پوشاندن یک جسم با یک الیه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می شود. جسمی که روکش فلزی روی آن
ایجاد می شود باید رسانای جریان برق باشد. الکترولیت مورد استفاده برای آبکاری باید دارای یونهای آن فلزی باشد که قرار است الیه
.نازکی از آن روی جسم قرار بگیرند
تاریخچه آبکاری در اروپا
صنعت آبکاری به شکل امروزی آن از اواخر قرن هجدهم و با اختراع پیل الکتریکی توسط ولتا فیزیکدان
ایتالیایی و تحقیقات میشل فارادی دانشمند انگلیسی که حاصل آن کشف قوانین فارادی بود، آغاز گردید . در سال ١٨٣٧ موریتس جاکوبی با
استفاده از نیروی برق توانست کپی های دقیق)نمونه سازی ( از انواع قطعات و کاالها تولید و عرضه نماید . او با ساخت چنین قطعاتی با
که یکی از روشهای آبکاری است گامی بزرگ در توسعه صنعت آبکاری به وجود (Electroforming(استفاده از روش نمونه سازی
آورد . او همچنین پایه گذار نخستین نشریه های صنعت آبکاری است . در سال ١٨۴٢ فون زیمنس موفق به آبکاری طال بر روی قطعات
مختلف گردید و این اختراع را به نام خود ثبت کرد . در همان زمان ویلهم پفان هاورز که آلمان ها او را پدر گالوانوتکنیک می خوانند
.موجب تحولی شگرف در این صنعت گردید
امروزه با توجه به اهمیت و کارآیی این صنعت در صنایع مختلف و نقش آن در اقتصاد ملی کشورها سرمایه های عظیمی از سوی دولتها و
.صاحبان صنایع برای پیشرفت این صنعت هزینه می گردد
تاریخچه آبکاری در ایران باستان
اشکانیان )پارتها( ، که قومی ایرانی بودند ، در زمان حکومت خود بر ایران باستان و کشورهای همسایه یکی از بزرگترین امپراطوریهای
جهان را به وجود آوردند. اسناد تاریخی کشف شده در طول قرنها مانند سکه ها، جامهای شاخی شکل و تکه های سفال شکسته شواهدی بر
د ستاوردهای فرهنگی و تمدن عظیم اشکانیان می باشد . درحفاریهای باستانشناسی که در سال ١٩٣۶ در اطراف پایتخت باستانی اشکانیان
)تیسفون( صورت گرفت، تجهیزات آبکاری الکتریکی کشف گردید . بدین ترتیب معلوم شد که پیش از تولد مسیح، ایرانیان با روش آبکاری
.الکتریکی طال و نقره بر روی جامهای فلزی آشنا بوده اند
تاریخچه آبکاری در ایران معاصر
تاریخچه آبکاری نوین در ایران به پیش از یکصد سال پیش باز می گردد ) ١٢٧٧ ه .ش( ابراهیم خان صحاف باشی )پدر سینمای ایران (
اولین کارگاه آبکاری را در خیابان الله زار نو تاسیس نموده و با نصب انواع وانهای آبکاری نیکل، مس، برنج، نقره و دستگاههای جنبی
.مورد نیاز، آبکاری صنعتی را در ایران پایه گذاری نمود
روش های متداول آبکاری
:با توجه به نیاز صنایع و براساس استانداردهای جهانی، پوششها بر اساس یکی از روشهای ذیل بر روی قطعهایجاد می شوند
جنس آهن، ایندیم، برنج، پاالدیم، پالتین، سرب، رودیم، روی و آلیاژهای آن، طال و (Electroplating (آبکاری های الکتریکی •
آلیاژهای آن، قلع و آلیاژهای آن، کادمیم، کرم ، تزیینی ، سخت آلیاژی مس، نقره، نیکل
آندایزینگ )معمولی ، رنگی ، سخت (، فسفاته ها،کروماته ها (Coating Conversion :(آبکاری های تبدیلی •
مس، نیکل (Plating Electroless: (آبکاری های شیمیایی •
طال، مس، نقره، نیکل(Plating Immersion :(آبکاری های تبادلی •
آلومینیوم، روی، سرب، قلع (dip Hot Plating( :(آبکاری به روش غوطه وری گرم(داغ •
(Plating Selective (آبکاری موضعی )قلمی( •
(Plating Vacuum (آبکاری در خأل •
(Plating Contact (آبکاری تماسی •
• الکتروالک) Electro- lacquering)
(Electropainting (رنگ آمیزی الکتریکی •
(Coating Powder (پوشش پودری •
(Electroforming (قطعه سازی الکترولیتی •
(Plating Mechanical (پوشش دهی مکانیکی •
(Coating Diffusion (آبکاری نفوذی •
نگاه کلی
فرایند آبکاری معموال′′ با فلزات گرانبها چون طال و نقره و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن و مس و غیره و همچنین
ایجاد روکشی بسیار مناسب )در حدود میکرومتر( برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می تواند رسانایی
الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطههای محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می شود چون
فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی)توسط گازهای خشک و محلولهای
روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها( و یا الکتروشیمیایی )توسط اسیدها و بازها و نمکها( انجام پذیرد. طبیعت و میزان خوردگی به
