Galvanoplastia

El electrolito debe contener iones positivos (cationes) del metal depositado. Estos cationes se reducen en el cátodo al metal en el estado de Valencia cero., Por ejemplo, el electrolito para el recubrimiento de cobre puede ser una solución de sulfato de cobre(II), que se disocia en cationes Cu2+ y aniones SO2−
4. En el cátodo, el Cu2+ se reduce a cobre metálico al ganar dos electrones.

Cuando el ánodo está hecho del metal de recubrimiento, la reacción opuesta puede ocurrir allí, convirtiéndolo en cationes disueltos. Por ejemplo, el cobre se oxidaría en el ánodo a Cu2+ al perder dos electrones., En este caso, la velocidad a la que se disuelve el ánodo será igual a la velocidad a la que se platea el cátodo y, por lo tanto, los iones en el baño de electrolitos se reponen continuamente por el ánodo. El resultado neto es la transferencia efectiva de metal de la fuente de ánodo al cátodo.

el ánodo puede estar hecho de un material que resiste la oxidación electroquímica, como el plomo o el carbono. El oxígeno, el peróxido de hidrógeno o algunos otros subproductos se producen en el ánodo en su lugar., En este caso, los iones del metal a chapar deben reponerse periódicamente en el baño a medida que se extraen de la solución.

la galjanoplastia es más comúnmente un solo elemento metálico, no una aleación. Sin embargo, algunas aleaciones pueden ser electrodepositadas, en particular el latón y la soldadura. Las «aleaciones» chapadas no son verdaderas aleaciones, es decir, soluciones sólidas, sino pequeños cristales discretos de los metales que se están chapando. En el caso de la soldadura chapada, a veces se considera necesario tener una «aleación verdadera», y la soldadura chapada se funde para permitir que el estaño y el plomo se combinen para formar una aleación verdadera., La aleación verdadera es más resistente a la corrosión que la aleación como-plateada.

muchos baños de galjanoplastia incluyen cianuros de otros metales (como el cianuro de potasio) además de cianuros del metal a depositar. Estos cianuros libres facilitan la corrosión del ánodo, ayudan a mantener un nivel constante de iones metálicos y contribuyen a la conductividad. Además, se pueden agregar productos químicos no metálicos como carbonatos y fosfatos para aumentar la conductividad.

Cuando el recubrimiento no se desea en ciertas áreas del sustrato, se aplican paradas para evitar que el baño entre en contacto con el sustrato., Las paradas típicas incluyen cinta, papel de aluminio, lacas y ceras.

la capacidad de un recubrimiento para cubrir uniformemente se llama poder de lanzamiento; cuanto mejor sea el poder de lanzamiento, más uniforme será el recubrimiento.

StrikeEdit

inicialmente, un depósito de recubrimiento especial llamado strike o flash se puede usar para formar un recubrimiento muy delgado (típicamente menos de 0.1 µm de espesor) con alta calidad y buena adherencia al sustrato. Esto sirve como base para los procesos de chapado posteriores. Un strike utiliza una alta densidad de corriente y un baño con una baja concentración de iones., El proceso es lento, por lo que se utilizan procesos de chapado más eficientes una vez que se obtiene el espesor de golpe deseado.

el método de golpe también se utiliza en combinación con el chapado de diferentes metales. Si es deseable colocar un tipo de depósito en un metal para mejorar la resistencia a la corrosión, pero este metal tiene una adherencia inherentemente pobre al sustrato, primero se puede depositar un golpe que sea compatible con ambos. Un ejemplo de esta situación es la mala adherencia del níquel electrolítico sobre aleaciones de zinc, en cuyo caso se utiliza un golpe de cobre, que tiene buena adherencia a ambos.,

deposición Electroquímicaeditar

la deposición Electroquímica se usa generalmente para el crecimiento de metales y la conducción de óxidos metálicos debido a las siguientes ventajas: el espesor y la morfología de la nanoestructura se pueden controlar con precisión ajustando los parámetros electroquímicos; los depósitos relativamente uniformes y compactos se pueden sintetizar en estructuras basadas en plantillas; se obtienen tasas de deposición más altas; y el equipo es barato debido a los no Requisitos de un alto vacío o una alta temperatura de reacción.,

galvanoplastia de Pulsoseditar

el proceso de galvanoplastia de pulso o electrodeposición de pulso (PED) implica la alternancia rápida del potencial eléctrico o corriente entre dos valores diferentes, lo que resulta en una serie de pulsos de igual amplitud, duración y polaridad, separados por corriente cero. Al cambiar la amplitud y el ancho del pulso, es posible cambiar la composición y el grosor de la película depositada.

los parámetros experimentales de galvanoplastia de pulso generalmente consisten en corriente/potencial pico, ciclo de trabajo, Frecuencia y corriente/potencial efectivo., Corriente/potencial pico es el ajuste máximo de la corriente o potencial de galvanoplastia. El ciclo de trabajo es la porción efectiva del tiempo en cierto período de galvanoplastia con la corriente o el potencial aplicado. La corriente/potencial efectivo se calcula multiplicando el ciclo de trabajo y el valor máximo de la corriente o potencial. La galvanoplastia de pulso podría ayudar a mejorar la calidad de la película galvanizada y liberar la tensión interna acumulada durante la deposición rápida. La combinación del ciclo de trabajo corto y de alta frecuencia podría disminuir las grietas superficiales., Sin embargo, para mantener la corriente o potencial efectivo constante, se puede requerir una fuente de alimentación de alto rendimiento para proporcionar alta corriente/potencial y un interruptor rápido. Otro problema común de la galvanoplastia de pulso es que el material del ánodo podría chaparse y contaminarse durante la galvanoplastia inversa, especialmente para el electrodo inerte de alto costo como el platino.

