Pin
Send
Share
Send


الكهربائي يتضمن طلاء جسم موصل بالكهرباء بطبقة من المعدن باستخدام التيار الكهربائي. عادة ، يتم استخدام العملية لإيداع طبقة سطح ملتصقة من المعدن بها بعض الخصائص المرغوبة - مثل التآكل ومقاومة التآكل ، أو الحماية من التآكل ، أو التشحيم ، أو تحسين الصفات الجمالية - على طبقة أساسية تفتقر إلى تلك الخاصية. كما أنها تستخدم لبناء سمك الأجزاء الأصغر.

وتسمى العملية المستخدمة في الطلاء الكهربائي ترسيب كهربي وهو مماثل لخلية كلفانية أو كهروكيميائية تعمل في الاتجاه المعاكس. الجزء المراد مطلي هو الكاثود للدائرة ، في حين أنود مصنوع من المعدن المراد مطلي على الجزء. يتم غمر كلا المكونين في محلول يحتوي على أملاح معدنية واحدة أو أكثر وأيونات أخرى تسمح بتدفق الكهرباء. يوفر المقوم تيارًا مباشرًا إلى الكاثود مما يؤدي إلى فقدان أيونات المعدن في محلول شحنها ووضعها على الكاثود. عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر الدائرة ، يذوب الأنود ببطء ويغذي الأيونات الموجودة في الحمام.1

على العكس ، تستخدم عمليات الطلاء الكهربائي الأخرى أنودًا غير مستهلك مثل الرصاص. في هذه الحالات ، يجب تجديد أيونات المعدن المطلي بشكل دوري في الحمام حيث تتشكل اللوحة من المحلول.2

معالجة

الطلي الفضة. الأنود هو شريط فضي والكاثود هو ملعقة حديدية.

يتم توصيل الأنود والكاثود في خلية الطلاء الكهربائي إلى مصدر خارجي للتيار المباشر ، أو بطارية ، أو مقوم أكثر شيوعًا. يتم توصيل الأنود إلى الطرف الموجب للإمداد ، ويتم توصيل الكاثود (المادة لتكون "مطلي") إلى الطرف السلبي. عند تشغيل مصدر الطاقة الخارجي ، يتأكسد المعدن الموجود في القطب الموجب من حالة التكافؤ الصفري لتشكيل الكاتيونات ذات الشحن الموجب. هذه الكاتيونات ترتبط مع الأنيونات في الحل. يتم تقليل الكاتيونات في الكاثود لإيداعها في حالة التكافؤ المعدنية الصفرية. مثال: في محلول حامضي ، يتأكسد النحاس من أنود نحاسي إلى نحاس2+ من خلال فقدان اثنين من الإلكترونات. النحاس2+ يرتبط مع أنيون SO42- في حل لتشكيل كبريتات النحاس. في الكاثود ، النحاس2+ يتم تقليله إلى النحاس المعدني عن طريق الحصول على إلكترونين. والنتيجة هي النقل الفعال للنحاس من مصدر الأنود إلى لوحة تغطي الكاثود.

الطلاء هو في الغالب عنصر معدني واحد ، وليس سبيكة. ومع ذلك ، يمكن أن تفرز بعض السبائك بالكهرباء ، لا سيما النحاس والنحاس.

تشتمل العديد من حمامات الطلاء على السيانيد من معادن أخرى (مثل سيانيد البوتاسيوم) بالإضافة إلى السيانيد من المعدن المراد إيداعه. هذه السيانيد الحرة تسهل تآكل الأنود ، وتساعد في الحفاظ على مستوى ثابت من أيونات المعادن وتساهم في الموصلية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إضافة المواد الكيميائية غير المعدنية مثل الكربونات والفوسفات لزيادة الموصلية.

عندما يكون الطلاء غير مرغوب فيه في مناطق معينة ، يتم تطبيق عمليات التوقف لمنع الحمام من ملامسة الركيزة. تشمل الإيقافات النموذجية الشريط والرقائق واللك واللاك والشمع.3

إضراب

في البداية ، يمكن استخدام ترسبات طلاء خاصة تسمى "ضربة" لتشكيل طبقة رقيقة جداً (عادةً أقل من 0.5 مم) بجودة عالية وتمسك جيد بالطبقة السفلية. هذا بمثابة الأساس لعمليات الطلاء اللاحقة. الضربة تستخدم كثافة تيار عالية وحمام به تركيز أيوني منخفض. العملية بطيئة ، لذلك يتم استخدام عمليات الطلاء الأكثر كفاءة بمجرد الحصول على سماكة الضربة المرغوبة.

