Apakah proses penyaduran elektrik?

Apakah proses penyaduran elektrik?

Oleh Smart Water Tech Allen Huang 2024-09-27

Penyaduran elektro ialah proses penyaduran lapisan nipis logam atau aloi lain pada permukaan logam tertentu menggunakan prinsip elektrolisis. Mengikut komposisi salutan, proses penyaduran elektrik boleh dibahagikan kepada 8 kategori: penyaduran krom, penyaduran tembaga, penyaduran kadmium, penyaduran timah, penyaduran zink, penyaduran nikel, penyaduran emas, dan penyaduran perak.

Seterusnya, artikel ini akan memperincikan prinsip dan ciri-ciri 8 proses penyaduran elektrik utama.

Chromium ialah logam putih keperakan dengan sedikit warna biru langit. Ia mempunyai sifat pempasifan yang kuat dan cepat pasif di atmosfera, menunjukkan sifat logam berharga, jadi penyaduran krom pada bahagian besi adalah penyaduran katod. Lapisan kromium sangat stabil di atmosfera dan boleh mengekalkan kilauannya untuk masa yang lama. Ia sangat stabil dalam media menghakis seperti alkali, asid nitrik, sulfida, karbonat dan asid organik, tetapi ia larut dalam asid hidrohalik seperti asid hidroklorik dan asid sulfurik pekat panas.

Lapisan kromium mempunyai kekerasan yang tinggi, rintangan haus yang baik, keupayaan reflektif yang kuat dan rintangan haba yang baik. Tiada perubahan jelas dalam gloss dan kekerasan di bawah 500 darjah; pengoksidaan dan perubahan warna bermula apabila suhu melebihi 500 darjah; ia mula lembut apabila suhunya melebihi 700 darjah . Oleh kerana ciri-ciri cemerlang lapisan penyaduran krom, ia digunakan secara meluas sebagai lapisan luar dan lapisan penyaduran berfungsi sistem penyaduran hiasan-perlindungan. Penyaduran krom sering digunakan dalam rawatan permukaan paip dapur.

Lapisan penyaduran tembaga berwarna merah jambu dan lembut, mempunyai kemuluran yang baik, kekonduksian elektrik dan kekonduksian terma, mudah digilap, dan boleh diperoleh melalui rawatan kimia yang betul untuk mendapatkan warna hiasan seperti gangsa, hijau tembaga, hitam dan warna semula jadi. Penyaduran kuprum mudah hilang kilauannya di udara, dan lapisan kuprum karbonat asas atau filem kuprum klorida terbentuk di permukaan apabila ia bertindak balas dengan karbon dioksida atau klorida. Apabila ia terdedah kepada sulfida, kuprum sulfida coklat atau hitam terbentuk. Oleh itu, sebagai lapisan penyaduran tembaga hiasan, lapisan penutup organik perlu digunakan pada permukaan. Kerana penyaduran tembaga mudah teroksida, ia jarang digunakan dalam faucet.

Kadmium ialah logam lembut, putih keperakan, berkilat yang lebih keras daripada timah dan lebih lembut daripada zink. Ia mempunyai keplastikan yang baik dan mudah ditempa dan digulung. Sifat kimia kadmium adalah serupa dengan zink, tetapi ia tidak larut dalam larutan alkali, larut dalam asid nitrik dan ammonium nitrat, dan larut dengan sangat perlahan dalam asid sulfurik cair dan asid hidroklorik cair. Wap kadmium dan garam kadmium larut adalah toksik, dan pencemaran kadmium mesti dicegah dengan ketat. Oleh kerana pencemaran kadmium sangat berbahaya dan mahal, penyaduran zink atau penyaduran aloi biasanya digunakan untuk menggantikan penyaduran kadmium.
Jenis penyelesaian penyaduran kadmium yang digunakan lebih kerap dalam pengeluaran ialah penyaduran kadmium kompleks asid karboksilik amino, penyaduran kadmium asid sulfat, dan penyaduran kadmium sianida. Di samping itu, terdapat penyaduran kadmium pirofosfat, penyaduran kadmium triethanolamine beralkali, dan penyaduran kadmium HEDP.

