Địa chỉ: 930 C1, Đường C, KCN Cát Lái, P. Thạnh Mỹ Lợi, TP Thủ Đức, TP.HCM

Email: info@thanhluanco.com

ELECTROPLATING LÀ GÌ?

Ngày đăng: 17/02/2021 10:37 PM

    ELECTROPLATING LÀ GÌ?

    Electroplating là gì?
    Electroplating - Kỹ thuật mạ điện hay kỹ thuật Galvano (lấy theo tên nhà khoa học Ý Luigi Galvani), là tên gọi của quá trình điện hóa phủ lớp kim loại lên một vật.

    Sản phẩm bạc trước và sau quá trình mạ

     

    Trong quá trình mạ điện, vật cần mạ được gắn với cực âm catôt, kim loại mạ gắn với cực dương anôt của nguồn điện trong dung dịch điện môi. Cực dương của nguồn điện sẽ hút các electron e- trong quá trình ôxi hóa và giải phóng các ion kim loại dương, dưới tác dụng lực tĩnh điện các ion dương này sẽ di chuyển về cực âm, tại đây chúng nhận lại e- trong quá trình ôxi hóa khử hình thành lớp kim loại bám trên bề mặt của vật được mạ. Độ dày của lớp mạ tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện của nguồn và thời gian mạ.
    Ví dụ: mạ đồng trong dung dịch điện môi SO42-, tại cực dương:
              Cu → Cu2+ + 2e-
              Cu2+ + SO42- → CuSO4
             
              CuSO4 dễ tan trong dung dịch, tại cực âm
              CuSO4 → Cu2+ + SO42-
              Cu2+ + 2e- → Cu
    Kim loại mạ thường là vàng, bạc, đồng, niken và được dùng trong việc sản xuất đồ trang sức, linh kiện điện tử, tế bào nhiên liệu, đồ gia dụng không gỉ,...

    Sự hình thành lớp mạ điện
    Điều kiện tạo thành lớp mạ điện
    Mạ điện là một công nghệ điện phân. Quá trình tổng quát là: -Trên anot xảy ra quá trình hòa tan kim loại anot:
                  M – ne → Mn+
    Trên catot xảy ra quá trình cation phóng điện trở thành kim loại mạ:
                  Mn+ + ne → M
    Thực ra quá trình trên xảy ra theo nhiều bước liên tiếp nhau, bao nhiều giai đoạn nối tiếp nhau như: quá trình cation hidrat hóa di chuyển từ dung dịch vào bề mặt catot (quá trình khuếch tán); cation mất lớp vỏ hidrat, vào tiếp xúc trực tiếp với bề mặt catot (quá trình hấp phụ); điện tử chuyển từ catot điền vào vành hóa trị của cation, biến nó thành nguyên tử kim loại trung hòa (quá trình phóng điện); các nguyên tử kim loại này sẽ tạo thành mầm tinh thể mới, hoặc tham gia nuôi lớn mầm tinh thể đã hình thành trước đó. Mọi trở lực của các quá trình trên đều gây nên một độ phân cực catot, (quá thế catot), tức là điện thế catot dịch về phía âm hơn một lượng so với cân bằng:
                  ηc = φcb - φ = ηnđ + ηđh + ηkt
                  Trong đó:
                                ηc: quá thế tổng cộng ở catot                                               
                                φcb: điện thế cân bằng của catot
                                φ: điện thế phân cực catot (đã có dòng i)
                                ηnđ: quá thế nồng độ (phụ thuộc vào quá trình khuếch tán)
                                ηđh: quá thế chuyển điện tích
                                ηkt: quá thế kết tinh
    Do đó, điện kết tủa kim loại trên catot sẽ chỉ diễn ra khi nào điện thế catot dịch chuyển khỏi vị trí cân bằng về phía âm một lượng đủ để khắc phục các trở lực nói trên.
    Điều kiện xuất hiện tinh thể
    Trong điều kiện điện kết tủa kim loại trong dung dịch, yếu tố quyết định tốc độ tạo mầm tinh thể là tỷ số giữa mật độ dòng điện catot Dc và mật độ dòng trao đổi i0                               β = Dc / i0
    Mặt khác, theo phương trình Tafel:
                 η = a + b.log Dc
    Suy rộng ra, mọi yếu tố làm tăng phân cực catot đều cho lớp mạ có tinh thể nhỏ mịn, và ngược lại. Các mầm tinh thể ban đầu mới xuất hiện được ưu tiên tham gia vào mạng lưới tinh thể của kim loại nền ở vị trí có lợi nhất về mặt năng lượng. Đó là những chỗ tập trung nhiều nguyên tử láng giềng nhất, vì ở đó năng lượng dư bề mặt lớn nhất, các mối liên kết chưa được sử dụng là nhiều nhất. Nếu kim loại nền và kim loại kết tủa có cấu trúc mạng khá giống nhau về hình thái, kích thước thì cấu trúc của kim loại nền được bảo tồn và kim loại kết tủa sẽ phát triển theo cấu trúc đó (cấu trúc lai ghép (epitaxy)), xảy ra ở những lớp nguyên tử đầu tiên. Sau đó sẽ dần chuyển về cấu trúc vốn có của nó ở những lớp kết tủa tiếp theo. Trường hợp này cho lớp kim loại mạ có độ gắn bám rất tốt, xấp xỉ với độ bền liên kết của kim loại nền. Nếu thông số mạng của chúng khác khá xa nhau, hoặc bề mặt chúng có tạp chất hay chất hấp phụ, thì sự lai ghép sẽ không xảy ra. Đấy là một trong những nguyên nhân gây nên ứng suất nội và làm lớp mạ dễ bong.

