آیا چیزی در مورد آبکاری فلزات می‌دانید؟
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
شاید تا به حال چیزی در مورد آبکاری فلزات شنیده باشید! آبکاری فرآیندی است که برای افزایش مقاومت فلزات در برابر شرایط نامطلوب محیطی مانند خوردگی، ضربه، فشار، سایش و حتی اکسیداسیون استفاده می‌شود. در این مقاله می‌خواهیم در مورد آبکاری انواع مختلف فلزات صحبت کنیم؛ تا انتهای این مطلب همراه ما بمانید.
تاریخچه آبکاری فلزات
در سال 1805، یک شیمی‌دان ایتالیایی به نام لوئیجی بروگناتلی با موفقیت مدال‌های نقره را با طلا آبکاری کرد. این اختراعات توسط آکادمی علوم فرانسه مخفی نگه داشته شد. 35 سال بعد آبکاری مجدد توسط دانشمندان روسی و انگلیسی که به طور مستقل کار می‌کردند، دوباره کشف شد.
منظور از آبکاری فلزات چیست؟
به طور کلی، آبکاری معمولا برای فلزاتی استفاده می‌شود که دارای مقاومت بالایی در برابر شرایط محیطی هستند. این کار به آموزش نیاز دارد و باید توسط افراد حرفه‌ای و خبره انجام شود. نکته قابل توجه اینجاست که آبکاری فلزات انواع مختلفی دارد و در ساده‌ترین تعریف آن، می‌توان گفت که آبکاری یک پوشش نازک از فلز بر روی فلز دیگر است. از مهمترین دلائل آبکاری فلزات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاومت فلز را در برابر خوردگی بهبود می‌بخشد.
- برای سفت‌شدن سطح فلز انجام می‌شود.
- قابلیت پوشیدگی قطعه را بهبود می‌بخشد.
- اصطکاک را کاهش می‌دهد.
- می‌تواند رسانایی مواد را تغییر دهد.
- باعث حفظ زیبایی ظاهر فلزات خواهد شد.
کاربردهای متداول آبکاری فلزات
از فلزاتی که آبکاری شده‌اند، بیشتر برای قطعات مورد نیاز در صنایع الکترونیکی و همچنین هوا و فضا استفاده می‌شود. کروم به عنوان یک فلز پرمصرف در اکثر آبکاریهای الکترونیکی استفاده می‌شود.
معمولاً آبکاریهای موجود در وسایل خانگی، دوچرخه، تجهیزات بیمارستانی، سیم‌ها و اتصالات و … با کروم انجام می‌شود. از متداول‌ترین کاربردهای آبکاری فلزات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پوشش یاتاقان
از آبکاری الکتریکی برای افزایش مقاومت یاتاقان موتور اتومبیل و برای جلوگیری از خوردگی و سایش استفاده میکنند. از ترکیب فلزاتی مانند مس، قلع و یا حتی ایندیوم می‌توان برای این کار استفاده کرد.
- کاربردهای الکتریکی
برای برخی از وسایل الکتریکی نیز از آبکاری فلزات استفاده می‌شود؛ طلا و پالادیوم از مهمترین فلزاتی هستند که برای افزایش خواصی مانند مقاومت ارتباطی، مقاومت تماسی و کاهش خوردگی استفاده می‌شود.
آبکاری یک روش پوشش دهی سطح است که در آن یک فلز بر روی یک سطح رسانا پوشش داده می‌شود؛ پوشش دادن برای تزئینات اشیاء، مهارخوردگی، سخت‌شدن، بهبود پوشیدگی، کاهش اصطکاک و… از جمله مزایای آبکاری است.
نحوه‌ی آبکاری فلزات با موارد مختلف
آبکاری فلز روی
فلز روی یک ماده ارزان‌قیمت است که برای پوشش بسیاری از لوله‌های گالوانیزه استفاده می‌شود. از روی برایتعویض و قطع و وصل جریان الکتریکی و ورقه‌های فلزی، آبکاری سیم‌ها و یا حتی باکس‌های تعویض استفاده می‌شود. دلیل این امر این است که فلز روی مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد.
آبکاری مس
مس یکی دیگر از فلزات پرکاربرد برای قطعات الکترونیکی مانند بُرد مدار چاپی است. راندمان آبکاری بالا و هزینه کم مواد، مس را به یکی از فلزات ارزان قیمت تبدیل میکند.
سه نوع فرآیند آبکاری مس وجود دارد: قلیایی، ملایم قلیایی و اسیدی. سطح قلیایی بالاتر قدرت پرتاب بالاتری را به همراه دارد اما به تراکم جریان کمتری و اقدامات احتیاطی ایمنی بیشتری نیاز دارد.
حتما بخوانید: مهمترین تفاوت برنج؛ برنز و مس که شاید ندانید
آبکاری پلاتین
پلاتین به دلیل دوام و جذابیت زیبایی، یک فلز گرانبها است. پلاتین آبکاری شده برای بسیاری از صنایع مختلف مصرف می‌شود؛ نکته قابل توجه اینجاست که با وجود نادر بودن آن نسبت به نقره و طلا، در تولید 20 درصد از کل محصولات مصرفی استفاده می‌شود. پلاتین مقاومت بالایی در برابر لکه‌زدگی و خوردگی دارد و می‌تواند در برابر دمای بالا مقاومت کند.
آبکاری پالادیوم
آبکاری پالادیوم به دلیل هزینه کمتر پالادیوم اغلب به عنوان جایگزینی برای آبکاری طلا یا پلاتین انتخاب می‌شود. پالادیوم از طلا سبک‌تر است و مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی دارد.
آبکاری کادمیوم
کادمیوم فلزی است که اغلب برای محیط های دریایی مناسب است و در برابر آب شیرین و شور به خوبی مقاومت میکند. در یک دوره زمانی به جای استفاده از فلز روی، از کادمیوم برای روکش برخی از قطعات مختلف خودرو استفاده می‌شد.
آبکاری کروم
آبکاری فلز کروم صرفاً یک هدف تزئینی دارد؛ اما در نهایت باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و سختی آن می‌شود. از کروم معمولا برای کاربردهای صنعتی که به مرور زمان دچار سایش می‌شوند، استفاده می‌شود. در بسیاری از موارد آبکاری کروم باعث تغییر رنگ فلز می‌شود؛ به عنوان مثال رنگ سبز و یا حتی سیاه.
آبکاری نیکل
نیکل یک فلز آبکاری محبوب است و دارای کاربردهای گسترده‌ای است. آبکاری نیکل اغلب برای محصولات خانگی مانند دستگیره در، کارد و چنگال و وسایل دوش و مواردی از این قبیل کاربرد دارد. صفحات نیکل معمولاً با مس و آلومینیوم پیوند می‌خورند، اما بر روی طیف گسترده‌ای از فلزات نیز کار میکنند و به عنوان لایه‌های اصلی کروم عمل میکنند.
آبکاری طلا
طلا بخاطر مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون و رسانایی الکتریکی، فلز بسیار ارزشمندی است. آبکاری طلا اغلب برای تزئین جواهرات و بهبود هدایت قطعات الکترونیکی مانند اتصالات الکتریکی استفاده می‌شود. آبکاری طلا، مقاومت بستر در برابر خوردگی و لکه‌دار شدن را افزایش می‌دهد. طلا همچنین دارای رسانایی الکتریکی نسبتاً بالا و مقاومت در برابر تماس پایدار است، که آن را به یک گزینه آبکاری محبوب تبدیل کرده است.
آبکاری نقره
نقره مانند طلا، در کاربردهای آبکاری استفاده می‌شود که خواستار جذابیت تزئینی و بهبود هدایت الکتریکی است. به طور کلی، نقره به عنوان یک محلول آبکاری مقرون به صرفه‌تر عمل میکند؛ زیرا ارزان‌تر از طلا است. آبکاری نقره برای اشیایی که در معرض رطوبت زیاد قرار دارند، به خوبی کار نمی کند؛ زیرا نقره مستعد ترک‌خوردگی و پوسته‌شدن است.
نقره یک فلز گرانبها، شکل پذیر و قابل‌انعطاف است. آبکاری نقره بر روی یک لایه به دلیل مزیت سختی نقره، گاهی به آبکاری طلا ترجیح داده می‌شود. مهمترین مزیت آبکاری نقره، رسانایی الکتریکی و حرارتی بسیار بالای آن است. فرایند آبکاری نقره را می‌توان تنظیم کرد تا به یک پایان مات یا روشن برسد.
