Χρήσεις επιμετάλλωσης

Η ηλεκτρολυτική επίστρωση είναι ένας γενικός όρος για μεθόδους που έχουν ως αποτέλεσμα μια μεταλλική επίστρωση σε στερεό υπόστρωμα μειώνοντας τα κατιόντα του μετάλλου με συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα. Η κάθοδος ενός ηλεκτρολυτικού στοιχείου (αρνητικό ηλεκτρόδιο) είναι το μέρος που θα επικαλυφθεί. ο ηλεκτρολύτης είναι ένα διάλυμα ενός άλατος του μετάλλου που θα επικαλυφθεί. και η άνοδος (θετικό ηλεκτρόδιο) είναι συνήθως ένα μπλοκ αυτού του μετάλλου ή άλλης αδρανούς αγώγιμης ουσίας. Το ρεύμα τροφοδοτείται από ένα εξωτερικό τροφοδοτικό.

Ορισμός επιμετάλλωσης

Η ηλεκτρολυτική επίστρωση είναι η τεχνική της εναπόθεσης ενός μετάλλου σε ένα άλλο με υδρόλυση, συνήθως για να αποφευχθεί η διάβρωση του μετάλλου ή για διακοσμητικούς σκοπούς. Τα διαλυμένα μεταλλικά κατιόντα μειώνονται με ηλεκτρικό ρεύμα, με αποτέλεσμα μια λεπτή, συνεκτική μεταλλική επίστρωση στο ηλεκτρόδιο. Η ηλεκτρολυτική επίστρωση χρησιμοποιείται συνήθως στην ηλεκτρική οξείδωση ανιόντων σε στερεό υπόστρωμα, όπως η δημιουργία χλωριούχου αργύρου σε σύρμα αργύρου για τη δημιουργία ηλεκτροδίων χλωριούχου αργύρου.

Η ηλεκτρολυτική επίστρωση χρησιμοποιείται συνήθως για την αλλαγή των ιδιοτήτων της επιφάνειας ενός αντικειμένου (όπως αντίσταση στη διάβρωση, λιπαντικότητα και αντοχή στην τριβή), αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την προσθήκη πάχους ή την κατασκευή αντικειμένων με ηλεκτρομορφοποίηση.

Η ηλεκτρολυτική επίστρωση χρησιμοποιείται συχνά στη βιομηχανία και τις διακοσμητικές τέχνες για τη βελτίωση των ιδιοτήτων της επιφάνειας των αντικειμένων όπως η αντοχή στην τριβή και στη διάβρωση, η λιπαντικότητα, η ανακλαστικότητα, η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η ομορφιά. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση του πάχους μικρότερων ή φθαρμένων εξαρτημάτων, καθώς και για ηλεκτρομορφοποίηση μεταλλικών πλακών με πολύπλοκα σχήματα. Χρησιμοποιείται επίσης για τον καθαρισμό του χαλκού και άλλων μετάλλων.

Η ηλεκτροστίλβωση, η οποία αφαιρεί μεταλλικά κατιόντα από την επιφάνεια ενός μεταλλικού αντικειμένου χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό ρεύμα, μπορεί να θεωρηθεί ως το πολικό αντίθετο της επιμετάλλωσης.

Η άνοδος και η κάθοδος

Στην επιμετάλλωση, το ρεύμα τροφοδοτείται συνήθως από έξω και η άνοδος είναι το θετικό ηλεκτρόδιο και η κάθοδος είναι το αρνητικό ηλεκτρόδιο. Στο ηλεκτρόδιο της καθόδου, εμφανίζεται μια ηλεκτροχημική αντίδραση αναγωγής. Η άνοδος είναι όπου λαμβάνει χώρα η ηλεκτροχημική αντίδραση οξείδωσης.

Στη διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης χρησιμοποιούνται μια άνοδος και μια κάθοδος. Η ηλεκτρολυτική επίστρωση επιτρέπει στο μέταλλο που διαλύεται από την άνοδο να επιμεταλλωθεί στην κάθοδο. Η άνοδος εκτίθεται σε συνεχές ρεύμα, το οποίο αναγκάζει τα άτομα μετάλλου στο διάλυμα του ηλεκτρολύτη να οξείδια και να διαλυθούν. Στην κάθοδο, τα διαλυμένα μεταλλικά ιόντα μειώνονται και το μέταλλο εφαρμόζεται στο προϊόν.