ویژگی های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد
روکشی مناسب برای فلزها می باشد و معمول ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با
.روکش پالستیک٬ حفاظت کاتدیک و آبکاری با فلزات دیگر
اصول آبکاری •
:به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می توان به صورت واکنش زیر نشان داد
کاتیون فلزی + z) الکترون) –——>فلز
:ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می شود
آبکاری الکتریکی
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود
الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون ها یا دریافت می شوند )احیا( و یا واگذار می شوند )اکسیداسیون(.
برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد نظر ادمه یابند الزم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای
مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز
رسوبکننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا
قطبی که دارای الکترون اضافی می باشد )قطب منفی یا کاتد( را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده
:می شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش دهی را می توان به صورت زیر در نظر گرفت
.یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می دهد و در محلول پوشش دهی به صورت یون مثبت در می آید –
.یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون ها جذب شده و در جهت آن حرکت می کند –
.این یون الکترون های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می کند –
قوانین فارادی
قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در
.الکترودها را نشان می دهند
قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می شود مستقیما′′ با مقدار الکتریسیته ای که از الکترولیت عبور می کند •
.متناسب است
قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم هایی با •
.اکی واالن مساوی از آنهاست
بر اساس این قوانین مشخص شده است که ٩۶۵۰۰ کولن الکتریسیته )یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه( الزم
.است تا یک اکی واالن گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند
آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی
هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون های الزم برای احیای یون های فلزی توسط واکنش های
:الکتروشیمیایی تامین می شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد
ترسیب فلز به روش تبادل بار )تغییر مکان ( یا فرایند غوطهوری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه ریزی •
شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیفتر )فلز فعال( از پتانسیل فلز پوشنده )فلز نجیب( باشد. و فلزی که
باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول
سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می کند و به شکل یون آهن وارد محلول می شود. دو الکترون روی میله آهن باقی
می ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید
پوشیده شود )مثال آهن( کامال′′ توسط فلز پوشنده )مثال مس( پوشیده شود آهن دیگر نمی تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل
نمیشود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس اندود نمودن
فوالد٬ نقرهکاری مس و برنج٬ جیوهکاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش ٬ جمع آوری فلز از حمامهای فلزات
.قیمتی غیر قابل استفاده )طال( با استفاده از پودر روی
ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده •
الکترون را ایفا می کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی )فلز پایه( همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل
یک محلول سولفات مس فرو برده می شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس ٬ به صورت یون فلزی وارد محلول
می شوند و روی آنها الکترون باقی می ماند و چون فشار انحالل آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختالف پتانسیلی بین دو فلز
ایجاد شده و الکترونها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می شوند. بنابراین مشاهده می شود که مقدار
زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیمتر
.است. از روش اتصال برای پوشش کاری فلزات پیچیده استفاده می شود
روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می شود. یعنی دراین روش الکترونهای •
الزم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می شود. پتانسیل احیا کننده ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد
خاطر نشان ساخت که اختالف پتانسیل به دالیل منحصرا′′ کاربردی روکش ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک
احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است
که می توان الیههایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می توان
.واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می توان پوشش کاری کرد
آماده سازی قطعات برای آبکاری
برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود
می آید که فلز پایه٬ سطحی کامال تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام الیهها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬
لکه های روغنی٬ الیه های اکسید٬ رسوبات کاالمین که روی آهن در درجه های باال ایجاد می شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی
:عبارتند از
.سمباده کاری و صیقل کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل میکنند •
چربی زدایی: طی آن چربی های روی سطح فلزات را می توان توسط عمل انحالل٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به •
.روش تبادل بار از بین برد
پرداخت: انحالل شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می نامند که اساسا′′ به کمک اسیدهای •
.رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می گیرد
آبکشی٬ خنثی سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثیسازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج •
قطعه باقی می مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم
.چسبندگی الیه الکترولیتی می شود
موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری
در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و
موقعیتهای تجاری زیادی را در زمینههای مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار
نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معموال کمتر از ١۰۰ میکرومتر است می پردازد٬ که این مواد برای اولین
بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شدهاند که دارای
خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی و سختی٬ مقاومت به سایش ٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحالل هیدروژن و
نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه های آبکاری
الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره ای از فلزات خالص و آلیاژها
گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصوالتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و
صفحهها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت
آبکاری وجود دارد تا نقش تعیینکنندهای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر
.اصول قابل پیش بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است
آبکاری با فلزات
آبکاری با نیکل
نیکلیکی از مهمترین فلزاتی است که در آبکاری به کار گرفته می شود. تاریخچه آبکاری نیکل به بیش از صدها سال پیش باز
توانست رسوبات نیکل را از حمامی شامل سولفات نیکل و آمونیوم بدست Rotlger.R می گردد این کار در سال ١٨۴٣ هنگامی که
اولین کسی بود که توانست آبکاری نیکل را در موارد تجاری انجام دهد. نیکل رنگی سفید Adams آورد آغاز گردید بعد از آن
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 بالشد. آبکاری با نیکل اساسا به منظور ایجاد یک الیه براق برای یک الیه بعدی مانند کروم و به منظور فراهم آوردن جالی
سطحی خوب و مقاومت در برابر خوردگی برای قطعات فوالدی٬ برنجی و حتی بر روی پالستیکهایی که با روش های شیمیایی
:متالیزه شدهاند 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 باال بودن قابلیت رسانایی ترجیحا از کلریدها مخصوصا کلرید نیکل استفاده می شود.( •
(.اصوال اسید بوریک به کار برده می شود PH برای ثابت نگه داشتن) مواد تامپونه کننده •
