การชุบด้วยไฟฟ้า: มันประกอบด้วยกระบวนการกระบวนการการใช้งานและตัวอย่าง
การชุบด้วยไฟฟ้า เป็นเทคนิคที่ใช้การ ชุบโลหะด้วยไฟฟ้า ในการเคลือบอิเล็กโทรดเพื่อสร้างบนพื้นผิวที่มีลักษณะแตกต่างจากโลหะในสถานะที่บริสุทธิ์ การชุบด้วยไฟฟ้ายังใช้กระบวนการชุบและการแช่ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการใช้กระแสไฟฟ้า
Electrodeposition เทคนิคที่ใช้ในการชุบประกอบด้วยกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่ใช้ในการสร้างการเคลือบโลหะบนพื้นผิวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าผ่านการตกตะกอนของแคทไอออนโลหะที่มีอยู่ในสารละลายน้ำ
แม้ว่าการชุบด้วยไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้เป็นเวลาหลายปีในตอนแรกมันถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการตกแต่งส่วนใหญ่จนกระทั่งหลังจากสงครามโลกครั้งที่หนึ่งและครั้งที่สองก็เริ่มที่จะใช้เป็นเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ในโลหะวิทยาในไฟฟ้าเคมี และในสาขาอื่น ๆ อีกมากมาย
ไฟฟ้าคืออะไร?
ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้การชุบด้วยไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนลักษณะพื้นผิวของวัสดุบางอย่างผ่านการสะสมของโลหะบนมันโดยการสะสม
ด้วยวิธีนี้คุณสมบัติจะถูกแก้ไขโดยการก่อตัวของชั้นหรือการเคลือบบนวัสดุโดยใช้หลักการเดียวกันของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่พื้นผิวที่จะถูกชุบสังกะสีทำงานเป็นส่วนแคโทดของวงจรในขณะที่ขั้วบวกจะประกอบด้วย สำหรับโลหะที่จะถูก electrodeposited บนชิ้นงาน
ทั้งขั้วบวกและแคโทดจะถูกจุ่มลงในสารละลายที่ประกอบด้วยเกลือที่ละลายในโลหะหนึ่งหรือหลายตัวรวมทั้งอิออนบางชนิดที่มีส่วนช่วยในการไหลของกระแสไฟฟ้า
เมื่อเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟแล้ววงจรจะเสร็จสมบูรณ์และมีกระบวนการที่แตกต่างกันสองกระบวนการเกิดขึ้นที่ขั้วบวกและที่ขั้วลบซึ่งพบได้ในสารละลายที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ในอีกด้านหนึ่งขั้วบวกจะได้รับการไหลของกระแสและออกซิเดชั่นจะสร้างสายพันธุ์ที่เป็นโลหะซึ่งจะช่วยในการละลายในอิเล็กโทรไลต์
ในทางตรงกันข้ามในแคโทดการลดลงของไอออนของโลหะที่ละลายในอินเทอร์เฟซที่เกิดขึ้นระหว่างแคโทดและอิเล็กโทรไลต์มีต้นกำเนิดเพื่อให้พวกเขาสามารถ "ขยาย" ต่อแคโทด
กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการชุบโลหะ
อิเล็กโทรดโดยกวาด
มันเป็นเทคนิคที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการชุบซึ่งในบางพื้นที่และแม้กระทั่งวัตถุที่สมบูรณ์จะถูกเคลือบด้วยแปรงที่อิ่มตัวด้วยสารละลายการเคลือบ
แปรงนี้ทำจากสเตนเลสสตีลและถูกหุ้มด้วยผ้าดูดซับซึ่งเก็บโซลูชันการเคลือบไว้ด้านในและป้องกันการสัมผัสโดยตรงกับวัสดุที่ถูกเคลือบ มันถูกแช่ในสารละลายและนำไปใช้อย่างสม่ำเสมอในวัสดุ
