Kỹ thuật mạ điện nguyễn văn lộc

Trong nguyên tử, lượng điện tích dương bàng điện tích âm , nguyên tử tru n g hòa vể điện... Nhúng hai tấm kim loại gọi là cực điện vào d u n g dịch điện li và nối với nguồn điện m ột chi

■ ■ ·'

“ ٠

ق:ت ٠

ض :

LỜI NÓI Dâ u

Mo- diêĩi là một trong n'hüng ph-^ơng pbd p rát cố Kiêu quà d ể bdo oệ kim loql kKOl ăn mOn trong m ôl tr tò n g xdm tKục υα trong kKl qu ﻻ ến.

Các oộ-t m q diên cO gld trl trang sức ٠ ca ,٠١ bền υα rè» ngodi ra- cOn cO độ cUng» độ dỗn 'diện cuo duqc dp dUn-g rộng rdl trong cdc ηΚα пга^ sân xudt công cụ tKlết bl diện nângy ớ tô) mổ tô) xe đạp) dụng cụ y té, các hang k im k h i tiêu d ũ n g υ.υ ơ cảc nước công nghiệp, ngành m ạ điện pKdt trlễn rốt mqnK.

ﺓ nuỏc ta ngKnK mạ diện luOn luO n.duqc Kodn tKiện

dề ddp Ung duọc nKu cdu nga ﻻ cdng pK dt trlín cUa cống ngKlệp NKung nOl cKung uề m d t k i tKudt cKua duqc cKU V» cKdt luợng m ạ cKua tốt.

Đ ể nâng cao chất lượng mạ, áp d u n g nhữ ng quy trinh riq tiên tiến cUa nước ngoai» cKUng tôi bíèn soqn tdp

s ầ h nhyZ

N ệl d u n g sdcK dề cdp dễn kKai пКгёт co bàn oầ diện hoảf n h ữ n g hiểu biết cơ bản về bản chát qu á trìnbl· m ạ diện, ﺉﺓ

١ cồng ngKệ mạ» tKlểt bl ma» nKUng kKu^ểt tạ t xà ỵ ra kKl пга ٧ a cố biện pKdp dề pKOng» kKdc pKục ^K d m ndng cao

k in h nghiêni thục tế I g thbi d ua ra c ô T ig n g h ê ĩìiỡi không dộc hại về mại

Soìig υ ١ ι t ١٩ n1r độ ﺎﺑﻷ thOì gtan, cỏ hạ^, nên tdp sdcli ^ ﻯﻻ ' k kô n g trdnh kỉiòi thtễn.sốtì n o n g cdc bạn dọc gdp ﻵ gìũp đõ.

٩ ٠ già

N G ư ả VAN LỘC

Chương I

VỀ HÓA HOC VẤ ĐIẾN HÓA

I - CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ s ự H ÌN H TH À NH lO N

T ấ t cả vật ch ất đều do phân tử tạo th à n h P h â n tử là p h ẩn

tử nhỏ n h ất tạo thành^ v ật chất P h â n tử do các nguyên tử tạo

th àn h , nguyên tử gổm co' một h ạt n h ân ở giữa m a n g điện tích dương và các

cấu tạo của lớp

vô nguyên tử Trong nguyên tử, lượng điện tích dương bàng điện tích âm , nguyên tử tru n g hòa vể điện Mỗi nguyên tử c<5

m ột số điện tử n h ấ t định Ví dụ nguyên tử n a tri cố 11 điện tử quay chung quanh h ạt nhân Nguyên tử clo có 17 điện tử, quay chung quanh h ạ t n h ân (hình 1- 1)

Hinh Ị - I Cấu tạo nguyên từ

a) Nátri b) Cío

Đ iện tử tro n g n ^ iy ê n tử chuyển dộng cách h ạ t nhãn khOng dễu nhau) nằm th à n h nhiễu lớp Mỗi lớp cO m ột sổ diện tử

n h ấ t định, gỉữa h ạ t n h ấ n và các diện tử cO lực hUt tin h dỉặn

D ỉện tử n ằm ở vOng ngoài th l lực hút tỉn h điện yếu hon so vớỉ dỉện tử lớp trong

VI vậy tro n g dỉểu- kiện nào do, diện tử lởp ngoài cO th ể thoát

ra khỏi sức h ú t của h ạ t n h ân và nhảy sa n g nằm trê n n ^ à i

vòng của -nﺞﻟﺪﻤﺟn tử .kh.ác؛._^٠íyên tộ sau khi m ấ t điện tử mang

đ iện tích dương ,(hay gọi là ion^.dương) còn ngưyên tử dược kết hợp vớỉ đỉện tử m ah g đ íệ n tíc h âm '(hay gọỉ là lon âm)

lo n dương và ion ầm cO th ể kết hợp vớỉ n h au tạo th à n h bợp Mối liên kểt ẩy gọỉ là mỗi lỉên.- kết ion

ﻷ ١داد

٠

SO

Cl-ب ب

ZnSƠ4 = Zn^‘ + SO،," 2Dung dịch muối phức thì phân li th à n h hai bước Bước th ứ

n hất phân li th à n h ion kim loại và ion muối phức Bước thứ hai ion muối phức phân li th àn h ion kim loại và ion gốc axít

Nhúng hai tấm kim loại (gọi

là cực điện) vào d u n g dịch điện

li và nối với nguồn điện m ột

chiéu Cực nối với cực dương

của nguồi điện gọi là an ố t (cực

dươag) cực nối vói cực âm của

nguồn điện gọi là k atố t

(cực âm)

Khi cố dòng điện chạy qua

th ì các ion dương sẽ theo chiểu

dòng điện chạy vể k atố t, nhận

điện tử - bị khử lon âm sẽ

2H+

+ 2e + 2e

Cu

H , t

ở k a tố t ion kim loại th à n h nguyên tử kĩm loại, ở anốt nguyến

tử kirii loại th à n h ỉon kim loại Đd là a n ố t hoà tan 0 a n ố t không họà ta n xảy ra những phản ứng phức tạ p khấc

III - Đ ỊN H LUẬT ١PARAĐÂY

Q uá trỉn h điện p h ân tỉ lệ th u ậ n với cường độ dò٥g điện v à

thờ i g ian điện li

m' = k lt = kQ

v ậ t chất được kết tủ a

t : Thời gĩan (giờ)

Q : Đ ỉện lượng (Ampe giờ)

k : H ệ số tỉ lệ

2 K hi cho điện lượng n h ư nhâu vào tro n g dung dịch kh;ác

n h à u th ì lư ợ n g c h ấ t của kết tủ a tfê n t o t ố t tỉ lệ th u ậ n v ố í

đư ơ ng lượng h ọ a học Nếu cho điện lượĩầg ^6500 CulôíaỊg

A nipẹ gỉờ) đi qua d ung dịch th ì sẽ được một đương lư ợ n g

IJU V/UC IL»C٠.V <١، 4UC V '

Đươhg lượng gam củ a m ột ch ất b àn g p h ân tử gam của c h ấ t

đọ ch ia cho số đ iện tích hay số điện tử cộ a m ột phân tử c h ấ t

đđ tra o đổi hay th a m gia tro n g phản ứ n g đã cho

I)ự٠n g lựợhg diện h ổ a là số gam vật c h ấ t sỊnh ra khi đi q u a

điện lượng 1 Ampe giờ

8

Đương Iượng điện hda tính theo công thức.

A

a = ”٠ 28,6

nTrong đđ ; A : Nguyên tử lượng

n : Hoá trị 28,6 : Số điện lượngThí dụ : Đương lượng điện 'hoa củ a kén là :

58569

= 1,095 g/Ampe giờa

Lượng v ậ t chất tách ra theo công th ứ c ;

m = a ltTrong đó : m : Lượng vật chất tá c h r a trê n k atố t

I : Cường độ dòng điện (Ampe)

t : thời gian (giờ)

a : Đương lượng điện ho'a (g/A.giờ)

IV - ĐIỆN TH Ế TIÊU CHUẨN CỦA KIM LOẠI

T ấ t cả các phân tử, nguyên từ và icn đều chuyển động thường xuyên, ở trạ n g th ái rán, nguyên tử dao động tại chỗ, ở trạ n g thái lỏng chúng chuyển động m ạn h lên, cố th ể rời vị trí

mà trư ợ t lên nhau :

Đa số các kim loại, khi nhúng vào d u n g d؛ch th ì bị hòa ta n tạo nên các ion tương ứng Thí dụ : khi n h úng tấ m s ắ t vào

9

i

©

ل ٠

“

ه

©ch

؛D

điện tích kểp N găn trồ không cho kim loạỉ hoà tan vào dung dịch, Cuối cùng đ ạt tới trạ n g

