در این مقاله می خواهیم مراحل آبکاری مس را گام به گام بگوییم با ما همراه باشید. مس فلزی نرم با قابلیت انعطاف و قرمز رنگ که رسانای خوب برای جریان برق و جذب حرارت است، از این رو در مقابل آب و نمک های اسیدی و مقابل خوردگی مقاومت نسبتا بالایی دارد. این فلز در مقابل اکسیژن هوا به مرور زمان واکنش می هد و به سبز تیره تغییر رنگ می دهد.
در مراحل آبکاری مس یک لایه از فلز مس بر روی یک جسم قرار می دهند. معمولا از آبکاری مس در لایه زیرین به عنوان عایق استفاده می شود. اگر از آبکاری مس برای رنگ مسی به عنوان تزیین استفاده شود یک لایه بی رنگ بر روی آن می گذارند تا در مقابل هوا واکنش ندهد. روش آبکاری مس به دو صورت الکترولیتی و غیرالکترولیتی انجام می شود. معمولا آبکاری توسط حمام الکترولیت رواج بیشتری دارد.
چرا آبکاری با مس انجام می شود؟
ابتدا پیشنهاد می کنیم مقاله آبکاری فلزات چیست را مطالعه کنید. زیبایی و خوش رنگ بودن، رسانای قوی، مقاومت بالا در برابر خوردگی، مناسب برای صنعت لحیم کاری، چسبندگی بالا، قیمت مناسب و اقتصادی از مزایای آبکاری مس است.
برای آبکاری مس چه محلول الکترولیتی کاربرد دارد؟
آبکاری مس توسط وان های الکترولیتی مختلف انجام می شود. از جمله معروف ترین الکترولیت ها اسید فلوریدریک یا اسید سولفوریک، الکترولیت فسفاته، الکترولیت پایه سیانید می توان نام برد.
برای انجام آبکاری مس چه چیزهایی نیاز داریم؟
برای انجام آبکاری مس یک وان آبکاری، آند، بشکه و کیسه آند نیاز داریم. بنا به هدف آبکاری مس نوع حمام الکترولیت انتخاب می شود.
وان حمام با ph باز
محلول الکترولیت پیچیده که در این روش محلول الکترولیت با ph باز مورد استفاده قرار می گیرد و وان الکترولیت فسفاته و الکترولیت پایه سیانید را شامل می شود. برای توزیع یکنواخت لایه بر روی جسم مورد نظر از محلول پایه سیانید استفاده می کنند و لایه ایجاد شده حدود 1 الی3 µm ضخامت دارد. نکته ای که باید به آن توجه کرد سیانید یک ماده سمی است و کار با آن نیازمند مهارت و تجربه بالا دارد.
از آنجا که سیانید ماده شیمیایی خطرناک و مضر برای محیط زیست و انسان است، وان محلول غیر سیانید پیشنهاد می شود و کار با آن نیز راحت تر است. از اسیدهای آمین و فسفات ها یا اسیدهای کربوکسیلیک استفاده می شود.
وان حمام با ph اسیدی
محلول الکترولیت ساده یا وان حمام با ph اسیدی در این روش الکترولیت قدرت اسیدیته بالا استفاده می شود. کاربرد آن بیشتر در موارد پوشش های زینتی است. این روش برای ظریف کاری بسیار کارآمد است و با این روش امکان پر کردن شیار ها و ایجاد سطح صاف وجود دارد. اسید سولفوریک و هیدرات فلوئور بور مواد های شیمیایی مورد استفاده در وان حمام اسیدی هستند. به دلیل اسیدی بودن محلول نباید از فلزاتی که در محیط اسیدی آسیب می بینند استفاده شود. فلوبرات مس و سولفات مس الکترولیت هایی اند که در وان حمام با ph اسیدی استفاده می شود.
کنترل و کاهش پساب
امروزه برای کاهش و کنترل پساب تکنیک هایی توسعه یافتند که میزان مواد شیمیایی و آب باقی مانده را کم می کند. در الکترولیت های دارای سانید اول ماده شیمیایی سیانید به واسطه عامل اکسید کننده مانند هیپوکلریت اکسیده یا کلرین موجب رسوب فلزات سنگین می شود. پساب پیرو فسفات ابتدا در pH پایین به ارتوفسفات هیدرولیز شده و بعد فلزات سنگین رسوب داده می شوند. غلظت pH محلول الکترولیت غیر سیانیدی میزان شده تا برای رسوب مس، کلرید کلسیم به آن اضافه شود. در پساب سولفات اسیدی و فلوبرات برای رسوب مس، pH آن را کاهش یا افزایش می دهند و با تنظیم آن موجب رسوب کردن مس می شوند.
