آبکاری الکترولس چیست؟

آبکاری الکترولس چیست؟

فرایند آبکاری الکترولس، به عنوان یک روش خود کاتالیستی (auto-catalyst) یا احیای شیمیایی شناخته می­‌شود. در روش پوشش‌­دهی الکترولس، مواد پوشش­‌دهی بدون اعمال جریان الکتریکی و تنها به کمک حرارت روی سطح زیرلایه رسوب می­‌کنند. این فرایند به کمک چندین واکنش شیمیایی به طور همزمان در محیط آبی اتفاق می‌افتد. از آنجا که در آبکاری الکترولس پوشش‌دهی بدون حضور جریان الکتریکی انجام می‌شود، تجمع یون های فلزی در گوشه و زوایا رخ نمی‌دهند. از این رو پوشش به طور یکنواخت تشکیل می‌شود. از مهم ترین پوشش های تشکیل شده به روش الکترولس می توان به الکترولس نیکل و نیکل-فسفر اشاره نمود.

اجزای اصلی حمام های الکترولس

اجزای اصلی حمام های الکترولس شامل محلول آبی، یون های فلزی (به عنوان ماده پوشش)، عوامل احیا کننده، عوامل کمپلکس کننده و پایدارکننده ها هستند. این عملیات در محدوده مشخصی از دمای فرایند، pH محلول الکترولیت، غلظت یون های فلزی و عوامل افزودنی انجام می شود. عوامل احیا کننده نقش تأمین کننده الکترون را دارند. در واقع، یون های فلزی گیرنده الکترون هستند و با عوامل احیا کننده واکنش می دهند. فرایند احیا طبق واکنش های زیر انجام می شوند:

(1)

 عامل احیا کننده +H2O = e + محصولات اکسیداسیون از ماده احیاکننده

(2)

فلز پوشش دهی شده = e + یون فلزی

یون‌های فلزی و عامل احیاکننده فقط در حضور کاتالیزور با یکدیگر واکنش می دهند. بنابراین برای شروع واکنش احیاء، مواد پایه باید فعال باشند و یا سطح زیرلایه را باید توسط کاتالیزورهای مناسب فعال نمود. این روش مخصوصاً در مواردی که غیر هادی‌ها (مانند پلاستیک‌ها) به عنوان زیرلایه استفاده می‌شوند دارای اهمیت است. به عنوان مثال، در فرایند الکترولس نیکل، عامل احیاکننده منبع تهیه الکترون برای احیاء نمک‌های فلزی بوده و می‌تواند هیپوفسفیت، فرمالدئید، بوروهیدرید یا آمینوبوران باشد. عامل احیاکننده‌ای که عموماً در روش آبکاری الکترولس مورد مصرف قرار می‌گیرد، هیپوفسفیت سدیم است. یون هیپوفسفیت دارای پتانسیل احیاکننده ۰٫۹- ولت بوده که نسبت به یون‌های نیکل با پتانسیل استاندارد ۰٫۲۵- ولت، حالت احیاکنندگی دارد.

مزایای فرایند آبکاری الکترولس نسبت به آبکاری الکتریکی

  • در روش ابکاری الکترولس آند وجود ندارد و ورود ناخالصی ها به حمام کاهش می‌یابد.
  • ضخامت پوشش های الکترولس یکنواختی بیشتری نسبت به پوشش های آبکاری الکتریکی دارند.
  • در روش الکترولس، امکان پوشش دهی قطعات با شکل پیچیده و ناهموار وجود دارد.
  • پوشش‌های الکترولس، عموماً دارای ترکیب شیمایییکنواخت‌تری نسبت به پوشش‌های آبکاری الکتریکی هستند.
  • پوشش‌های الکترولس معمولاً به صورت آمورف بوده و از خلل و فرج کمتری نسبت به پوشش‌های آبکاری الکتریکی برخوردار هستند.
  • برای انجام آبکاری الکترولس، نیازی به استفاده از آند و منبع ولتاژ نیست.

معایب روش آبکاری الکترولس

  • حمام های الکترولس نسبت به غلظت یون های موجود در حمام و عدم توازن در غلظت محلول حساسیت بیشتری از خود نشان می دهند.
  • با توجه به نیاز به افزایش دما تا حدود 90-80 درجه سانتی گراد در انتخاب جنس محفظه آبکاری مورد استفاده محدودیت وجود دارد.
  • سطح محفظه نباید به عنوان کاتالیزوری برای انجام واکنش احیاء، عمل کند.
  • در روش آبکاری الکترولس، سرعت آبکاری به آسانی قابل کنترل نیست


دیدگاهتان را بنویسید