هر آنچه باید در مورد ویژگی‌های آبکاری مس بدانید !
آبکاری مس (Copper plating) یک فرایند الکتروشیمیایی است که در آن لایه ای از مس با استفاده از جریان الکتریکی بر روی سطح دیگری که معمولا فلز است قرار می گیرد. آبکاری مس یک فرایند مهم است زیرا در برابر خوردگی ها از فلزات محافظت کرده و مقاومت به سایش سطح را بهبود می بخشد.
فلز روکش شده هدایت گرمایی و الکتریکی بسیار خوبی دارد و باعث می شود محصولات آبکاری شده برای کاربردهای مهندسی دقیق مانند تخته های مدار چاپی (PCB) مناسب باشند. این روکش چسبندگی عالی به اکثر فلزات پایه دارد و باعث بهبود شکل پذیری محصولات روکش شده می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.
لازم به ذکر است که مس یکی از بهترین هادی های جریان الکتریسیته است بنابراین روکش مس هدایت الکتریکی بسیار خوبی برای بسیاری از فلزات ارائه می دهد. در نتیجه ، آبکاری مس در صنایع الکتریکی و همچنین الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجا که مس یک فلز نرم است می توان آن را بر روی قطعات فلزی اعمال کرد که انعطاف پذیری لازم را دارند. روکش مس از بین نمی رود زیرا چسبندگی را حتی در شرایط خمش نیز حفظ می کند. آبکاری مس پوشش یکنواختی را روی بیشتر فلزات آهنی و برخی از فلزات غیر آهنی بوجود می آورد.
آبکاری مس چگونه انجام می شود؟
در فرآیند آبکاری مس، سولفات مس به عنوان یک الکترولیت عمل می کند ، سیم مسی که در الکترولیت مورد استفاده قرار می گیرد به عنوان آند عمل می کند و یک میله آهنی برای آبکاری در الکترولیت فرو رفته و به عنوان کاتد معرفی می شود.
هنگامی که جریان الکتریکی برقرار می شود مولکول سولفات مس (CuSO4) به یون های مس مثبت و یون های سولفات منفی (SO4) تبدیل می شود. یون های مثبت Cu2 به میله آهنی کاتدیک جذب می شوند. وقتی یون های Cu2 به کاتد برسند ، آنها ۲ الکترون گرفته و مس فلزی خنثی را ایجاد می کنند و سپس بر روی سطح میله آهنی قرار می گیرند. مولکول های مس در آند به یون های مس تغییر می یابند و ۲ الکترون را از دست می دهند. هنگامی که آنها وارد محلول الکترولیت شوند از نظر شیمیایی با یون های سولفات واکنش نشان می دهند و سولفات مس تولید می شود تا دوباره غلظت الکترولیت را متعادل کند.
مزایای آبکاری مس
آبکاری با مس باعث محافظت در برابر سایش و خوردگی قطعات فولادی اندود شده با نیکل به عنوان بخشی از پوشش زیرکار می شود. به عنوان یک صفحه زیرکار این روکش مانعی مؤثر بین مواد پایه و رسوبات فلزی متعاقب آن ایجاد می کند.
آبکاری مس با فرآیند رسوب الکتریکی به محصولات کاملاً تمیز شده فولادی مانند سیم فولادی اعمال می شود. لایه مس بخش های روکش شده را در برابر انتشار کربن یا سیمانی شدن محافظت می کند. این فرآیند برای محافظت از آبکاری کروم نیز استفاده می شود که در آن مس ، صفحه میانی را تشکیل می دهد. آبکاری نیکل بر روی لایه مس رسوب داده شده بر روی فولاد اعمال می شود سپس از یک روکش نازک کروم برای مقاومت موثر در برابر خوردگی استفاده می شود.
مس می تواند یک لایه مات ، نیمه روشن ، براق یا جلا دار را ایجاد کند و از آن برای پوشاندن فلزات برای اهداف مختلف از خودروسازی تا پزشکی استفاده می شود. مس عنصر شیمیایی با هدایت حرارتی و الکتریکی بالایی است و ضد باکتری ، محکم ، انعطاف پذیر و غیر مغناطیسی است.
بسیاری از فلزات می توانند با مس آبکاری شوند که برخی از آنها شامل نقره ، آلومینیوم و طلا هستند . البته هر فلز مبتنی بر آهن ابتدا به یک روکش پایه نیکل احتیاج دارد ، زیرا مس به راحتی روی سطح غیرفعال قرار نمی گیرد.
آبکاری مس چه کاربردهایی دارد؟
آبکاری مس یکی از محبوب ترین نمونه های فلزی است و برای کاربردهای متنوعی از جمله موارد زیر استفاده می شود:
- به عنوان یک لایه آماده سازی برای نیکل و نقره و دیگر فلزات
- برای اهداف محافظتی از RFI (تداخل فرکانس رادیویی) و EMI (تداخل الکترومغناطیسی) ، زیرا یک هادی عالی است.
- تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی به دلیل مقاومت باکتریایی
- برای سکه زدن به دلیل فرآیند آبکاری آسان و دوام
- چرخهای آلومینیومی به دلیل نواقص سطحی و تضمین یک سطح درخشان
- نوسازی وسایل فرسوده مانند گلدان و قابلمه
مزایای آبکاری مس
رسانایی: مس ماده ای بسیار رسانا است که به طور گسترده در کاربردهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد.
قابلیت انعطاف پذیری: مس به عنوان یک فلز نرم دارای انعطاف پذیری ذاتی است به این معنی که قادر به خم شدن و حفظ چسبندگی است.
چسبندگی: از طریق آبکاری، مس به فلزات آهنی و غیر آهنی اضافه می شود و یک سطح زیرکار عالی برای پوشش های اضافی و آبکاری های دیگر فراهم می کند. این بدان معنی است که اجزای آبکاری شده مس قادر به بهره مندی از خصوصیات دوگانه مس و پردازش های اضافی لایه بالایی با نیکل ، قلع ، آلومینیوم هستند.
مقاومت در برابر خوردگی: مس سطح خوبی از مقاومت در برابر خوردگی را فراهم می کند. با این حال در برابر خوردگی مانند فلزات سخت تر مثل نیکل مؤثر نیست. برای اجزای سازنده در محیط های بسیار خورنده ، به طور مرتب مس را با آبکاری نیکل تکمیل می کنند.
مقرون به صرفه: مس نسبت به فلزات نجیب مانند پلاتین ، طلا و نقره ارزان تر و در دسترس تر است. در صورت برآورده کردن نیازها ، مس به عنوان یک راه حل مقرون به صرفه تر انتخاب می شود.
ملاحظات در مورد آبکاری مس
در حالی که مس در بسیاری از موارد یک آبکاری بسیار مؤثر است برخی از خصوصیات خاص مس محدودیت های خاصی در استفاده از آن ایجاد می کند. از آنجا که مس فلزی بسیار فعال است برای آبکاری مستقیم با آهن ایده آل نیست ، مگر اینکه ابتدا یک روکش پایه نیکل استفاده شود.
همچنین ممکن است برای اطمینان از چسبندگی حداکثر ، از محلول سیانید همراه با محلول مس استفاده شود. سیانید بسیار سمی است بنابراین در طی این فرآیند احتیاط زیادی لازم است. مس از نظر رنگ تقریبا مات است به این معنی که در صورت نیاز به پرداخت روشن تر به افزودنی های دیگر نیاز است. برای اطمینان از کیفیت محصول نهایی مراحل اساسی در فرآیند آبکاری مس وجود دارد که باید مورد توجه قرار بگیرد.
