Công nghệ mạ điện doc

 Là một trong ba quá trình trong chu trình LIGA - được sử dụng trong sản xuất robot điện tử siêu nhỏ MEMS...  Quá trình gia công cơ học làm lớp kim loại bề mặt sản phẩm bị biến dạng, l

Hứa Tuyết Ngân (2096791)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ

Bộ Môn Hoá

Nội dung báo cáo

 Giới thiệu chung.

LỊCH SỬ

 Ngành mạ điện được nhà hóa học Ý Luigi V

Brugnatelli khai sinh vào năm 1805

 Cuối thế kỉ 19 máy phát điện ra đời thì ngành công

nghiệp mạ điện đã bước sang một kỉ nguyên mới

 Ở Việt nam,công nghệ mạ điện đã phát triển mạnh trong vài chục năm gần đây và tiếp thu được kỹ thuật của

nhiều nước trên thế giới

 Là một trong ba quá trình trong chu trình LIGA - được

sử dụng trong sản xuất robot điện tử siêu nhỏ (MEMS)

Gia công cơ học

Cr2O3,Fe2O3 ,Vôi

 Quá trình gia công cơ học làm lớp kim loại bề mặt sản phẩm bị biến dạng, làm giảm

Tẩy dầu mỡ

 Cách 1: Tẩy trong dung

môi hữu cơ như

tricloetylen C2HCl3,

tetracloetylen C2Cl4,

cacbontetraclorua CCl4,

benzen , toluen … rồi sau

đó tẩy tiếp trong dd kiềm

 Cách 2: Tẩy dầu mỡ siêu

âm:dùng máy phát kiềm

truyền sóng dao động có

tần từ 20-1000KHz vào

dung môi hay dd rửa

 Cách 3: Tẩy trong dung dịch kiềm nóng NaOH có bổ sung thêm một số chất nhũ tương

hóa như: Na2SiO3, Na3PO4…

 Cách 4: Phương pháp điện hóa: dd tẩy giống như phương pháp hóa học nhưng dung dịch

có nồng độ loãng hơn Gồm tẩy anod, catod, hỗn hợp

 Cách 5: Tẩy dầu mỡ thủ công: dùng CaO , hoặc hỗn hợp

đolomit MgO.CaO ).

Tẩy gỉ

 Gỉ là gì?

Là một lớp oxit hay lớp

muối bazơ của kim loai đó

phủ trên bề mặt kim loại

Tẩy gỉ hóa học: thường

dùng axit loãng H2SO4 hay

HCl hoặc hỗn hợp của

chúng Khi tẩy thường diễn

ra đồng thời 2 quá trình: hòa

tan oxit và kim loại nền

và tẩy gỉ anot.

 Tẩy gỉ catod : sinh ra H , có tác dụng khử một phần oxit, làm tơi cơ học màng oxit và nó sẽ

bị bong ra.Dễ gây giòn hidro

 Tẩy gỉ anod : lớp bề mặt sẽ rất sạch và hơi nhám nên lớp mạ

sẽ gắn bám rất tốt.

 Đặt biệt sau khi tẩy xong phải đem thụ động (nếu chưa gia công ngay): trong dung dịch NaNO2, Na2CO3 , HNO3.

Tẩy bóng điện hóa và hóa học

 Cho độ bóng cao hơn gia

công cơ học,lớp mạ trên nó

gắn bám tốt, tinh thể nhỏ, ít

lỗ thủng và tạo ra tính chất

quang học đặc biệt

 Khi tẩy bóng điện hóa

thường mắc vật tẩy với anot

đặt trong một dung dịch đặc

biệt Do tốc độ hòa tan của

phần lồi lớn hơn của phần

lõm nên bề mặt được san

bằng và trở nên nhẵn bóng

 Cơ chế tẩy bóng hóa học cũng giống tẩy bóng điện hóa Khi tẩy bóng hóa học cũng xuất hiện lớp màng mỏng cản trở hoặc kìm hãm tác dụng xâm thực của dung dịch với kim loại tại chỗ lõm

Ví dụ: dung dich tẩy bóng đối với thép,đồng gồm:H3PO4,

H2SO4, HNO3, HCl,

CH3COOH, H3PO3, Chất màu,nhiệt độ,thời gian,…

Tẩy nhẹ

không nhìn thấy được, được hình thành trong quá trình gia công ngay trước khi

mạ

nền bị lộ ra, độ gắn bám sẽ tăng lên.

 Kim loại mạ gắn với cực dương (anôt) của nguồn điện trong dung dịch điện môi.

 Phân biệt mạ điện

và mạ hoá học.

Sự hình thành lớp mạ điện

 Tại anod: xảy ra quá trình oxi

hóa kim loại.Kim loại tan dần

 Tại catod: xảy ra quá trình

khử,tạo ra lớp kim loại kết tủa

Dung dịch mạ KẼM Thành phần dung dịch mạ

Dung dịch sunfat: mạ với vật liệu đơn

giản,tốc độ mạ cao,hiệu suất dòng điện

lớn,lớp mạ ít bị giòn hidro,dd không

độc.

CH3COONa,K2SO4,NH4Cl,(NH4)2SO4

C6H12N4, U-2, USD, ZnO, ZnSO4.7H2O

Al2(SO4)3.18H2O,Na2SO4.10H2O, glucoza,Dextrin vang, polyacrylamit.