يتم استخدام طريقة الضرب أيضًا مع طلاء المعادن المختلفة. إذا كان من المرغوب فيه وضع نوع واحد من الرواسب على المعدن لتحسين مقاومة التآكل ولكن هذا المعدن لديه بطبيعته التصاق رديء بالركيزة ، يمكن أن تودع الضربة أولاً المتوافقة مع كليهما. أحد الأمثلة على هذا الموقف هو التصاق الفقراء للنيكل الإلكتروليتي على سبائك الزنك ، وفي هذه الحالة يتم استخدام ضربة نحاس ، والتي تتمتع بالالتزام الجيد بكليهما.4

كثافة التيار

تؤثر الكثافة الحالية (جهد تيار الطلاء الكهربائي مقسومًا على مساحة سطح الجزء) في هذه العملية بشدة على معدل الترسب ، والالتزام بالطلاء ، وجودة الطلاء. يمكن أن تختلف هذه الكثافة على سطح جزء ما ، حيث تميل الأسطح الخارجية إلى الحصول على كثافة تيار أعلى من الأسطح الداخلية (على سبيل المثال ، الثقوب ، التجويفات ، وما إلى ذلك). كلما زادت الكثافة الحالية ، كلما كان معدل الترسيب أسرع ، على الرغم من وجود حد عملي يفرضه سوء التصاق وجودة الطلاء عندما يكون معدل الترسيب مرتفعًا للغاية.

في حين أن معظم خلايا الطلاء تستخدم تيارًا مباشرًا مستمرًا ، إلا أن بعضها يستخدم دورة من 8 إلى 15 ثانية تليها ثانية إلى ثلاث ثوانٍ. يسمح هذا باستخدام كثافات التيار العالية مع الاستمرار في إنتاج رواسب عالية الجودة. من أجل التعامل مع معدلات الطلاء غير المتكافئة الناتجة عن كثافات التيار المرتفعة ، يتم عكس التيار في بعض الأحيان ، مما يتسبب في عودة بعض الطلاء من الأقسام السميكة إلى الحل. في الواقع ، يسمح هذا لملء "الوديان" دون الإفراط في طلاء "القمم". هذا أمر شائع في الأجزاء الخشنة أو عند الحاجة إلى الانتهاء من مشرق.5

فرشاة الطلاء الكهربائي

تتمثل العملية ذات الصلة الوثيقة في الطلاء بالكهرباء بالفرشاة ، حيث يتم طلاء المناطق المحلية أو العناصر بأكملها باستخدام فرشاة مشبعة بمحلول طلاء. ترتبط الفرشاة ، وهي عادةً هيكل من الصلب غير القابل للصدأ ملفوفة بمادة قماش تحتوي على حل الطلاء وتمنع الاتصال المباشر مع العنصر المطلي ، بالجانب الإيجابي لمصدر طاقة للتيار المباشر ذي الجهد المنخفض والعنصر يكون مطلي متصلة السلبية. يقوم المشغل بغمس الفرشاة في محلول الطلاء ثم يطبقها على العنصر ، مع تحريك الفرشاة باستمرار للحصول على توزيع متساوٍ لمادة الطلاء. تعمل الفرشاة كأنود ، لكنها عادة لا تساهم بأي مادة طلاء ، على الرغم من أن الفرشاة مصنوعة أحيانًا من مادة الطلاء أو تحتوي عليها من أجل إطالة عمر محلول الطلاء.

يتميز الطلاء الكهربائي للفرشاة بالعديد من المزايا على طلاء الخزان ، بما في ذلك قابلية النقل ، والقدرة على لوحة العناصر التي لا يمكن لسبب ما أن تكون مطلية بالدبابات (كان أحد التطبيقات هو طلاء أجزاء من أعمدة دعم زخرفية كبيرة جدًا في ترميم المبنى) ، أو إخفاء منخفض أو معدوم المتطلبات ، ومتطلبات حجم حل الطلاء منخفضة نسبيا. يمكن أن تشمل العيوب مقارنة بطلاء الخزان مشاركة أكبر للمشغل (يمكن عمل طلاء الخزان في كثير من الأحيان بأقل قدر من الاهتمام) ، وعدم القدرة على تحقيق سمك لوحة كبير.

