دانش آبکاری

دانش آبکاری:

آبکاری (Electroplating)، پوشش دادن فلزات به روش الکترولیز است. آبکاری عبارت است از مجموعه فرایندهایی که تحت آن سطح فلزات و اجسام گوناگون غیرفلزی (مانند چوب، شیشه، پلاستیک و…) با لایه ای از فلز یا غیرفلز پوشانده می شود تا سطوح مناسب برای کاربردهای مختلف به دست آید.  اصول آبکاری بر اساس الکتروشیمی،  شیمی معدنی، شیمی آلی، فیزیک و الکترونیک بنا شده است و از این اصول برای اصیل کردن فلزات ارزان یا قطعات غیرهادی، به مدد پوشش دادن از یک فلز اصیل تر استفاده می شود. انرژی لازم برای ایجاد این پوشش غالبا از خارج و به وسیله جریان مستقیم و در بعضی موارد به وسیله جریان متناوب به الکترولیت داده می شود یا از انرژی مواد احیاکننده داخل اکترولیت استفاده می شود.

تکنیک آبکاری به طور کلی برای چهار منظور به کار برده می شود:

1. تشکیل پوشش ضعیف فلزی از الکترولیت برای اصیل کردن فلزات ارزان و آبکاری مواد غیرهادی مثل شیشه، چینی، سرامیک، مواد مصنوعی، پلاستیک که برای مقاصد تزئینی یا بالا بردن مقاومت در برابر خوردگی و سایش به کار می رود که این همان آبکاری ساده است.
2. تشکیل پوشش ضخیم فلزی از الکترولیت که به آن شکل دهی برقی (Galvanoforming) می گوییم و به منظور قالب برداری از مدل صورت میگیرد.
3. تشکیل پوشش های غیرفلزی، اکسید آلومینیوم و منیزیم از طریق الکترولیت در سطح فلزات آلومینیوم و منیزیم و آلیاژهای مربوطه که این روش ها را اکسایش آندی یا آندایز یا الکسال می نامند.
4. آماده کردن سطوح فلزات و سطوح غیرهادی ها از طریق الکترولیز مثل چربی زدایی، حکاکی، اسیدشویی، صیقل کاری، فسفاته کاری، کروماته کردن، صیقل کاری الکترولیتی برای براق کردن فلزات یا صیقل دادن مکانیکی مثل پرداخت کاری و سمباده کاری.

عوامل موثر در آبکاری

عوامل متعددی بر چگونگی انجام فرآیند آبکاری دخالت دارد از جمله ولتاژ، چگالی جریان، درجه تفکیک (یونیزاسیون) الکترولیت، سرعت مهاجرت یون ها، هدایت الکتریکی ویژه، غلظت یون فلزی، PH محلول، دما، گردش محلول، تلاطم، توان پرتاب، توان پوشاندن، آندها و مشخصات آن ها و غیره.

ابزار و تجهیزات لازم برای آبکاری

در فرآیند آبکاری تحت عملی به نام الکترولیز، از ابزارها و تجهیزاتی شامل کاتد، آند، محلول الکترولیت و دستگاه یکسوکننده برق (رکتیفایر) استفاده می شود.

کاتد: قطعه ای است که بایستی روی آن را پوشش دهیم. این قطعه می تواند به هر شکل و جنسی باشد. البته بر حسب نوع جنس قطعه، پیش از انجام آبکاری، نیاز به انجام  یک سری کارهای مقدماتی خاصی می باشد. این قطعه باید توسط یک کابل (مشکی یا آبی) به قطب منفی دستگاه یکسوکننده برق متصل شود.

آند:  فلزی است که بایستی روی کاتد را با آن بپوشانیم. این فلز معمولا از درجه خلوص بالایی برخوردار است و به صورت صفحه، پلیت های کوچک، گلوله و اشکال مختلف یافت می شود. این فلز باید توسط یک کابل (قرمز) به قطب مثبت دستگاه یکسوکننده برق متصل شود.

الکترولیت: محلولی است که حداقل یک نوع نمک در آن به صورت محلول وجود داشته باشد تا امکان انتقال یون های فلزی از سوی آند به طرف کاتد مهیا گردد. معمولا محلولهای آبکاری حاوی چند نوع نمک و مواد افزودنی می باشد که هرکدام وظایف خاصی داشته و نقش های متفاوتی را در فرایند ابکاری ایفا می نمایند. یک محلول الکترولیت وظیفه انتقال یون های فلزی از آند به سمت کاتد، دارا بودن تداوم و ثبات، تغییر نکردن خواص آن حداقل برای مدت زمانی مشخص، خورندگی آند و آزاد کردن یون های فلزی در محلول و ایجاد تسهیلات جهت انتقال برق از آند به کاتد را دارا می باشد.

دستگاه یکسوکننده برق: رکتیفایر یا دستگاه یکسوکننده برق وسیله ای است که ضمن تامین ولتاژ پایین و آمپر بالا خاصیت یکسوکنندگی داشته و باعث می شود که برق از آند به سمت کاتد در جریان باشد و یون های فلزی را از داخل محلول الکترولیت به سمت کاتد هدایت نماید. لازم به ذکر است که هر محلول الکترولیت و یا اصولا هر نوع پوششی نیازمند ولتاژ و آمپر مشخص و مخصوص به خود می باشد.

الکترولیز: عبارت است از فرایندی که باعث می شود با استفاده از عوامل و لوازم فوق الذکر یون های مثبت فلز روی کاتد بنشیند و عمل آبکاری انجام پذیرد.