آبکاری با نیکل
نیکل یکی از مهمترین فلزاتی است که در آبکاری به کار گرفته میشود. تاریخچه آبکاری نیکل به بیش از صدها سال پیش باز میگردد این کار در سال 1843 هنگامی که R.Rotlger توانست رسوبات نیکل را از حمامی شامل سولفات نیکل و آمونیوم بدست آورد آغاز گردید بعد از آن Adams اولین کسی بود که توانست آبکاری نیکل را در موارد تجاری انجام دهد. نیکل رنگی سفید شبیه نقره دارد که کمی متمایل به زرد است و به راحتی صیقلپذیر و دارای خاصیت انبساط و انقباض٬ جوشپذیر بوده و مغناطیسی میبلاشد. آبکاری با نیکل اساسا به منظور ایجاد یک لایه براق برای یک لایه بعدی مانند کروم و به منظور فراهم آوردن جلای سطحی خوب و مقاومت در برابر خوردگی برای قطعات فولادی٬ برنجی و حتی بر روی پلاستیکهایی که با روشهای شیمیایی متالیزه شدهاند به کار میرود. مواد شیمیایی که در الکترولیتهای نیکل به کار میروند عبارتنداز:
- نمک فلزی (مهمترین آنها سولفات نیکل است و همچنین از کلرید نیکل و سولفومات نیکل نیز استفاده میشود.)
- نمک رسانا (برای بالا بودن قابلیت رسانایی ترجیحا از کلریدها مخصوصا کلرید نیکل استفاده میشود.)
- مواد تامپونه کننده (برای ثابت نگه داشتن PH اصولا اسید بوریک به کار برده میشود.)
- مواد ضد حفرهای 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 میشد.)
روکشهای لایه کروم رنگی شبیه نقره٬ سفید مایل به آبی دارند. قدرت انعکاس سطح کرومکاری شده و کاملا″ صیقلی شده در حد 65% است (برای نقره 88%و نیکل 55%) در حالی که خاصیت انعکاس نقره و نیکل با گذشت زمان ضایع میشود٬ در مورد کروم تغییری حاصل نمیشود. لایههای کروم قابل جوشکاری نبوده و رنگکاری و نقاشی را نمیپذیرند. کروم در مقابل گازها٬ موادقلیایی و نمکها مقاوم است اما اسید سولفوریک واسید کلریدریک وسایر اسیدهای هالوژندار در تمام غلظتها ودر تمام درجه حرارتها بر روی کروم تاثیر می گذارند. به دنبال رویین شدن شیمیایی٬ روکشهای کروم مقاومت خوبی در اتمسفر از خود نشان میدهند و کدر نمیشوند. از این رو به تمیز کردن و یا نو نمودن توسط محلولها یا محصولات حل کننده اکسیدها را ندارند. روکشهای کروم تا 500 درجه سانتیگراد هیچ تغییری از نظر کدر شدن متحمل نمیشوند. رویین شدن حالتی است که در طی آن در سطح کروم٬ اکسید کروم (3+) تشکیل می شود. این عمل موجب جابهجایی پتانسیل کروم از 0.717 به 1.36 ولت می شود و کروم مثل یک فلز نجیب عمل می نماید. لایه های پوششی کروم براق با ضخامت پایین (در حدود 1 میکرومتر)که غالبا در کرومکاری تزیینی با آن روبه رو هستیم فولاد را در مقابل خوردگی حفاظت نمیکنند کروم کاری ضخیم که در مقابل خوردگی ضمانت کافی داشته باشد فقط از طریق کرومکاری سخت امکانپذیر است. با توجه به اینکه پوششهای کروم الکترولیتی سطح مورد آبکاری را به طور کامل نمیپوشانند از این رو کرومکاری تزیینی هرگز به تنهایی مورد استفاده قرار نمیگیرد بلکه همواره آن را به عنوان پوشش نهایی بر روی واکنشهایی که حفاظت سطح را در مقابل خوردگی ضمانت مینمایند به کار میروند. معمولا به عنوان پایه محافظ از نیکل استفاده میشود.
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 نمکدار بلکه در مقابل اسیدهایی که اکسیدکننده نیستند نیز مقاومت دارد. اکسیدکنندهها و اکسیژن هوا به راحتی مس را به اکسید مس (I) و یا اکسید مس (II) تبدیل میکنند اکسیدهایی که برخلاف خود فلز در اکثر اسیدها حل میشوند. به دلیل وجود گازهای مخرب در محیط که دارای گوگرد
هستند٬ روی اشیایی که از جنس مس هستند لایه هایی از سولفور مس به رنگهای تاریک و یا سبز تشکیل میشود. الکترولیتهای آبکاری مس
- الکترولیتهایی برپایه اسید سولفوریک یا اسید فلوریدریک
- الکترولیتهایی که فسفات در بر دارند
- الکترولیتها ی سیانیدی
آلیاژهای مس
- برنج: آْلیاژی از مس و روی که CuZn30 نامیده میشود.