    Thành phần chất điện giải
    Chất điện giải dùng trong mạ điện thường là dung dịch nước của muối đơn hay muối phức. Dung dịch muối đơn còn gọi là dung dịch axit. Cấu tử chính của dung dịch này là muối của các axit vô cơ hòa tan nhiều trong nước và phân ly hoàn toàn trong dung dịch thành các ion tự do. Ở dung dịch này, phân cực nồng độ và phân cực hóa học không lớn lắm nên lớp mạ thu được thô, to, dày mỏng không đều, rất dễ bị lỏi. Mặt khác dung dịch muối đơn cho hiệu suất dòng điện cao, và càng cao khi mật độ dòng lớn. Thường được dùng để mạ những chi tiết có hình thù đơn giản như dạng tấm, dạng hộp… Dung dịch muối phức dược tạo thành khi pha chế dung dịch từ các cấu tử ban đầu. ion kim loại mạ sẽ tạo phức với các ligan thành ion phức. hoạt độ của ion kim loại tự do giảm đi rất nhiều. do đó điện thế tiêu chuẩn dịch về phía âm rất nhiều. điều này giúp cho lớp mạ mịn, phủ kín, dày đều… được dùng để mạ các chi tiết có hình thù phức tạp… Để tăng độ dẫn điện cho dung dịch, thường pha thêm các chất điện giải trơ. Các chất này không tham gia vào quá trình catot và anot mà chỉ đóng vai trò chuyển điện trong dung dịch, làm giảm điện thế bể mạ. Các chất dẫn điện thường dùng là Na2SO4, H2SO4, Na2CO3… Để ổn định pH cho dung dịch mạ, cần phải thêm vào dung dịch chất đệm pH thích hợp để tạo môi trường thích hợp nhất cho phản ứng điện kết tủa xảy ra. Các chất hoạt động bề mặt bao gồm các chất bóng loại I, loại II, các chất thấm ướt, chất chống thụ động anot thường là những hợp chất hữu cơ, có tác dụng hấp phụ lên bề mặt phân chia pha, tham gia vào một số quá trình mong muốn, làm cho lớp mạ thu được có chất lượng tốt hơn.

    Gia công bề mặt kim loại trước khi mạ
    Gia công cơ học
    Gia công cơ học là quá trình giúp cho bề mặt vật mạ có độ đồng đều và độ nhẵn cao, giúp cho lớp mạ bám chắc và đẹp. có thể thực hiện gia công cơ học bằng nhiều cách: mài, đánh bóng (là quá trình mài tinh), quay xóc đối với các vật nhỏ, chải, phun tia cát hoặc tia nước dưới áp suất cao Quá trình gia công cơ học làm lớp kim loại bề mặt sản phẩm bị biến dạng, làm giảm độ gắn bám của lớp mạ sau này. Vì vậy trước khi mạ cần phải hoạt hóa bề mặt trong axit loãng rồi đem mạ ngay.

