فرایند آبکاری الکتریکی و فواید آن

<h2>آبکاری الکتریکی چیست؟</h2> <p>آبکاری الکتریکی فرایندی ست که در آن یک فلز به کمک هیدرولیز بر روی سطح فلزی دیگر قرار داده می شود. این کار به منظور ایجاد مقاومت در برابر خوردگی و یا برای اهداف دکوراتیو انجام می شود.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="High-Thickness-Electroplating.jpeg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1645961952982.jpg" alt="High-Thickness-Electroplating" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۱ - آبکاری قطعات</p> <p>در آبکاری الکتریکی یک جریان الکتریکی از محلولی که به آن الکترولیت گفته می شود عبور داده می شود. اینکار بار فرو بردن دو ترمینال که به آن الکترود گفته می شود به درون الکترولیت انجام می شود. الکترودها به یه یک باتری یا منبع انرژی دیگر متصل هستند. الکترود و الکترولیت با دقت از مواد و ترکیبات مناسب انتخاب می شوند. هنگامی که جریان الکتریسیته از دورن الکترولیت عبور می کند بخشی از اتم های فلزی که درون آن است جدا شده و یک لایه ی نازک بر روی سطح یکی از الکترودها ایجاد می کند. این کلیت اتفاقی ست که در آبکاری الکتریکی می افتد. تمام انواع فلزات مانند طلا، نقره، روی، مس، قلع، کادمیوم، کروم، نیکل، پلاتین و سرب می توانند به این طریق آبکاری شوند.</p> <p>آبکاری الکتریکی بسیار شبیه به الکترولیز (استفاده از الکتریسته برای تجزیه یک محلول شیمیایی) است و خلاف فرایندی ست که در باتری ها اتفاق می افتد. تمام این فرایندها نیز جزئی از الکتروشیمی هستند. این واکنش ها یا الکتریسته یا به وسیله الکتریسیته محصول نهایی را تولید می کنند.</p> <p><strong><span id="electroplating"></span>آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:</strong></p> <ul> <li><a title="آبکاری الکتریکی چطور کار می کند؟" href="#electroplating">آبکاری الکتریکی چطور کار می کند؟</a></li> <li><a title="آیا می شود پلاستیک را آبکاری کرد؟" href="#plasitc">آیا می شود پلاستیک را آبکاری کرد؟</a></li> <li><a title="پلاستیک ها چطور آبکاری می شوند؟" href="#howplastic">پلاستیک ها چطور آبکاری می شوند؟</a></li> <li><a title="چرا از آبکاری الکتریکی استفاده می شود؟" href="#whyuseelectro">چرا از آبکاری الکتریکی استفاده می شود؟</a></li> <li><a title="ضخامت آبکاری الکتریکی چقدر است؟" href="#thickness">ضخامت آبکاری الکتریکی چقدر است؟</a></li> </ul> <h2>آبکاری الکتریکی چطور کار می کند؟</h2> <p>ابدا باید الکترولیت و الکترود مناسب انتخاب شود. این کار با در نظر گرفتن واکنش یا واکنش های شیمیایی که در صورت عبور جریان الکتریسیته از مدار باید اتفاق بیفتد انجام می شود. اتم های فلزی که روی قطعه ی مورد نظر را پوشش می دهد از الکترولیت می آید بنابراین اگر ما میخواهیم یک قطعه را به وسیله مس پوشش دهیم باید از الکترولیتی حاوی محلول نمک مس استفاده کنیم. به همین ترتیب برای آبکاری طلا نیز باید الکترولیت بر پایه طلا به کار برده شود.</p> <p>سپس باید مطمئن شد که الکترودی که میخواهیم از آن استفاده کنیم کاملا تمیز باشد. در خیر این صورت اتم هایی فلزی که از الکترولیت جدا می شود بر روی آن قرار می گیرند ممکن است اتصال خوبی با الکترود برقرار نکنند و به راحتی از آن جدا شوند. به طور کلی این کار با فرو کردن الکترودها درون یک اسید قوی یا محلول قلیا یا با برعکس کردن جریان الکتریسیته در مدار آبکاری انجام می شود.</p> <p>اگر الکترود واقعا تمیز باشد، اتم های فلز آبکاری به طور موثری با به لبه های ساختار کریستالی الکترودها متصل می شوند.