، ٠١ ب ٠ ء ١ ،١ \ ء :٠:أ ا ٠ ذ _ د ﻳ ٠ ل ٠ _ ا ا ٠ ثﺋﻟ th ái cân b ằ n g ' (H lnh 1-3)

Hlnh / i j Sự tạo íhành lốp điện tích kcp ج

N h ư -v ậy giữa dung dịch và kim loạỉ tạo n ện hiệu d iệ n -th ế -D i'v ố i' các kim loại khác nhau

th ỉ hiệu d i th ế cUng khác nhau

Để do diện t h ế 'kiin' loạij,; ngươi ta d ù n g điện cực hỉđrô tiêu, chuẩn

: Diện, ^thế điện, cực của -kim loại co'.,liên q u a n tơ ĩ nhỉ.ệt độ, áp

su ấ t, tinh ch ất cUa dung'dịch^ và nổng độ lon D ể tỉện so sá n h người ta '.do điện th ế díện cực ở điểu k.íện n h iặ t độ 2f c , nong

độ -lon k in r'lo ạ i.'tro n g dung dlch là 1 g Ìon/lít và gOi l à 'đ ỉ ệ n

th ế tiêu c h u ẩ n Báng 1-2 là điện th ế tiêu c h u ẩn của một số kíin loạỉ th ư ơ n g dUng Diện th ế tiếu ch u ẩn của kim ỉoại s.ắp xếp từ âm dến dương tạo th àn h d ãy h o ạt, động klm loại, kim loại cO dĩện th ế cao hơn hidrô cO diện th ế dương Kim loại cổ diện th ế th ấ p hơn hidrô cO diện th ế âm Dỉện th ế.k ỉm 'ỉo ại càng,

âm th l kim loại càng h o ạt dộng N hữ ng kim loại cO điện th ế

âm hơn cO th ể dẩy dược n h ữ n g kim loại c O đ ỉệ n th ế 'd ư ơ n g hơn

r a khỏi m uối của no' Thl dụ : nhUng s ắ t vào d u n g địch ا

s u n ía t ^vl.sẳt cO diện th ể ầm hơn so v.ơ.ỉ đồngj cho nên cO

dẩy dược đổng ra khỏi m uối của nd

Fe + CuS04 = FeS٥ 4 + C u

10

củỉi kỉm loai ﺀااﻻةاأ

tíiế tiêii i ١

؟ mtng 1- 2. f)i

Km loạỉ Phàn Ung V ạ o th^nh diện ا hế Diện Ihế íiCu t-١huẩn

Khi cO dOng đỉện m ột ch؛ểu d٤ vào h ai cực kin) loạỉ nhUng vào 'tro n g dung dịch th-ỉ diện - th ế k atố t (cực âm) trở nên âm

hơn, diện th ế an ố t (cực dương) trở nên س dương hơn Sự th ay dổi

diện th ế như vậv gọỉ là sự phân cực.- Khi diện p h ân ١ tốc độ di

ch u ^ ١n 'c ủ a ion kim loại' tro n g dung dịch và tốc độ phOng dỉện-

của ẩ ú n g không klp vớỉ tốc độ di chuyến của dỉện tử, làm cho

bồ lịậ t k atổ t tích diện âm ta n g lên V ì-vậy diện th ế càn g ầm

ở a ĩố t, do sự hòa ta n cùa kim loạí, ta n g cao nồng độ lon, tích luỹ íiện tích dương càng nhiều, làm cho điện th ể càn g 'dương

Bf p h ân cực gây nên do tổc độ dí chuyển cửa ion, gọi la s.ự

p h a r cực nổng độ Sự phan^ cực nổng độ la do sự th ay dổỉ n ố n g Isn-kim loạí ở lớp sá t ahô't và k atổ t ở' lớp s a t an d t nổng

1.1

độ ion kim loại tă n g lên, ở lớp s á t k atố t nống độ icn kim loại giảm đi.

Sự phân cực gâv nến do sự pho'ng điện chậm củ a iom gọi là

sự p h ân cực điện hđa Trong quá trìn h điện phân th ư ờ n g xảy ra đồng thời hai loại phân cực nống độ và phân cực đ iện hđa,

n h ư n g tù y trư ờ ng hợp cụ th ể m à nọ chiếm tỉ trọ n g khá،c nhau

T hông th ư ờ n g khi m ậ t độ dòng điện nhỏ th i phân cực d iện hóa

là cơ bản Khi m ật độ dòng điện cao th ì p hân cực nổĩttg độ là

cơ bản

Vy

2 N h ữ n g n h â n t ố ả n h h ư ở n g đ ế n s ự p h â n c ự c

ữ) Ả n h hưỏng của th à n h p h ầ n d u n g d ịch

١Sự p h ân cực phụ thuộc vào th à n h p h ẩn dung dịcti, doing dịch

khác n h au th ì sự phân cực khác nhau Nđi chung, s ự p h â n cực

củ a d ụ n g dịch nồng độ th ấp lớn hơn sự p h á n cực c ủ a duing, dịch

n ổ n g độ cao H iện tượng này do tro n g d u n g dịch nổn g đ ộ thấp,

sổ ion của no' r ấ t khđ bổ su h g vào lớp s á t katốt- Đuing dịch

m uối phức cố phân cực lớn hơn dun g dịch^m uối đơn '

Thí dụ : Sự p h â n cực của d u n g dịch x ia n u a lở n h ơ n dung dịch tín h axít

N goài r a khi cho chất phụ gia vào tro n g dụng dịcli, sẽ có

ả n h hự ở ng lớn tới sự phân cực Đ a số trư ờ n g hợp khi (cho ch ất

١

٠

b) Ả nh hương của mật độ đòhg điện

Khi m ậ t độ dòng điện n â n g cao, sự p h â n cực cũ n g tă n g lên Bởí vì khi in ậ t độ dồng điện caô, tếc độ d i chuyểra c ủ a ion và tốc độ phố h g điện của liđ cũ n g khác n h a u rõ rệt

Q u an hệ giữa điện th ế điện cực và m ầ t độ dòmg đăện thay

i gọỉ ĩà đường cong phâỉi C ự c H ình 1"4 biểu d iễn đưềing cong

p h ân cực cửa duiig dịch m ạ kẽm x ian u a Điện th ế kaltốt càng

âm k h i m ậ t độ dòng điện k a tố t n â n g cao

X

12

- и - 2.0- 1,9- 1.8- 1.7- 1.6- 1.5- 1.4- ا.د

ệ ịh ể K a ﺀ ﻻ(V)

fftn h Ị - 4 Dương tong F ١ hân cựt CÙ3 dung dịch mạ kẽm xlanua

c) KưỏTig cùa nìiiêt độ

N h iệ t độ của d u n g dịch tản g lên, làm tă n g sự dịch chuỵển

cù a ion„ hổ su n g r ấ t nhanh sổ ion ở lớp k atố t và khuyếch tá n

m ạ h s ổ íon củ a an ố t hoà tan , do đđ làm gỉàm sự p h ân cực

- K h ả n ăn g p h ân bố tổ ١؛ lớp mạ phần bổ dồng dễu

- L à ^ i hỉdrô th o á t ra ỉnạnh, íàm giảm hiệu s u ẩ t d bng diện

v à độ bíám lớp m ạ Khỉ nghỉêm trọng cổ th ể gầy r a b ọ t khi trd c Ѵ Ѵ ,

- Sự ^ h ầ n cực a n ố t làm cho a n ố ٤ hoà ta n 'không binh thường, dung d ịch không ổn dinh

Ẩnh hưởng sự p h ấn cực đến lớp inạ, cO m ặt lợỉ, cO m ặt hại

^ o n g quá trin h mạ, c h ú n g ta phàỉ lợỉ d ụ n g m ặ t lợ.ỉ, khổng ch ế làm m ẩt di m ặ t hại o n g q u á trin h m ạ ngoài d u n g dlch m ạ

thiếc tin h kiêm và m ạ hợp kỉm thiểc, 1 ٤؟ 'd u n g ,p h ầ n cực andt,

làm cho a n ố t - th ụ dộng hOa d ể.h O â ta n ion Sn+٩ nOi chung

không cần sự phân cực a n ổ t(.D a số trư ơ n g hợp muổn-''được lơp

m ạ m اn,' k h à n a n g p h ân bố tố t dểu phầỉ n â n g cao phần cực

k atổ t n h ư n g phàỉ h ạ n c h ế tro n g phạm vỉ' nhất' địn h bởi v l'n â n g cao p h ân cực k a tổ t sẽ làm ^ ẩ m hiệu s u ấ t.d ò n g d iện,, độ bám lớp m ạ không tồ t Ѵ.Ѵ