Εργασία επιμετάλλωσης

Ας χρησιμοποιήσουμε το παράδειγμα μιας επίστρωσης χρυσού για να κατανοήσουμε περαιτέρω την έννοια. Σε αυτήν την περίπτωση, ένα στρώμα χρυσού θα τοποθετηθεί ηλεκτροφόρα σε μεταλλικά κοσμήματα για να βελτιώσει την εμφάνισή του.

Η άνοδος (+φορτισμένο ηλεκτρόδιο) του κυκλώματος συνδέεται κανονικά με την επίστρωση χρυσού, ενώ τα κοσμήματα αποθηκεύονται στην κάθοδο (-φορτισμένο ηλεκτρόδιο). Και τα δύο αποθηκεύονται σε ηλεκτρολυτικό ρόπαλο (διάλυμα) τελευταίας τεχνολογίας. Σε αυτό το στάδιο, ένα συνεχές ρεύμα παρέχεται στην άνοδο, οξειδώνοντας τα άτομα χρυσού και διαλύοντάς τα στο διάλυμα.

Τα διαλυμένα ιόντα χρυσού μειώνονται και επιστρώνονται στα κοσμήματα στην κάθοδο.

Ωστόσο, η τελική επίστρωση καθορίζεται από μια σειρά σημαντικών παραγόντων. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα:

• Το τρέχον επίπεδο τάσης.
• Η χρονική περίοδος από την τελευταία ενημέρωση.
• Η απόσταση μεταξύ της καθόδου και της ανόδου ονομάζεται απόσταση καθόδου-ανόδου.

Χρήσεις επιμετάλλωσης

Όσον αφορά τις εφαρμογές της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, χρησιμοποιείται για μια ποικιλία λειτουργιών εκτός από τη βελτίωση της αισθητικής του υποστρώματος. Η κύρια εφαρμογή είναι η βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση ενός υλικού. Το επιμεταλλωμένο στρώμα χρησιμοποιείται συχνά ως στρώμα θυσίας, αποκαλύπτοντας ότι αποικοδομείται πριν από την ουσία βάσης. Η επιμετάλλωση χρησιμοποιείται επίσης στις ακόλουθες εφαρμογές:

• Η αντίσταση στη φθορά βελτιώνεται.
• Βελτίωση του πάχους της μεταλλικής επιφάνειας.
• Επίστρωση ενός στρώματος χαλκού σε ένα ηλεκτρικό εξάρτημα για τη βελτίωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας.
• Βελτίωση της ομοιογένειας της επιφάνειας.

Ακολουθούν ορισμένες εφαρμογές και χρήσεις επιμετάλλωσης:

Επιμεταλλώσεις που χρησιμοποιείται στην αισθητική

Ο χρυσός και το ασήμι είναι ένα συνηθισμένο παράδειγμα αυτής της χρήσης επειδή είναι ένα σπάνιο και ακριβό μέταλλο.

Η ηλεκτρολυτική επίστρωση επιτρέπει σε ένα λεπτό στρώμα αυτών των πολύτιμων μετάλλων να επικαλυφθούν σε ένα λιγότερο ακριβό μέταλλο, με αποτέλεσμα ένα πιο ελκυστικό τελικό προϊόν με χαμηλότερο κόστος.

Αυτή είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες εμπορικές χρήσεις της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης σήμερα. Για λεία υφή και εμφάνιση, τα εξαρτήματα αυτοκινήτων είναι επιμεταλλωμένα με ένα λεπτό στρώμα χρωμίου. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται στην κατασκευή κοσμημάτων και άλλων αξεσουάρ.

Χρησιμοποιούνται επίσης σε μια ποικιλία άλλων συσκευών που είναι προσαρμοσμένες στις προτιμήσεις του αγοραστή.