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 الیه کروم رنگی شبیه نقره٬ سفید مایل به آبی دارند. قدرت انعکاس سطح کرومکاری شده و کامال′′ صیقلی شده در حد %۶۵
است )برای نقره %٨٨و نیکل %۵۵ )در حالی که خاصیت انعکاس نقره و نیکل با گذشت زمان ضایع می شود٬ در مورد کروم تغییری
حاصل نمی شود. الیههای کروم قابل جوشکاری نبوده و رنگکاری 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 محصوالت 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 )٣ )+تشکیل می شود. این عمل موجب
جابهجایی پتانسیل کروم از ۰٫٧١٧ به ١٫٣۶ ولت می شود و کروم مثل یک فلز نجیب عمل می نماید. الیه های پوششی کروم براق با
ضخامت پایین )در حدود ١ میکرومتر(که غالبا در کروم کاری تزیینی با آن روبه رو هستیم فوالد 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. معموال 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 نجیبتر است و در نتیجه نه
تنها در مقابل آب و محلولهای نمک دار بلکه در مقابل اسیدهایی که اکسیدکننده نیستند نیز مقاومت دارد. اکسیدکنندهها و اکسیژن هوا به
تبدیل می کنند اکسیدهایی که برخالف خود فلز در اکثر اسیدها حل می شوند. به دلیل (II (و یا اکسید مس (I (راحتی مس را به اکسید مس
وجود گازهای مخرب در محیط که دارای گوگرد هستند٬ روی اشیایی که از جنس مس هستند الیه هایی از سولفور مس به رنگ های تاریک
.و یا سبز تشکیل می شود
الکترولیت های آبکاری مس
الکتر ولیتهایی برپایه اسید سولفوریک یا اسید فلوریدریک •
الکتر ولیتهایی که فسفات در بر دارند •
الکتر ولیتها 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 الیه اسفنجی در نتیجه مبادله یونی ایجاد می شود. این یک الیه پایداری بدون چسبندگی برای الیه 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٬ علیرغم سمی بودنشان به علت دارا بودن خواص خوب اهمیت زیادی پیدا کرده اند. پوششهای حاصل از حمام های سیانیدی دارای
توان پوششی خوبی میباشند٬ آنها دارای دانه بندی حاصل از چسبندگی فوقالعاده ایاند. در نتیجه پدیدههای شدید پالریزاسیون٬ قدرت نفوذ
الکترولیت های سیانیدی بهتر از حمام های مس کاری اسید است. الکترولیت های پیروفسفات مس برای ایجاد روکش های زینتی روی زاماک٬
فوالد٬ آلیاژهای آلومینیم و برای پوشش سطحی فوالد بعد از عملیات سمانتاسیون به کار برده می شود. موارد کابردی دیگر می توان
.مس کاری سیمها و شکل یابی با برق را نام برد
آلیاژهای مس
ْ برنج لیاژی از مس و روی که •
.نامیده می شود CuZn30 : آ
.برنز: آلیاژی از مس و قلع می باشد •
آبکاری با روی
روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی٬ باالتراز ١۰۰ درجه سانتیگراد شکننده٬ مابین١۰۰ الی ٢۰۰ درجه سانتیگراد نرم٬ قابل انحنا
و انبساط است و می توان به صورت ورقه های نازک درآورد٬ باالی ٢۰۰ 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 الیه 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 •
قدیمیترین نوع روی کاری گالوانیزاسیون است . در این روش روی کاری٬ قطعات آهنی بعد از عملیات پرداخت در داخل روی مذاب در
درجه حرارتی مابین ۴٢۰ 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 باالتر و بعالوه مواد براقکننده آلی و غیرآلی
.می باشند
معموال الیه های پوششی روی عملیات پسین شیمیایی توسط کروماته کردن و یا فسفاته کردن را پذیرا هستند. در نتیجه کروماته کردن الیه
.های روی خوردگی روی به طور قابل مالحظهای کاهش می یابد
آبکاری با کادمیوم
رنگ آن سفید بوده و به نقره شباهت دارد. بسیاری از خواص کادمیوم به روی شبیه اند. الیه 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
.الیه 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 انحالل 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. غوطهور نمودن کوتاه مدت در اسید نیتریک -۰٫۵
۰٫٣ درصد سبب براق شدن الیه ها از نوع نقره خواهد شد. در صورتی که بخواهیم الیه کادمیوم در مقابل خوردگی مقاوم تر شود٬ به طریق
ممکن خواهد بود. بر طبق غلظت و ترکیب محلولهای کروم دار٬ الیه های (VI (پسین با استفاده از محلولهای اسید حاوی یونهای کروم
کرومات به رنگهای آبی آسمانی٬ زرد براق یا سبز زیتونی ایجاد می شود که به طور قابل مالحظهای در مقابل خوردگی الیه 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 لحیمپذیر 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 لحیمکاری 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 •