    Tẩy dầu mỡ
    Bề mặt kim loại sau nhiều công đoạn sản xuất cơ khí, thường dính dầu mỡ, dù rất mỏng cũng đủ để làm cho bề mặt trở nên kị nước, không tiếp xúc được với dung dịch tẩy, dung dịch mạ… Có thể tiến hành tẩy dầu mỡ bằng các cách sau: Tẩy trong dung môi hữu cơ như tricloetylen C2HCl3, tetracloetylen C2Cl4, cacbontetraclorua CCl4… chúng có đặc điểm là hòa tan tốt nhiều loại chất béo, không ăn mòn kim loại, không bắt lửa. Tuy nhiên, sau khi dung môi bay hơi, trên bề mặt kim loại vẫn còn dính lại lớp màng dầu mỡ rất mỏng => không sạch, cẩn phải tẩy tiếp trong dung dịch kiềm. Tẩy trong dung dịch kiềm nóng NaOH có bổ sung thêm một số chất nhũ tương hóa như Na2SiO3, Na3PO4… Với các chất hữu cơ có nguồn gốc động thực vật sẽ tham gia phản ứng xà phòng hóa với NaOH và bị tách ra khỏi bề mặt. Với những loại dầu mỡ khoáng vật thì sẽ bị tách ra dưới tác dụng nhũ tương hóa của Na2SiO3. Tẩy trong dung dịch kiềm bằng phương pháp điện hóa, dưới tác dụng của dòng điện, oxy và hidro thoát ra có tác dụng cuốn theo các hạt mỡ bám vào bề mặt. tấy bằng phương pháp này dung dịch kiềm chỉ cần pha loãng hơn so với tẩy hóa học đã đạt hiệu quả. Tẩy dầu mỡ siêu âm là dùng sóng siêu âm với tần số dao động lớn tác dụng lên bề mặt kim loại, những rung động mạnh sẽ giúp lớp dầu mỡ tách ra dễ dàng hơn.

    Tẩy gỉ
    Bề mặt kim loại nền thường phủ một lớp oxit dày, gọi là gỉ. tẩy gỉ hóa học cho kim loại đen thường dùng axit loãng H2SO4 hay HCl hoặc hỗn hợp của chúng. Khi tẩy thường diễn ra đồng thời 2 quá trình: hòa tan oxit và kim loại nền. Tẩy gỉ điện hóa là tẩy gỉ hóa học đồng thời có sự tham gia của dòng điện. Có thể tiến hành tẩy gỉ catot hoặc tẩy gỉ anot. Tẩy gỉ anot lớp bề mặt sẽ rất sạch và hơi nhám nên lớp mạ sẽ gắn bám rất tốt. Tẩy gỉ catot sẽ sinh ra H mới sinh, có tác dụng khử một phần oxit. Hidro sinh ra còn góp phần làm tơi cơ học màng oxit và nó sẽ bị bong ra. Tẩy gỉ bằng catot chỉ áp dụng cho vật mạ bằng thép cacbon, còn với vật mạ Ni, Cr thì không hiệu quả lắm.

    Tẩy bóng điện hóa và hóa học
    Tẩy bóng điện hóa cho độ bóng cao hơn gia công cơ học. lớp mạ trên nó gắn bám tốt, tinh thể nhỏ, ít lỗ thủng và tạo ra tính chất quang học đặc biệt. Khi tẩy bóng điện hóa thường mắc vật tẩy với anot đặt trong một dung dịch đặc biệt. Do tốc độ hòa tan của phần lồi lớn hơn của phần lõm nên bề mặt được san bằng và trở nên nhẵn bóng. Cơ chế tẩy bóng hóa học cũng giống tẩy bóng điện hóa. Khi tẩy bóng hóa học cũng xuất hiện lớp màng mỏng cản trở hoặc kìm hãm tác dụng xâm thực của dung dịch với kim loại tại chỗ lõm.

    Tẩy nhẹ
    Tẩy nhẹ hay còn gọi là hoạt hóa bề mặt, nhằm lấy đi lớp oxit rất mỏng, không nhìn thấy được, được hình thành trong quá trình gia công ngay trước khi mạ. khi tẩy nhẹ xong, cấu trúc tinh thể của nền bị lộ ra, độ gắn bám sẽ tăng lên.

    Nguồn: Wikipedia

    Chia sẻ:

    Bài viết khác

    Tại sao nên sử dụng mạ thiếc đồng đỏ cho các sản phẩm kim loại?

    Tại sao nên sử dụng mạ thiếc đồng đỏ cho các sản phẩm kim loại?

