Mạ hoá học hiện nay thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Đã có nhiều hệ mạ hoá học ra đời trong đó hệ mạ hoá học Ni là quan trọng nhất nhờ những
tính chất nổi bật như đã được nêu. Do vậy ứng dụng của lớp mạ Ni hoá học cũng rất phong phú và đa dạng. (Hình 1.5)
Hình 1.5: Biểu đồ ứng dụng lớp mạ EN trong các ngành
Nhiều nhất là trong lĩnh vực sản xuất linh kiện máy vi tính (22%); điện tử (17%), tiếp đó là trong ngành công nghiệp ôtô (15%), hoá học, dầu khí, cơ khí, hàng không, in…Sau đây là một số ứng dụng cụ thể:
Máy vi tính (Computer):
Mạ EN được dùng chủ yếu để chế tạo màng phủ (dày ≥5 μm), trong đó chức năng quan trọng nhất là làm màng phủ chống ăn mòn và đĩa ghi từ nhôm với hàm lượng P cao cho máy vi tính.
Những báo cáo hàng năm cho thấy giá trị thương mại của lớp phủ EN tăng trưởng liên tục so với các lớp phủ khác. Theo tài liệu đánh giá về giá trị thương mại của lớp phủ EN dùng cho chức năng tạo đĩa ghi từ nhôm:
Năm 1995 – 230 triệu đĩa. Năm 1996 – 288 triệu đĩa. Năm 1997 – 354 triệu đĩa. Năm 1998 – 435 triệu đĩa.
Trên kết quả thống kê năm 1993, giá trị thương mại của lớp EN là 200 triệu USD so với lớp mạ đồng hoá học là 80 triệu USD.
Đĩa cứng nhôm ngày càng đóng một vai trò quan trọng trong đời sống do tiếp tục có những cải tiến về công nghệ ghi, tăng chất lượng sản phẩm và hạ giá thành. Đĩa cứng khởi động dùng trong những năm gần đây thì mật độ ghi yêu cầu phải tăng.
Hình 1.6: Đĩa cứng
Vì vậy công nghệ mạ EN nhằm mục đích cải tiến công nghệ ghi. Để có mật độ ghi cao cần phải tiếp tục cải tiến chất lượng lớp mạ cả về thành phần dung dịch và xử lý sản phẩm.
Một hướng khác là cải thiện từ tính của màng mỏng. Màng NiP (hàm lượng P >10%) là kháng từ, nó sẽ dẫn từ khi xử lý ở nhiệt độ trên 300oC. Để có hệ số ghi cao cần phải có mật độ ghi cao, khi đó từ tính trở thành vấn đề quan trọng đặc biệt là khi đĩa ghi từ yêu cầu mỏng hơn và hấp thụ nhiệt ít hơn trong quá trình làm việc.
Thay đổi thành phần mạ có thể làm chậm quá trình từ hoá, cải tiến công nghệ mạ góp phần đưa lớp mạ EN trở thành hoàn hảo hơn cho đĩa ghi từ nhôm.
Công nghiệp điện tử:
Lớp mạ hoá học Ni-P được dùng nhiều trong công nghiệp điện tử để : Tăng tính dễ hàn.
Làm đế không từ tính trong các bộ phận mang từ Chế tạo các vật liệu có độ dẫn thích hợp theo yêu cầu
Làm lớp chắn ngăn cản vàng khuyếch tán vào nền đồng tại các tiếp điểm Làm các vi mạch, màng bán dẫn trong suốt.
Dùng làm trang sức và bảo vệ các linh kiện điện tử, thiết bị viễn thông…
Hình 1.7 : các chi tiết trong thiết bị điện tử được mạ Ni
Thực phẩm và y dược:
Do lớp mạ EN không có độc tính lại không ăn mòn, có tính chất bảo vệ cao nên nó được dùng trong các thiết bị như: khuôn máy dập bao con nhộng (y dược), các mẫu khuôn để dập sôcola hay các chi tiết máy trong quy trình sản xuất thực phẩm:
- Cụ thể như là trong thiết bị sản xuất mật ong (Honey Equipment): các chi tiết máy tiếp xúc với mật ong mà không được phủ kim loại hay phủ các kim loại không phù hợp với những quy định về sức khoẻ thì giải pháp cho vấn đề này là tạo lớp phủ EN dày xấp xỉ 15 μm với hàm lượng P cao. Kết quả là lớp phủ này sẽ thay thế được các chi tiết máy làm bằng thép không gỉ hay phải mua những thiết bị tốn kém tới hàng ngàn dollar.