Η επιμετάλλωση που χρησιμοποιείται σε εμπορικές εφαρμογές αποτρέπει τη διάβρωση

Επειδή τα μέταλλα είναι ευαίσθητα σε φυσικά φαινόμενα όπως η διάβρωση, τα μέταλλα και οι συσκευές μπορούν να επεκταθούν εφαρμόζοντας μια λεπτή επίστρωση μη διαβρωτικών μετάλλων πάνω από τη διαβρωτική. Τα μη διαβρωτικά μέταλλα όπως ο χαλκός, το χρώμιο και το νικέλιο χρησιμοποιούνται συνήθως για την επίστρωση διαβρωτικών μετάλλων όπως ο χάλυβας και ο σίδηρος στις μέρες μας.

Η επιμετάλλωση βοηθά στην αγωγή του ηλεκτρισμού

Καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού, όπως ο χρυσός και Σε υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές, το ασήμι χρησιμοποιείται σε ολοκληρωμένα κυκλώματα. Ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους αυτών των μετάλλων, μια λεπτή επίστρωση αυτών των ακριβών μετάλλων υψηλής ποιότητας μπορεί να επικαλυφθεί πάνω από άλλα μέταλλα για να βοηθήσει στην ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Η επιμετάλλωση χρησιμοποιείται για τη μείωση της τριβής

Εκτός από αυτές τις εφαρμογές, η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί στρώνοντας το ένα μέταλλο πάνω στο άλλο σε άλλα σημεία όπου μπορεί να μειωθεί η τριβή

Η επιμετάλλωση βοηθά στην προστασία από την ακτινοβολία

Η ηλεκτρολυτική επίστρωση βοηθά επίσης στην άμυνα έναντι της ακτινοβολίας, της τριβής και προσθέτοντας τις απαιτούμενες ιδιότητες σε μια μεταλλική επιφάνεια που δεν τις διαθέτει, μπορείτε να προσομοιώσετε μια σειρά από διαφορετικά φυσικά φαινόμενα.

Εφέ 

Οι χημικές, φυσικές και μηχανικές ιδιότητες του κατεργαζόμενου τεμαχίου μεταβάλλονται όλες με την ηλεκτρολυτική επίστρωση. Όταν η επινικελίωση βελτιώνει την αντοχή στη διάβρωση, αυτό είναι ένα παράδειγμα χημικής μετατόπισης. Μια αλλαγή στην εξωτερική εμφάνιση είναι ένα παράδειγμα φυσικής αλλαγής. Μια αλλαγή στην αντοχή σε εφελκυσμό ή στη σκληρότητα της επιφάνειας, που είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό στη βιομηχανία εργαλείων, είναι ένα παράδειγμα μηχανικής αλλαγής. Η αντίσταση επαφής μειώνεται και η σκληρότητα της επιφάνειας αυξάνεται όταν εφαρμόζεται ηλεκτρολυτική επίστρωση από όξινο χρυσό σε χαλκό ή επινικελωμένα κυκλώματα. Εάν η σκλήρυνση τέτοιων εξαρτημάτων δεν είναι επιθυμητή, οι επιχαλκωμένες περιοχές από μαλακό χάλυβα λειτουργούν ως μάσκα. Για να αποτραπεί η οξείδωση του κασσιτέρου να θαμπώσει την επιφάνεια του επικασσιτερωμένου χάλυβα, είναι επιχρωμιωμένη.

Συμπέρασμα 

Χρησιμοποιούμε συνεχώς μεταλλικά και μεταλλικά προϊόντα στην καθημερινή μας ζωή καθώς γινόμαστε πιο σύγχρονοι και βιομηχανικοί.

Χρησιμοποιούμε συχνά τη μέθοδο επιμετάλλωσης για να εναποθέσουμε μια στρώση άλλου κράματος μετάλλου σε αυτά τα μεταλλικά αντικείμενα για να ενισχύσουμε την αντοχή τους.

Αυτή η διαδικασία επιμετάλλωσης χρησιμοποιείται ευρέως σε μια ποικιλία βιομηχανιών.