- برنز: آلیاژی از مس و قلع میباشد.
روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی٬ بالاتراز 100 درجه سانتیگراد شکننده٬ مابین100 الی 200 درجه سانتیگراد نرم٬ قابل انحنا و انبساط است و میتوان به صورت ورقههای نازک درآورد٬ بالای 200 درجه سانتیگراد دوباره شکننده میشود. خاصیت تکنیکی خیلی مهم روی حفاظت خیلی خوب پوششهای آن در مقابل خوردگی است. این خاصیت ترجیحا بواسطه تشکیل لایه یکنواخت و چسبنده اتمسفر ایجاد میشود و عموما شامل اکسید و هیدروکسید کربنات روی و گاهی نیز سولفات و کلرید روی میباشد.
الکترولیتهای آبکاری روی
- الکترولیتهای اسیدی : اسید سولفوریک - اسید کلیدریک و اسید فلوبوریک.
- الکترولیتهای بازی : سیانیدی - زنکاتی و پیروفسفات.
معمولا لایههای پوششی روی عملیات پسین شیمیایی توسط کروماته کردن و یا فسفاته کردن را پذیرا هستند. در نتیجه کروماته کردن لایه های روی خوردگی روی به طور قابل ملاحظهای کاهش مییابد.
آبکاری با کادمیوم
رنگ آن سفید بوده و به نقره شباهت دارد. بسیاری از خواص کادمیوم به روی شبیه اند. لایه کادمیوم به سهولت قابل لحیمکاری است. حفاظت ضدخوردگی کادمیوم شدیدا″ تحت تاثیر محیط خورنده میباشد. با توجه به اینکه فلز کادمیوم مسموم کننده است٬ بدین جهت از این لایه ها نباید برای قطعاتی که همیشه دم دست هستند و همچنین در صنایع غذایی استفاده نمود.
الکترولیتهای آبکاری کادمیوم
حمام های کادمیوم کاری بسیار متداول از انحلال اکسید کادمیوم و یا سیانید کادمیوم در سیانید سدیم تولید میشوند.
به وجود آمدن شکنندگی توسط هیدروژن در کادمیوم کاری سیانیدی سبب شده است که الکترولیتهای اسیدی برای کاربردهای ویژهای تهیه شوند. تنها فرایندی که امروزه سودمند است٬ بر پایه حمامهای فلوئوبرات مبتنی است.
عملیات پسین پوششهای کادمیوم نیز به منظور بهتر نمودن منظر قطعه انجام مییابد. غوطهور نمودن کوتاه مدت در اسید نیتریک 0.5-0.3 درصد سبب براق شدن لایهها از نوع نقره خواهد شد. در صورتی که بخواهیم لایه کادمیوم در مقابل خوردگی مقاومتر شود٬ به طریق پسین با استفاده از محلولهای اسید حاوی یونهای کروم (VI) ممکن خواهد بود. بر طبق غلظت و ترکیب محلولهای کرومدار٬ لایههای کرومات به رنگهای آبی آسمانی٬ زرد براق یا سبز زیتونی ایجاد میشود که به طور قابل ملاحظهای در مقابل خوردگی لایه را بهتر مینمایند.
آبکاری با قلع
قلع فلزی است براق٬ دارای رنگ سفید نقرهای٬ در درجه حرارت معمولی در مقابل آب و هوا مقاوم است و اسیدها و بازهای ضعیف به سختی روی آن اثر میگذارند. برعکس اسید و بازهای قوی به آسانی روی آن اثر میگذارند. به راحتی لحیمپذیر است. قلع در مقابل مواد غذایی و اتمسفر معمولی تحت تاثیر قرار نمیگیرد. با توجه به اینکه سمی نیست٬ کاربرد زیادی در پوششکاری قطعات صنعتی مواد غذایی و صنعت کنسروسازی دارد. با توجه به لحیمکاری بسیار عالی در صنعت برق نیز به کار برده میشود.
الکترولیتهای آبکاری قلع
- الکترولیتهای اسیدی : اسید فنل سولفونیک - اسید هیدروفلوریک و اسید فلوئوروبونیک.
- الکترولیتهای قلیایی : براساس استانات سدیم یا پتاسیم و هیدروکسیدهای مربرطه میباشد.