(Surfuion (پوشش های قلع ایجاد شده روی قطعات به طریق الکترولیتی ظاهری کدر دارند با فرو بردن قطعات در حمام روغن داغ
براق می شوند. حمامهای 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
حمامهای 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 الیه ها براق و حمام ها دارای خاصیت هدایت جریان بیش تری هستند. سیانید قلیایی موجود در
موجود در اتمسفر به طور جزیی تجزیه شده و تولید کربنات می کند. کربنات تولید شده خاصیت هدایت CO2 الکترولیت تحت تاثیر
.الکتریسیته و قدرت نفوذ الکترولیت را زیاد می کند
پوشش های نقره که د ر حمامهای سیانیدی ساده ایجاد می شود کدر هستندو باید در هنگام پوشش کاری برش کاری نمود. عملیات اجتنابناپذیر
جالکاری عالوه بر اینکه قیمت را باال می برد٬ سبب از بین رفتن فلز نقره نیز می شوند. در حال حاضر حمام های نقره حاوی مواد افزودنی
.مختلف سبب ایجاد الیه های براق به کار برده می شوند. این حمام ها معایب الکترولیت های ساده را ندارند
آبکاری با طال
طال فلزی است قیمتی )نجیب(٬ به رنگ زرد٬ در طبیعت به صورت خالص پیدا می شود. طال 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 اکسیدکنندهها طال را حل
می کند. برای بهتر نمودن خواص پوشش طالی ترسیب شده به طریق الکتروشیمیایی٬ به الکترولیتهای طال مواد شیمیایی کامال مشخص
افزوده می شود. پوشش های آلیاژی نقش مهمی در روکش طالی الکترولیتی دارند. همچنین می توان به طور مناسبی خواص ویژه روکش ها٬
.مانند سختی٬ براق نمودن و رنگ را تحت تاثیر قرار داد
طالکاری با ضخامت کم )آبنوس کاری الکتریکی طال( درزرگری به کار می رود. ایجاد الیه هایی با ضخامت نسبتا نازک به ضخامت در
حدود ۰٫۰١ الی ۰٫١ میکرومتر فلز پایه را در مقابل کدر شدن مقاوم می کند. به عالوه رفته رفته الیه 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 پالتین
به طو کلی پالتین٬ پاالدیوم٬ رودیوم٬ روتنیوم٬ اسمیوم و اریدیوم را فلزات گروه پالتین می نامند. فلزات گروه پالتین در صنعت مدرن رفته
رفته اهمیت پیدا می کنند و از آنجایی که گرانبها هستند سعی می شود به جای استفاده از فلزات گروه پالتین در صنعت پوشش کاری٬ از
فلزات دیگر استفاده شود. از فلزات گروه پالتین 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 )مثال : شیشه٬ موادمعدنی٬ نیمه هادیها٬ سرامیک ٬ چرم٬ برگ درختان٬ چوب٬ پارچه و مواد پالستیکی( به
روش گالوانیک )الکترولیتی با استفاده از منبع جریان خارجی(٬ در صورتی که سطح آنها قبال توسط یک روکش هادی جریان پوشیده شده
باشد٬ ممکن خواهد شد. مشکالت 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 پالستیکی٬ خواص جالب پالستیک )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
ابکاری پالستیک
مجموعه فرآیندهایی که تحت آن، سطح قطعات فلزی و یا غیر فلزی )اجسام رسانا، نیمه رسانا و نارسانا( با الیه هایی از فلز یا غیر فلز
.جهت دستیابی به سطوح مناسب برای کاربردهای صنعتی و یا تزئینی و کاهش هزینه تولید، پوشیده می شوند را آبکاری می گویند
به طور کلی آبکاری قطعات پالستیکی صنعتی نو محسوب می گردد چراکه اولین قطعات پالستیکی آبکاری شده با جریان
در سال ١٩۶٣ وارد بازار شدند . سبکی پالستیکها در مقابل فلزات، روش تولید ساده و امکان قالب گیری (Electroplating(برق
سریعتر و راحت تر آنها ، عدم نیاز به پرداخت کاری بعد از قالب گیری ، استحکام فیزیکی قابل قبول و مناسب و مقاوم بودن آنها در برابر
فرسودگی و قیمت تمام شده پایین تر د ر مقایسه با مشابه فلزی باعث شده است که این صنعت به سرعت رشد و توسعه یابد . به طوری که
)که اولین و تنها پلیمری بو د که تا سال ها قابل آبکاری بود( با استفاده از حاللهای ویژه، بسیاری دیگر از ABS امروزه عالوه بر
پالستیکها قابل آبکاری می باشند و استفاده از قطعات پالستیکی آبکاری شده در صنایع مختلف از جمله اتومبیل سازی، لوازم خانگی
(یخچال ، تلویزیون، رادیو، ضبط و پنکه( ، اسباب بازی، موتور سیکلت و دوچرخه ، دکمه و زیور آالت روز به روز کاربرد بیشتری می
یابد
روشهای پوشش دهی
اغلب روشهای پوشش دهی تنها در محدوده های خاصی قابل استفاده بوده و بهترین کارایی و راندمان را از نظر فنی و اقتصادی دارند . .
