ولی در این مقاله هدف، صحبت از افزایش مقاومت سطح فلزات می باشد. خوردگی نیز از رایج ترین رویدادهای مخرب است که از سطح فلزات شروع می شود.امروزه اهمیت خوردگی برخی فلزات بیش از گذشته می باشد. به خاطر این که:
- فلزات امروزه دارای کاربردهای بسیار گسترده ای شده اند و استفاده از فلز توسعه وسیعی یافته است
- کاربردهای خاصی مانند انرژی اتمی، استفاده از فلزات کم یاب و گران بها را ملزم می کند که بدیهی باید به فکر جلوگیری از خوردگی این فلزات بود
- آلودگی های آب و هوا افزایش یافته است. به همین خاطر عوامل خورنده تأثیر بیشتر و مخرب تری نسبت به قبل دارند.
یکی از مهم ترین روش های جلوگیری از خوردگی، آبکاری است. با آبکاری می توان سطح قطعه فلزی را استحکام دهی کرد. در این صورت مقاومت سطح قطعه در مقابل خوردگی، سایش و … افزایش می یابد.
آبکاری یکی از روش های پوشش دهی سطح مواد، به ویژه فلزات می باشد. این عملیات به منظور رسیدن به چند مزیت در فلز پایه انجام می شود. ولی مهم ترین اهداف آن را اگر بخواهیم خلاصه کنیم، مهم ترین آن ها عبارت هستند از:
- افزایش استحکام سطحی
- افزایش سختی سطح
- افزایش مقاومت به سایش سطح
- جلوگیری از خوردگی
- ایجاد ظاهری زیبا و براق و درخشان
- و …
همان طور که ملاحظه می کنید آبکاری از میان روش های پوشش دهی سطح برای فلز پایه مزایای فراوانی دارد.
آبکاری فلزات چیست؟
فلزات به خاطر ساختاری که در سطح خود دارند، در معرض خوردگی، اکسیداسیون، سایش و فشار و … کیفیت سطحی خود را از دست می دهند. در واقع، برخی از فلزات وقتی در محیط های مذکور قرار می گیرند، استحکام کافی را برای روبرو شدن با این شرایط را نداشته و دچار خوردگی، سایش، تغییر فرم، پوسته پوسته شدن و … می شوند. به همین خاطر برای این فلزات از آبکاری استفاده می شود.
آبکاری یکی از روش های پوشش دهی سطحی است و جهت بهبود خواص سطحی فلزات انجام می شود. یعنی، با آبکاری، فلزات آبکاری شده وقتی در این شرایط قرار می گیرند، خواص و استحکام بالاتری از خود نشان داده و باعث افزایش طول عمر فلزات می شود.
مراحل انجام آبکاری
در آبکاری، درون یک حمام الکترولیتی دو الکترود وجود دارد: کاتد (الکترودی که بخشی از آن پوشش دهی الکتریکی می شود) و آند. الکترولیت محلولی است که شامل نمک همان فلزی می باشد که قرار می باشد پوشش دهی شود. سپس، از محلول الکترولیتی یک جریان دی سی یا مستقیم (DC) عبور داده می شود. یون های فلزی از آند جدا می شود و در محلول الکترولیت حرکت می کند و به سمت قطعۀ کاتد رفته و در نهایت به کاتد می چسبد.
انتخاب الکترولیت ها
فلزات زیادی امکان آبکاری را دارند، تنها باید توجه داشت که برای آبکاری اگر الکترولیت مناسبی انتخاب شود، تقریباً تمام فلزات را می توان در آبکاری شرکت داد.
در آبکاری، چند نوع الکترولیت داریم:
- الکترولیت های اسیدی
- الکترولیت های قلیایی
- نمک های فلزی
- نمک های مذاب
جهت انتخاب نوع الکترولیت باید موارد زیر را در نظر داشت:
- خوردگی
- مقاومت
- قابلیت انعکاس
- سختی
- مقاومت مکانیکی
- انعطاف پذیری
- مقاومت در برابر سایش
آماده سازی سطح
در آبکاری یک فلز توسط فلز دیگر، سطح باید آماده شود. این آماده سازی سطح با اهداف مختلفی صورت می گیرد:
- پاک کردن سطح فلز از آلاینده ها که در سه مرحله صورت می گیرد:
- تمیز کردن
- پرداخت
- شست و شو
در تمیز کردن از حلال های ویژه ای استفاده می شود؛ از قبیل تمیزکننده های قلیایی، آب یا پاک کننده های اسیدی برای پاک کردن لکه های روغنی از روی سطوح فلز. پرداخت نیز به منظور بهبود سطح است که سطح قطعات و لایه های فلزی را استحکام می بخشد.
آبکاری الکتریکی
آبکاری الکتریکی در سال های اخیر با توجه به تقاضای بازار رشد گسترده ای داشته است. رشد صنایع هوا و فضا، صنایع الکترونیکی و ناز به مواد قابل اطمینان، که کیفیت مناسب و خواص کنترل شده ای دارند، در این صنعت، یعنی آبکاری الکترونیکی، نقش برجسته ای در رشد آن داشته است.
کاربردهای مختلف آبکاری الکتریکی
قصد داریم به چند نمونه از کاربردهای آبکاری الکتریکی اشاره کنیم.
دکوراسیون و تزئینی
فلز کرم Cr
کرم رایج ترین فلزی است که در آبکاری الکتریکی استفاده می شود و به منظور استفاده در کاربردهای دکوراسیون و تزئینی تحت عملیات قرار می گیرند. به عنوان مثال، در پوشش دهی دوچرخه، تجهیزات بیمارستانی، سیم ها، وسایل خانگی و … مورد استفاده قرار می گیرد. رنگ این پوشش تزئینی معمولاً روشن است.
مس
در این نوع ، ابتدا یک لایه از فلز نیکل بر روی سطح قطعه رسوب کرده، سپس مس یا آلیاژهای مس روی نیکل می نشیند. در پایان نیز یک لایۀ نازک از لاک روشن روی سطح قطعه را می پوشاند.
محافظت در برابر خوردگی
کاربردهای مهندسی
شیوه های انجام آبکاری الکتریکی
- بشکه ای یا چرخشی (Barrel plating)
- چنگکی (Rack Plating)
- نواری