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="Copper-electroplating.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1645962020873.jpg" alt="فرآیند آبکاری الکتریکی" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۲ -&nbsp; نمونه ای از عملیات آبکاری</p> <p>اکنون آماده ی قسمت اصلی آبکاری هستیم. ما به دو الکترود نیاز داریم که از جنس فلزاتی هادی و متفاوت باشند. یک الکرولیت و یک منبع الکتریسیته هم باید باشد. معمولا یکی از الکترودها همان فلزی ست که قرار است عملیات آبکاری روی آن انجام شود و الکترولیت نیز محلولی از نمک همان فلز است. به عنوان مثال اگر ما بخواهیم بر روی برنج یک پوشش مس قرار دهیم به یک الکترود مس، یک الکترود برنج و یک محلول از نمک مس مانند محلول سولفات مس نیاز داریم. فلزاتی مانند طلا و نقره به راحتی حل نمی شوند به همین دلیل باید از محلول های بسیار قوی و خطرناک بر پایه سیانید استفاده کرد. الکترودی که باید آبکاری شود معمولا از فلزات ارزان قیمت و یا مواد غیر فلزی که به وسیله ی ماده ای هادی مانند گرافیت پوشش داده شده اند، ساخته می شوند. به هر حال باید از ماده ای باشد که جریان الکتریسیته را از خود عبور می دهد در غیر این صورت عملیات آبکاری انجام نخواهد شد.</p> <p>دو الکترود به درون محلول فرو برده شده و به یک مدار الکتریکی متصل می شوند. در مثالی که گفته شد یکی از الکترودها از جنس مس و دیگری از برنج بود. در اینجا مس نقش الکترود مثبت (آند) و برنج الکترود منفی یا کاتد است. هنگامی که جریان الکتریسیته را وصل می کنیم محلول سولفات مس به یون تجزیه می شوند. یون های مس که شارژ مثبت دارند به الکترود منفی که برنج است جذب شده و به آهستگی روی آن رسوب می کنند. به این ترتیب یک لایه ی نازک از مس روی برنج قرار می گیرد. به همین ترتیب یون های سولفات که بار منفی دارند به الکترود مس با بار مثبت واردمی شوند و الکترون های خود را به آن میدهند که از طریق باتری الکترود منفی برنج منتقل می شود.</p> <p><span id="plasitc"></span>تشکیل اتم های آبکاری بر وی سطح الکترود منفی به زمان نیاز دارد. اینکه این زمان چقدر است به شدت جریان الکتریکی و غلظت الکرولیت بستگی دارد. افزایش هر کدام از این عوامل سرعت حرکت یون ها و الکترون ها را افزایش می دهد که منجر به سریعتر انجام شدن عملیات آبکاری می شود. تا زمانی که یون ها و الکترون ها در حرکت هستند فرایند آبکاری نیز انجام می شود.</p> <blockquote> <p>بیشتر مطالعه کنید:<a title=" نکاتی در مورد آبکاری الکتریکی" href="https://www.modiranahan.com/article/302/%D8%A2%D8%A8%DA%A9%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%D9%81%D9%84%D8%B2%D8%A7%D8%AA-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D8%A2%D8%A8%DA%A9%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%D9%81%D9%84%D8%B2%D8%A7%D8%AA" target="_blank" rel="nofollow"> نکاتی در مورد آبکاری الکتریکی</a></p> </blockquote> <h2>آیا می شود پلاستیک را آبکاری کرد؟</h2> <p><span id="howplastic"></span>پلاستک ویژگی های منحصر به فردی دارد. ویژگی هایی مانند ارزان قیمت بودن، شکل پذیری، سبکی و یکبار مصرف بودن باعث شد تا پلاستیک به یکی از پرکاربردترین مواد در قرن بیستم تبدیل شود. اما برای بسیاری از افراد ارزان قیمت و رنگارنگ بودن پلاستیک یک مزیت نیست. چرا که ظاهر آن هم همینقدر ارزان به نظر می رسد. یکی از راه هایی که پیشنهاد می شود این است که پلاستیک را با لایه ای نازک از یک فلز پوشش داد تا در ضمن ارزان قیمت بودن، زیبایی و جذابیت فلزات را نیز داشته باشد. بسیاری از پلاستیک ها را می توان آبکاری کرد. نایلون، پلی کربناب، پلاستیک های فنولیک، ABS و ....