.V I '- Q U A T H Ế HIĐ RÔ

Muốn cO kim loại k ể t tủ a trẽ n k a tố t p h ải cho diện th ể âm hơn đỉện th ế tỉêu chuẩn- của nO Thi dụ : khỉ m ạ -kồn, dịện t h ế tiêu ch u án của 'kền là - 0,23 V, cẩn phài' cO diện th ế -0,6V

'mớỉ''cO lỡp m ạ Vậy l.ượng đỉện th ế tâ n g lên so với d٢ện th ế

tiếu ch u án gọi là q u á thế

Trên k a td t 'ngoầỉ ion kim loại th o á t r a còn cO hidrồ t h á t

ra H ỉdrô th o á t ra n h iễ u hay ít là do q u á th ế q uyểt định I٠n

naO: cO q u á th ế th ấ p th l lon ấy -phdng dỉện trước,,, q u á th ế cao

m ạ dược nh.ững kỉm lo a i này.' Đ ổng'thờỉ quá th ế hỉđrô làm g ỉàm

sư thoầt' hiđrỗ, làm ' gỉảm tin h d ò n lớ p ' m ạ, n ầ n g cao hỉệu stìiất

m ạ د

H ỉđ rô th o d t.r a lầm cho Idp m ạ khồng i , vì-vậy.^phàỉ d ừ ng

Q uá' t h ế ٠ اﻰﻫا ٠ ج' p h ậ thU ộc.vào .bàn 'c h ấ t diện cực, q u i th ế

h d rồ trê n P la tin ) ằ n g 0,03 V, quá th ế hidrO tr ẽ n crôm b ằ n g 0,826 V

H ỉđ rổ th o d t ra lầm cho top m a Knong ụ

Quá th ế hiđrô phụ thuộc vào trạ n g th ái bể m ật điện cực, bề

m ật gổ ghé, xù xì quá th ế hiđrô nhỏ

Quá th ế hiđrô tãn g khi m ật độ dòng điện tă n g và giảm khi

n h iệt độ tãng

Quá th ế hiđrô phụ thuộc vào tính ch ấ t của dung dịch Quá

th ế hiđrô phụ thuộc vào độ' pH của dun g dịch Thí dụ : q u á

th ế hiđrô của dung dịch mạ axit tăn g khi độ pH tăng

VII ٠ H IỆ U SUẤT DÒNG DIỆN

Ti١ên k atố t ngoài ion kim loại phdng điện, còn co ion hiđrô

Vì vậy tro n g nhiễu quá trinh mạ, lượng kim loại bám trê n k a tố t không bằng lượng tính toán theo định lu ậ t P arađây Lượng điện

đi qua phải m ấ t m ột phần để thực hiện phản ứng tạo th à n h khí hiđrô bay lên

Tỉ số lượng v ậ t chất sinh ra thực t ế so với số lượng sinh r a theo tín h to án gọi là hiệu suất dòng điện

H iệu su ấ t dòng điện {؟ }K = — 100%

a itTrong đo : m : Trọng lượng chất th u được (gam)

a : Đương lượng điện hda (g/Ampe giờ)

I : Cường độ dòng điện (Ampe)

t : Thời gian (giờ)Cãn cứ vào định luật Parađây, bảng tín h đương lượng điện hoá, cường độ dòng điện, ta co th ể tín h được hiệu s u ấ t dòng điện, thời gian mạ, độ dày lớp mạ v.v

Thí dụ 1 : Trong dung dịch mạ crôm, khi cho dòng điện là

20 am pe tro n g thời gian 2 giờ trê n k a tố t được 1,8 gam crôm.Tính hiệu s u ấ t dòng đỉện

Gỉải : Theo công thức {؟ }K = m

a lt

15

Từ bảng 1-1 tìm được đương lượng điện hda của C Y Ờ m a = 0,324 g/Ainpe gièr.

Vậy hiệu s u ấ t dòng điện của ci٠ôin là 13,9%;.

Thí dụ 2 : Biết hiệu s u ấ t dòng điện m ạ Niken rịK

M ật độ dòng điện Dj^ = l,5A/dm^ Tính độ dày lớp m ạ, khi

؟ ؛

^

■ ٠؟ ■ - , x ĩọ õ õ “ ■" ٠٠٠ ■ ٠٠

Từ b ản g 1-1 tìm đư٠c đưong lượng điện hóa của k ề n

a = 1,095 g/Ampe giờ Tỉ trọ n g của kên u = 8,8 Vì 1,095 g/Ampe giờ Tỉ trọ n g của kên ịi = 8,8

1,5 X 0,7 X 95 X 1,095 ' ، ١ ١ ١ ، , '8.8 - ؟> X 1000 - 0,012 (nim)Vậy độ dày lớp m ạ là 0,012 m m (12 micrông)

16

can g caOj độ axit cang lớn Nếu nống độ ٤٠n ĩ t b-ằng nổng độ

ion OH" thỉ dưng dịch tiu n g hoà Tĩ٠ong nước nguyên chất, nồng

độ ion và ỉ٠n 0 ìí~ hằng 10” 7 ĩnol/1 ٥ ể d nổng dộ.ion

t a dUng trị số pH

Theo d؛nh ^ghỉa độ pH = - Ig Cjj+

Dung dlch tiu n g hòa c 10"7 mold

nên pH = 7 Dung dịch axít pH < 7

Trong quá trinh mạ,, cần duy tri và ổn định đệ Ĩ>E ở phạili

v ì 'nhẵt định' 'Nếu pH thav dổi sẽ làm xấu chất lượng m ạ như

tâ n g độ dOn, gây, rỗ, bong V 'v ١

Dể ổ n định và duy tr i độ pH của dun g dịch- tro n g phạm vi

n h ấ t định, n g íờ i ta thường cho vào các ch ất phụ gia gọỉ là

chấ، đ ệ i Chất đệm co' khả nang tạo nên lon H+ khi thỉếu hay

k ế t hợp dể bớt ion thừa

Dung dịch mạ kển thường cho ch ất dệm la ax ít Boríc H^BO^

Dể 0ق'ا trị sổ pH, ta 'd U n g haỉ phương pháp.

Do b ằn g giíy do pH Cân cứ vào sự thay đổỉ m à u c ủ a giấy

do, so siẨnh vởỉ màu tỉêu chuẩn đà bỉểt c o th ể đọc d ư ợ c '^ ạ

tnị pH ư u dỉếm của phương phấp n à y 'là th u ậ n lợỉ, dơn giàn

n hư ng s a i sổ tương dốỉ lớn

Do b àn g mẩy do pH Phương pháp do r ấ t ch in h xác, n h ư n g

th ao tá c tương dốỉ phdc tạp

IX - QUÁ TRÌNH ANỐT VÀ s ự THỤ DỘNG ANốT

1 Q u á t r ì n h a n ố t

Mạ đ ĩ ệ thường dùn g anốt (cực dương) hòa tan ‘Khẫ cđ đcmg

điện đì qua, kỉm loại hòa ta n dọ sự p h â n cực c h u jể ٥ vẽ

phía dương

_ - ne = Mê'؛.^ (Me là gốc kim loại)

Ti٠én an ố t ngoài quá trìn h hòa ta n còn cố hiđx٦Ô tk o át ra TVong inổi trư ờ n g kiém , o :^ th o át t a theo p h ả n ống

Trong môi trư ồ n g axít, o x i'th o á t r a thẹo p M n ứng :

- 2H 2O - 4e + 0

Trên a n ố t hòa ta n còn xảy ra nhíéu phản ứng phụ khác,©xi

th o á t ra làm cho hiệu su ất anốt giằm ^ ٠ ١ ^

2 Thụ động anốt

Thôĩig th ư ờ n g khi cd dòng điện đi vào đ u n g dịch điíện li, Ếhi

a n ố t bị hòa ta n N h ư n g m ật dộ dòng điện a n á t lớn hoíặc thà.ph píiẩn dung dich khống đúng th ỉ a n ố t không tsm m à Á ỉ cd ©xi

th o á t ra, an ố t bị đen، Quá trin h hòa tạ n của Ểinốt h àn i,

gọi là sự th ự động Đ ể chống sự th ụ động؛; BgườHÉ ta dio ٦^ằo

các c h ấ t hoạt động như các ion Clo, Fĩồ؛ Brôni v.v ٠

X - S ự ẢN MÒN KIM LOẶI

1 N g u y ê n n h â n g â y r a ỗ n m ò n k im tú ặ i

Kim loại tiếp xúc với không khí, đ ấ t hoặc dung: sinh r a

s ự ăn m ò n r Cd hai loại ăn mòn là à n mồds h c ^ hợc v e ãn mxòn đỉện hốa

Sự ăn m òn' hổa học xảy ra khi khổng CO' dổmg <٥iện phxát sinh Sự ăn mòn đđ xảy ra khi bị oxi hổa ồ n h iệ t áộ cao, h ؛٠ay

