تبلیغات
شیمی وكاربردها - اصول آبکاری فلزات
 
شیمی وكاربردها
شیمی علم بهترزیستن
جمعه 20 اردیبهشت 1392 :: نویسنده : هایده ذاکر حمیدی
فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا 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 می‌تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه‌های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می‌شود 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 ویژگی‌های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با روکش پلاستیک٬ حفاظت کاتدیک‌ و آبکاری با فلزات دیگر.

اصول آبکاری

به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد:

فلز <-------- (الکترون) z + کاتیون فلزی
 
ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می‌شود:

آبکاری الکتریکی

در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. 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 می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
- این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.

قوانین فارادی

قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند.

  • قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است.
  • قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست.

بر اساس این قوانین مشخص شده است که 96500 کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی‌والان 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 الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند. 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 پایه‌ریزی 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 غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جیوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) 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 می‌کند. 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 می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود.


  • روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری 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 می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از:

  • سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند.
  • چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد.
  • پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد.
  • آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود.


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 معمولا کمتر از 100 میکرومتر است می‌پردازد٬ 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 انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه‌های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره‌ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه‌ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل‌یافته 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 پیش‌بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است.





نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
جمعه 25 خرداد 1397 04:47 ق.ظ
Have you ever thought about publishing an e-book or guest authoring on other websites?
I have a blog based on the same topics you discuss and would really like to have you share some stories/information.
I know my visitors would enjoy your work. If you are even remotely interested, feel free to shoot me
an e mail.
دوشنبه 7 خرداد 1397 03:03 ق.ظ

You explained it perfectly!
200 cialis coupon cialis 20mg prix en pharmacie cialis australian price cialis side effects cialis para que sirve if a woman takes a mans cialis cialis generisches kanada cialis ahumada i recommend cialis generico cialis italia gratis
پنجشنبه 20 اردیبهشت 1397 04:36 ق.ظ

Terrific tips. Appreciate it!
cialis generique cialis therapie link for you cialis price weblink price cialis buy name brand cialis on line when will generic cialis be available cialis generisches kanada cialis 5 mg para diabeticos cialis reviews cialis alternative
سه شنبه 4 اردیبهشت 1397 05:28 ق.ظ

Really a good deal of helpful knowledge!
buy viagra online without prescription uk best place to buy generic viagra online buy viagra online germany buy viagra online from canada buy viagra europe sildenafil buy online uk get prescription for viagra buy generic viagra uk buy viagra online no prescription uk how to get a viagra prescription
جمعه 17 فروردین 1397 09:06 ب.ظ

Thanks. Useful stuff!
prices on cialis 10 mg cialis 5 mg how does cialis work cialis preise schweiz safe site to buy cialis online sialis brand cialis nl cialis online napol cialis australia org buy cialis online
جمعه 3 فروردین 1397 06:00 ب.ظ

