل اسيدهايی که اکسيدکننده نيستند نيز مقاومت دارد. اکسيدکننده‌ها و اکسيژن هوا به و يا اکسيد مس (II) مس را به اکسيد مس (I)  راحتی  تبديل می‌کنند اکسيدهايی که برخلاف خود فلز در اکثر اسيدها حل می‌شوند. به دليل وجود گازهای مخرب در محيط که دارای گوگردهستند٬ روی اشيايی که از جنس مس هستند لايه هايی از سولفور مس به رنگ‌های تاريک و يا سبز تشکيل می‌شود.

الکترولیت‌های آبکاری مس

• الکتر‌وليت‌هايی برپايه اسيد سولفوريک يا اسيد فلوريدريک
• الکتر‌وليت‌هايی که فسفات در بر دارند
• الکتر‌وليت‌ها ی يسيانيدی

الکتروليت‌های اسيدی بر پايه سولفات مس به غير از مس‌اندود نمودن مستقيم سرب٬ مس و  برای ديگر فلزات مناسب نيستند. اينها روی آهن٬ آلومينيم و روینيکل روکش نمی‌کنند به طور مستقيم توليد اگر در يک الکتروليت اسيد اشيايی از جنس آهن٬ آلومينيم و روی فرو ببريم يک لايه اسفنجی در نتيجه مبادله يونی ايجاد می‌شود. اين يک لايه پايداری بدون چسبندگی برای لايه‌های ديگر خواهد بود. بنابراين قبل از مس‌اندود نمودن اين فلزات در محيط اسيدی بايد حتما يک عمليات مس‌اندود نمودن در محيط اسيدی انجام گرفته باشد. الکتروليت‌های سيانيدی٬ علی‌رغم سمی بودنشان به علت دارا بودن خواص خوب اهميت زيادی پيدا کرده‌اند. پوششهای حاصل از حمام‌های سيانيدی دارای توان پوششی خوبی می‌باشند٬ آنها دارای دانه‌بندی حاصل از چسبندگی فوق‌العاده‌ای‌اند. در نتيجه پديده‌های شديد پلاريزاسيون٬ قدرت نفوذ الکتروليت‌های سيانيدی بهتر از حمام های مس‌کاری اسيد است. الکتروليت‌های پيروفسفات مس برای ايجاد روکش‌های زينتی روی زاماک٬ فولاد٬ آلياژهای آلومينيم و برای پوشش سطحی فولاد بعد از عمليات سمانتاسيون به کار برده می‌شود. موارد کابردی ديگر می‌توان مس‌کاری سيم‌ها و شکل‌يابی با برق را نام برد.

آلیاژهای مس

• : ناميده می‌شود CuZn30برنج آْلياژی از مس و روی که.
• برنز: آلياژی از مس و قلع می‌باشد.

آبکاری با روی

روی فلزی است به رنگ سفيد متمايل به آبی٬ بالاتراز 100 درجه سانتيگراد شکننده٬ مابين100 الی 200 درجه سانتيگراد نرم٬ قابل انحنا و انبساط است و می‌توان به صورت ورقه‌های نازک درآورد٬ بالای 200 درجه سانتيگراد دوباره شکننده می‌شود. خاصيت تکنيکی خيلی مهم روی حفاظت خيلی خوب پوشش‌های آن در مقابل خوردگی است. اين خاصيت ترجيحا بواسطه تشکيل لايه يکنواخت و چسبنده اتمسفر ايجاد می‌شود و عموما شامل اکسيد و هيدروکسيد کربنات روی و گاهی نيز سولفات و کلريد روی می‌باشد.

الکترولیت‌های آبکاری روی

• الکتروليت‌های اسيدی : اسيد سولفوريک - اسيد کليدريک و اسيد فلوبوريک.
• الکتروليت‌های بازی : سيانيدی - زنکاتی و پيروفسفات.

قديمی‌ترين نوع روی‌کاری گالوانيزاسيون است . در اين روش روی کاری٬ قطعات آهنی بعد از عمليات پرداخت در داخل روی مذاب در درجه حرارتی مابين 420 الی 450 درجه سانتيگراد فرو برده می‌شود. برای اهداف تزئينی از روی‌کاری براق استفاده می‌شود. اساسا″ ترکيب حمام‌های براق شبيه حمام‌های مات است٬ فقط حمام های براق دارای درجه خلوص بالاتر و بعلاوه مواد براق‌کننده آلیو غير آلیمی‌باشند .
معمولا لايه‌های پوششی روی عمليات پسين شيميايی توسط کروماته کردن و يا فسفاته کردن را پذيرا هستند. در نتيجه کروماته کردن لايه های روی خوردگی روی به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌يابد.

آبکاری با کادمیوم

رنگ آن سفيد بوده و به نقره شباهت دارد. بسياری از خواص کادميوم به روی شبيه اند. لايه کادميوم به سهولت قابل لحيم‌کاری است. حفاظت ضدخوردگی کادميوم شديدا″ تحت تاثير محيط خورنده می‌باشد. با توجه به اينکه فلز کادميوم مسموم کننده است٬ بدين جهت از اين لايه ها نبايد برای قطعاتی که هميشه دم دست هستند و همچنين در صنايع غذايی استفاده نموده.