18

ản niòn tro n g dung dịch khỏng

phải ch ất điện li Thí dụ ; thép

ta n ở nh iệt độ cao, kim loại bị

àn mòn trong dung môi hữu

cơ v.v

Sự ãn mòn điện hda xảy ra

khi co' dòng điện phát sinh Thí

dụ : n h ú n g tẩm đổng và tấm

kẽm vào tro n g dung dịch axít

su'nfuric loãng, dùng dây dẫn

nối hai cực, thì thấy cổ dòng

điện đi qua, phương của dòng

điện từ tấm đổng chạy vể tấm

kẽm (hình 1- 6) Hình /-Ố Nguyên lí lạo thànli pin

Nguyên nhân do sự chênh lệch điện th ế giữa hai cực Điện

th ế của kẽm âm hơn so với đồng, nên giữa chúng xảy ra sự chênh lệch điện thế Ti'ong mạch điện, dòng điện chạy từ a n ố t san g k a tố t (điện tử từ katốt sang an ố t) tạo th à n h pin

Tấm đổng là anốt, kẽm là katốt P h ả n ứ ng như sau : \

th à n h r ấ t nhiều pin, vì th ể tích của nd r ấ t nhỏ nên gọi là vi pin A nốt của vi pin bị hòa tan nên kim loại bị phá hủy Đố

là nguyên n hân gây ra 3ự ăn mòn điện h ò a đối vói kim loại

2 N h ữ n g n h â n t ố ả n h h ư ở n g đ ế n s ự ã n m ò n

N hững nhân tổ ảnh hưởng đến sự ăn m òn r ấ t phức tạp , chủ

yếu do m ấy nhân tố sau :

r‘

؛kỉ.m loạỉ dễ bị' âtì.inO n N hung cO những kirii loại ( n h crốn١,-

N íken) d iệ n 'th ế tỉêu chuẩn của chUng độ i l o e cao

càng cao, tin h chổng g ỉ.-c à tìg O t.'

' هر Ẩ n h hưởng cua n h iệ t độ

N hiệt độ ân h hưởng r ẩ t'lớ n dến sự' ă n 'm ồ n N biệt ể ộ càng cao, hoạt độ hda học сйа kim loạỉ' và ấ i g | c h l g j do Ilàm tă.ng sự ãn mộn.,

ﺀر Ả n h hưỏng СЙ.- m ội ừ ư ờ n g ề mòn

Tinh chổng gl eủa-'n'٠ ệ'.n l٤:ệU'cO q u an

tr.uồng an mOn Trong mồỉ truOng nhaUi

'kỉm loại -cUng khác nhau Thi dụ vàng ổ n địn h tnjmg: ,nhiểu

d u n g d ؛ch n h u n g bị ăn mòn trong ntíớc cườ ng toam ء

؛ م ﻧ ا '

٠

"

٠ '

ر ٠٠

١ '

■ ب : ٠ ٠ ٠

3٠ P h ư ơ n g p h á p c h ổ n g й п m On

Ăn mOn kim loạí là v ấ n đ ễ rất., n g h iê ằ tro n g Ì h ê n t ể h

ầ ắ ị r ẵ t lỡn cho n ể n kinh tế qudc dẫn, Trên t b ế giổỉ ي؟ kh٥ả ^ ^

m ột phán" b a trọ n g luợng kim loạỉ h ân g lỉẫni \ậ I n n b n , ph.á

huỷ ٥ ể bầo vệ kỉm loậỉ khôỉ ãn mOn, tro n g ẵ ẽ u k ìệ n côhg

nghệ cho phềp, n ện tậ n dung khá n a n g chọn nguyCn ĩliệu k ílìì loại chồng a n mOn^ gỉa cCng bẽ m ặt, n h iệ t lưyận h؟ p lí,

k ế €ơ cấu hợp 11 Cđ nhỉếu phuong p h a p th u ờ n g diang

- C ản cứ vào moi triííĩng khác nhau để chọn đúng n ^ iy ê n liệ u là thép, không được dhng nhOin hoặc kẽm.

- T ấm kim loạỉ cơ cấu tíìo hợp lí d ể dễ phOng sự ãn mOn

c ủ a các vi pin

“ Sần x u ất hợp kinì chống gỉ : n h ư ' thép không'gỉ

Xử 1؛ mOỈ tiường ản inOn, làm cho no' khOng phát h u y tá c

d ụ n g T hi dụ : ti’ong nước cho n áti٠i cacbonát, n a tri n itrit v،v

ỉà n i cho thép khOng bị àn mOn

- Bào vệ diện hOa, làm cho nguyên liệu ỏ nguồn diện k i t

١h o ặ c ỏ a n ổ t t.hụ dộng hOa

- Bảo vệ bằng ti٠áng phủ bế m ặt : như sơn, mạ,- oxi hOa,

p h ổ t -phát hOa Ѵ Ѵ yêu cấu lớp phủ -phàỉ bám chác, m ịn, độ'X ốp nhỏ, cO tỉn h bên hOa học cao, cO độ dày n h ấ t định

X I - LỚP MẠ ANỐT VÀ KATỐT

Để báo vệ kim loạí khỏi ân mòn, người t a dUng nhiêu phương

p h áp N hư ng phương pháp mạ dược dUng nhiễu n h ất theo q uah

d ỉể m vể ân mòn Lớp ínạ chia làm hai lo ạ ỉ :٠ lộp m ạ an ổ t và ỉơp mạ k atổ t

b)

т у kẽm írCn !dp sắĩ (idp mạ anổt (

N ếu kim loại đượe mạ có điẹn th ế â m hơn so vôỉ M m loại

n ển thì ‘gọi Ịà lớp m ạ anốt N hư v٩y lớp niạ b ị áB m®nj kini

loại n ền được bảo vệ

Thí dụ ; khỉ m ạ kẽm trê n sát, kẽm co' điện th ế âm hơn so với sát, cho nên tạ i iỗ xốp và khe n ứ t củ a lớp mạ nưổíc đợnglại hấp th ụ khí cácbôníc của không k h í tạ o ” tầànhì dumg dịch

N ếu kim loại được có điện th ế dương bơn so vrỏi kim

loại n ển th ì gọi là lớp m ạ katốt, như vậy kim lóạí nềln 5ẽ bị

Đơn vị nồng độ g/1 t à non g độ th ư ờ n g dun g tromg miậ, biểu

th ị số gam c h ấ t hơà ta n tro n g m ột Iit d u n g d|ch

2 N ồ n g đ ộ p h ầ n t r â m (%)

N ồ n g độ p hần tră m (theo trọ n g lượng) chi số gsam d h ỉ t h o à

ta n tro n g 100١٠ganí dung dịch.

N ồng độ p h ần trăm (trọng lượng theo th ể tích) chỉ số gam

c h ấ t hoà ta n tro n g 100 Iiil dung dịch

Thí dụ : kali iôtđua KI 207r (trọng lượng theo th ể tích) có

n g h ỉa là cử 100 ml dung dịch co' 20 g KI ,

3 N ồ n g đ ộ p h â n t ử g am (M)

N ổng độ p h ân tử gam là số phân tử gam chất hoà ta n tro n g

m ộ t lít dũĩằg dịch, kí hiệu M

T hí dụ :: Một lít dung dịch co' 196 gam ax ít sunfuric Vaỵ

u ổ n g độ p h â n tử gam của axít sunfuric là

196

M =

98

4 N ồ n g đ ộ đ ư ơ n g lư ợ n g gam (N ) I

N ồng đ ộ đương lượng gam là số đương lượng gani c h ấ t hòa

ta n tro n g imồt lít dung dịch Kí hiệu N

٠

Thí dụ :: m ột lít dung dịch có 196 gam axít sunfuric Vậy

n ồ n g độ, đưtơng lượng gam của axít su n fu ric là

196

N =

49Đương lư ợ n g gani của axít là tỉ số m ột p hân tử gam a x ít

và số ion H".■ của phân tử đo' tham gia p hản ứng Đương lượng

g an i của bíazơ là tỉ sô' một phân tử gam bazơ và số ion O H

c ủ a phân t ử đổ tham gia phản ứng.

X III - D U N G DỊCH KEO

٦

D ung dị<ch là hệ đơn pha đổng đêu tạo th à n h do c h ấ t hòa

ta n và d u n g môi Dung dịch keo chất hòa ta n là h ạ t keo (cồn gọi là pha p h ân tán), dung môi là c h ấ t phân tán D ung địch keo là hệ ttạo th à n h do những hạt keo cđ đường kính lA ” -

100 A ١؛ và e h đ t phân tán (dung môi) D ung dịch keo là hệ nhiễu

p h a D ung tdịch ctí chất keo nằm phân tá n gọi ٠là dung dịch keo.