</p> <p>پلاستیک های آبکاری شده را می توانید در بخش هایی از اتومبیل، لوله کشی های ساختمان و فیتینگ های الکتریکی دید. اما باید مراقب بود چون در واقع این ها پلاستیک هستند با ظاهری فلز. این مواد ارزان قیمت، سبک، زنگ نزن هستند و به هیچ پرداختی پس از آبکاری نیاز ندارند.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="electroplating plastic.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1645962213130.jpg" alt="electroplating plastic" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۳ - پلاستیک آبکاری شده</p> <h2>پلاستیک ها چطور آبکاری می شوند؟</h2> <p><span id="whyuseelectro"></span>اگر با پلاستیک مختصری آشنایی داشته باشید حتما می&zwnj;دانید که پلاستیک ها نمی توانند جریان الکتریسیته را از خود عبور دهند. در تئوری، این مساله باعث می شود که نتوان پلاستیک ها را آبکاری کرد اما در عمل می توان یک عملیات اضافی روی پلاستیک انجام داد تا هدایت پذیر شود. این عملیات مراحل مختلفی دارد. ابتدا باید پلاستیک را کاملا تمیز کرد و هر گونه غبار، روغن، گریس و &hellip; را از سطح آن پاک کرد. سپس به وسیله ی یک اسید تیزاب کاری می شود. در این فرایند از کاتالیست نیز استفاده می شود. سپس پلاستیک در حمامی از مس یا نیکل (مس مرسوم تر است) وارد می شود. یک لایه بسیار نازک از فلز در حد 1 میکرون روی پلاستیک قرار می گیرد. با قرار گرفت این لایه ی فلزی دیگر می توان به سادگی پلاستیک را آبکاری کرد. ضخامت آبکاری که روی پلاستیک انجام می شود می تواند بین 10 تا 30 میکرون باشد.</p> <h2>چرا از آبکاری الکتریکی استفاده می شود؟</h2> <p>آبکاری الکتریکی به دو دلیل عمده انجام می شود:</p> <ul> <li>حفاظت</li> <li>دکوراسیون</li> </ul> <p>فلزاتی مانند طلا و نقره بنا به دلایل تزئینی و زینتی برای آبکاری مورد استفاده قرار می گیرند. کاملا واضح است که داشتن فلزی که آبکاری طلا دارد بسیار ارزان قیمت تر از زمانی ست که به طور کامل از طلا استفاده شود. از آنجا که فلزات مختلف رنگ های متفاوتی هم دارند می توان برای دادن ظاهری زیبا و جذاب به اشیای مختلف مانند زنجیر، حلقه، مدال و ... از آبکاری استفاده کرد.</p> <p>فلزاتی مانند روی که خیلی هم از نظر ظاهری جذاب نیستند برای حفاظت کردن از فلزات دیگر مانند فولاد برای آبکاری به کار برده می شوند. به عنوان مثال ظرف های نگهدارنده ی مواد غذایی اغلب لایه ای از روی به دلیل مقاومت به خوردگی دارند. به فرایند پوشش دادن آهن یا فولاد به کمک فلز روی (زینک) گالوانیزاسیون گفته می شود.</p> <p><span id="thickness"></span>البته گاهی اوقات هم به دلیل زیبایی هم برای محافظت از آبکاری استفاده می شود. تریم ها و گلگیر ماشین ها نمونه هایی هستند از فولاد ساخته شده و با کروم آبکاری می شوند. البته امروزه به جای فولاد از پلاستیک هم استفاده می شود.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="decorative_electroplating.jpeg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1645962743100.jpg" alt="گاهی اوقات برای حفظ زیبایی و محافظت، وسایلی همانند وسایل تزئینی آبکاری می شوند." /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۴ - آبکاری برای انگشتر تزئینی</p> <h2>ضخامت آبکاری الکتریکی چقدر است؟</h2> <p>اینکه هدف از آبکاری چیست نیز بر پروسه ی آبکاری تاثیر گذار است. واضح است که هر چه ضخامت آبکاری بیشتر باشد عمر آن طولانی است اما از طرف دیگر هزینه ی آن نیز بالا می رود. البته منظور از ضخیم آنچنان ضخیم هم نیست. در حالت کلی ضخامت آبکاری در حدود ۰٫۵ میکرون و تا ماکزیمم ۲۰ میکرون است.</p>