Công nghiệp in:
Những lô cuốn mực máy in đã mạ Cr thì lớp Cr sẽ bị ăn mòn từ mực in, giải pháp cho vấn đề này là thay thế lớp mạ Cr bằng lớp mạ EN dày 50 μm có hàm lượng P cao và độ đồng đều cao. Như vậy vấn đề ăn mòn được giải quyết, thêm vào đó là việc làm sạch các lô cuốn cũng dễ dàng và tiết kiệm được chi phí do bỏ được khâu gia công cơ khí lại lô cuốn sau khi mạ.
Với lớp mạ EN dày khoảng từ 5 – 9 μm hoặc EN với lượng P trung bình trong các bộ phận tiếp liệu, bộ chế hoà khí trong động cơ ôtô … để ngăn cản sự ăn mòn nền trong các môi trường alcohol (ethanol), clo, lưu huỳnh…
Các chi tiết trục bánh răng khác nhau đã được mạ Cr cứng thì điều đáng quan tâm là xử lý nhiệt làm cho chúng giòn và do đó cũng làm bề mặt Cr bị mòn đi do ma sát. Do vậy mà việc dùng lớp mạ Ni hoá học dày 25μm với hàm lượng P cao sẽ thực sự làm tăng tính bôi trơn của lớp phủ khi vận hành các chi tiết. Độ cứng bề mặt không nhất thiết cần xử lý nhiệt.
Các trục bánh răng, các vòng đệm hay các chốt trục nhỏ được mạ với số lượng lớn để tạo lớp phủ sáng bóng, chống mài mòn và khả năng bôi trơn. (Hình 1.8)
Hình 1.8 : Các chốt trục nhỏ được mạ EN
Nikel composit có tính bôi trơn cao, độ ma sát thấp, độ bóng cao chống ăn mòn tốt nên được dùng cho mạ xylanh, piston, bộ phận hãm để chống mài mòn.
Hình 1.9: mạ hoá học Ni để nâng cao khâu hoàn thiện bề mặt của piston
Ngành hàng không:
Các chi tiết trên máy bay như cánh quạt phải làm bằng nhôm để giữ cho trọng lượng luôn là nhỏ nhất, để bảo vệ các chi tiết như vậy thì thường không sử dụng được
các phương pháp mạ điện do hình dáng phức tạp nên giải pháp là mạ EN dày 20μm với hàm lượng P cao, lớp phủ có khả năng phân bố đồng đều toàn bộ bề mặt chi tiết.
Các gương cầu lõm dùng trong hàng không hay không gian thì các vùng lõm bằng nhôm của gương cầu đòi hỏi lớp phủ có thể được đánh bóng để đạt độ bóng cao cho việc đạt được độ phản quang lớn nhất và tốt nhất. Để đạt được lớp phủ đồng nhất và dày đều trong cả những vùng lõm sâu như vậy thì mạ EN dày 15 μm ( hàm lượng P cao ).
Cơ khí nói chung:
Lớp mạ Ni hoá học được dùng nhiều trong cơ khí vì nó hội tụ được nhiều ưu điểm vào cùng một vật liệu: chống ăn mòn tốt, bền nhiệt, bền mòn, bôi trơn tốt, độ cứng cao (từ 400 – 600 HV đến trên 1000 HV), chiều dày lớp mạ rất đồng đều…
Ví dụ: Các chốt, trục nhỏ của các chi tiết máy thường được làm cứng bằng nitrua hoá (nitrided) sau đó crom hoá. Mặc dù lớp phủ này là tốt nhưng vẫn có hiện tượng ăn mòn tại các mối hàn kín hay các vành bịt kín, do vậy nếu những chỗ đó được phủ EN dày 50μm và sau đó làm cứng tới 65 RC thì không ảnh hưởng tới lớp phủ cũ mà ăn mòn cũng không còn là vấn đề. Tuổi thọ của chi tiết được kéo dài.
Ngoài ra: (Misc)
- Lớp mạ Ni hoá học còn được dùng trong công nghiệp hoá chất, dầu khí, bảo vệ máy thiết bị trong các môi trường ăn mòn mạnh: các thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị phản ứng, bơm, turbin, rotor…
- Trong ngành công nghiệp luyện kim và chế tạo các khuôn đúc.
- Trong ngành công nghiệp mỏ: đầu khoan phá, các chi tiết đầu máy đặt mìn… - Các thiết bị, vũ khí trong quân đội: các ngòi kíp nổ và pháo; bộ phận dẫn hướng sóng rada…
- Công nghiệp dệt: các đầu kim dệt, máy kéo sợi…