23

!* o n g dung dịch m ạ cho v à cá.c c h ấ t k eo ^ h ư keo xương,

- i e o d a trâư , g؛ê ia tin , d estrlh và các h ợ p -c h á t'ơ a o ,p h â n tử khác 'như poligỉicola Ѵ.Ѵ đéu là d ư n g dịch k e o 'N h tf n g 'c h ấ t

phụ^ gia.chó vào,-dụng: dịch m ạ n h àm mở lộ n g ph٠ in vi công

cò n m ộ t lo ạ i١ho'a hợp giSa cSc p h ân t ử , t h í d u І ، ٥[Ге(СК)б]

'h o à '.ta n 'tro n g nước, chỉ cO r ấ t ỉ:t các іоП'Ге^^, CN” phân 11' ra ,

',inà' nO.-tổn ta i da sổ- ở'١dạng [.FetCN٢‘6؛^ [ С и ( І з ) ٠]804 hOa

tan., tro n g nưồc phần: 11 ỗ dạng s o ^ ^ ' v a [ Си(МНз)4 ؛Г 2 ấ ữ i i g

c h á t này.cO tính,_ổn định nhấ't định',, hợp ch' ấft ttơĩig phân :tử

chỉ phán' 11 ra m ột bộ p h ậ n 'h o ặ c cơ '.bản không pha.K :li gọi ئ

c h á t phức C hất co' khả l ã n g tạo th à n lì p h Ề Ể Soií kiln loại

, 'g ọ i la phức Chất ph.ức-"chất, kh'0'hOa tan ^'tro n g ٠ư ố c ,'i٥n phức'

-khác n h au cO k h ả n â n g ph-ân 11 khác n h au H ẳng ồổ cần b à n g

khi lon phức phân 11 d ạ t đến ^ á ' t.r! cán b ằ n g - ةج là hàng $6 0

không Ổn định, duhg, kí hiệu là K K biểu th ị.a ă ٠ĩg lực p h an

11 của phức chất., Thi -dụ أ s.ự'' p h ân 11-^сйа 2п д а н ^ ) 4٠2 -phương

trin h cồn b ân g như sau :

vỉ vậy ίο'η phức củ a Zn(N H 3)+2 đễ h è a 'ta n hơn ZiuNTa” ·

: N hữ ng ion phức khấc nhau cổ h à n g số khô»g ằ dịnh-؛,.khác

nhaU, lon phức ^ ổ n g nhau, ở n h iệ t độ khác nhaa, ìhệ sổ '-*-٥“ “

I

24

ổn đĩnh khة ng giốỉig nhau, Đế í h u ậ n í:؛ện dUng W -híệu pK để biển t h ị :

pK ت - log К

Tù công thức tren t h a y r a n g : pK càn g lớn, lon phức càng

Ổn định, cồng kho' hoh tan.

XV - CHẤT HOẠT DỘNG BÈ MẶT г

Ti'ên tn ặ t tiểp xUc gỉữa chất lỏng và khOng khi, lực hấp d.ẫn giữa các phân tử chất lỏng lớn hơn p h â n tử chất khi, vì th ế tạo nên lực tác d ụ n g co lạỉ trên bể m ặ t chất lỏng, gọỉ là sức cang bễ m ặt

C h ất làm gỉảm sức càng bề m ặt gọ٤ là ch ất h oạt động' bể

m ặt, th ỉ dụ tro n g mạ thường dĨing'c.hất h oạt đặng bế m ặ t 'là

N a tri laưryl sunfat, chất tẩy Hầi ân, c h ấ t nhu - hoá OP- ,v.v

C hất hẫp p h ụ dặc biệt sinh ra -trên bể m ậ t kỉm loại và chất lỏng gọí là ch ất hoạt dộng bề m ặt

1 T íiih c h ấ t v à tá c d ụ n g củ a c h ấ ، h o ạ t d ộ ĩig b ể m ặt

P h â n tỏ c h ấ t hoạt dộng bế m ặt cO m ộ t d ầ u 'k h ô n g cực ghet nước th ư ờ n g là dãy H idrô cacbon Còn m ột dầu cO cực th ân nước) (như nhOm о н , - c o o t l , -SO^H, - Ν Η 2 Ѵ.Ѵ ) cO tá c 'dụng hứt các p h â n tử nước Dẩu thân gước và dầu ghét nước của chất h o ạt dộng bể m ặt tạo t.hành m àng hẩp th ụ làm cho phân

tử sấp xếp, dinh hũớng

C h ất h٥ạ t dộng bẽ m ặ t cd tác dụng th ấ m ướt, phân tá n , nhu

hoá, th ẩm th ấu , tạo bọt Ѵ Ѵ

o n g công nghiệp m ạ thường dUng tá c dụng nhu hOa, tạo'

bọt, th ấm ướt dể lam n h an h ٩uá trin h tấy dầu y ậ t mạ, n ân g

cao hiệu quả tẩy dắu Ngoàỉ ra chất h o ạt dộng bé m ặ t còn cd tác d ụ n g h ấp phụ, sáp xê'p djnh hướng trê n b ê m ặ t tiffp xức gíữa dun g dĩch vồ kỉm loại, c^i thỉện tổ chức kết tin h cử a lồp^

mạ, n ầ n g cao sự phân cực, V؛ thế n ân g cao khà n ă n g phân bố 'ăn sâu 'của dung dịch Tầc dụng thẩn^ ư ớ t.c ủ a chUngj -Cổ' th ể

d é phòng sự lưu lạỉ bọt- khỉ Hydrd, chồng sinh' ra châm kim trê n lớp mạ

25.,

2، P h â n lo ại c h ấ t h o ạ t đ ộ n g b ể m ặ t

C ăư cứ vào công dụng của ch ất h o ạ t đ ộ n g b ể m ặ t mià phân

ra cệc loại : ch ấ t tạo bọt, ch ất nh ũ hốa, ch ất th ấ m ư&t, chất

tẩy rử a v.y ;

Gàn cứ đặc điểm cấu tạo phân tử m à ch ia ra ch ất h o ạ t động

bề m ăt ion âm , ch ất hoạt động bê m ặ t ion dương, c h ấ t hoạt động bé m ậ t lưỡng tính, ch ất h o ạt động bề n iặ t phí íon Cụ như S á u :

C hấthoạt động

bé m ặt lưỡng tín h

Chất

h o ạt động

bé m ặ t không cđ ĩon

Chitang 2

C ơ CHỂ TẠO t hAn h lỚ P

VÀ KHẢ NĂNG PHẢN Bố CỦA LỚP

A - Cơ CHẾ TẠO THÀNH LỚP MẠ

I - CHẤT, YÊU CẦU DỐI VỚI LỚ P MẠ

Mạ đỉện là dùng phương pháp diện p-hán dể kết' tủ a trê n

kim ỉoaỉ-'nỒn ẳ ộ t lớp klin loạỉ hơậc hỢp kim nìểng, để ( ٠

mụ ân mion„ tra n g sức bể m ặt, tá n g tin h đẵn đ ỉ.ệ n ,'tã n g

thước, Itang độ cứng bể n)ặt, T rang m ạ điện, yếu t ổ ٠٩u an

n h á t k h ô tìg p h âỉ là tiết, kiện) n â n g lượng, ta n g hỉệ.u 'Suất,

lồ 'v ấ n ' đễ c h ấ t lượng m ạ Vỉ ٣ậy phải 'tin ) 'th à n h p h ầ n Ç d.ịch, đSển ^kiện dỉ.ện phân, dế bầo dản) lớp mạ cO'những.^

I I ٠- Q U Ạ -T R ÌN H D IỆ ^ KẾT TỦA 'KIM LOẠI

'Quá tĩỉmh dỉện kết tủ a kim lo ạ i.g ổ m h a ỉ giai đoạn.,.':'', mần) v ẫ ph؛át taiê.n م n) ám TỐC độ tạo m.ẩm lốn th ỉ tỉn h th ể٠ ٠ ,

-lớp

sẽ

27'

nhỏ in؛n Tốc độ phat triể n -mầm lớn thỉ tính th ể thơ, v à to Mỗì gỉa؛ đỏạn cO m ột tốc độ nhẫt đ ịn h 'vả cãn cứ vào điềii kÃện đ؛ện phần (như nh iệt độ, n^ật độ dòng dỉện, khưấy trộn, thànỉa p h ẩ n díing dlch'V.'v ) m-à qụyết, định ^ â ỉ d'oạn nào ch؛ểm ưu thế,

Yêu cẩu cửa lớp m ạ phải dựợc, lớp kết', tủ a n h٥ ٥ ịn,, s ự k ế t 'hợp' gỉ:ữa c â c -tỉn h th ể chạ^'chẽ Vj vậy p tò ỉ dùng p h n g phap