otros factores que podrían afectar la galvanoplastia de pulso incluyen la temperatura, la brecha entre ánodo y cátodo y la agitación., A veces, la galvanoplastia de pulso se puede realizar en un baño de galvanoplastia calentado para aumentar la tasa de depósito, ya que la tasa de casi toda la reacción química aumenta exponencialmente con la temperatura según la Ley de Arrhenius. La brecha entre ánodo y cátodo está relacionada con la distribución de corriente entre ánodo y cátodo. La pequeña relación entre el espacio y el área de la muestra puede causar una distribución desigual de la corriente y afectar la topología de la superficie de la muestra chapada. La agitación puede aumentar la velocidad de transferencia/difusión de iones metálicos desde la solución a granel hasta la superficie del electrodo., El ajuste de agitación varía para diferentes procesos de galvanoplastia de metal.

galvanoplastia con Brushedit

un proceso estrechamente relacionado es la galvanoplastia con brocha, en la que se platean áreas localizadas o elementos enteros utilizando un cepillo saturado con una solución de chapado. El cepillo, típicamente un cuerpo de acero inoxidable envuelto con un material de tela absorbente que sostiene la solución de chapado y evita el contacto directo con el elemento que se está plateando, está conectado al ánodo de una fuente de energía de corriente continua de bajo voltaje, y el elemento que se va a platear está conectado al cátodo., El operador sumerge el cepillo en la solución de recubrimiento y luego lo aplica al artículo, moviendo el cepillo continuamente para obtener una distribución uniforme del material de recubrimiento.

la galvanoplastia con cepillo tiene varias ventajas sobre la galvanoplastia con tanque, incluida la portabilidad, la capacidad de platear artículos que por alguna razón no se pueden platear con tanque (una aplicación fue el enchapado de porciones de columnas de soporte Decorativas muy grandes en una restauración de edificios), requisitos de enmascaramiento bajos o no, y requisitos de volumen de solución de chapado comparativamente bajos., Las desventajas en comparación con el recubrimiento del tanque pueden incluir una mayor participación del operador (el recubrimiento del tanque se puede hacer con frecuencia con una atención mínima) e incapacidad para lograr un espesor de placa tan grande.

cromo duro en la galvanoplastia del brushedit

El cromo duro es uno de los materiales más comunes de la galjanoplastia usados para la galjanoplastia dura y la galvanoplastia, debido a su fuerza, resistencia y final elegante. Sin embargo, el cromo es muy peligroso en su estado hexavalente. Cuando se inhala o se consume, el Cr6+ en el aire se ha relacionado con el cáncer de pulmón y causa daños en la garganta, la boca y la nariz.,

esto se debe a que, en su estado hexavalente, el cromo tiene propiedades carcinógenas y teratógenas, lo que tiene un efecto mutagénico en las células.

cada año, 558,000 técnicos estadounidenses están expuestos al cromo hexavalente en el lugar de trabajo, y los que trabajan en las industrias de galvanoplastia, soldadura y pintura están en mayor riesgo, debido al aumento de la exposición a altos niveles de compuestos Cr6+.

debido a los peligros relacionados con el cromo hexavalente, encontrar alternativas más seguras y ecológicas ha sido uno de los principales impulsores de la investigación de galvanoplastia con brocha durante la última década., Una alternativa que se ha desarrollado son los compuestos de matriz metálica (MMC). MMC ofrece características únicas y superiores a las soluciones de chapado de metal, incluyendo dureza, resistencia al desgaste y protección contra la oxidación a altas temperaturas. Este MMC alternativo al cromo Incluye carburo de cromo cobalto, carburo de tungsteno de níquel y carburo de cromo de níquel.

Barrel platingEdit

esta técnica de galvanoplastia es una de las más utilizadas en la industria para un gran número de objetos pequeños., Los objetos se colocan en una jaula no conductora en forma de barril, y luego se sumergen en el baño químico que contiene átomos suspendidos del metal que se va a platear sobre ellos. El barril se gira entonces, y las corrientes eléctricas se ejecutan a través de las diversas piezas en el barril que completan los circuitos a medida que se tocan entre sí. El resultado es un proceso de chapado muy uniforme y eficiente, aunque el acabado en los productos finales probablemente sufrirá de abrasión durante el proceso de chapado. No es adecuado para artículos altamente ornamentales o diseñados con precisión.,

CleanlinessEdit

La limpieza es esencial para el éxito de la galvanoplastia, ya que las capas moleculares de aceite pueden evitar la adhesión del recubrimiento. ASTM B322 es una guía estándar para la limpieza de metales antes de la galvanoplastia. La limpieza incluye la limpieza con solventes, la limpieza con detergente alcalino caliente, la electrocleaning y el tratamiento ácido, etc. La prueba industrial más común para la limpieza es la prueba de rotura de agua, en la que la superficie se enjuaga a fondo y se mantiene vertical. Los contaminantes hidrofóbicos, como los aceites, hacen que el agua gotee y se rompa, lo que permite que el agua drene rápidamente., Las superficies metálicas perfectamente limpias son hidrofílicas y retendrán una lámina de agua ininterrumpida que no gotea ni drena. ASTM F22 describe una versión de esta prueba. Esta prueba no detecta contaminantes hidrofílicos, pero la galvanoplastia puede desplazarlos fácilmente ya que las soluciones son a base de agua. Los tensioactivos, como el jabón, reducen la sensibilidad del ensayo y deben enjuagarse bien.