معرفی مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت آبکاری

صنعت آبکاری جزء صنایع بسیار پر طرفدار و پر کاربرد شناخته می‌شود. اغلب به دو شکل آبکاری الکتریکی و آبکاری الکترولس شکل می‌گیرد. اولی به جریان الکتریکی ضعیفی نیاز دارد و دومی با استفاده از فرآیند شیمیایی اتوکاتالیستی آبکاری را انجام می‌دهد. اما به طور کلی فرآیند آبکاری هر دو بسیار ساده است. تنها بستر مورد نظر را به وسیله یک لایه نازک از فلز پوشانده و موجب زیبایی بیشتر آن خواهید شد. همچنین علاوه بر زیبایی، شاهد فواید و مزایای بسیار پر اهمیت‌تری نیز خواهید بود. در این صنعت مواد شیمیایی بسیار پرکاربرد است و معرفی مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت آبکاری حائز اهمیت خواهد بود که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد.

آبکاری چیست؟

آبکاری نوعی فرایند شیمیایی یا الکتروشیمیایی است که از راه‌های مختلف انجام می‌گیرد. در این فرایند یک لایه روی برخی مواد ایجاد می‌شود که از لایه‌ی زیرین محافظت می‌کند و می‌تواند محصول رو تزئین کند. به عبارتی آبکاری یک روش پوشش دهی سطح است که در آن یک فلز بر روی یک سطح رسانا پوشش داده می‌شود. آبکاری برای صدها سال انجام شده‌است؛ همچنین برای تکنولوژی مدرن اهمیت دارد.

 اهمیت و مزایای صنعت آبکاری

از آن جایی که آبکاری جزء صنایع پر اهمیت به شمار می‌رود، لازم است به مزایای آن نیز بپردازیم:

• کاهش یافتن اصطکاک مواد و قرارگیری بهتر آن‌ها
• افزایش مقاومت و قدرت مواد مختلف با افزایش ضخامت آنها به وسیله آبکاری
• افزایش مقاومت در برابر هر گونه آسیب مانند خوردگی، پوسیدگی و زنگ زدگی
• در آخر هم لازم است به افزایش خاصیت مغناطیسی در کاربردهای مختلف اشاره کنیم.
• افزایش زیبایی و جذابیت بیشتر مواد مختلف از طریق آبکاری با مواد شیمیایی مختلف
• افزایش چسبندگی رنگ استفاده شده بر روی مواد مختلف و در نتیجه ماندگاری طولانی‌تر رنگ بر روی بستر

 مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت آبکاری

برای بررسی مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت آبکاری لازم به ذکر است که به طور کلی در هر مدلی از صنعت آبکاری، از سه دسته بسیار مهم مواد شیمیایی استفاده می‌شود:

• اولین نمونه را اسیدها و بازها تشکیل می‌دهند که حاوی دو عنصر کلیدی و بسیار مهم با نام های HCL و سود سوزآور هستند.
• دسته بعدی از مواد شیمیایی، پوشش‌هایی هستند که بر روی بستر قرار می‌گیرند، این پوشش‌ها انواع بسیار گسترده‌ای دارند. به عنوان مثال می‌توانید با سیانید، کروم، کادمیوم، نقره، طلا، برنج، برنز، روی و غیره آبکاری را انجام دهید و از خواص متنوع هر یک به بهتربن نحو بهره‌مند شوید.
• در نهایت می‌رسیم به آخرین گروه حلال‌ها که شامل بنزن، تری کلرو اتیلن، متیلن کلراید و پر کلرو اتیلن هستند. برای داشتن یک آبکاری دقیق و بدون هیچ مشکلی، لازم است هر سه مواد شیمیایی را به بهترین نحو و به اندازه در کار خود استفاده کنید.

انواع فلزات استفاده شده در آبکاری

1) آبکاری با کروم: معمولا از کروم، در صنایع مبلمان و خودرو سازی استفاده می‌شود. اغلب با عنوان تزئین بسترهای مختلف در نظر گرفته می‌شود و کاربردهای مقاومتی کم‌تری دارد. با این حال دیده شده است که آبکاری با کروم اصطکاک را کاهش می‌دهد و در برابر خوردگی مواد مختلف نیز بسیار مقاوم خواهد بود. آبکاری با کروم بر روی فلزاتی مانند فولاد و آهن انجام می‌شود و این اتفاق طی فرایند الکتریکی که شامل اسید کرومیک به نام کروم شش ولتی است، انجام خواهد شد. اگر چه ممکن است در صنایع دیگر با کروم سه ظرفیتی که شامل سولفات کروم یا کلرید کروم می‌شود نیز رو به رو شوید.

2) آبکاری با طلا: از آن جایی که طلا مقاومت بالایی در مقابل اکسید شدن و توانایی خوبی در بهبود هدایت الکتریکی دارد، در میان صنعتگران بسیار محبوب است. اغلب در جواهر سازی، برای تزئین جواهرات مختلف به کار می‌رود و به سادگی بر روی بستر نقره و مس می‌نشیند. همچنین به دلیل رسانایی بالا، برای بهبود جریان الکتریکی در اتصالات مختلف نیز به کار می‌رود.

3) آبکاری با نقره: پوشش نقره مانند طلا بسیار زیبا است و جنبه تزئینی دارد. همچنین رسانای بالای جریان الکتریکی نیز است. از همه مهم‌تر اینکه نسبت به طلا بسیار مقرون به صرفه‌تر است و هزینه کمتری دارد. به دلایل بالا، معمولا نقره را جایگزین مناسبی برای طلا بر روی بسترهای مختلف مخصوصا مسی می‌دانند. با این‌حال این فلز مشکلاتی نیز دارد. برای مثال در برابر رطوبت چندان مقاوت نیست و با گذر زمان، حالت پوسیدگی و ترک خوردگی پیدا خواهد کرد.

4) آبکاری با نیکل: این ماده لایه‌ای براق روی مواد ایجاد می‌کند که باعث ایجاد جلا و مقاومت در برابر خوردگی می‌شود.

5) آبکاری با مس: مس فلزی است که هادی برق و گرما است. این فلز در مقابل آب، اسیدهای غیر اکسید کننده و محلول‌های نمک‌دار مقاوم است.

6) آبکاری با قلع: این فلز رنگی شبیه نقره دارد و در مقابل هوا و آب مقاوم است و اسیدها و بازهای ضعیف نیز روی آن اثر خیلی کمی دارند.

7) آبکاری با کادمیوم: رنگ این فلز هم همانند نقره، نقره‌ای است. و از نظر خواص هم شباهت به روی دارد. کادمیوم بنا به محیط، مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد. اما این فلز بسیار سمی است و نباید در جاهایی که با انسان تماس مستقیم دارد استفاده شود.

8) آبکاری با روی: روی یا زینک به علت مقاومت خوبی که در برابر خوردگی دارد بسیار پرکاربرد است.

آبکاری الکتریکی چیست و چگونه انجام می‌شود

برای بررسی دقیق‌تر مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت آبکاری، لازم است یکی از پر اهمیت‌ترین روش‌های آبکاری که روش الکتریکی نام دارد را نیز بررسی کنیم. درواقع از جریان الکتریکی بسیار ضعیف برای قرار دادن و اتصال یک فلز بر روی یک بستر استفاده می‌شود. با این کار، مواد آبکاری به جسمی که لازم است آبکاری شود می‌چسبند و مواد شیمیایی آن به‌طور کامل به سطح بستر مورد نظر متصل می‌شود. اغلب در چنین روشی از مواد شیمیایی مختلف مانند سیانیدهای فلز آبکاری، فسفات‌ها، کربنات‌ها و اسیدها استفاده می‌شود تا شاهد به وجود آمدن یک روکش زیبا و بدون نقص باشیم.

برای شروع آبکاری به وسیله جریان الکتریکی، لازم است یک مدار با آند شناخته شده از فلز مورد نظر برای آبکاری ساخته و تنظیم گردد. بستر مورد نظر باید به یک کاتد اتصال یابد و در ادامه  هر دو جسم را در محلول مایع متشکل از مواد شیمیایی که وظیفه اکسید کردن آند را برعهده دارد، قرار دهید. حال نوبت به استفاده از جریان الکتریکی می‌رسد. مولکول‌های موجود در مواد شما، فلز آبکاری را به بستر مورد نیازشان متصل خواهد کرد. لازم است که سطح ماده‌ای که قرار است آبکاری روی آن انجام شود، به طور کامل از تمامی آلودگی‌ها پاک شود. برای چنین کاری معمولا از پاک کننده‌های قلیایی، آب یا اسیدها استفاده می‌شود تا لایه های چربی روی سطح را پاک کنند.

سوالات متداول

• سایر مواد شیمیایی به کار رفته در صنعت آبکاری چیست؟

در صنعت آبکاری، در حمام‌های سیانیدی از NaOH (سدیم هیدروکسید یا سود پرک) برای نگهداری و حفظ شرایط قلیایی استفاده می‌شود و از آزادشدن هیدروژن سیانید جلوگیری می‌کند. از سدیم هیدروکلراید (آب ژاول) و هیدروژن پراکسید (آب اکسیژنه) برای تصفیه پساب‌های آبکاری و خنثی کردن سیانیدها استفاده می‌شود. از دی و تری اتانول آمین بیشتر در آبکاری روی و نیکل استفاده می‌شود و نقش عامل پخش کننده را دارد و باعث پخش بهتر روی قطعه مورد آبکاری می‌شود.

• دلیل استفاده نکردن زیاد از آبکاری با فلزات گروه پلاتین چیست؟

فلزات پلاتین، پالادیوم، رودیوم، روتنیوم، اسمیوم و اریدیوم را فلزات گروه پلاتین می‌نامند. اما به دلیل قیمت بالای این فلزات، سعی می‌شود که کمتر از آن‌ها استفاده شود.

نتیجه‌گیری

در پایان باید بگوییم آبکاری با فلزات مزایای بسیاری دارد. همان‌طور که ذکر کردیم، علاوه بر زیبایی، موجب مقاومت بیشتر و افزایش خاصیت الکتریکی مواد نیز خواهد شد. مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت آبکاری نیز با توجه به نوع آبکاری، بستر و فلز مورد استفاده متغیر است. در مطالب بالا خلاصه ای کاربردی را در این رابطه می‌توانید پیدا کنید.