بهینه سازی مراحل آبکاری مس
اگر می خواهید پوشش مس به سطح فلز به خوبی بچسبد باید مرحله آماده سازی سطح فلز را به خوبی انجام دهید. البته نباید از نوع موادی که مس روی آن رسوب می کند غافل شد زیرا روی کیفیت پوشش موثر است. پیش آبکاری در وان الکترولیت سیانیدی موجب ایجاد چسبندگی بهتر در حمام اسیدی می شود.
اگر می خواهید پوشش مس دارای شفافیت باشد در حمام سیانید از روش جریان پریدیک معکوس یا قطع و وصل جریان برای ایجاد شفافیت استفاده کنید. روشی دیگر برای ایجاد شفافیت به وسیله اضافه کردن شفاف کننده یا جلا دهنده مکانیکی است. برای کنترل اندازه خلل های پوشش مس مواد پایه و کیفیت ترکیب مواد تعیین کننده است.زمانی که پوشش مس فاقد اکسایش سطحی و دارای ضخامت کافی همچنین چسبندگی بالا باشد روی آن قابلیت لحیم کاری وجود دارد. برای موضوع تاول زدن در ریخته گری تحت فشار آلیاژهای روی وقتی پوشش در معرض حرارت قرار می گیرد تاول می زند. کنترل محیط و میزان اسیدی یا بازی بودن وان آبکاری در کاهش میزان تاول زدن تاثیر گذار است.
مراحل آبکاری مس
اولین گام برای آبکاری مس
سطح جسم مورد نظر باید از چربی، رسوبات یا هر گونه آلودگی پاک شود تا فرآیند آبکاری با کیفیت انجام شود. بعد از پاک کردن سطح باید شستشو با آب و فعالسازی کنید.
1- روش های پاک کردن سطح
2- زنگ زدایی قلیایی
3- تمیزکاری حلالی
4- چربی زدایی با بخار
پاک کردن سطح در الکترولیت قلیایی
بعد از پاک کردن سطح آبکشی می شود، فعال سازی توسط اسید صورت می گیرد تا هر ماده ای که به سطح چسبیده و طی مراحل پاکسازی ازبین نرفته است پاک شود.
مرحله بعدی برای انجام آبکاری مس تعیین نوع وان الکترولیت و آماده سازی آن است. در ابتدا کاتد یا سیم مثبت را به منبع تغذیه توسط یک سوسماری با الکترود مس متصل می کنیم بخش منفی یا آند را با سوسماری دیگر به جسمی که می خواهید آبکاری کنید متصل می کنیم.
کاتد و آند را با فاصله داخل الکترولیت آبکاری قرار می دهیم طوری که به هم برخورد نکنند بعد از آن ولتاژ مورد نیاز را به وسیله یک منبع تغذیه اعمال می شود.
با گذشت زمان و ولتاژ ایجاد شده یون های مس جدا می شود با کمک وان آبکاری بر روی سطح مورد نظر می چسبند. واکنشی که داخل حمام رخ می دهد باعث حرکت یون از جایی به جای دیگر می شود.
نتیجه گیری
از آبکاری با فلز مس برای مصارف گوناگون استفاده می شود، مواد اولیه با توجه به مصرف آن انتخاب می شود. اگر تجربه کافی از آبکاری فلزات ندارید و می خواهید آبکاری مس انجام دهید حتما به نکات ایمنی دقت کنید و مراحل فوق را گام به گام انجام دهید.
هنگام کار کنترل و کاهش پساب را در نظر داشته باشید تا به محیط زیست آسیب کمتری برسانیم. در مراحل آبکاری مس چسبندگی، شفافیت، اندازه خلل، تاول زدن سطح، امکان لحیم کاری و میزان سختی نکاتی دارند که در این مقاله به آنها اشاره کردیم با رعایت این نکات می توانید آبکاری مس را بهینه کنید و به بهترین شکل انجام دهید.