Timah mempunyai rupa putih keperakan, berat atom 118.7, ketumpatan 7.3g/cm3, takat lebur 231.89 darjah, dan valens atom divalen dan tetravalen, jadi setara elektrokimia ialah 2.12g/A·h dan 1.107g/Ah masing-masing. Timah mempunyai kelebihan rintangan kakisan, tidak toksik, pematerian besi mudah, kelembutan dan kemuluran yang baik.
Penyaduran timah mempunyai ciri dan kegunaan berikut:

(1) Kestabilan kimia yang tinggi;

(2) Dalam urutan elektrokimia, potensi piawai timah adalah positif kepada besi, dan ia adalah salutan katodik untuk keluli. Ia boleh melindungi substrat dengan berkesan hanya apabila salutan bebas daripada liang;

(3) Timah mempunyai kekonduksian yang baik dan mudah dipateri;

(4) Timah menghablur dan mula bermutasi pada -130 darjah , dan akan berubah sepenuhnya menjadi alotrop hablur pada -300 darjah , biasanya dikenali sebagai "walah timah", di mana ia telah kehilangan sifatnya sepenuhnya ;

(5) Seperti penyaduran zink dan kadmium, timah boleh tumbuh menjadi misai di bawah suhu tinggi, kelembapan dan keadaan tertutup, yang dipanggil rambut panjang;

(6) Selepas penyaduran timah, ia boleh dilarutkan semula dalam minyak panas di atas 231.89 darjah untuk mendapatkan lapisan timah bercorak berkilat, yang boleh digunakan sebagai salutan hiasan untuk keperluan harian.

Zink mudah larut dalam asid dan alkali, jadi ia dipanggil logam amfoterik. Zink hampir tidak berubah dalam udara kering. Dalam udara lembap, filem asas zink karbonat akan terbentuk pada permukaan zink. Dalam sulfur dioksida, hidrogen sulfida dan atmosfera marin, zink mempunyai rintangan kakisan yang lemah, terutamanya dalam suhu tinggi, kelembapan tinggi dan atmosfera asid organik, salutan zink sangat mudah terhakis. Keupayaan elektrod piawai zink ialah -0.76V. Untuk substrat keluli, salutan zink adalah salutan anodik. Ia digunakan terutamanya untuk mencegah kakisan keluli, dan prestasi pelindungnya berkait rapat dengan ketebalan salutan.

Selepas pempasifan, pencelupan atau salutan dengan pelindung ringan, salutan zink boleh meningkatkan sifat perlindungan dan hiasannya dengan ketara. Dengan perkembangan teknologi penyaduran zink dan penggunaan pencerah penyaduran zink berprestasi tinggi, penyaduran zink telah memasuki aplikasi hiasan-perlindungan daripada tujuan perlindungan yang mudah.
Terdapat dua jenis larutan penyaduran zink: larutan penyaduran sianida dan larutan penyaduran bukan sianida. Larutan penyaduran sianida dibahagikan kepada mikro-sianida, sianida rendah, sianida sederhana, dan sianida tinggi. Penyelesaian penyaduran bebas sianida termasuk larutan penyaduran zink beralkali, larutan penyaduran garam ammonium, larutan penyaduran sulfat dan larutan penyaduran klorida tanpa ammonia. Penyelesaian penyaduran zink sianida mempunyai keupayaan meratakan yang baik menghasilkan salutan licin dan halus, dan telah digunakan dalam pengeluaran untuk masa yang lama. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh ketoksikan tinggi sianida dan pencemaran alam sekitar yang serius, larutan penyaduran zink sianida rendah, mikro-sianida dan bukan sianida telah digunakan.