الکترولیت‌های آبکاری کادمیوم

حمام های کادميوم کاری بسيار متداول از انحلال اکسيد کادميوم و يا سيانيد کادميوم در سيانيد سديم توليد می‌شوند.
به وجود آمدن شکنندگی توسط هيدروژن در کادميوم کاری سيانيدی سبب شده است که الکتروليت‌های اسيدی برای کاربردهای ويژه‌ای تهيه شوند. تنها فرايندی که امروزه سودمند است٬ بر پايه حمام‌های فلوئوبرات مبتنی است.
عمليات پسين پوشش‌های کادميوم نيز به منظور بهتر نمودن منظر قطعه انجام می‌يابد. غوطه‌ور نمودن کوتاه مدت در اسيد نيتريک 0.5-0.3 درصد سبب براق شدن لايه‌ها از نوع نقره خواهد شد. در صورتی که بخواهيم لايه کادميوم در مقابل خوردگی مقاوم‌تر شود٬ به طريق پسين با استفاده از محلول‌های اسيد حاوی يونهای کروم (VI) ممکن خواهد بود. بر طبق غلظت و ترکيب محلول‌های کروم‌دار٬ لايه‌های کرومات به رنگهای آبی آسمانی٬ زرد براق يا سبز زيتونی ايجاد می‌شود که به طور قابل ملاحظه‌ای در مقابل خوردگی لايه را بهتر می‌نمايند.

آبکاری با قلع

قلع فلزی است براق٬ دارای رنگ سفيد نقره‌ای٬ در درجه حرارت معمولی در مقابل آب و هوا مقاوم است و اسيدها و بازهای ضعيف به سختی روی آن اثر می‌گذارند. برعکس اسيد و بازهای قوی به آسانی روی آن اثر می‌گذارند. به راحتی لحيم‌پذير است. قلع در مقابل مواد غذايی و اتمسفر معمولی تحت تاثير قرار نمی‌گيرد. با توجه به اينکه سمی نيست٬ کاربرد زيادی در پوشش‌کاری قطعات صنعتی مواد غذايی و صنعت کنسروسازی دارد. با توجه به لحيم‌کاری بسيار عالی در صنعت برق نيز به کار برده می‌شود.

الکترولیت‌های آبکاری قلع

• الکتروليت‌های اسيدی : اسيد فنل سولفونيک - اسيد هيدروفلوريک و اسيد فلوئوروبونيک.
• الکتروليت‌های قليايی : براساس استانات سديم يا پتاسيم و هيدروکسيدهای مربوطه می‌باشد.

پوشش‌های قلع ايجاد شده روی قطعات به طريق الکتروليتی ظاهری کدر دارند با فرو بردن قطعات در حمام روغن داغ (Surfuion) براق می‌شوند. حمام‌های روغن داغ٬ خلل و فرج موجود در پوشش را از بين برده٬ مقاومت در مقابل خوردگی قشر را افزايش می‌دهند. همچنين با استفاده از يک محلول خيلی داغ کرومات قليايی حاوی يک تر کننده٬ می‌توان مقاومت در مقابل خوردگی قشر قلع‌اندود شده را بهتر نمود.

آبکاری با نقره

نقره فلزی قيمتی (نجيب)٬ به رنگ سفيد براق است. اسيد کلريدريک٬ اسيد سولفوريک و اسيد استيک به طور جزيی بر آن اثر می‌کند٬ برعکس اسيد نيتريک٬ آن را به صورت نيترات نقره حل می‌کند. نقره توسط سولفور هيدروژن و ترکيبات ديگر گوگرد توليد سولفور نقره به رنگ سياه می‌نمايد. اکسيژنهوا به نقره آسيبی نمی‌رساند.همچنين در مقابل اغلب محلول‌های نمکی و غذايی نيز مقاومت دارد.

الکترولیت‌های آبکاری نقره

حمام‌های نقره کاری شامل سيانيد ساده نقره٬ کربنات پتاسيم٬ سيانيد پتاسيم يا سيانيد سديم می باشد. هنگامی که از سيانيد پتاسيم استفاده می‌شود پوشش به سختی می سوزد. ضمنا لايه‌ها براق و حمام‌ها دارای خاصيت هدايت جريان بيش‌تری هستند. سيانيد قليايی موجود در الکتروليت تحت تاثير CO2 موجود در اتمسفر به طور جزيی تجزيه شده و توليد کربنات می‌کند. کربنات توليد شده خاصيت هدايت الکتريسيته و قدرت نفوذ الکتروليت را زياد می‌کند.
پوشش‌های نقره که در حمام‌های سيانيدی ساده ايجاد می‌شود کدر هستندو بايد در هنگام پوشش‌کاری برش‌کاری نمود. عمليات اجتناب‌ناپذير جلاکاری علاوه بر اينکه قيمت را بالا می‌برد٬ سبب از بين رفتن فلز نقره نيز می‌شوند. در حال حاضر حمام‌های نقره حاوی مواد افزودنی مختلف سبب ايجاد لايه‌های براق به کار برده می‌شوند. اين حمام‌ها معايب الکتروليت‌های ساده را ندارند.

