diagrama simplificată pentru galvanizarea cuprului (portocaliu) pe un obiect conductor (catodul, „Me”, gri). Electrolitul este o soluție de sulfat de cupru, CuSO
4. Un anod de cupru este utilizat pentru a umple electrolitul cu cationi de cupru Cu2+
, deoarece sunt placați la catod.
electrolitul trebuie să conțină ioni pozitivi (cationi) ai metalului care trebuie depus. Acești cationi sunt reduși la catod la metal în starea de valență zero., De exemplu, electrolitul pentru placarea cuprului poate fi o soluție de sulfat de cupru(II), care disociază în cationi cu2+ și SO2−
4 anioni. La catod, cu2+ este redus la cupru metalic prin câștigarea a doi electroni.când anodul este fabricat din metalul de acoperire, poate apărea reacția opusă acolo, transformându-l în cationi dizolvați. De exemplu, cuprul ar fi oxidat la anod la Cu2+ prin pierderea a doi electroni., În acest caz, rata la care se dizolvă anodul va fi egală cu rata la care este placat catodul și astfel ionii din Baia de electroliți sunt alimentați continuu de anod. Rezultatul net este transferul efectiv al metalului de la sursa de anod la catod.
anodul poate fi în schimb realizat dintr-un material care rezistă oxidării electrochimice, cum ar fi plumbul sau carbonul. Oxigenul, peroxidul de hidrogen sau alte produse secundare sunt apoi produse la anod., În acest caz, ionii metalului care urmează să fie placați trebuie să fie alimentați periodic în baie, deoarece sunt extrași din soluție.
placarea este cel mai frecvent un singur element metalic, nu un aliaj. Cu toate acestea, unele aliaje pot fi electrodepuse, în special alamă și lipire. „Aliajele” placate nu sunt aliaje adevărate, adică soluții solide, ci mai degrabă cristale mici discrete ale metalelor placate. În cazul lipirii placate, uneori se consideră necesar să existe un „aliaj adevărat”, iar lipitul placat este topit pentru a permite cositorului și plumbului să se combine pentru a forma un aliaj adevărat., Aliajul adevărat este mai rezistent la coroziune decât aliajul as-placat.multe băi de placare includ cianuri ale altor metale (cum ar fi Cianura de potasiu) în plus față de cianurile metalului care trebuie depus. Aceste cianuri libere facilitează coroziunea anodică, ajută la menținerea unui nivel constant de ioni metalici și contribuie la conductivitate. În plus, pot fi adăugate substanțe chimice nemetalice, cum ar fi carbonații și fosfații, pentru a crește conductivitatea.când nu se dorește placarea pe anumite zone ale substratului, se aplică opriri pentru a preveni contactul băii cu substratul., Stop-off-urile tipice includ bandă, folie, lacuri și ceară.capacitatea unei placări de a acoperi uniform se numește putere de aruncare; cu cât puterea de aruncare este mai bună, cu atât acoperirea este mai uniformă.inițial, un depozit special de placare numit strike sau flash poate fi utilizat pentru a forma o placare foarte subțire (de obicei mai mică de 0,1 µm grosime), cu o înaltă calitate și o bună aderență la substrat. Aceasta servește ca bază pentru procesele ulterioare de placare. O grevă folosește o densitate mare de curent și o baie cu o concentrație scăzută de ioni., Procesul este lent, astfel încât procesele de placare mai eficiente sunt utilizate odată ce se obține grosimea dorită.metoda de lovire este de asemenea utilizată în combinație cu placarea diferitelor metale. Dacă este de dorit să se placă un tip de depozit pe un metal pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune, dar acest metal are o aderență inerent slabă la substrat, se poate depune mai întâi o grevă care este compatibilă cu ambele. Un exemplu al acestei situații este aderența slabă a nichelului electrolitic pe aliajele de zinc, caz în care se folosește o lovitură de cupru, care are o bună aderență la ambele.,
Electrochimice depositionEdit
Electrochimice de depunere este folosit în general pentru creșterea metale și efectuarea de oxizi de metal datorită următoarelor avantaje: grosimea și morfologia nanostructura pot fi controlate cu precizie de reglare parametrii electrochimici; relativ uniform și compact depozitele pot fi sintetizate într-șablon pe bază de structuri; mai mare ratele de depunere sunt obținute; și echipamentul este ieftin, din cauza non-cerințe de nici un vid sau un mare temperatura de reacție.,procesul de electrodepunere a impulsurilor (PED) implică alternarea rapidă a potențialului electric sau a curentului între două valori diferite, rezultând o serie de impulsuri de amplitudine, durată și polaritate egale, separate de curentul zero. Prin modificarea amplitudinii și lățimii impulsului, este posibilă modificarea compoziției și grosimii filmului depus.
parametrii experimentali ai galvanizării pulsului constau, de obicei, din curentul/potențialul de vârf, ciclul de funcționare, frecvența și curentul/potențialul efectiv., Curentul de vârf / potențialul este setarea maximă a curentului sau potențialului de galvanizare. Ciclul de funcționare este porțiunea efectivă a timpului în anumite perioade de galvanizare cu curentul sau potențialul aplicat. Curentul/potențialul efectiv se calculează prin înmulțirea ciclului de funcționare și a valorii maxime a curentului sau potențialului. Puls galvanizare ar putea ajuta la îmbunătățirea calității filmului galvanizat și eliberați stresul intern construit în timpul depunerii rapide. Combinația dintre ciclul de funcționare scurt și frecvența ridicată ar putea reduce fisurile de suprafață., Cu toate acestea, pentru a menține curentul sau potențialul efectiv constant, poate fi necesară o sursă de alimentare de înaltă performanță pentru a furniza un curent/potențial ridicat și un comutator rapid. O altă problemă obișnuită a galvanizării pulsului este că materialul anodic ar putea fi placat și contaminat în timpul galvanizării inverse, în special pentru costul ridicat, electrodul inert, cum ar fi platina.alți factori care ar putea afecta galvanizarea pulsului includ temperatura, decalajul anod-catod și agitarea., Uneori, galvanizarea pulsului poate fi efectuată în baie de galvanizare încălzită pentru a crește rata de depozitare, deoarece rata de aproape toată reacția chimică crește exponențial cu temperatura pe legea Arrhenius. Diferența anod-catod este legată de distribuția curentă între anod și catod. Diferența mică față de raportul ariei eșantionului poate provoca o distribuție inegală a curentului și poate afecta topologia suprafeței eșantionului placat. Agitarea poate crește viteza de transfer / difuzie a ionilor metalici din soluția în vrac pe suprafața electrodului., Setarea de agitare variază pentru diferite procese de galvanizare a metalelor.un proces strâns legat este galvanizarea periei, în care zonele localizate sau obiectele întregi sunt placate folosind o perie saturată cu soluție de placare. Peria, de obicei un corp din oțel inoxidabil învelit cu un material absorbant de pânză, care deține atât soluția de placare și previne contactul direct cu elementul fiind placat, este conectat la anodul unei surse de curent continuu de joasă tensiune, iar elementul care urmează să fie placat conectat la catod., Operatorul scufundă peria în soluția de placare, apoi o aplică pe element, mișcând peria continuu pentru a obține o distribuție uniformă a materialului de placare.galvanizarea periei are mai multe avantaje față de placarea rezervorului, inclusiv portabilitatea, capacitatea de a placa elemente care, din anumite motive, nu pot fi placate cu rezervor (o aplicație a fost placarea porțiunilor de coloane decorative de sprijin foarte mari într-o restaurare a clădirii), cerințe de mascare scăzute sau fără cerințe de mascare și cerințe de volum relativ scăzute ale soluției de placare., Dezavantajele în comparație cu placarea rezervorului pot include o implicare mai mare a operatorului (placarea rezervorului se poate face frecvent cu o atenție minimă) și incapacitatea de a obține o grosime cât mai mare a plăcii.cromul dur este unul dintre cele mai comune materiale de placare utilizate pentru placarea și galvanizarea dură, datorită rezistenței, rezistenței și finisajului elegant. Cu toate acestea, cromul este foarte periculos în starea sa hexavalentă. Când este inhalat sau consumat, airborne Cr6+ a fost legat de cancerul pulmonar și provoacă leziuni la nivelul gâtului, gurii și nasului.,acest lucru se datorează faptului că, în starea sa hexavalentă, cromul are proprietăți carcinogene și teratogene, care are un efect mutagen asupra celulelor.
în Fiecare an, 558,000 NE tehnicieni sunt expuși la crom hexavalent în muncă, cu cei care lucrează în galvanizare, sudura si vopsire industriala sunt cele mai expuse la risc, datorită creșterii expunerii la niveluri ridicate de Cr6+ compuși.din cauza pericolelor legate de crom hexavalent, găsirea alternative mai sigure, ecologice a fost un motor principal al perie galvanizare de cercetare pentru ultimul deceniu., O alternativă care a fost dezvoltată este compozitele cu matrice metalică (MMC). MMC oferă caracteristici unice și superioare soluțiilor de placare metalică, inclusiv duritate, rezistență la uzură și protecție împotriva oxidării la temperaturi ridicate. Această alternativă crom MMC include carbură de crom cobalt, carbură de tungsten nichel și carbură de crom nichel.
baril platingEdit
această tehnică de galvanizare este una dintre cele mai comune utilizate în industrie pentru un număr mare de obiecte mici., Obiectele sunt plasate într-o cușcă non-conductivă în formă de butoi și apoi scufundate în baia chimică care conține atomi suspendați ai metalului care urmează să fie placat pe ele. Cilindrul este apoi rotit, iar curenții electrici sunt executați prin diferitele piese din butoi, care completează circuitele în timp ce se ating unul de celălalt. Rezultatul este un proces de placare foarte uniform și eficient, deși finisajul produselor finale va suferi probabil de abraziune în timpul procesului de placare. Este nepotrivit pentru elemente foarte ornamentale sau precis proiectate.,curățenia este esențială pentru galvanizarea cu succes, deoarece straturile moleculare de ulei pot preveni aderența stratului de acoperire. ASTM B322 este un ghid standard pentru curățarea metalelor înainte de galvanizare. Curățarea include curățarea solventului, curățarea detergentului alcalin la cald, electrocleanarea și tratamentul cu acid etc. Cel mai frecvent test industrial pentru curățenie este testul de rupere a apei, în care suprafața este clătită bine și ținută verticală. Contaminanții hidrofobi, cum ar fi uleiurile, fac ca apa să se împrăștie și să se descompună, permițând scurgerea rapidă a apei., Suprafețele metalice perfect curate sunt hidrofile și vor reține o foaie de apă neîntreruptă care nu se scurge sau nu se scurge. ASTM F22 descrie o versiune a acestui test. Acest test nu detectează contaminanți hidrofili, dar galvanizarea le poate înlocui cu ușurință, deoarece soluțiile sunt pe bază de apă. Agenții tensioactivi, cum ar fi săpunul, reduc sensibilitatea testului și trebuie clătiți bine.