به همین جهت در همان کاربردهای خاص بیشترین استفاده را داشته و در سایر کاربردها جای خود را به روشهای دیگر خواهند داد. در
ادامه به برخی از روشهایی که برای آبکاری )پوشش دهی( قطعات پالستیکی و به طور کلی سطوح مواد غیر هادی به کار می رود اشاره
:می شود
آینه کاری : ابتدا قطعه را زبر کرده )در سطوح آن خلل و فرج ریز ایجاد کرده ( متعاقبا با کلرید قلع دو ظرفیتی آن را حساس کرده و سپس
با استفاده از پاشیدن دو محلول شیمیایی به طور هم زمان بر روی قطعه و در اثر مخلوط شدن دو محلول ، فلز نقره احیا شده و در سطوح
.قطعه به صورت یک فیلم درخشنده خواهد نشست
استفاده از الکهای هدایت کننده : استفاده از ال کهای هدایت کننده که از مخلوط رزینهای آلکید و اپوکسی با ذرات میکرونی گرافیت نقره ای
یا پودر فلزی تهیه م ی شوند، به جای روش متعارف در آبکاری قطعات پالستیکی که این طرح بر مبنای آن تهیه شده ، علیرغم گران بودن
این الکها مورد استفاده قرار می گیرد و چسبندگی این ال کها بر روی تعداد بیشماری از مواد پالستیکی نسبت به روشهای شیمیایی علت مهم
.این کاربرد است
پوشش گذاری تحت خال : پوشش گذاری تحت خال نیز که با فرایندهای مختلفی صورت می گیرد، از روشهای متداول و رایج جهت پوشش
دهی غیر هادیها به ویژه پالستیک ها م ی باشد. با استفاده از این روش پوشش هایی با ضخامت یک نانومتر ت ا یک میکرون قابل حصول
می باشد. به لحاظ نازکی پوشش داده شده با این روش در مقایسه با آبکاری قطعه به روش الکتروپلیتینگ استفاده از الکهای شیمیایی قبل و
.بعد از پوشش دهی به منظور دستیابی به یک سطح با کیفیت باال و محافظت شده ضروری می باشد
از بین روشهای فوق روش عمده رقیب و جایگزین روش پوشش گذاری تحت خال م ی باشد که در زیر به مقایسه آن با روش الکتروپلیتینگ
.پرداخته می شود
.در مقایسه با روش پوشش گذاری تحت خال روش الکتروپلیتینگ به سرمایه گذاری اولیه کمتری نیاز دارد -١
چسبندگی فلز به سطح قطعه در آبکاری به روش الکتروپلیتینگ بسیار بهتر از روشهای تحت خال بوده و در نتیجه پایداری و دوام -٢
.پوشش داده شده بهتر است
امکان افزایش ضخامت پوشش تا ده میکرون و باالتر و به دست آوردن خصوصیات فیزیکی الزم بر روی سطح قطعه وجود دارد در
حالیکه پوشش های ایجاد شده با روشهای تحت خال معموال زیر یک میکرون است و به همین دلیل استفاده از الکهای محافظ بعد از پوشش
.دهی ضروری می باشد
برای جلوگیری از خروج نرم کننده ها ، مواد فرار و سایر افزودنیها از سطح یک قطعه پالستیکی در شرایط خال در بسیاری از موارد -٣
.الزم است یک پوش ش پلیمری اولیه نیز بر روی قطعه پالستیکی داده شود که موجب افزایش هزینه خواهد شد
.آبکاری سطوح قطعات پیچیده با روش الکتروپلیتینگ راحت تر صورت می گیرد -۴
.در روشهای تحت خال به نیروهای با تخصص باالتری در مقایسه با روش الکتروپلیتینگ نیاز می باشد -۵
در مقابل در رابطه با برخی موارد، کاربرد روش استفاده از پوشش دهی تحت خال به آبکاری با روش الکتروپلیتینگ برتری دارد که اهم
: آن عبارتند از
.در این روش به علت اینکه قطعه در تماس مستقیم با مواد شیمیایی قرار نمی گیرد خصوصیات فیزیکی پلیمر تغییر نمی یابد -١
در روش پوشش دهی تحت خال ، ایجاد پوشش بر روی اکثر پالستیکها امکان پذیر است در حالیکه در روش الکتروپلیتینگ پوشش -٢