แรงกระตุ้นอิเล็กโทรด
วิธีนี้เป็นวิธีที่ง่าย ๆ ในการปรับเปลี่ยนแนวคิดของขั้วไฟฟ้าและประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงของกระแสหรือศักยภาพในวิธีที่รวดเร็วระหว่างค่าที่แตกต่างกันสองค่าซึ่งส่งผลให้เกิดสายโซ่ของพัลส์ที่มีขั้วระยะเวลาและความกว้างเดียวกัน พวกเขาถูกหารด้วยกระแสที่มีค่าเท่ากับศูนย์
หากความกว้างหรือความกว้างของพัลส์ได้รับการแก้ไขในขณะที่ใช้วิธีนี้ความหนาและแม้กระทั่งองค์ประกอบของชั้นเคลือบที่ถูกสะสมก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้เช่นกัน
การสะสมทางเคมีไฟฟ้า
ในทำนองเดียวกันการสะสมทางเคมีไฟฟ้ามักใช้ในการทำออกไซด์ของโลหะและสำหรับการสะสมของโลหะในบางพื้นผิวเนื่องจากข้อได้เปรียบที่นำเสนอเช่นต้นทุนที่ต่ำเมื่อเทียบกับเทคนิคอื่น ๆ หรือว่ามันไม่ต้องการอุณหภูมิการประมวลผลสูง
มันถูกใช้อย่างกว้างขวางในการสังเคราะห์การเคลือบที่ค่อนข้างกะทัดรัดและสม่ำเสมอของโครงสร้างบางอย่างตามแบบจำลองและเพื่อให้ได้อัตราการสะสมโลหะที่สูงขึ้นในการใช้งานอื่น ๆ
การนัดหยุดงาน
มีกระบวนการที่เรียกว่าการนัดหยุดงานที่ขึ้นอยู่กับการใช้ตะกอนที่มีคุณสมบัติพิเศษสำหรับการเคลือบเพื่อผลิตการเคลือบบาง ๆ ที่ยึดเกาะกับพื้นผิวได้ดีและนำเสนอคุณภาพสูง
เทคนิคนี้นำเสนอพื้นฐานที่ดีสำหรับการเคลือบครั้งต่อไปและสามารถใช้ร่วมกับวิธีการอื่นเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า
การประยุกต์การชุบด้วยไฟฟ้า
เป็นที่ทราบกันว่ามีการใช้งานจำนวนมากที่ได้รับจากกระบวนการการแยกสารด้วยไฟฟ้า ต่อไปเราจะอธิบายสิ่งที่โดดเด่นที่สุด:
- เพิ่มความหนาในวัตถุหรือชิ้นส่วนที่มีขนาดไม่เพียงพอสำหรับฟังก์ชั่นที่กำหนดในอุตสาหกรรม
- การเสริมแรงของคุณสมบัติเช่นความแข็งหรือความต้านทานของโลหะบางชนิดผ่านการเคลือบอย่างต่อเนื่อง
- การผลิตชิ้นส่วนด้วยวิธี Electroforming (วิธีการสร้างชิ้นส่วนโลหะโดยการสะสมของโลหะในรูปแบบเฉพาะ)
- การสืบพันธุ์ขององค์ประกอบตกแต่งโดยใช้เทคนิคทางเคมีไฟฟ้าโดยใช้โลหะที่แตกต่างกัน
- ปกป้องวัสดุต่าง ๆ ผ่านการเคลือบผิวของมันด้วยฟิล์มป้องกันของโลหะผสม
ตัวอย่าง
ในชีวิตประจำวันมีการใช้ไฟฟ้าหลายวิธีหนึ่งที่พบมากที่สุดคือการผลิตเหรียญ (ซึ่งถูกปลอมแปลงด้วยสังกะสี) ด้วยการเคลือบทองแดงเพื่อป้องกันพวกเขาจากการกัดกร่อน
อีกตัวอย่างที่สามารถสังเกตได้คือการเคลือบชิ้นเหล็กด้วยฟิล์มสังกะสีเพื่อป้องกันไม่ให้ออกซิไดซ์เมื่อสัมผัสกับออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศ
ในกรณีขององค์ประกอบประดับมีการครอบคลุมของอัญมณีที่มีโลหะมีค่าเช่นทองหรือเงินเช่นเดียวกับคนอื่น ๆ ยากที่จะได้รับขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ที่ต้องการ
ในที่สุดนอกเหนือจากการมีอยู่ของตัวอย่างอื่น ๆ อีกมากมายของการใช้เทคนิคที่มีประโยชน์นี้เรามีการชุบนิกเกิล (การเคลือบนิกเกิล) ของวัตถุเหล็กเพื่อเพิ่มความสามารถในการต่อต้าน