٠ ỉ à m ^ ã n g tốc độ h ỉn h th àn h m ắm tỉn h thể N ếu tố c á ộ tí.nh

th à n h .,mầm tin h th ể càn'g'-cao؛ th ỉ t r 0hg' riiột.dơn v ị t-hờỉ ấ à n

k ết tủ a trê n .bẽ- m ậ t 'c٠ần g nhiỂu, tốC độ tạo- m ấ ìl ằ h o n t ^

M u ổ n ch o tdc độ tạo m ^m tổ t.h ơ n tồc độ phát t r ỉ ể n m ầm phâí tă n g p h ap Cực katồt Do phhn cực k atố t.c ổ ả n k

'.lớn tớ.i tin h chẵt^Ịớp mẹ T hành phần dung dCh^^ c h ế d ộ 'd ỉệ n

phần, c h ấ t phụ gỉa và công ,hghệ cố'ا ảnh h ư ở n g -rấ t íớ n đến

ph'ẫn cực k atố t

quyết dinh dÇn tin h ch ất lớp m ؛ N hiều trư ờ n g h ợ p ,c á c tính

th ể sin h ra b ổ 'tr i m ột cách hỗtì'dộn tro n g kết, tủ a ٠'№hư-nig t ĩ é i | diễu kiện tíiện p h ân n h ấ t định th i các tin h th ể ẩy s á p رﻻ ذ -

phân, n h ấ t la th a y ddi mật-dộ dồng đ iện sẽ lam th ay đ tdc độ

p h ất triể n của các hướng khác nhau, dưa''-٠ến sư t h a y đổi c ấ u

trú c tin h th ể đ ịn h hưâng Tãng phán cực k at^ t, m ứ c độ hóằn

chinh của các tin h ' th ể định, hướrig càng tần g s,au.,day٠',chúng t؛a

-xét^dển các,yếu tổ ânh hưộng dển quh trinh đ iện k à' t ủ á i m ioạỉ

n i - ẨNH.-HƯỎNG CỦA'CHẤT ĐIỆN GIAi DỂN CẤŨ

١ LỚP MẠ

1 Anh hưdng của bàn chát chẩtđlện

n ) ' ^ n g d u n g dịch muồi don, ion kim loại

tự do, nổng độ ion lớn VI vậy ở điểu kíện binh

k a t ố t - b ế d o dd dược lỗp m ạ thồ, sán sUi, dày

28

٠

T 8ỨC

cation

Riêng nhOin sắt, coban, пікс.п vì quá thê' phOng điện lớn nên

ngay dun g dịch n٦uổi dơn cUng cd phân cực k a tố t lớn, lớp m ạ

m ịn d ẹ p

b) Trong dung dịch muối phdc, lon kim loại m ạ nằm trong muối phức, chúng phOng diện và phân cực k a tố t lớn, lớp m ạ ĩnịn, kin, dểu dặn

N ^ íờ i ta dUng chất dỉện giải là muối phức xianua Thi dụ như N a2[Me(CN)^] sự phân lỉ của chUng như sau :

2 Anh hưồng của nồng độ ion ch ất đ iện giài

.,Nồng'độ ìon kim loại trong dung dịch cO ành h ư d n g n h iể u dến độ m ịn của tin h th ể Muốn th u dược lớp' m ạ tố t, cấn phầi bầo dảm nồng 'độ dung dịch thích hợp

Nếu nổng áộ dung dịch quá cao sẽ làm giảm p h ân cự c.katốt, lởp m ạ kết tinh thô, xấu Dung dịch tư ơ ng dốỉ loãng tiu lớp

m ạ mịn, và phân cực katố t tâng N hưng nếu dun g dịch loãng quá th l m ật độ dOng diện giới hạn bé, tOc độ k ết tin h giàm, hiệu su ắt thấp,, lớp m ạ xấụ, thô, cO khi hlnh th à n h nhánh cầy.' Ngo'àl 'Га nổng độ dung dịch loãng quá :thỉ độ' dần d ỉệ n kém, dĩện th ế cao, tổ n nhỉểu năng lượng

3٠Anh h ằ g của thành phân 'dung d ịch d iện giải

٠٩

^ o n g sổ 'Cẳc dun g địch' mạ, ngoầi-miuổỉ' kim loạỉ ra còn cho

thêm n١ộ t sO muối khác và các axít tương ứng, đ ể d ạ t nội.dung

Đ ể làm tă n g độ dãn diện, lớp niạ 4p h â n tỉổ^tổt, k ế t tin h ủ ỏ

m ịn th ư ờ n g cho v ầ o m u ố ỉ.c ủ a kim loại kiêm Thi dụ : t r ٠n g

d u n g 'd leh m a kổn cho muồỉ n a trisu n fa t D ế giữ-độ" pH ổ n d?nh

(đ-ể.phhng -pH.qnố ؛ h ấp hoặc'qưá^cao) th ư ơ n g d٥hg cho vào các

c h ấ t dệm -như n h ^ m -su n fatj axít boníc., a x ít ạxêtíc Ѵ.Ѵ -

4.'-.,٠ ,Anh^'-h, ٠ ١« g: c ủ a c

C ác -ch ẩt hữư co cho vào dung dịch m ạ dược dUng rộ n g r ấ i

tro n g m ạ Các ch ẩt hữu co vớị hàm lư ợ n g nh.ỏ, n h ٠ưng-.ch,.ấng làm tả n g p h ần cự c^katốt, thay đổi cẩu trUc lớ'p ra ạ, Cho a ê n

th ư ở n g 'd ư ợ c lớp m ạ m ịn, bO ng C h،t؛h ữ u -:c ơ c h ia » b ạ k ạ í

C h ẩ t,ia n ١'bO ng,,,ch'ất^làm c h ấ t th d h i ướt c h ặ t ؟ à m 'b ổ n g

cO' th ể ta o ؛ nên lốp m a 'b d n g j ch ẩt là.m b ặ n g làm cho lớp' m

b ằn g phảhgi -bổ^'.khuyết^ch lội idm Của íkỉm loại nểtì» و ﺀ - - دا ﻵ.' lầm tă n g độ' bOng lớp m ạ C hẩt th ấm ١ ư ớ t ìầ m tă h g

ướ t bê m ặt,,'đễ phOng sinh ra dỉếm rỗ v à lỗ xổp۴ C ác c ặ â t ii i p co- th ư ờ n g dUng' la 'gìêlatín, thiourê, ^Cum arin, 1-4' Buti'đ.i ol, Cẩc dẫn x u ẩ t su n fo n ap h talen , n átrílau ry l' sun-fằ، Ѵ Ѵ

.Co chế tác đụng chất 'hữu cơ chưa đựơ.c rố D a'số triÉiBg hợp, những chất, này lam t,ang ,phân cực katdt nh'ựng cũỉig ể

giổng nhau, một là sự phd.ng dĩện cUa' keo phức kim lõại, h

di quđ, làm cho nd th ụ dộng.hổa, cOn các b:ộ p h ạ ,khác,, m ặ t

bê m ặt bằng phảng Nhưng cho dển nay vẵn cd ÿ kỉển khac n ia n

30

IV - ẤNH HƯỞNG GỦA CHẾ ĐỘ DIỆN PHẢN DẾN CẤU

t rUc L ớ p m ạ

1 Ẩnh hưởng của mật độ dòng đ iện

M ật độ dòng dỉện biểu thĩ tốc độ kết tủ a trê n katổt, m ậ t

độ lớn th ỉ k ế t tỉn h nhanh Mật độ dòng điện ành hưởng dến cấu trUc lơp mạ, m ật độ dòng diện nhỏ, mần) tỉn h th ể sinh r a

ít lớp m ạ ^tho, m ậ t độ dOng diện tã n g thi phân cực k atổ t tang, lớp m ạ m ؛n,'-kin

N hư ng m ậ t độ dòng diện quá cao thỉ sự phdng diện c ủ a ỉo n

ồ lớp s ố t.k a t ố t cao,, khuyếch tá n không bu kịp, chỗ nhọn, lổi haỵ ở biên vật m ạ, m ật độ dOng dỉện tập ' tru n g , tỉn h th ể lớn

lén -r٩t 'nhanh, hlnh th àn h nhánh cây, dễ bị bong ra, cO-khi,

Sinh th à n h dạng kết tủ a sẩn sUi trê n to àn bộ bé m ặt, rơi ra

-T ăn g m ậ t độ dòng dỉện cO th ể tãn g n à n g s u ấ t t.hiết bị, nhưng khOng th ể tan g , tuỳ ý dược Dổi-vớỉ mỗỉ loạỉ dun g dịch chỉ cO mộ؛ k hóầng m ậ t độ dOng diện n h ấ t định thích hợp, tư ơ n g ứ n g vởi n ồ n g độ ion kim loại mạ, pH của d u n g dịch, nh iệt độ, và chế độ đối lưu củ a dung dịch Ndi chung ở nh iệt độ cao, nồng

độ d u n g d ịc h 'd ậ c , khuấy trộ n m ạnh th ỉ co' th ể sử dụn g dược

m ật độ d ồ n g d ỉệ n cao

ا

2٠ A nh hướng của nhỉệt độ d u n g dịch

Dây là n h ân tố ảnh hưởng rấ t phức^tạp BỞI vỉ n h iệt-đ ộ cao

cd th ể làm cho nhíểu tin h chất củ a dun g dlch th ay d ổ i,-n h ư

độ dẫn díện, h o ạt độ ỉon, dỉện th ế phdng diện ion, qua th ế hỉdrỗ v.v NOi chung nhiệt độ cao, làm g iâm sự phan cực k atổ t, lầm cho lớp m ạ thô

N hưng trOng thực tế sẩn xuất thươ ng n ân g cao n h iệ t Bỏi

ví 'ùhiệt độ làm ta n g độ hoà t a n 'c ù a các loạỉ mưổi, tang độ dẵn đỉện, gỉẩm sự th ấm hỉdrồ, dược lớp m ạ mểm, Nang', cao

,31

n h iệt độ co' thể., ,náng cao, được m ật độ dòĩig điện,

dảm b ảo th n dược lớp mạ kết tinh nhỗ,-m ịn

cho mện vẫn n^-ng s u ấ t m ạ

dâm dao tnu dược iờp mạ kẽt tinn nnỏ, min, tầng năng su ã t mạ.

' Khuấy dun g dịch có tá c dụng san bằng n ồ n g độ .giốai lốp sájt

k a tố t và to àn bộ khối d u n g dịch, v ì vậy cd th ể m ạ đư٤ợc dòng điện Idn, tốc độ tản g , hiệu su ấ t dòng điện cao m à v؛ẫn (٥ảm bảo

ch ất lương lỏD m a tố t N hưng khi khuấy n h ài tầưòn،^ xmvên loc

d iện lơn,-tốc độ tản g , hỉệu sụ ấ t dòng,điặn cao m à v&n l ả m bảo

chdt lượng lớp'm ạ tố t -Nhưng k-hỉ khuấy p h ảỉ th ư ơ n g x.uỊyên lọc,

:không khi d p vỉ, oxi.v.à kh i cácboníc

'chát xianua.' © a sd é n h à máy h iệ -

dí độhg âm' cực vì 'k ểt cấu, đơn ^ ả n , sử

V - Ì N H 'h ư ở n g CỦA' TRẠNG TƯAl B Ê MẶT' KIM'

m ịn bOng

Dổi vối m.ộ't'sồ kim loại dễ'SÌnh ra íớp oxtt mdng, n b ư

nhôm V V m à ٩g oxít n ằ y s ít vào' nhau, n ểu " ل ل ٠

N goài r a diện th ể kim loại nến âm hơn 'so vối

sinh ra p h àn ứng trao, đổi, Jớp''^mạ n à y t'h٥,, rồi,

c h ấ c -(ttó ٠d ụ : m ạ ẳ g lén sậ t thếp, tro n g d i g ặ .ầxitl

^ n g m ột sổ trư ơng h ợ p 'lớ p m ạ kết tj.n.h lặp lại k ế t

gidng như kỉm loạỉ nên th ỉ 1ؤ ﺧ m ạ bám r ấ t c h ề mỂn

dụ m ạ dồng hay m ạ kển lố n ‘đồng' thl lớp m ạ bána ĩắtt

؛

c ấ u

32

^ - ẨNH HƯỞNG CỦA CAC PHƯƠNG PH Á P CÔNG NGHỆ

n h ữ n g chi tiế t phức tạp cO nhiểu lốm sâu, m ạ binh -thường không dược th i lúc dầu cUng dUng m ật độ dÇng diện lớn, mốỉ

cO th ể m ạ dược

2٠- Dùng diện dổi cực

H ỉện nay tro n g sản xuất dUng n hiêu dòng diện dổl cực Nội

d u n g của phương pháp này là chi tiế t c ần m ạ treo ở katOt,

n h ư n g theo chu kỉ từ n g thời gian ngắn, dổi th à n h anOt,

'DUng dOng đỉện dổỉ cực, cO thể dược lớ p 'm ạ 'tốt la do khi v ật

m ạ tro n g thời gian ngắn dổi thành anOt, lớp m ạ ở n h ữ n g chỗ nhọn, lổi b ị hOa tan Do dO cO th ể dược lớp-m ạ bOng bàng phảng

N hư ng khi dUng dOng dỉện dổi cực, hỉệu s u ẩ t dOng dỉện nhố hơn so với hiệu su ất dOng diện khOng dổi cực, bởi vl lớp m ạ tro n g thờ í gian ngấn trở thành anOt sẽ bị hoầ tan

D ùng d.òng dỉện dổi cực cO th ể n ầ n g cao dược m ậ t độ dòn g 'dỉện, n â n g cao năng lực sần xuất vầ th u dược lớp m ạ tốt

VII - An h h ư ở n g c ủ a q uA TRÌN.H t h oAt h i d r O v à

B IỆ N p h Ap l à m g iAm s ự t h o At HIĐRỞ

Trong duĂg dịeb niạ thường tổn tại lượng n h ẩt đ ịn h ion H*,

V Ỉ vậy đổng thời vớ؛ sự kết tủ a kim loại, thương cd hỉdrô' th o á t

ra N ếu như phân cực ka-tổt, lớn, hoặc q u á 'th ể hiđrô nhỏ, th ỉ

hỉdrô th o á t ٦ ra càng m ãnh 'lỉệt

1 Quá trinh thoát hiđrô

^o.n.g dung dịch tổn tạỉ sẽ chuyển dến bồ m ặ t k atd t

lo n H 3O+ sẽ bị k h â trê n katổt, tạo thành, n ^ iy ê ị ủ hiđrô hắp

p h u t r ê n ١'bể m ặ t vật m ạ.

H a ؛ nguyên tồ hỉđrO sẽ tạo.'thằ-nh phán tử H2

H + H ^ H

Hid.rô sẽ tạo họt khi, dần d án lởn lên, th o át ra trê n bể m ặ t

2 Ẩa،h h iíử n g ٠ ﺔ ﻋ s ự thoA ، k iđ rô

- DOn hiđrô : sau khỉ ion hiđrồ' khử trSn k a t ) m ột p h ồ n

sê tạ o th à n h ẳ í 2ا bay ﺎﺟ.», m'ột phần, n ^ iy ê n t^ĩ hiđrô th ấ m

vào kỉm loai n é n vả kim loại m ạ làm cho' kim 'loại %Ị dồn H iện

tư ợ n g nh.ư vậy 'gọi,-là dòn hidrồ Đế Ihm gỉảra sst, dOn hỉdrỗ,

S a u khi m ạ xong, phàỉ sấy ة n h iệ t độ cao

- Rộp bọt khi Sau khi m ạ xong, khi nhiệt độ mỡỉ trư ơ n g cao, hiđrồ hấp th ụ trê n bễ m ặ t kim loại nên nơ ra^ sinh, ra rộ.p

bọ t khi,., â n h h ư ơ n g tơi chất lư ợ n g'ma H ỉệntưỢ B g này dặc.híệ.t

rS r ệ t như lớp m ạ kẽm, cảc dimi, chi v.'v Cd khfi bọt khl nhơ

n ầy xu'ất hiện khi để lớp mạ^ tro n g thơỉ gian dẳỉ

- RS, chăm kim Bọt khi h íđ rơ 'b á m trê n bổ J®ạt kim ,,1^1, ,tạ o 'c h ơ cáeh điện, làm cho lon klm loại, khSng t h ể phOng díện chơ bọt kh i dươ'c','^mằ ch i pho'ng đ؛ện ô'X ung'^uan'h chơ 'bọt khi

N hư vậy sinh ra dỉểm rố trê n lớp ma 'N iu nhií bọt khỉ H

34

bám không chác, định kỉ lưu lại và th o á t đi, sẽ tạo châm kim Ti'ong dun g dịch thường cho chất th ấ m ướt dể khấc phục sinh

ra điểm rỗ١ châm kim Ngoài ra di dộng âna cực, định kỉ lọc dun g dlch cUng là phương pháp dể k h ác phục hiện tư ợ ng này

- Làm gỉầm hỉệu suất dOng dỉện Bọt khỉ 2ﻵ sinh r a làm gỉàm hiệư su ất dOng d٤ện, như vậy phẩi kéo dài thời ^ a n m ạ,

tả n g sự tíêu hao dỉện nãng Ngoài ra bọt khi hidrO bay r a nhỉễu, ínang theo dun g dịch dạng sương mU, ẩnh hưởng dổi với môi

trường, phảỉ cO th iế t bإ hút tốt.