فولاد قلع اندود
مدتهاست که از فولاد قلع اندود برای بسته بندی مواد غذایی و نوشیدنی استفاده می‌شود. قلع علاوه بر ایجاد مقاومت در برابر خوردگی، سمی نبوده و پوششی را فراهم میکند که به تشکیل فولاد کمک میکند. از دیگر ویژگی‌های آن می‌توان به این موضوع اشاره کرد که ورق قلع اندود به راحتی جوش و لحیم می‌شود.
علاوه بر بسته‌بندی مواد غذایی و نوشیدنی از روکش قلع در ساخت قطعات الکترونیکی نیز استفاده می‌شود. عمر استفاده از ورق قلع اندود را می‌توان با رنگ آمیزی افزایش داد؛ به طوری که حتی می‌تواند تا 90 سال دوام بیاورد و برای استفاده در سقف‌های حلبی ایده‌آل باشد.
آبکاری رودیم
رودیم یکی از اعضای خانواده پلاتین و فلزی گرانبها نسبتاً کمیاب است که به سختی و دوام آن شهرت دارد. از مهمترین ویژگی‌های آن می‌توان به مقاومت در برابر لکه، مقاومت در برابر خراش، ظاهر براق و سفید اشاره کرد. آبکاری رودیوم نیز در تولید جواهرات رایج است، خصوصاً در شرایطی که طلای سفید به آبکاری نیاز دارد. نقره، پلاتین و مس نیز از فلزات اساسی محبوب برای آبکاری رودیم هستند.
یکی از نقاط ضعف آبکاری رودیم این است که در فرآیند آبکاری، لایه محافظ رودیوم تحت ساییدگی قرار می‌گیرد و از بین می‌رود؛ این موضوع باعث تغییر رنگ می‌شود و بعد از چند سال احتمالاً به مرحله دوم آبکاری نیاز دارد.
رودیوم همچنین نمای بازتابنده و نقره‌ای رنگی دارد که آن را به گزینه‌ای محبوب برای آبکاری قطعات جواهرات خوب تبدیل میکند.
مراحل آبکاری فلزات
آبکاری فلزات شامل مراحل مختلفی است که در ادامه در مورد هرکدام از آن‌ها صحبت می‌کنیم:
1.آماده کردن سطح محصول قبل از شروع فرآیند آبکاری
آماده کردن سطح محصول به معنای تمیزی و پاکسازی محصول از هر نوع جرم و آلاینده است. اگر این کار قبل از فرآیند آبکاری انجام نشود، باعث کیفیت پایین محصول و ایجاد ناهمواری‌ها روی سطوح مورد نظر خواهد شد. برای تمیز کردن محصول اغلب از حلال‌های خاص قلیایی، آب یا پاک کننده‌‌های اسیدی استفاده می‌شود.
2.پرداخت
پرداخت فلز به معنی یک دست کردن سطح محصول مثلاً با سمباده مخصوص است تا آبکاری به صورت یکنواخت و زیبا انجام شود.
3.شستشوی کامل محصول
شستشوی محصول آخرین مرحله برای فرآیند آبکاری است. با توجه به نوع محصول، این روش ممکن است به روش فیزیکی یا شیمیایی انجام شود. اگر به صورت شیمیایی انجام شود، از حلال‌های مخصوص استفاده می‌شود، اما در تمیز کردن فیزیکی از انرژی مکانیکی مثل فشار زیاد آب و فرچه برای حذف آلاینده‌‌ها استفاده میکنند.
در این مقاله در مورد فرآیندهای آبکاری فلز صحبت شد. همان‌طور که اشاره کردیم فرآیند آبکاری فلزات مختلف متفاوت است. پوسیدگی فلز به صورت شیمیایی یا الکتروشیمیایی ممکن است بارها انجام شود؛ بنابراین یکی از بهترین روش‌ها برای جلوگیری از خوردگی فلزات، آبکاری فلزات است. اگر تجربه‌ای در این زمینه دارید و یا نکته‌ای می‌دانید که در این مطلب بیان نشده است، در بخش دیده‌گاه، آن را برای کاربران اصفهان آهن ارسال کنید.