Dung dịch zincat : cấu tử chính là muối

phức Na2ZnO2 hay K2ZnO2 Lớp mạ

xám, sần sùi nếu không phụ gia và

nartri hay kaili pyrophotphat Dung

dịch phân cực catod lớn,độ dẫn điện

cao nên khả năng phân bố lớp mạ

tốt,mạ được với các vật có câu hình

Zn2P2O7 + 3 Na4P2O7 =

Na6[Zn(P2O7)2].

Dung dich xyanua : mạ được các vật

Dung dịch mạ thiếc Thành phần dung dịch

Dung dịch stanat: có sự phân cực

catod lớn.khả năng phân bố lớn,

Dung dịch mạ VÀNG Thành phần dung dịch.

Dung dịch xyanua kiềm: chứa KAu(CN)2,

KCN tự do Dd này có điện thế catod rất

âm nên không có hiện tượng vàng thoát

ra,do đó không cần mạ lót,độ tinh khiết

cao.Tinh thể nhỏ mịn.

KAu(CN)2, KCN tự do Anod: vàng (99,99%) hoặc thép không gỉ.

Dung dịch xyanua trung tinh : KCN tự do

ít Dd này dùng để mạ dày,độ tinh khiết

thấp, nhưng lớp mạ nhẵn hơn.Ít ổn định

nếu khuấy lọc liên tục

KAu(CN)2, axit nitrix, kali xitrat, KH2PO4.3H2O,

TL2SO4.Anod: titan mạ bạch kim.

Dung dịch xyanua axit : Dd không có

xyanua tự do nên ít độc hại,nhưng khả

năng phân bố sẽ kém hơn

KAu(CN)2, axit nitrix, kali xitrat,CoSO4.7H2O

Dung dịch feroxyanua: Dd không độc hại

thay cho dd xyanua,chất lượng lớp mạ,khả

năng phân bố,hiệu suất kém hơn đôi chút

AuCl3.HCl.4H2O,

K4Fe(CN)6.3H2O,K2CO3, KCNS

MẠ HỢP KIM (mạ đồng thau Cu-Zn)

 Thành phần dd: CuCN,Zn(CN)2,NaCN tự do, Na2CO3,

Na2SO3, NH4OH, NaOH, Natri kali tatrat

 Tính chất dd: Nồng độ dd xyanua tự do, pH,nhiệt độ

Máy móc thiết bị,sơ đồ và một số

nhà máy mạ điện ở nước ta

Công thức tính bề dày lớp mạ điện

Hoàn thiện lớp mạ

 Sau khi mạ,lớp mạ chưa hoàn toàn hoàn chỉnh,còn nhiều

lỗ xốp, dễ bị oxy hoá, độ bền, độ cứng … chưa đạt yêu cầu,do đó cần có khâu hoàn thiện lớp mạ bằng nhiều

phương pháp tuỳ theo mục đích cụ thể

 Người ta có thể dùng phương pháp thụ động hoá bề mặt

sau khi mạ hoặc phương pháp gia công cơ khí như mài bavia, đánh bóng bề mặt

Kiểm tra chất lượng lớp mạ

 Kiểm tra hình dáng bên

ngoài

 Đo chiều dày lớp mạ

 Đo độ xốp lớp mạ

 Đo độ kín lớp nhôm oxit

 Đo độ bền ăn mòn của

 Bề dầy đúng tiêu chuẩn

Vấn đề ô nhiễm và xử lí

 Ô nhiễm tiếng ồn: nút bịt tai

 Ô nhiễm khí thải: thông gió xưởng mạ

 Ô nhiễm chất thải: tùy loại mà có biện pháp

 Và đặc biệt ô nhiễm nguồn nước: vì chứa xyanua, crom, niken, đồng, kẽm…: phương pháp kết tủa hoá học,

phương pháp hấp phụ, phương pháp trao đổi ion, phương pháp điện hoá, phương pháp sinh học…

Ứng dụng

 Trong lĩnh vực xây dựng: mạ

ống nước,đường sắt,các thiết

bị ngoài trời, mạ các thiết bị

chịu lực,mạ kẽm cho tôn…

 Trong sản xuất dân dụng:

làm đồ trang sức,lư đồng,huy

chương,bát đĩa,vòi nước…

 Trong ngành kĩ thuật cao:

sản xuất robot,tên lửa…

 Trong công nghiệp đóng tàu:

thường mạ một lớp kẽm lên

bề mặt vỏ tàu

 Trong các công trình thủy

(ở Tôkiô): các trụ cầu của cầu dẫn qua cảng Tokyo, lớp phủ titanium (1mmTi + 4mm thép tấm).

 Trong lĩnh vực khác : mạ vàng điện thoại,xe hơi,

laptop…

Bước phát triển mới ?

+

Mạ tổ hợp

Ứng dụng công nghệ CNTs

măng không có sỏi,đá

Thế nào là công nghệ CNTs

 Chất dùng làm “sỏi,đá”

trong mạ tổ hợp:

 Chất dùng làm sỏi,đá trong CNTs

Đó là ống nano cacbon

Là vật liệu được xem là cứng nhất,bền nhất hiện nay và hơn cả kim cương

Tại sao phải ứng dụng công nghệ

Tài liệu tham khảo

 Trang web wikipedia

 Bài tập điện hóa

 Thư viện điện tử violet

 Tài liệu đại học Bách khoa Hà Nội

 Mạ điện (tác giả:Nguyễn khương)

 Mạ điện (Trần Minh Hoàng)…

CẢM ƠN SỰ CÓ MẶT VÀ THEO DÕI

CỦA CÔ CÙNG CÁC BẠN!