1. Lapisan nikel bersaduran sangat stabil di udara. Oleh kerana nikel logam mempunyai keupayaan pempasifan yang kuat, ia boleh dengan cepat membentuk filem pempasifan yang sangat nipis di permukaan, yang boleh menahan kakisan atmosfera, alkali dan beberapa asid.
2. Kristal nikel bersaduran adalah sangat halus dan mempunyai sifat penggilap yang sangat baik. Salutan nikel yang digilap boleh memperoleh penampilan berkilat seperti cermin dan boleh mengekalkan kilauannya untuk masa yang lama di atmosfera. Oleh itu, lapisan saduran elektrik sering digunakan untuk hiasan.
3. Kekerasan salutan nikel agak tinggi, yang boleh meningkatkan rintangan haus permukaan produk. Dalam industri percetakan, penyaduran nikel sering digunakan untuk meningkatkan kekerasan permukaan plumbum. Memandangkan nikel logam mempunyai kestabilan kimia yang tinggi, sesetengah peralatan kimia juga sering menggunakan penyaduran nikel yang lebih tebal untuk mengelakkan kakisan oleh medium. Penyaduran nikel juga digunakan secara meluas dalam aspek fungsi, seperti membaiki bahagian yang haus dan berkarat dan menggunakan teknologi penyaduran berus untuk penyaduran elektrik tempatan. Proses electroforming digunakan untuk mengeluarkan plat electroforming, acuan rekod dan acuan lain dalam industri percetakan. Lapisan penyaduran nikel tebal mempunyai rintangan haus yang baik dan boleh digunakan sebagai salutan tahan haus. Terutama dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penyaduran elektro komposit telah dibangunkan, yang boleh mendepositkan salutan nikel komposit dengan zarah tahan haus, dan kekerasan dan rintangan hausnya lebih tinggi daripada penyaduran nikel. Jika grafit atau grafit terfluorinasi digunakan sebagai zarah tersebar, salutan komposit nikel-grafit atau nikel-fluorinated grafit komposit mempunyai pelinciran sendiri yang baik. Ia boleh digunakan sebagai salutan pelincir. Penyaduran nikel hitam juga digunakan secara meluas sebagai salutan atau salutan hiasan untuk instrumen optik.
4. Penyaduran nikel mempunyai pelbagai aplikasi. Ia boleh digunakan sebagai salutan hiasan pelindung pada permukaan keluli, zink die-casting, aloi aluminium dan aloi tembaga untuk melindungi bahan asas daripada kakisan atau untuk memainkan peranan hiasan yang terang; ia juga sering digunakan sebagai salutan perantaraan untuk salutan lain, di mana lapisan nipis kromium atau lapisan emas tiruan disalut, yang mempunyai rintangan kakisan yang lebih baik dan penampilan yang lebih cantik. Mengenai aplikasi berfungsi, penyaduran nikel kira-kira 1~3mm tebal pada bahagian dalam industri khas boleh mencapai tujuan pembaikan. Terutamanya dalam penghabluran tuangan berterusan, acuan pada permukaan komponen elektronik, acuan tuangan mati aloi, bentuk kompleks bahagian enjin aeroangkasa dan pembuatan komponen mikroelektronik dan lain-lain, ia lebih banyak digunakan.

Salutan emas bersalut elektrik mempunyai rintangan kakisan yang kuat, kekonduksian yang baik, kimpalan mudah, rintangan suhu tinggi, dan rintangan haus tertentu (seperti emas keras yang didop dengan banyak unsur lain). Ia mempunyai keupayaan anti-perubahan warna yang baik. Pada masa yang sama, salutan aloi emas mempunyai pelbagai nada, dan saduran emas pada perak boleh menghalang perubahan warna. Di samping itu, salutan mempunyai kemuluran yang baik dan mudah digilap, jadi ia sering digunakan sebagai salutan hiasan, seperti untuk perhiasan, bahagian jam tangan dan karya seni. Ia juga digunakan secara meluas dalam bahagian penyaduran elektrik yang memerlukan prestasi parameter elektrik yang stabil jangka panjang, seperti instrumen ketepatan, papan bercetak, litar bersepadu, cengkerang tiub elektronik dan sesentuh elektrik. Walau bagaimanapun, disebabkan harga emas yang tinggi, penggunaannya tertakluk kepada sekatan tertentu.

Penyaduran perak menghalang kakisan dan meningkatkan kekonduksian, pemantulan dan kecantikan. Ia digunakan secara meluas dalam industri pembuatan peralatan elektrik, instrumen, meter dan peralatan pencahayaan. Sebagai contoh, apabila bahagian aloi kuprum atau kuprum bersalut perak, ia mesti terlebih dahulu dicairkan dan berkarat, kemudian prasadur dengan perak nipis atau direndam dalam larutan yang diperbuat daripada merkuri klorida, dsb., untuk rawatan memerserisasi supaya lapisan filem merkuri disalut pada permukaan bahagian. Bahagian-bahagiannya digunakan sebagai katod dan plat perak tulen sebagai anod, direndam dalam elektrolit sianida perak kalium yang diperbuat daripada perak nitrat dan kalium sianida, dan disadur. Penyaduran perak tanpa sianida juga digunakan dalam industri seperti peralatan elektrik dan instrumen. Penyelesaian penyaduran elektrik menggunakan tiosulfat, sulfit, tiosianat, ferrosianida, dll. Untuk mengelakkan penyaduran perak daripada berubah warna, biasanya perlu menjalani rawatan selepas penyaduran, terutamanya pencerahan, pempasifan kimia dan elektrokimia, penyaduran logam berharga atau logam jarang, atau salutan lapisan penutup.

Di atas adalah perbezaan antara 8 proses penyaduran elektrik utama. Penyaduran krom, penyaduran nikel dan penyaduran emas biasanya digunakan untukpaip dapur.