.دهی بر روی چند نوع پالستیک موفق بوده و در برخی موارد به محلولهای زبرسازی گران قیمت نیاز می باشد
در برخی موارد یک پوشش با ضخامت بسیار کم )زیر یک میکرون که با الک محافظت شده باشد ( پاسخ گوی نیاز خواهد بود که در -٣
.چنین حالتی قیمت تمام شده در مق ایسه با روش الکتروپلیتینگ کمتر خواهد بود
.معموال به آماده سازی قطعه از طریق پوشش دهی با الک و رزینهای شیمیایی بعد از پوشش دهی نیاز می باشد -۴
روش پوشش دهی تحت خال پساب آلوده کننده محی ط زیست نداشته و به تجهیزات تصفیه پساب نیازی ندارد . در این روش تنها در -۵
مرحله الک زنی )دادن پوشش از رزینهای شیمیایی قبل و بعد از پوشش دهی فلزی ( و در صورت استفاده از روش اسپری کردن الک و
رزین ، بایستی بخارات و حاللهای تبخیر شده ضمن کار به وسیله هواکش به خارج از محیط کارگاه منتقل شده و در ارتفاع مناسب رها
.شوند
به علت این که در روشهای پوشش دهی تحت خال تجهیزات و دستگاه پوشش دهی خارجی بوده و همچنین مواد و قطعات مصرفی -۶
وارداتی هستند ارزبری بیشتر می باشد. به عنوان مثال فلزی که برای پوشش دهی مورد استفاده قرار می گیرد بایستی از خلوص باالیی
.برخوردار باشد
پوشش دهی در روشهای تحت خال در یک محیط بسیار تمیز بایستی صورت گیرد به طوری که محیط از ذرات گرد و غبار عاری -٧
باشد . بنابراین به مراتب تمیز تر و بهتر ازمحیط آبکاری به روش الکتروپلیتینگ می باشد که معموال آلوده به انواع گازه ای سمی و غیر
.سمی بوده و نیاز به تهویه دائمی دارد
با توجه به توضیحات فوق روشن است که هر یک از روشهای فوق در محدوده کار برد مربوط به خود بهترین کارایی را خواهند -٨
داشت و در موارد کامال مشابه نیز بایستی انتخاب روش با بررسی معایب و محاسن هر روش صورت گیرد
کروماته آلومینیم زرد
یکی از انواع پوششهایی که بر روی آلومینیوم اعمال می شود و مقاومت خوبی هم در برابر خوردگی دارد کرومانه زرد است. کروماته در
محلول اسیدی به خوبی عمل می کند و ظرف آن نیز بایستی از پلی اتیلن یا استیل باشد. رنگ قطعه پس از کروماته از زرد کم رنگ تا قهوه
.ای کم رنگ متغییر است و هر چه رنگ بیشتر باشد نشانه پوشش باالتر است
این مایع کروماته بر روی آلومینیوم اعمال می شود و می تواند رنگی از زرد کم رنگ تا پر رنگ :L/50- ARCO کروماته زرد مایع
.را به نمایش بگذارد
.دما بهتر است از ۴۵ تا ۵۰ درجه سانتیگراد باشد و زمان حدودا ٢ الی ٣ دقیقه کافی به نظر می رسد
.فبل از انجام کروماته قطعه بایستی چربی گیری شود و پس ازآن نیز بایستی کامال با آب تمیز شسته شود
.بهترین درصد کاربرد بین ۴ الی ۵ درصد است و در صورت نیاز در طول فرایند بایستی شارژ شود
.بهتر است پس از کروماته قطعات با آب مقطر در دمای ٧۰ درجه سانتیگراد شسته شوند
کروماته های پودر معموال در دو جزء که یکی ماده اصلی و دیگری که نقش شتاب دهنده را دارد ارائه : P /50 ARCO کروماته زرد
می شوند این مواد هم در حالت سرد و هم در حالت گرم قابل استفاده هستند معموال غلظت جزء ١ ٢٫۵ الی ٣٫۵ درصد و جزء دوم غلظتی
.معادل ٢ درصد دارد
.در صورت ساخت مواد با غلظت کمتر زمان واکنش افزایش می یابد

ارسال نظر

Your email address will not be published. Required fields are marked *
شما می توانید استفاده کنید از HTML همانند کد زیر: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Comments

comments