    Ngày đăng: 21/03/2024 11:59 AM

    Bạn đang tìm kiếm các lựa chọn để tạo ra các sản phẩm kim loại đẹp mắt và bền vững? Hãy cùng Thanh Luân khám phá lợi ích của mạ thiếc đồng đỏ. Với khả năng bảo vệ bề mặt, tính thẩm mỹ cao mạ thiếc đồng đỏ đã trở thành sự lựa chọn hàng đầu cho các doanh nghiệp trong ngành công nghiệp kim loại.
    Các Bước Xử Lý Bề Mặt Kim Loại

    Các Bước Xử Lý Bề Mặt Kim Loại

    Ngày đăng: 29/02/2024 01:27 PM

    Việc xử lý bề mặt kim loại đóng vai trò quan trọng. Quá trình này giúp bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn, oxy hóa, cung cấp tính năng chống trầy xước và tạo nên vẻ đẹp mắt cho sản phẩm cuối cùng.
    Xưởng gia công xi mạ theo yêu cầu Thanh Luân 

    Xưởng gia công xi mạ theo yêu cầu Thanh Luân 

    Ngày đăng: 29/02/2024 12:12 PM

    Thanh Luân chuyên gia công xi mạ như mạ thiếc, mạ vàng, mạ Niken, đồng, thép và xử lí các bề mặt kim loại. Xi mạ cho bulong, ốc vít, lo xo, phụ tùng xe máy,...Xem ngay!
    Độ bền và chống oxi hóa của mạ Niken

    Độ bền và chống oxi hóa của mạ Niken

    Ngày đăng: 29/02/2024 11:50 AM

    Mạ Niken còn mang lại độ bền và khả năng chống oxi hóa ưu việt, bảo vệ một loạt các vật liệu kim loại khác nhau khỏi sự ăn mòn và oxi hóa.
    Sử dụng đồng thanh cái mạ thiếc hay đồng thanh cái mạ bạc tốt hơn?

    Sử dụng đồng thanh cái mạ thiếc hay đồng thanh cái mạ bạc tốt hơn?

    Ngày đăng: 28/02/2024 10:09 AM

    Bạn đang đối diện với câu hỏi quan trọng khi lựa chọn giữa sử dụng đồng thanh cái mạ thiếc hay mạ bạc cho hệ thống điện của mình? Để đưa ra quyết định chính xác, hãy cùng tìm hiểu chi tiết về hai phương pháp này và ưu điểm của mỗi loại.
    Tại sao phải mạ thanh cái đồng?

    Tại sao phải mạ thanh cái đồng?

    Ngày đăng: 28/02/2024 10:05 AM

    Mạ thanh cái đồng là một quy trình không thể phớt lờ trong quá trình sản xuất các linh kiện điện tử và dây dẫn. Dưới đây là một số lý do cụ thể, chi tiết hơn về tầm quan trọng của việc mạ thanh cái đồng:
    Niken là gì? Tại sao sản phẩm cần mạ Niken

    Niken là gì? Tại sao sản phẩm cần mạ Niken

    Ngày đăng: 28/02/2024 09:49 AM

    Bạn đã bao giờ tự hỏi rằng niken là gì và tại sao sản phẩm cần phải được mạ niken không? Trên thực tế, niken không chỉ là một nguyên tố hóa học mà còn là một vật liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải đáp những câu hỏi đó và cung cấp thông tin chi tiết về tầm quan trọng của việc sử dụng niken trong việc mạ sản phẩm.
    Mạ vàng là gì? Mạ vàng có bị phai không?

    Mạ vàng là gì? Mạ vàng có bị phai không?

    Ngày đăng: 28/02/2024 09:43 AM

    Bạn đã từng tự hỏi mạ vàng là gì và liệu lớp mạ vàng trên trang sức có bị phai không? Trước khi quyết định mua sắm trang sức mạ vàng, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về quy trình mạ vàng cũng như các biện pháp bảo quản để trang sức luôn giữ được vẻ đẹp lâu dài.
    Tại sao vàng được dùng cho linh kiện điện tử?

    Tại sao vàng được dùng cho linh kiện điện tử?

    Ngày đăng: 28/02/2024 09:39 AM

    Trong ngành công nghiệp điện tử, việc sử dụng vàng cho các linh kiện đã trở nên phổ biến và không phải là điều ngẫu nhiên. Vàng không chỉ được biết đến với giá trị về mặt kinh tế mà còn với những tính chất đặc biệt mà không có kim loại nào khác có thể so sánh được. Bài viết này sẽ giải đáp tại sao vàng lại được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi trong linh kiện điện tử.
    Mạ thiếc hoặc niken thanh cái theo yêu cầu

    Mạ thiếc hoặc niken thanh cái theo yêu cầu

    Ngày đăng: 28/02/2024 09:32 AM

    Thanh Luân cung cấp dịch vụ mạ thiếc hoặc niken trên thanh cái điện theo yêu cầu, giúp tăng cường khả năng chống oxy hóa, chịu nhiệt và duy trì tính dẫn điện. Với quy trình mạ chuyên nghiệp và đội ngũ kỹ thuật viên tay nghề cao, chúng tôi cam kết mang lại sản phẩm chất lượng và uy tín.
    Hotline
    Hotline