Bài giảng MẠ ĐIỆN ELECTRODE PLATING

PhD. Vu Thi Hanh Thu Kỹ thuật mạ điện hay kỹ thuật Galvano là tên gọi của quá trình điện hóa phủ lớp kim loại lên một vật. I. Tổng quan về kỹ thuật mạ điện I. Tổng quan về kỹ thuật mạ điện ) Object to be plated(cathode) Positive electrode (anode) reduction M +n +ne - → M oxidation M –ne - → M +n Electroplating Zinc onto Copper Zn +2 V Zn 2+ + 2e - –> Zn reduction ZnNO 3 dissolved in water Zinc anode Copper cathode oxidation Zn -2e - –> Zn 2+ + 2e - II. Cơ sở điện hóa học. II. Cơ sở điện hóa học. 1/ Thuyết điện ly. 1/ Thuyết điện ly. Axit H + (Gốc axit) - Bazo M(OH) n M n+ (OH) - Muối M n+ (Gốc axit) - 2/ Định luật Faraday: 2/ Định luật Faraday: 3/ Hiệu suất dòng điện: 3/ Hiệu suất dòng điện: m = KIt ŋ= m tt / m lt 4/ Điện thế tiêu chuẩn của kim loại: 4/ Điện thế tiêu chuẩn của kim loại: - - - - - - + + + + Kim loại Dung dịch - - - - - - + + + + Kim loại Dung dịch Sự tạo thành lớp điện tích kép. Kim loại Điện thế tiêu chuẩn φ 0 (Vôn) K -2,29 Ca -2,84 Na -2,71 Mg -2,38 Al -1,66 Zn -0,78 Cr -0,71 Fe -0,44 Cd -0,40 Ni -0,23 Sn -0,14 Pb -0,126 H 0,0 Cu +0,34 Hg +0,789 Ag +0,799 Au +1,42 5/ Sự phân cực: - - - + + + - - - + + + +- +- +- + - Δφ k = φ k -φ k cb Δφ A = φ A -φ A cb φ A cb φ k cb 6/ Quá thế Hidro: 6/ Quá thế Hidro: Muốn kim loại kết tủa trên Katot, phải cho điện thế âm hơn điện thế tiêu chuẩn của nó. ٭ Điện thế chênh lệch giữa điện thế tiêu chuẩn của kim loại và điện thế sử dụng gọi là quá thế. ٭Điện thế chênh lệch giữa điện thế tiêu chuẩn của Hidro và điện thế sử dụng gọi là quá thế. 7/Nồng độ ion H 7/Nồng độ ion H + + : : Ion H Ion H + + : tính axit. : tính axit. Ion OH Ion OH - - : tính kiềm. : tính kiềm. Dung dịch trung hòa: nồng độ H Dung dịch trung hòa: nồng độ H + + = nồng độ OH = nồng độ OH - - . . 8/ Sự thụ động Anot: 8/ Sự thụ động Anot: Anot không tan mà chỉ có Oxi thoát ra, Anot bị đen. III. Cơ chế tạo thành lớp mạ. 1/ Yêu cầu đối với lớp mạ: • Bám chắc vào kim loại nền, không bong. Bám chắc vào kim loại nền, không bong. • Lớp mạ có kết tủa nhỏ mịn, độ xốp nhỏ. Lớp mạ có kết tủa nhỏ mịn, độ xốp nhỏ. • Lớp mạ bóng, dẻo, độ cứng cao. Lớp mạ bóng, dẻo, độ cứng cao. • Lớp mạ có đủ độ dày nhất định. Lớp mạ có đủ độ dày nhất định. 2/ Quá trình kết tủa của kim loại: 2/ Quá trình kết tủa của kim loại: gồm 2 giai đoạn: * Tạo mầm. * Phát triển mầm. [...]... cấu trúc lớp mạ kết tinh D/ Quá trình thoát Hidro: 2H+ +2e → H2↑ E/ Kỹ thuật: đổi chiều dòng điện giúp cho lớp mạ đều hơn IV Một số kỹ thuật mới trong mạ điện 1/ Mạ điện không sử dụng bể mạ: 1 2 3 + Sơ đồ nguyên lý mạ điện không cần bể mạ 1 Katot di động trên bề mặt 2 Lớp vật liệu mang dung dịch điện phân 3 Lớp kim loại mạ 4 Bề mặt vật cần mạ 4 2/ Công nghệ mạ điện tổ hợp: ‫٭‬Một lớp mạ điện thông thường:... Bề mặt vật cần mạ 4 2/ Công nghệ mạ điện tổ hợp: ‫٭‬Một lớp mạ điện thông thường: Lớp mạ điện Vật cần mạ điện ‫٭‬Lớp mạ điện tổ hợp: Lớp mạ điện Vật cần mạ điện •Lớp mạ có thêm các hạt cứng để gia cường cho lớp mạ •Hạt cứng đóng vai trò như “sỏi đá” trong khối bê tông Vật liệu dùng làm “sỏi đá” trong công nghệ mạ điện: Bột nhôm oxit Bột silic carbua Bột thạch anh Bột tungsten carbua Bột than Bột cát... hưởng đến cấu trúc lớp mạ A/ Dung dịch điện phân: ‫ ٭‬Bản chất chất điện phân ‫٭‬ ‫٭‬ ‫٭‬ Nồng độ ion kim loại trong chất điện phân Thành phần của chất điện phân Các chất hữu cơ thêm vào chất điện phân B/ Chế độ điện phân: ‫ ٭‬Mật độ dòng điện ‫ ٭‬Nhiệt độ dung dịch ‫ ٭‬Khuấy C/ Trạng thái bề mặt kim loại nền: ‫ ٭‬Bề mặt kim loại nền phải sạch, bằng phẳng, bóng ‫ ٭ Điện thế kim loại mạ phải âm hơn kim . thường: 2/ Công nghệ mạ điện tổ hợp: Vật cần mạ điện Lớp mạ điện ٭Lớp mạ điện tổ hợp: Vật cần mạ điện Lớp mạ điện • • Lớp mạ có thêm các hạt cứng để gia cường cho lớp mạ. Lớp mạ có thêm các hạt. chiều dòng điện giúp cho lớp mạ đều hơn. IV. Một số kỹ thuật mới trong mạ IV. Một số kỹ thuật mới trong mạ điện. điện. 1/ Mạ điện không sử dụng bể mạ: 1/ Mạ điện không sử dụng bể mạ: + - 1. lý mạ điện không cần bể mạ. 1. Katot di động trên bề mặt. 2. Lớp vật liệu mang dung dịch điện phân. 3. Lớp kim loại mạ. 4. Bề mặt vật cần mạ. ٭ ٭ Một lớp mạ điện thông thường: Một lớp mạ điện