الاستخدام الصناعى

يستخدم الطلاء الكهربائي في العديد من الصناعات لأغراض وظيفية وزخرفية. بعض الأمثلة المعروفة هي الطلاء بالكروم لقطع الصلب على السيارات. تصبح مصدات الصلب أكثر مقاومة للتآكل عندما يتم طليها بالنيكل الأول ثم الكروم.

يستخدم الكروم الصلب في الخدمات التي يجب أن يكون التآكل الاحتكاكي فيها على الأقل ، مثل المكابس الهيدروليكية وأقطار عمود الحدبات.

تلمع الأجزاء الفولاذية المصنوعة من الصلب أو الألمنيوم في تجهيزات الإضاءة عندما يتم طليها بالنيكل ثم تزين بالكروم أو النحاس.

يستخدم النيكل ، في شكل كبريتات النيكل ، لاستعادة الأبعاد على الأجزاء البالية ، وكطبق أسفل للكروم الصلب. حمام كبريتات النيكل غير مناسب للعمل الزخرفي.

تدوم البراغي الفولاذية لفترة أطول بسبب بيعها بطبقة من الزنك أو الكادميوم تم تطبيقها عن طريق الطلاء الكهربائي. توفر هذه الطلاء والطلاء بالكهرباء نظام حماية مزدوج للمكونات الفولاذية. تقريبا جميع أنواع الصلب يمكن حمايتها بما في ذلك المسبوكات. تتميز الإلكتروليت المطورة حديثًا وطرق المعالجة بأنها قادرة على توفير قدر كبير من منع التآكل والتشطيبات الرائعة. تنتج العمليات المطورة خصيصًا توزيعًا محسنًا للمعادن على الأشكال المعقدة. الودائع المشتركة السبائك توفر أداءً إضافيًا.

عادة ما يتم تطبيق عمليات التخميل (المعروفة باسم الطلاء التحويل) على رواسب الزنك والكادميوم لتحسين عمر المكون. تستخدم هذه الطلاءات على أساس كيمياء الكروم سداسي التكافؤ والتي توفر مقاومة معززة للتآكل السطحي ، لكن تم استبدال هذه الطلاء مؤخرًا بواسطة كيمياء الكروم ثلاثية التكافؤ لأسباب صحية وبيئية. بالإضافة إلى التحويل المعروف بالكروم ، هناك أشكال مختلفة من اللون الأزرق والزيتون والأسود متوفرة لتلبية المتطلبات الحديثة. لضمان وجود أجزاء معينة مطلية بحماية من التآكل يمكن اختبارها في اختبارات موحدة ، مثل اختبار رش الملح ، واختبار كيسترنيخ ، إلخ. يتم تآكل الأجزاء بشكل مصطنع في خزانة اختبار ، حيث يلزم الحد الأدنى من وقت الاختبار قبل ظهور الصدأ.

يمكن استخدام الطلاء الكهربائي لصفيحة النحاس أو الموصلات النحاسية الفضية ، لأن الفضة تشوه ببطء أكثر ولديها موصلية أعلى من تلك المعادن. فائدة الفضة هي انخفاض المقاومة الكهربائية السطحية مما يؤدي إلى اتصال كهربائي أكثر كفاءة. الطلاء الفضي شائع أيضًا لموصلات التردد اللاسلكي لأن تيار تردد الراديو يتدفق بشكل أساسي على سطح الموصل الخاص به ؛ وبالتالي سيكون للموصل قوة النحاس وموصلية الفضة.

الموصلات القابلة للفصل ذات القوة المنخفضة / الجهد المنخفض والمستخدمة في لوحات مفاتيح الاتصالات وأجهزة الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية الأخرى مطلية عادة بالذهب أو البلاديوم فوق طبقة حاجزة من النيكل. نهايات الذيل لهذه الموصلات ، والتي عادة ما يتم ربطها بالجهاز عن طريق لحام ، مطلية بسبائك من القصدير / الرصاص ، أو قصدير نقي.

التاريخ

يعتقد بعض العلماء أن القطع الأثرية الموجودة في العراق تعود إلى حوالي 200 سنة قبل الميلاد. هي البطاريات وربما تستخدم لالكهربائي. علماء آخرون يشككون في هذا التفسير.