آبکاری با طلا

طلافلزی‌ است قيمتی (نجيب)٬ به رنگ زرد٬ در طبيعت به صورت خالص پيدا می‌شود. طلا در مقابل اتمسفر٬ آب٬ محلول‌های نمکی و اسيدها آسيب ناپذير است. تنها تيزاب (يک حجم نيتريک و سه حجم اسيد کلريدريک) يا اسيد کلريدريک با داشتن اکسيدکننده‌ها طلا را حل می‌کند. برای بهتر نمودن خواص پوشش طلای ترسيب شده به طريق الکتروشيميايی٬ به الکتروليت‌های طلا مواد شيميايیکاملا مشخص افزوده می‌شود. پوشش‌های آلياژی نقش مهمی در روکش طلای الکتروليتی دارند. همچنين می‌توان به طور مناسبی خواص ويژه روکش‌ها٬ مانند سختی٬ براق نمودن و رنگ را تحت تاثير قرار داد.
طلاکاری با ضخامت کم (آبنوس‌کاری الکتريکی طلا) درزرگری به کار می‌رود. ايجاد لايه‌هايی با ضخامت نسبتا نازک به ضخامت در حدود 0.01 الی 0.1 ميکرومتر فلز پايه را در مقابل کدر شدن مقاوم می‌کند. به علاوه رفته رفته لايه‌های ضخيم به ويژه در قطعات صنعتی به کار می‌برند٬ به عنوان مثال در صنعت الکترونيک برای ارتباطات در مدارهای چاپی٬ در صنايع فضايی٬ در ساختن وسايل سفره (کارد٬ قاشق و چنگال) و در صنعت شيميايی به عنوان ضدخوردگی

آبکاری با فلزات گروه پلاتین

به طور کلی پلاتين٬ پالاديوم٬ روديوم٬ روتنيوم٬ اسميوم و اريديوم را فلزات گروه پلاتين می‌نامند. فلزات گروه پلاتين در صنعت مدرن رفته رفته اهميت پيدا می‌کنند و از آنجايی که گرانبها هستند سعی می شود به جای استفاده از فلزات گروه پلاتين در صنعت پوشش کاری٬ از فلزات ديگر استفاده شود. از فلزات گروه پلاتين در صنعت تجهيزات آزمايشگاهی پيشرفته و مدرن٬ در صنعت الکتروتکنيک٬ در زرگری و در صنعت شيميايی به عنوان کاتاليزور استفاده می‌کنند.

آبکاری اجسام غیر هادی

پوشش‌کاری مواد غير هادی (مثلا : شيشه٬ موادمعدنی٬نيمه‌هاديها٬ سراميک٬ چرم٬ برگ درختان٬چوب٬پارچه و مواد پلاستيکی) به روش گالوانيک (الکتروليتی با استفاده از منبع جریان خارجی)٬ در صورتی که سطح آنها قبلا توسط يک روکش هادی جريان پوشيده شده باشد٬ ممکن خواهد شد. مشکلات فلز اندود نمودن غير هادی‌ها٬ در ترسيب الکتروليتی نيست٬ بلکه در چسبندگی روکش فلزی است. غيرهادی ها بعد از يک آماده‌سازی کامل٬ آماده فلزاندود کردن هستند که بر روی آنها بتوان يک پوشش فلز با چسبندگی خوب افزود. در نتيجه فلزاندود نمودن مواد پلاستيکی٬ خواص جالب پلاستيک (برای مثال٬ وزن سبک٬ تغيير شکل آسان با کيفيت سطح استثنايی٬ ارزان قيمت بودن نسبت به فلز) با خواص روکش‌های فلزی حاصله از آبکاری با برق به دست می‌آيد

روش کار :

ابتدا باید محلول های قلیایی و اسیدی را درست کنیم، پس به صورت زیر عمل می کنیم:

در یک بشر خالی حدودا 100 سی سی آب مقطر می ریزیم بعد بازها را بر اساس حلالیتشان درون آب حل می کنیم. اول 7/3 گرم سدیم متاسیلیکات درون آب ریخته و آن را  حل می کنیم، پس از حل شدن سدیم متاسیلیکات، 7/3 گرم سدیم تری فسفات درون آب ریخته و آن را حل می کنیم،سپس 5/7 گرم سدیم کربنات درون آب ریخته و باز هم آن را حل می کنیم و در آخر 7/3 سدیم هیدرواکسید(سود) درون آب ریخته و آن را به صورت کامل حل می کنیم. در آخر 1 سی سی مایع ظرفشویی درون بشر می ریزیم و در آخر محلول را به حجم 250 سی سی می رسانیم و آن را روی چراغ گاز گذاشته تا دمای آن بین 82 تا 93 درجه ی سانتی گراد برسد و باید دما را بین این دو دما نگه داریم. حال در بشری دیگر حدود 100 سی سی آب می ریزیم و 5/32 سی سی اسید سولفوریک98% به آرامی روی آن می ریزیم و به حجم 250 سی سی می رسان

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: