Công nghệ mạ điện mạ bạc

Mạ bạc từ dung dịch xyanua phương pháp truyền thống Cấu tử chính của phương pháp này là AgCN.nKCN n=2-4 và xyanua tự do KCN hoặc NaCN.. II Các phương pháp mạ 2.1 Khái niệm Quá trình kết

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA HÓA –LÝ KỸ THUẬT

MẠ BẠC

Giáo viên hướng dẫn: Ths Lê Văn Toán

Nhóm sinh viên thực hiện: Phạm Thanh Phương

Phí Trọng Đức

Nguyễn Phú Cường Nguyễn Hoàng Tuấn

Lê Xuân Quỳnh

Tạ Huy Ánh

-Mạ bạc được dùng làm trang sức, vật trang trí, làm tăng phản quang cho các thiết bị chiếu sang và các dụng cụ

quang học khác ( pha đèn, gương, )

- Mạ bạc còn được dùng rộng rãi trong nghề kim hoàn

( nghề đậu bạc), trong chế tạo huân chương, huy

chương,

Một số hình ảnh mạ bạc

II Các phương pháp mạ

1 Mạ bạc từ dung dịch xyanua ( phương pháp truyền thống)

Cấu tử chính của phương pháp này là

AgCN.nKCN (n=2-4) và xyanua tự do KCN

hoặc NaCN

AgNO3 + KCN = AgCN + KNO3

AgCN kết tủa trắng, hòa tan trong KCN dư tạo

thành muối phức:

AgCN + KCN (dư) = KAg(CN)2

KB=8.10-22

Phức này bền, điện ly kém, Ag thoát ra trực

tiếp từ anion phức Ag(CN)2- thành lớp mạ:

Ag(CN)2- + e = Ag + 2CN

Nồng độ KCN tự do càng nhiều,

phức càng bền, lớp mạ càng mịn,

gắn bám chắc, dày đều trên catot,

nhưng dòng điện giảm theo KCN

làm tăng độ dẫn điện, làm cho

anot dễ hòa tan, dễ mạ bóng hơn.

- Thường dùng KCN hơn NaCN

do nó có độ tan tốt, độ dẫn điện

lớn và có thể dùng mật độ dòng

điện cao hơn -> lớp mạ có lý tính

tốt hơn.

- Ion NO3- không ảnh hưởng gì đến

dung dịch mạ, thậm chí còn cần thiết khi

mạ với tốc độ cao có nông độ xyanua

thấp

- Dung dịch xyanua có chứa 1 lượng

CO32- do ta thêm vào hoặc do hấp thụ

CO2 từ không khí K2CO3 làm tăng độ

dẫn điện, tăng khả năng phân bố ( giới

hạn: 110g/l) cao hơn thì lớp mạ sẽ thô,

nhám

- Tất cả các kim loại nền đều phải mạ lót

nhanh (20-60s) trong dung dịch bạc loãng

và dư xyanua để đảm bảo độ gắn bám

II Các phương pháp mạ

2.1 Khái niệm

Quá trình kết tủa kim loại hay hợp kim lên bề mặt vật rắn nhờ các phản ứng hóa học mà không cần dùng đến dòng điện bên ngoài gọi là

quá trình mạ hóa học hay còn gọi là mạ không dùng điện

2 Mạ bạc không dùng điện (mạ hóa học)

II Các phương pháp mạ

2.2 Phân loại

Mạ hóa học

Tự xúc tác Nội điện phân

Mạ tiếp xúc

II Các phương pháp mạ

- Mạ bạc thường dùng phản ứng tự xúc tác.

- Tự xúc tác: quá trình mạ dựa vào phản ứng oxi hóa – khử, trong đó

chất khử R là một hóa chất nằm trong thành phần của dung dịch mạ và kim loại kết tủa M phải có tác dụng xúc tác cho phản ứng ấy.

Động lực của quá trình này là khả năng xúc tác của kim loại kết tủa M đối với phản ứng oxi hóa chất khử:

Phản ứng ở cation: Mn+ + ne = M

Phản ứng ở anion: R O + ne

II Các phương pháp mạ

Sự ổn định của lớp mạ còn phụ thuộc vào giá trị pH.

Ta có phức giữa ion bạc với etylen diamin (en):

Trạng thái cân bằng của phản ứng cho thấy:

pH thay đổi với nông độ của Ag+ và en Trong trường hợp, bể mạ

ổn định (sử dụng 3,5- diiodotyrosine ) để mạ tát cả, nhưng sau 24h độ pH của bể giảm

Chất ổn định bao gồm: các kim loại Co2+ , Ni2+, Na-2-3

mercaptopropane sunfat ( NaBH4, N2H4, CN- ) và các chất khác.

Sự thay đổi pH theo nồng độ ion bạc

thủy tinh thấm ướt 100%

- Rửa sạch thủy tinh trong nước cất

- Ngâm thủy tinh trong dung dịch HNO3 loãng (1:1) trong 10ph.

5 Rửa sạch bằng nước cất.

- Làm khô bề mặt kính bằng luồng không khí nóng.

- Xử lí thủy tinh trong dung dịch NaOH 15-20% trong 1ph

- Rữa thủy tinh bằng dòng nước chảy mạnh

- Nhúng thủy tinh vào dung dịch Sn 0,05-0,1% đã axit hóa bằng HCl

- Rửa lại thủy tinh trong nước cất

- Nhúng thủy tinh vào dung dịch tráng gương

III Quy trình mạ

 Tại sao khi mạ (video) nối điện bên ngoài cho anot trước ?

Vì: điện thế tiêu chuẩn của Cu, Fe âm hơn so với Ag nên khi

không nối điện vào trước, trên bề mặt vật cần mạ sẽ xảy ra phản ứng trao đổi

Cu + 2e -> Cu2+

-> ảnh hưởng đến độ bám của lớp mạ, làm bẩn dung dịch mạ

 Giải thích tác dụng của công đoạn hỗn hống hóa, thấm bạc

hoặc mạ lót bạc?

Công đoạn hỗn hống hóa, thấm bạc hoặc mạ lót bạc là để làm

sạch bề mặt mạ -> tránh hiện tượng các ion kim loại khác bám lên lớp mạ -> lớp mạ không được bám chắc

Na2SO3 100-200

Nhiệt độ (0C) 15-30 15-30Thời gian ( giây) 60-120 3-10

Phương pháp chống sự biến màu bạc

- Chi tiết bạc trong quá trình vận chuyển hoặc dự trữ khi tiếp xúc những chất ăn mòn như SO2, H2S, Cl- … trong không khí, bạc biến màu rất nhanh do tạo thành bạc clorua, bạc sunfua,

bạc sunfat …, làm mất độ bóng, dần dần biến thành màu vàng nhạt → xanh tím → nâu đen.

- Sự biến màu của bạc có quan hệ với nhiều nhân tố như độ tinh khiết của bạc môi trường xung quanh lớp mạ bạc như nhiệt

độ, độ ẩm, nồng độ các chất ăn mòn….

- Sự biến màu bạc không những ảnh hưởng đến bề mặt còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến tình năng hàn, độ dẫn điện của lớp mạ.

Dù áp dụng phương pháp chống sự biến màu nào cần phải đạt yêu cầu sau đây:

- Có khả năng chống biến màu nhất định.

- Có tính năng hàn.

- Có điện trở tiếp xúc nhỏ.

Phương pháp thụ động hóa

Công nghệ thụ động hóa muối cromat như trong bảng sau.Quy trình công nghệ cụ thể tạo màng như sau: Khử màng → Trung hòa → Thụ động hóa học Công nghệ trước 3 giai đoạn này là công nghệ làm bóng Thụ đông muối cromat giá thành thấp, thao tác đơn giản, duy trì dễ dàng, nhưng hiệu quả chống biến màu thấp.

Chi tiết mạ bạc qua tẩy bóng ( hoặc chưa tẩy bóng) tiến hành thụ động hóa trên catot, tạo màng thụ động Lớp màng này có bề mặt đẹp, chống

sự thay đổi màu, đảm bảo mối hàn chi tiết

Thu hồi bạc trong dung dịch mạ hỏng

Phương pháp khác là kết tủa bạc dưới dạng AgCl bằng HCl, sau đó hòa tan kết tủa bằng HNO3 để được AgNO3

Có thể thu hồi bạc bằng bột kẽm hay bột nhôm vì chúng có khả năng đẩy bạc ra khỏi muối dung dịch Kết tủa bạc thu được còn lẫn bột kim loại cần hòa tan chúng trong HCl nóng nếu

dùng bột kẽm hay trong NaOH nếu dùng bột nhôm.

Tách chiết bạc bằng dung dịch kiềm amon bậc bốn 0,5M

trong tetracloetylen có them một ít rượu decilic là Phương pháp rất tiện lợi Sau đó rút bạc ra bằng dung dịch KCN và KOH sẽ thu được dung dịch KAg(CN)2 bão hòa

IV Tổng Kết

tiến nhảy vọt, thỏa mãn được nhiều yêu cầu kỹ

thuật quan trọng trong sản xuất và đời sống

Song song với đó, công nghệ mạ bạc dựa trên

những tiến bộ khoa học đang từng bước loại bỏ

những kỹ thuật sử dụng các nguyên liệu độc hại cho sức khỏe con người Thay vào đó là những sản

phẩm mạ tinh xảo hơn, sang trọng hơn nhưng

không gây nguy hiểm cho con người và môi trường, góp phần đáp ứng nhu cầu của thị trường ngày càng khó tính

Tài liệu tham khảo:

1 Công nghệ mạ điện – Trần Minh Hoàng – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

2 Công nghệ mạ điện – Nguyễn Văn Lộc – Nhà xuất bản giáo dục

3 MODERN ELECTROPLATING - MORDECHAY SCHLESINGER

Công ty mạ bạc: PML Plating Ltd