تصفيح بمعدن النيكل

اخترع الكيميائي الإيطالي Luigi V. Brugnatelli الكيمياء الكهرومائية الحديثة في عام 1805. استخدم Brugnatelli اختراع زميله أليساندرو فولتا قبل خمس سنوات ، كومة فولطية ، لتسهيل أول عملية ترسيم كهربائي. لسوء الحظ ، قمعت الاختراعات Brugnatelli من قبل الأكاديمية الفرنسية للعلوم ولم تصبح تستخدم في الصناعة العامة لمدة ثلاثين سنة التالية.

بحلول عام 1839 ، كان العلماء في بريطانيا وروسيا قد ابتكروا بشكل مستقل عمليات ترسب المعادن شبيهة ببروجناتيلي من أجل الطلاء الكهربائي لألواح مطبعة النحاس. بعد فترة وجيزة ، اكتشف جون رايت من برمنجهام بإنجلترا أن سيانيد البوتاسيوم كان كهرلًا مناسبًا لطلاء الذهب والفضة بالكهرباء. حصل كل من شركتي رايت ، جورج إلكينجتون وهنري إلكينجتون ، على أول براءات اختراع للكهرباء في عام 1840. ثم أسس هذان الاثنان صناعة الطلاء الكهربائي في برمنغهام إنجلترا حيث انتشرت في جميع أنحاء العالم.

مع نمو علم الكيمياء الكهربية ، أصبحت علاقتها بعملية الطلاء الكهربائي مفهومة وتم تطوير أنواع أخرى من عمليات الطلاء الكهربائي للمعادن غير الزخرفية. تم تطوير الطلاء الكهربائي التجاري للنيكل والنحاس والقصدير والزنك بحلول خمسينيات القرن التاسع عشر. تم توسيع أحواض الطلاء الكهربائي والمعدات القائمة على براءات اختراع Elkingtons لاستيعاب الطلاء للعديد من الأشياء الكبيرة الحجم ولتطبيقات التصنيع والهندسة المحددة.

تلقت صناعة الطلاء دفعة كبيرة من ظهور تطوير المولدات الكهربائية في أواخر القرن التاسع عشر. مع وجود تيارات أعلى ، يمكن معالجة مكونات الآلات المعدنية والأجهزة وقطع غيار السيارات التي تتطلب حماية من التآكل وخصائص تآكل محسنة ، إلى جانب مظهر أفضل ، بكميات كبيرة.

أعطت الحربان العالميتان وصناعة الطيران المتنامية زخماً لمزيد من التطورات والتحسينات ، بما في ذلك عمليات مثل الطلاء الصلب بالكروم ، والطلاء بالسبائك البرونزية ، والطلاء بالنيكل سلفاميت ، إلى جانب العديد من عمليات الطلاء الأخرى. تطورت معدات الطلاء من صهاريج خشبية مبطنة يدويًا إلى معدات آلية ، قادرة على معالجة آلاف الجنيهات في الساعة من الأجزاء.

أنظر أيضا

  • تمويه
  • بالكهرباء
  • طلى بأكسيد الألومنيوم
  • النقش الكيميائي

ملاحظات

  1. جيم دوفور مقدمة في علم المعادن، الطبعة الخامسة. (كاميرون ، 2006) ، IX-1.
  2. uf دوفور ، IX-2.
  3. uf دوفور ، IX-3.
  4. uf دوفور ، IX-2.
  5. uf دوفور ، IX-2.

المراجع

  • الكناني ، ناصر. 2005. الطلي: المبادئ الأساسية والعمليات والممارسة. Oxford، UK: Elsevier Advanced Technology. ISBN 1856174514
  • Poyner، J. 1986. الكهربائي (سلسلة تدريبات ورشة العمل رقم 11). منشورات عبر المحيط الأطلسي. ISBN 0852428626
  • شليزنجر ، مردخاي ، وميلان بونوفيتش. 2000. الطلي الحديث، الطبعة الرابعة. نيويورك ، نيويورك: جون وايلي وأولاده. ISBN 0471168246

شاهد الفيديو: احسن كهربائي بلعراق ابو علي لامشكلة بعد اليوم #انتاجفريقالفنالسومري (يونيو 2020).

Pin
Send
Share
Send