3 Biện pháp íàm giảm sự thoát kh؛ hiđrô

N âng cao quá th ế hidrO la biện pháp tố t n h á t dể làm giảm

bọt khi ٠٠ 2 ٠ ﻻ đố trong quá trin h sàn x u ất phầĩ tim biện pháp

dể n ân g cao q u á th ế hidrO N hững n h ãn tố ầnh hưỏng dến q u ấ

th ế hidrO gồm m ấy diê١m dưới dây :

a) Vật liệu ka tố t

Vật lỉệu k a tổ t khác nhau, quá th ế khổng ^ ổ n g nhau N h ữ n g chi tỉế t m ạ cO n ^ iy ê n lỉệu khác nhau tro n g diều kiện m ạ nh ư nhau, sự th o á t H 2 trê n bề m ặt khOng gidng nhau Thi dụ sự

th o á t H 2 trê n chi tiết vật thép dUc n hỉéu hơn so với chi tiế t

là thép cắc bon thấp, khi m ạ kẽm Đđ là do quá th ế H 2 th ă p trê n g raflt Do q u á th ế của hỉdrô trê n kẽm lớn hơn tr ê n sấ t, cho nên khỉ m ạ kẽih chi tỉết bằng s ắ t, dể trá n h sự th o á t H 2

r a nhỉểu cần phẩi dUng biện pháp ban d ầ u đUng dOng d iện lớn^ làm cho bễ m ặ t chỉ tiết sắt, thép m ạ lên m ột lớp kẽm Q ua nghỉên cứu ta th ẩy rằng quá th ế hidrồ trè n T itan , bạch kim, crồin v.v thấp, quá th ế hidrồ trê n chỉ, th u ỷ ngần, kỗm, cảcdỉm ỉ, thỉếc v.v tư ơ ng dổỉ lớn, quá th ể H 2 trê n sắt, coban, n ik en , đổng, bạc v.v nằm giữa hai loạỉ nảy

b) Trung thai bề m ật hatốt

Nếu như bế m ặ t chi t ٤ểt phun cát thồ, quá th ể hiđrồ th ấp ,

dễ th o át 1 ا ي bể m ặt chl tỉết màỉ đánh bOng tốt, q u á th ế hiđrô 2cao, kho th o á t hỉdrô N hững chi tiế t khl tẩy axlt bị ã n m òn,

q u á th ể hídrô giầm, làm cho bọl khl hỉdrồ th o ấ t ra nhiễu, tro n g

sà n x u ấ t cẩn trá n h xảy ra

35

с) D ung dich пщ, H àm lượng và tinh c h ấ t tạo phức c ủ a dung

dịch cO ầ n h hưởng dến sự thoát H^ NOi chung khi dù^ng chất tạo phức càn g m ạnh thi th o á t khl Η 2 càng nhiều

C hất phụ gỉa cO á n h hưỗng khác nhau : cổ loạỉ là m gỉâm

q u á th ế hidrOj cO loạỉ làm tả n g q u á thể'hid~rô C hất là m tầ n g

q u á th ế h id rô dược gọỉ là c h ấ t ngăn chặn hiđròi hiện п л у chưa nghỉên cứu dầy đủ vé ch ất này*

Giá tr ị pH cd àn h hưởng, rO rệt, dến quá th ế - h id r ố Trong

d u n g dịch axltj quá th ể hidrO tâ n g lên khi tâ n g trị pH Ti.ong d u n g dịch kiêm th l xầy ra ngược lại Vì vậy, I to in g dung dịch m ạ kiễm yếu,, ax ít y ếu ,-'k h ổ n g ch ế pH c ủ ạ d u n g d-ịch là việc r ẩ t q u a n trọng

Ngoài ra,, n ấn g cao n h ỉệt độ, khuấy d u n g dịch làm ' cho quá

th ể hidrỡ giảm di

١

I - 'k h Ai n i ệ m v ề K H Ấ N Ă N G p h â n b ố c ủ a l ớ p m ạ

Muốn dược lớp m ạ tổ t th l độ dày lớp m ạ 'ق mọi vị t r l phàỉ

d ồ n g ٠ d ế u ٠nhạu Thực, tế chiêu dày lởp m ạ trẽ n to àn bộ bê m ặt,

khồng phài٠ chỗ nào củng-dễu nhau Thl dụ : m ạ m ột r n ặ t p hảng

th l lớp m ạ ỏ bỉên dầy h on ở gịữa, n hữ ng chi tiế t,p h ứ c tạ p th i

lộ p m ạ chồ lội dầy hơn ch ؛ lỡm Ѵ Ѵ N ^ ê n n h ân ỉ à do m ậ t d^ộ' dòng điện phần bố, ỏ Các vị trl khổng dổu nhau

.Khả n â n g ph٥n -b ổ tổ t là k h ả n ã n g lầm ,cho độ dà۶ lớp n^ạ

ở cá,c vị t r l d ẽ u nhau

П - CÁC PHƯỠNG PHẤP LÀM CHO L.ỔP MẠ-PHÂN B ố TốT

1 Những- nhân tố_ ,ành hưộng dển khả nSng phân hổ

N h â n tố chỏ yếu ản h hưởng dển khẩ n ẫng p h ân bố ١bao gồm

n h â n tổ h ln h học và n h â n tổ điện hOa

'36,

aj Ánh hưởng cùa nhàn tố hình học

N hân tố hỉnh học bao gồm hỉnh d ạn g của thùng, hình dạng

a n ố t, hinh dạng chi tiết, vị trí giữa an ố t và k atố t v.v N hững

n h â n tố hình học này làm cho sự phân bố dòng điện ở các vị

t r í không giống nhau

b) Ảnh hường của nhởn tó diện hóa

- Tác dụng của sự phân cực : nâng cao phân cực k a tố t thì

n â n g cao khả năng phân bố của lớp m ạ

- Tác dụng của m ật độ dòng điện : n â n g cao m ậ t đô dòng

đ iện thì n â n g cao phân cực k a tố t làm cho khả n ăn g p h ân bố tốt

- Tác dụng của độ dẫn điện dung dịch : khi n â n g cao độ

d ẫ n điện của dung dịch m à không làm giảm nhiều p h ân cực

k a tố t cũng làm cho khả năng phân bố tốt

2 Các phương pháp làm tăng khả nâng phân bố

Dùng nhữ n g dung dịch cđ khả n ăn g phân bổ tố t hoặc cho nnuối dẫn điện vào trong dung dịch Thí dụ các dung dịch xianua, pirôphổtẸ hát v.v thường cd khả n ản g p h ân bố tốt, bởi vì những

d u n g dịch này thường co' p hân cực k a tố t lớn

- Nếu dun g dịch khống thỏa m ãn làm cho khả n ă n g phân

bố tố t thỉ dùng các phương pháp sau đây :

Hình 2 -1 Anh hiking khả nAng phân bổ lớp mạ crôm cùa vị trí chi tiết

ddi vói độ sAu anốt và bé mặt đung dịch.

37

- Thời gian ngắn d ầu tiên dUng m ật độ dOng diện bớn (gấp

2 - 3 ỉầ n m ật độ dOng diện binh thường) làm cho c ầc vị tií

bề m ặ t chi tỉế t dược h o ạt hOa, n ân g cao khẩ n ã n g p h â n bá

٠ DUng v ật khOng d ẫn đỉ^n như chSt dểo, thưỷ tỉỉnh 7.Ѵ

che chồ kh.ồng cẩn m ạ d-ày ,hoặc dể cho lớp m ạ

Thi dụ : díin g m àng che d ể phân bố lại dOng điện như hinh 2 3

Minh 2-5. Dùng màng che dc nang cao khả năng phẫn bố lóp mạ.

39

Chương 3

GIA CÔNG BỀ MẶT TRƯỚC KHI MẠ

A - Ý N G H ĨA CỦA ١H ỆC G IA CÔ N G B Ề MẶT

TR Ư Ớ C K H I MẠ

G ia công bề m ặ t trước khi mạ, cđ ả n h hưởng quyết định đếĩi

c h ặ t lượng mạ Gia công bề m ật làm cho vật m ạ được n h ả n bđng Gia công bê m ặt, còn để khử sạch các lớp gỉ, các m àn g oxít m ỏng, hoặc các chất bẩn, dấu m ỡ bám trê n bế m ặt v ậ t

m ạ, tạo đ iéu kiện cho lớp m ạ gán chác với kim loại nền

Mục đích của m ài và đ ánh bống là làm cho bê m ặt kim loại

s ầ n sùi trở th à n h nhẵn bóng đ ạ t yêu cáu Đ ể m ài và đánỉh

bdng, người ta dùng m áy quay hai đẩu trụ c co' gán bánh 3s;e

đ á n h bổng

40