You've made your point quite clearly.!
cialis generic availability cialis venta a domicilio price cialis best cialis taglich cialis 30 day sample cialis 10mg prix pharmaci buy cialis uk no prescription cialis flussig cialis generico milano cialis kamagra levitra
جمعه 24 آذر 1396 08:28 ب.ظ
بسیار! این یک پست فوق العاده شگفت انگیز بوده است. متشکرم از تهیه
این اطلاعات
دوشنبه 13 آذر 1396 09:08 ب.ظ
همسر و همسرم در این جا از یک چیز دیگر گریختند
صفحه وب و فکر من باید چیزها را بررسی کنید. من دوست دارم
من می بینم که من فقط به دنبال شما هستم. به دنبال رفتن به وب خود باشید
صفحه دوباره دوباره
چهارشنبه 8 آذر 1396 12:33 ق.ظ
با توجه به اینکه مطالب زیادی نوشته شده است، آیا تا به حال به هر گونه مشکلی از پلاگین یا نقض کپی رایت مراجعه کرده اید؟
وب سایت من دارای محتوای منحصر به فردی است که من خودم آن را نوشته ام
یا برون سپاری شده اما به نظر می رسد مانند بسیاری از آن ظاهر آن را در سراسر
اینترنت بدون مجوز من آیا می دانید هر راه حل برای جلوگیری از برداشتن محتوا؟
من واقعا از آن قدردانی میکنم
جمعه 3 آذر 1396 07:25 ب.ظ
حیرت آور! این وبلاگ دقیقا مثل یک پیرمرد من است!
این موضوع کاملا متفاوت است، اما تقریبا مشابه است
طرح و طراحی. انتخاب رنگ عالی!
پنجشنبه 18 آبان 1396 01:01 ق.ظ
وبلاگ عالی اینجاست! همچنین وب سایت شما بسیار سریع بارگذاری می شود!
از چه میزبانی استفاده می کنی؟ آیا می توانم پیوند وابسته به میزبان خود را دریافت کنم؟
من آرزو می کنم که سایت شما به همان اندازه که شما می توانید بارگذاری کنید
شنبه 13 آبان 1396 10:08 ب.ظ
من خیلی خوشم می آید که یک مقاله را بخوانم که می تواند به زنان و مردان فکر کند.
همچنین از شما ممنونم که اجازه دادید که نظر بدهید!
شنبه 13 آبان 1396 09:33 ب.ظ
یک بحث جالب ارزش نظر است. شکی نیست که شما باید بنویسید
بیشتر در مورد این موضوع، ممکن است موضوع تابو باشد اما عموما مردم در مورد چنین موضوعاتی صحبت نمی کنند.
بعدی! به سلامتی!!
پنجشنبه 11 آبان 1396 02:32 ق.ظ
پست بسیار خوب! ما به این محتوای عالی لینک می دهیم
در سایت ما نگه داشتن نوشتن خوب
چهارشنبه 10 آبان 1396 06:40 ب.ظ
با تشکر از نگارش شیوای شما. این در واقع زمانی بود که اوقات فراغت آن را داشت.

نگاه پیچیده به دور معرفی دلپذیر از شما! به هر حال، چطور؟
می توانیم یک مکاتبات را نگه داریم؟
چهارشنبه 10 آبان 1396 06:10 ب.ظ
سلام، من گاهی اوقات وبلاگم را خوانده ام و من یک حساب دارم
یک نظر مشابه و من فقط کنجکاو بودم اگر تعداد زیادی از نظرات اسپم دریافت کنم؟

اگر پس چگونه از آن جلوگیری می کنید، هر پلاگین یا هر چیزی که می توانید پیشنهاد دهید؟
من خیلی زود دریافتم که دیوانه من را رانندگی می کند بنابراین هرگونه کمک بسیار قدردانی می شود.
چهارشنبه 10 آبان 1396 05:57 ب.ظ
بخشی از نوشتن نیز هیجان است، اگر بعد از آن آشنا باشید می توانید نوشتن کنید اگر نه
پیچیده برای نوشتن
جمعه 24 شهریور 1396 09:45 ب.ظ
you're truly a good webmaster. The site loading speed is incredible.
It kind of feels that you are doing any
distinctive trick. Moreover, The contents are masterpiece.

you have done a great task on this topic!
پنجشنبه 16 شهریور 1396 02:05 ب.ظ
Excellent blog here! Also your site loads up fast! What web host
are you using? Can I get your affiliate link to your host? I wish my site loaded up as fast as
yours lol
شنبه 14 مرداد 1396 09:08 ق.ظ
Because the admin of this web page is working, no doubt very soon it will
be famous, due to its quality contents.
دوشنبه 9 مرداد 1396 09:49 ب.ظ
Wow, incredible blog layout! How long have you been blogging for?
you make blogging look easy. The overall look of your site is
fantastic, let alone the content!
سه شنبه 26 اردیبهشت 1396 05:51 ق.ظ
بسیار چلیپا از خود نوشتن در حالی که صدایی دلنشین در آغاز آیا واقعا کار کاملا
با من پس از برخی از زمان.
جایی در سراسر پاراگراف شما قادر به من مؤمن متاسفانه تنها برای کوتاه در حالی که.
من هنوز مشکل خود را با جهش در منطق و یک خواهد را خوب به کمک پر کسانی
که شکاف. اگر شما که می توانید
انجام من خواهد بدون شک بود تحت تاثیر قرار داد.
پنجشنبه 21 اردیبهشت 1396 08:54 ب.ظ
Yesterday, while I was at work, my cousin stole my iphone and tested to see if it can survive a
forty foot drop, just so she can be a youtube
sensation. My apple ipad is now broken and she has 83 views.
I know this is totally off topic but I had to share it with someone!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :