Issuu

KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG

---------

MẠ HÓA HỌC

HÀ NỘI 1

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

MỤC LỤC

ẠO

III,Vai trò của nhạy hóa và hoạt hóa …………………………………………….10

H Ư

IV,Những đặc điểm và ứng dụng của mạ hóa học ………………………………11

TR ẦN

V,Mạ niken hóa học ……………………………………………………………..14

ÁN

-L

Í-

10 00

VI,Mạ đồng hóa học ……………………………………………………………..47

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

II,Cơ chế phản ứng mạ hóa học ………………………………………………….7

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

I,Khái niệm chung ………………………………………………………………5

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

LỜI NÓI ĐẦU

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

LỜI NÓI ĐẦU

pháp truyền thống. Nhưng trước những yêu cầu ngày càng cao về màng phủ, đòi hỏi

Có nhiều phương pháp khác nhau tạo màng phủ, trong đó mạ điện là phương

phải hội tụ được nhiều tính chất trong cùng một màng phủ có thể ứng dụng được

ẠO

trò của nó trong công nghệ tạo màng phủ. Trong mạ hoá học thì mạ Nickel hoá học

là quan trọng nhất, được quan tâm nhiều nhất và cũng có ứng dụng nhiều nhất. Mạ

H Ư

Nickel hoá học thực chất là tạo màng phủ hợp kim Ni-P hoá học. Nó vừa là lớp mạ trang sức vừa là lớp mạ bảo vệ. Thực tế đã khẳng định được mạ hoá học có nhiều ưu

TR ẦN

điểm hơn so với mạ điện.

Ngày nay trên thế giới, mạ hoá học nói chung và mạ Nickel hoá học nói riêng

10 00

đang rất phát triển. Được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp quan trọng, đặc biệt nó tỏ ra có hiệu quả trong những ngành công nghệ cao như điện tử viễn thông,

ôtô, không gian, đòi hỏi độ chính xác cao…

Í-

Ở Việt Nam, mạ hoá học là ngành còn mới mẻ, hiện nay chưa có một công ty

-L

nào sản xuất màng phủ bằng phương pháp hoá học. Các trung tâm - viện nghiên cứu

ÁN

ít quan tâm đến mạ hoá học do còn nhiều nguyên nhân khác nhau. Tài liệu và những hiểu biết về mạ hoá học còn ít và hạn chế. Đặc biệt, hiện nay lớp mạ Nickel hoá học

ÀN

đã phát triển sang loại lớp mạ Nickel hoá học composit là hướng nghiên cứu rất mới,

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Mạ hoá học tuy ra đời khá muộn nhưng đã nhanh chóng khẳng định được vai

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

ra đời đã góp phần giải quyết được yêu cầu này.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

trong nhiều trường hợp đặc biệt thì phương pháp mạ điện còn hạn chế. Mạ hoá học

với những tính chất mới có thể cải thiện cả những tính chất lớp phủ Nickel hoá học

IỄ N

hiện còn chưa đạt tới như làm tăng độ cứng, nâng cao tính chất chịu mài mòn và chịu ma sát… Hy vọng trong tương lai nó sẽ thu hút được sự quan tâm của cả người nghiên cứu và người sử dụng.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Do đó chúng em chọn đề tài: Nghiên cứu lớp mạ hóa học. Hy vọng bài thuyết

học.Chắc chắn trong một tương lai gần, mạ hoá học sẽ phát triển ở Việt Nam để có

trình này sẽ góp phần cung cấp thêm thông tin cũng như hiểu biết về lớp mạ hóa

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

thể khai thác những ưu điểm của nó.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

I,Khái niệm chung

ứng hoá học mà không cần đến dòng điện ngoài gọi là quá trình mạ hoá học hay còn

U Y TP

• Mạ tiếp xúc

loại Mn+ thì sẽ xảy ra phản ứng đẩy: M n+ + M1 = M + M1n+ (1.1)

Như vậy, M kết tủa thành lớp mạ hoá học lên M1, đồng thời bề mặt kim loại

H Ư

M1 bị tan ra. Động lực của phản ứng này là hiệu số điện thế giữa hai kim loại ấy.

TR ẦN

Quá trình mạ chậm dần và ngừng hẳn khi bề mặt nền M1 bị che lấp và phủ kín bởi M, khiến cho nền không tan được nữa. Cách này cho lớp mạ mỏng (<10 μm), xốp,

10 00

bám kém.

Ví dụ: Nhúng thép vào dung dịch CuSO4 sẽ được lớp Cu trên thép

Í-

• Nội điện phân

Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu (1.2)

ÁN

-L

Đặc điểm: Nhúng vật cần mạ kim loại M1 vào dung dịch của muối kim loại

Mn+ sẽ không xảy ra kết tủa như trên với φ oM n / M <

φ oM m / M 1

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Đặc điểm: Nhúng vật cần mạ là kim loại M1 vào dung dịch của một muối kim

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

Mạ hoá học có thể chia làm ba loại khác nhau

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

gọi là mạ không điện

www.daykemquynhon.ucoz.com

Quá trình kết tủa lớp kim loại hay hợp kim lên bề mặt vật rắn nhờ các phản

Muốn có lớp mạ M trên M1 phải nhúng thêm thanh kim loại M vào dung dịch

và nối ngắn mạch nó với nền M1. Khi đó thanh M sẽ tan ra và kết tủa trên nền M1: * anôt trên thanh M: M – ne = Mn+ (1.3) 5

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

* catôt trên nền M1: Mn+ + ne = M

(1.4)

loại âm hơn phải có cơ hội tan ra được. Khi bề mặt nền bị phủ kín cũng là lúc quá

Động lực thúc đẩy quá trình này là hiệu số điện thế giữa hai kim loại và kim

U Y

ẠO

• Tự xúc tác

Đặc điểm: Quá trình mạ này dựa vào phản ứng oxi hoá-khử, trong đó chất

H Ư

M phải có tác dụng xúc tác cho phản ứng ấy.

khử R là một hoá chất nằm trong thành phần của dung dịch mạ và kim loại kết tủa

TR ẦN

Động lực của quá trình này là khả năng xúc tác của kim loại kết tủa M đối với phản ứng oxi hoá chất khử: R – ne = O. Cách này cho lớp mạ dày từ 1 đến 100

Ví dụ: Mạ Ni hoá học:

= Ni

φoNi2+/Ni = - 0,25V (1.5)

Í-

Ni2+ + 2e

Khử:

10 00

μm.

ÁN

-L

Oxi hoá:

H3PO2 + H2O = H3PO3 + 2H+ + 2e

φ oH 3 PO3 / H 3 PO 2 = - 0,5 V (1.6)

ÀN

Phản ứng tổng:

IỄ N

Ni2+ + H3PO2 + H2O = Ni + H3PO3 + 2H+

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

thép mới thu được lớp mạ Zn trên thép.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Ví dụ: Nhúng thép vào dung dịch ZnSO4 phải nối thêm thanh Zn kim loại với

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

trình mạ kết thúc. Lớp mạ mỏng (<10μm), xốp, bám kém.

(1.7)

Eo = φoNi2+/Ni - φ oH 3 PO3 / H 3 PO 2 = 0,25 V

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Chủ yếu nghiên cứu quá trình mạ hoá học tự xúc tác. Còn mạ tiếp xúc hay mạ nội

điện phân là công nghệ thu được lớp mạ nhờ phản ứng trao đổi.

✓ Phản ứng chỉ được tiến hành trên bề mặt chi tiết do tác dụng xúc tác, trong

H Ư

dung dịch phản ứng không được sinh ra để tránh sự phân huỷ tự nhiên của

TR ẦN

dung dịch.

10 00

tức là điều chỉnh tốc độ mạ.

✓ Điều chỉnh nhiệt độ, pH dung dịch có thể khống chế tốc độ khử kim loại,

✓ Kim loại bị khử tách ra, có tác dụng xúc tác, như vậy lớp mạ mới tăng độ

dày.

Í-

✓ Chất sinh ra trong phản ứng không cản trở quá trình mạ, tức là dung dịch có

-L

tuổi thọ sử dụng phù hợp.

ÁN

II.Cơ chế phản ứng mạ hóa học Thuyết thế hỗn hợp

Khi quá trình mạ hoá học được tiến hành thì ion phức kim loại MLmn+ sẽ khử

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ion kim loại, làm cho kim loại có thể kết tủa trên nền.

ẠO

✓ Điện thế bị oxi hoá chất khử trong dung dịch cần nhỏ hơn điện thế bị khử

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Mạ hoá học theo kiểu tự xúc tác thì có những đặc điểm và yêu cầu sau:

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

trường hợp không cần độ dày lớp mạ hoặc lớp mạ lót trước khi mạ.

Đặc điểm của lớp mạ này là công nghệ đơn giản, lớp mạ mỏng, chỉ dùng cho

IỄ N

thành nguyên tử kim loại M, đồng thời chất khử R bị oxi hoá thành dạng O n+. Các phản

ứng này có bản chất giống như phản ứng điện hoá, nó gồm các phản ứng catot, và các phản ứng anot riêng biệt, xảy ra đồng thời trên cùng một bề mặt nền: Phản ứng catot:

MLmn+ + ne

= M + mL

(1.8)

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

R - ne

On+

(1.9)

MLmn+ + R = M + mL + On+

Phản ứng tổng:

(1.10)

Hai phản ứng (1.8) và (1.9) xác lập nên thế mạ hoá học, được gọi là thế hỗn hợp.

Phản ứng anot:

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

U Y .Q

(+) i

ipl

H Ư

MLmn+ + ne  M + mL Epl

TR ẦN

E (+)

10 00

Hình 1.1: Đồ thị điện cực thế hỗn hợp Trong đó i : dòng điện thực ia : dòng điện anot ic : dòng điện catot ipl : dòng điện mạ hoá học tại thế hỗn hợp E pl

Theo cách hiểu này thì phản ứng tổng được xem là một tổ hợp đơn giản các hành

vi điện hoá của hai phản ứng riêng phân (được xác định một cách độc lập ) lại mà thành.

Í-

Thực ra quá trình mạ hoá học xảy ra phức tạp hơn nhiều so với những điều vừa trình

-L

bày ở trên. Bởi vì các phản ứng riêng phần không xảy ra một cách độc lập mà còn có

ÁN

sự tương tác và phụ thuộc lẫn nhau, ngoài ra còn có các phản ứng phụ xảy ra đồng thời.

Do đó, các đường sẽ biến dạng và trở nên phức tạp hơn nhiều so với đường ghép đơn giản từ hai phản ứng độc lập lại với nhau như ở hình 1.1.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

R  O + ne

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

học.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 1.1 thể hiện khái niệm thế hỗn hợp dùng để mô tả nguyên tắc phản ứng mạ hoá

Mặc dù có những giới hạn như vậy, thuyết thế hỗn hợp vẫn có ích trong việc

IỄ N

nghiên cứu tìm hiểu về tính chất của từng phản ứng riêng phần trong quá trình mạ hoá học. • Cơ chế tổng quát:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Quá trình mạ hoá học xảy ra rất phức tạp, đa dạng vì nó còn phụ thuộc vào đặc điểm của từng hệ mạ và từng loại chất khử khác nhau. Tuy nhiên, chúng vẫn có một số

điểm chung là:

- Quá trình mạ hoá học nào cũng luôn kèm theo sự thoát khí hydro.

.Q TP

ẠO

mercaptobenzotiazol… đồng thời cũng có khả năng làm ổn định dung dịch mạ hoá học.

Các phản ứng kết tủa hoá học thường được kích hoạt khi tăng pH.

H Ư

Từ các đặc điểm đó, người ta xây dựng thành một cơ chế tổng quát chung cho

TR ẦN

mọi quá trình mạ hoá học như sau: Anot:

R + H

(1.11)

: R + OH

 ROH + e

(1.12)

Kết hợp

: H + H



(1.13)

Oxi hoá

: H + OH



H2O + e

(1.14)

H Í-

-L

ÁN

Catot:

Oxi hoá

10 00



Tách hydro : RH

Kết tủa kim loại : Mn+ Thoát hydro

+ ne

: 2H2O + 2e



(1.15)



H2 + 2OH

(1.16)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

- Các chất làm ngộ độc phản ứng nhận, tách hydro như tioure,

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

hydro.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

- Các kim loại có khả năng mạ hoá học được đều có tác dụng xúc tác nhận – tách

IỄ N

Trong đó: RH - chất khử, chúng hấp phụ lên bề mặt kim loại mạ, phân ly thành gốc R và

nguyên tử hydro theo phản ứng (1.11)

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

e - điện tử cần thiết để khử ion kim loại thành kim loại, được R ở (1.12) và H ở (1.14) cung cấp. Phần đóng góp của mỗi phản ứng sẽ quyết định hiệu quả sử dụng của

chất khử.

H2 - khí hydro thoát ra do các nguyên tử hydro hấp phụ kết hợp lại ở (1.13) và

.Q Để quá trình mạ hoá học được tiến hành phải làm cho hai phản ứng (1.8) và (1.9)

đồng thời diễn ra

H Ư

Động lực thúc đẩy chúng là tính xúc tác đối với phản ứng (1.9) của một kim loại

TR ẦN

nào đấy có trên bề mặt mạ. Nếu nền cần mạ là phi kim hoặc kim loại không có tính xúc tác cho phản ứng (1.9) thì phải cho chúng tiếp xúc với kim loại âm hơn như nhôm hoặc cấp cho chúng dòng xung ban đầu. Khi mạ hoá học lên vật liệu bằng thuỷ tinh, gốm sứ,

10 00

chất dẻo…trước khi mạ phải hoạt hoá chúng trong dung dịch của muối kim loại có tính xúc tác. Các ion kim loại của muối này sau khi hoạt hoá sẽ được khử trên bề mặt nền

thành các nguyên tử đóng vai trò là các trung tâm xúc tác cho phản ứng (1.9). Khi phản

ứng (1.9) xảy ra sẽ làm cho phản ứng (1.8) cũng diễn ra và nguyên tử kim loại mạ xuất

-L

Í-

hiện. Ta cần xét vai trò của hoạt hóa và nhạy hoá.

ÁN

• Nhạy hoá :

Nhạy hoá là xử lý bề mặt (đã gia công) bằng dung dịch thiếc (II) clorua để nâng

ÀN

cao hoạt tính bề mặt cho các khâu tiếp theo. Cụ thể là nhạy hoá trước trong dung dịch

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP ẠO

III,Vai trò của nhạy hoá và hoạt hoá

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

từ dimetylamin boran…) tham gia vào thành phần lớp mạ.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

do phản ứng (1.16). Sản phẩm của chất khử sau phản ứng ( như P từ hypophotphit, B

IỄ N

SnCl2 sẽ làm tăng sự hấp phụ ion Pd trên bề mặt chi tiết. Sau khi nhúng vào dung dịch muối này, trên bề mặt chất dẻo sẽ bám đọng muối

thiếc clorua, khi rửa nhúng trong nước lạnh muối này sẽ thuỷ phân: SnCl2 + H2O 

Sn(OH)Cl + HCl

(1.17)

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

tạo thành hợp chất thiếc khó tan. Chất này tạo thành màng keo rất mỏng phủ khắp bề hai lần để muối thuỷ phân hết trên toàn bộ bề mặt; chỉ rửa nhúng, không nên rửa dưới

vòi nước nước làm trôi mất muối thiếc.

mặt làm cho tính khử được tăng cường và phân bố đều trên khắp bề mặt. Chú ý nên rửa

ẠO

chất paladin. Khi nhúng vật đã nhạy hoá vào dung dịch PdCl2 sẽ xảy ra phản ứng khử

Sn4+

(1.18)

H Ư



Pd2+ + Sn2+

Pd trên bề mặt:

Một phần ion Pd chưa khử hết bằng nhạy hoá sẽ bị khử tiếp bằng H2PO2- (là chất



Pd + H2PO3- + 2H+ + 4Cl- (1.19)

PdCl4- + H2PO2- + H2O

TR ẦN

khử trong mạ Ni hoá học) theo phản ứng:

học đồng hay nickel tiếp đó.

10 00

Paladi sinh ra ở dạng nhỏ mịn, phân tán là chất xúc tác cho quá trình khử hoá

Í-

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến mạ hoá học như thành phần dung dịch (phụ

-L

gia,chất đệm, chất ổn định, chất tạo phức, ion kim loại mạ, chất khử…) và chế độ vận

ÁN

hành dung dịch (nhiệt độ, khuấy, lọc, pH, theo dõi và điều chỉnh dung dịch…). Những yếu tố ảnh hưởng này sẽ được nói kỹ hơn trong phần mạ EN.

IỄ N

ÀN

IV, Những đặc điểm và ứng dụng của lớp mạ hoá học:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

loại có hoạt tính xúc tác như Pd, Pt, Ag, Au…Thường dùng nhất là dung dịch chứa hợp

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Hoạt hoá là xử lý bề mặt (đã nhạy hoá) bằng dung dịch chứa các hợp chất kim

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

• Hoạt hoá:

• Ưu điểm lớp mạ hoá học: Lớp mạ hoá học có những tính chất nổi bật mà lớp mạ điện hoá không có được,

đó là:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

✓ Khả năng phân bố rất tốt, hơn hẳn mạ điện, được thể hiện ở sự đồng nhất của tiện cho trường hợp cần mạ trong lòng ống, trong các lỗ sâu, các bánh răng

U Y

✓ Không cần nguồn điện ngoài.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

điện và lớp crom cứng.

✓ Có thể mạ hoá học lên các nền không dẫn như gốm, sứ, thuỷ tinh, chất dẻo.

H Ư

Thường gặp nhất là mạ hoá học lên nền chất dẻo. Các polymer bền ăn mòn, nhẹ, đàn hồi, khi được mạ hoá học có thêm lớp kim loại mỏng trên bề mặt sẽ

TR ẦN

trở thành vật liệu mới được ứng dụng rộng rãi nhằm mục đích trang sức hay để đảm nhiệm một chức năng nào đó. Ví dụ:

10 00

- Mạ Ni và Cr hoá học lên nhựa ABS (acrylonitril butadiene styrene), nhựa PPO ( polyphenylen oxit), nhựa PAE (polyacryl ete)… để sản xuất ra

các sản phẩm độc đáo trong công nghiệp điện tử, kỹ thuật tự động, đồ gia

Í-

-L

ôtô…

dụng, đồ mỹ phẩm, đồ trang sức mỹ ký, các chi tiết trang trí trong nội thất

ÁN

✓ Có thể thay đổi được cấu trúc lớp mạ, thành phần pha một cách đơn giản nhờ

xử lý nhiệt khâu hoàn thiện lớp mạ hay thay đổi thành phần dung dịch và qua đó tạo nên vật liệu mới.

Graphit…đặc biệt là Ni-PTFE (polytetrafloroetylen) có tính tự bôi trơn tốt, ma sát thấp, chống ăn mòn cao…

IỄ N

✓ Có thể mạ hoá học composit như Ni-P-kim cương, Ni-P-SiC, Ni-P-

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

môi trường, độ chịu mài mòn cao, cơ tính cao thậm chí còn hơn cả lớp Ni mạ

ÀN

www.daykemquynhon.ucoz.com

✓ Lớp mạ hoá học có độ dày đều, độ xốp bé nên chống ăn mòn rất tốt trong nhiều

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

dày, chỗ có ren hay chỗ có nhiều khe khuất, các vật hình thù phức tạp…

lớp mạ trên cùng bề mặt nền ngay cả những vùng khuất-hốc-kín nên rất thuận

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

.Q TP

của các nhà nghiên cứu và được ứng dụng rộng rãi trong thực tế: Mạ hoá học là một

trong những bước công nghệ then chốt trong sản xuất linh kiện điện tử với các mạch

H Ư

tích hợp kết nối trên bản mạch in polymer cách điện, dụng cụ bảo vệ các thiết bị, máy

TR ẦN

móc trong công nghiệp hoá chất, dầu khí, bảo vệ các bộ phận làm việc trong môi trường ăn mòn cao, dùng trong ngành ôtô, công nghiệp điện tử, công nghiệp không gian và các

sản phẩm dân dụng khác…

10 00

• Nhược điểm của mạ hoá học:

✓ Tốc độ mạ chậm, từ 2 – 25 μm, chiều dày nhỏ, ứng suất nội lớn, độ dẻo thấp,

chỉ dãn nở được 1 – 3 %.

Í-

✓ Trong quá trình mạ hoá học do sản phẩm từ phản ứng khử các ligands và các

-L

kim muối kim loại bổ sung, các cặn bẩn tích luỹ dần trong dung dịch làm bẩn

ÁN

dung dịch.

✓ Thành phần dung dịch lại không ổn định và ít bền vững nên khi có mặt các hạt

IỄ N

ÀN

bụi, cặn kim loại… chúng sẽ trở thành các trung tâm hoạt động nên chỉ một lúc

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Do có những đặc điểm như vậy nên lớp mạ hoá học thu hút được sự quan tâm

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Hình 1.2: Phân bố chiều dày lớp mạ Nickel hoá học và Nickel điện hoá

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

sau quá trình khử sẽ xảy ra trong toàn khối dung dịch. Do đó mà vấn đề thường gặp trong mạ hoá học là sự lão hoá dung dịch và sự

lãng phí dung dịch. Sự lão hoá dung dịch cũng ảnh hưởng không tốt đến tính chất của lớp mạ. Tuổi thọ của dung dịch không cao. 13

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

✓ Mặt khác, mạ hoá học thực hiện ở nhiệt độ tương đối cao nên dung dịch mạ hoá học cũng đắt hơn so với dung dịch mạ điện. Do vậy giá thành mạ hoá học

cũng cao hơn mạ điện.

Vì vậy, để đảm bảo chất lượng lớp mạ hoá học cần phải có sự kiểm tra, điều

ẠO

V.Mạ niken hóa học - Electroless Nickel ( EN )

10 00

TR ẦN

H Ư

Mạ hoá học niken được phát hiện từ những năm 1930. Dung dịch mạ hoá học đầu tiên được Roux đề xuất muối xitrat niken, hypophotphit kiềm và amoniac. Khi mạ niken hoá học bắt đầu được đưa vào quy trình sản xuất công nghiệp, thành phần dung dịch mạ đã được thay đổi đáng kể nhằm cải thiện tính chất mạ và nâng cao khả năng vận hành. Hiện nay, dung dịch được sử dụng nhiều nhất trong công nghiệp là dung dịch Brener loại hypophotphit kiềm. So với bể mạ đầu tiên của Roux, bể mạ của Brener có ưu điêmr hơn hẳn là quá trình kết tủa diễn ra ưu tiên trên bề mặt nền nhựa, trong khi dung dịch của Rouxcho quá trình kết tủa tự phát với hàm lượng Ni tự kết tủa trong dung dịch rất cao.

1. Cơ chế mạ EN

Í-

Các phản ứng tổng diễn ra trong quá trình mạ hoá học Nickel:

ÁN

-L

NiCl2 + Na(H2PO2) + HOH HOH

NiCl2 + Na(H2PO2) +

Bề mặt

Ni + 2HCl + NaH(HPO3) (1.17)

xúc tác

Ni + 2HCl + NaH(HPO3) (1.17)

bề mặt xúc tác

IỄ N

Na(H2PO2) + HOH NaH2PO3 + H2 (1.18) Có thể thấy từ các phương trình trên, các ion Ni bị khử thành kim loại tạo

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ở nhiệt độ trung bình, kéo dài thời gian phục vụ có ích của dung dịch mạ hoá học

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

khác, cần phải tiếp tục nghiên cứu cả về công nghệ và chế độ mạ hoá học có thể được

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

chỉnh kịp thời thành phần bể mạ hoá học. Để tăng tính cạnh tranh với những lớp phủ

thành lớp mạ, hypophosphit bị oxy hoá thành phosphit. Phản ứng sinh ra axit và pH Na(H2PO2) + HOH NaH2PO3 + H2 (1.18) của bể điện phân giảm đi trong quá trình mạ. Khi pH của dung dịch giảm, hiệu suất

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

khử của hypophosphit thấp, do vậy tốc độ phản ứng chậm xuống. Khi pH hạ xuống tới một mức nhất định sẽ diễn ra quá trình hòa tan kim loại vừa kết tủa.



NiCl2

+ H2 

(1.19)

2HCl

ẠO

biểu nhất

Cơ chế Gutzeit:

Theo cơ chế này, trên bề mặt xúc tác Ni sẽ hình thành ion metaphosphit (PO2)

H Ư

và nguyên tử H theo phản ứng (1.20). Nguyên tử H này hấp phụ lên trên bề mặt và

TR ẦN

thành tác nhân khử cực mạnh, khử ion Ni thành Ni kim loại (phản ứng (1.21)) và đồng thời ion PO2- phản ứng với nước tạo ra ion octophotphit (HPO3)2- (phản ứng

HOH



PO2- +



Ni0



2H (xúc tác) +

(HPO3)2-

2H+ +

(1.20) (1.21)

H+

(1.22)

Í-

(PO2)- +

(xt)

+ 2H

NiCl2

Ni (xúc tác)

(H2PO2)- +

10 00

(1.22)).

-L

Có thể thấy rằng bề mặt Ni mới sinh ra từ phương trình (1.20) đươc tạo ra liên

ÁN

tục và là chất xúc tác để khử hydro (phương trình (1.21)), do vậy phản ứng diễn ra là tự xúc tác. Quá trình này hoàn toàn giống với quá trình khử hyđro trên bề mặt Pd

ÀN

kim loại, do vậy một khi nguyên tử Ni đầu tiên hình thành trên bề mặt Pd, các phản

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

(1.18), các cơ chế khác nhau đã được đề xuất. Dưới đây giới thiệu một số cơ chế tiêu

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

sử dụng chất đệm trong dung dịch mạ. Với các phản ứng tổng diễn ra như (1.17) và

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Để khắc phục hiện tượng pH không ổn định trong quá trình mạ, nói chung cần

ứng tạo Ni tiếp theo sẽ xảy ra liên tục thành chuỗi dẫn đến hình thành màng Ni trên

IỄ N

bề mặt nhựa. Cần lưu ý rằng ion (H2PO2)- và (H2PO3)- cũng bị nguyên tử H khử thành P nguyên tố nên lớp mạ Ni hoá học luôn chứa P (phản ứng (1.23)) và khí H2 luôn tạo thành do các nguyên tử H tương tác với nhau (phản ứng (1.24)).

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/



H2PO2)- + H (bề mặt xúc tác)



+ H

(1.23)

H2 

(1.24)

P + H2O + OH-

Cơ chế Brenner:

khử hoá học ion Ni2+ thành Ni kim loại. Quá trình khử Ni gồm 2 giai đoạn:

2- Ion Ni2+ được hoạt hóa từ năng lượng giải phóng ion hydro và nhờ năng

H Ư

lượng này Ni2+ phản ứng với ion H2PO2- tạo ra Ni kim loại.

TR ẦN

Cơ chế Hersch:

Theo cơ chế này, hypophosphit không tạo ra nguyên tử H mà sẽ tương tác

với O2- tạo ra ion hydit H-. Ion hydit này sau đó sẽ tương tác với Ni2+ để hình thành

10 00

Ni. Ông đưa ra đặc tính tương đồng đáng chú ý của 2 chất khử (2 chất khử đó là H và H). Các phản ứng đưa ra trên cơ sở giả thuyết này:

A Ó

H+

Í-



Ni2+

 

(HPO3)2- + H2 H+

H-

(1.25) (1.26)

(1.27)

ÁN

H-

-L

H-

O2-

(H2PO2)- +

2 Các tính chất của lớp mạ EN

IỄ N

ÀN

2.1 Các tính chất vật lý

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

1- Phân huỷ có tính xúc tác của ion hypophosphite (H2PO2)- giải phóng H.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

rằng: sự hoạt động của hydro ảnh hưởng đến sự hoạt động của Ni chứ không phải

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Giải thích cơ chế của Brenner khác với Gutzeit ở một điểm chính. Ông cho

• Khối lượng riêng (KLR) KLR của lớp mạ EN phụ thuộc vào không gian giữa các nguyên tử và độ xốp

trong lớp mạ. KLR thay đổi theo hàm lượng hợp kim (tức thay đổi theo thành phần P hay B trong lớp mạ Ni-P hay Ni-B). Xem hình vẽ: 16

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

8.8

8.4

8.6

Ni-P

U Y

Ni-B

8.0

7.8 8 12 14 10 16 Hàm lượng P hay B (%)

Hình 1.3: Ảnh hưởng của thành phần hợp kim đến khối lượng riêng của các lớp phủ Ni-P và Ni-B

Từ hình vẽ nhận thấy về cơ bản KLR giảm tuyến tính theo sự tăng hàm lượng

H Ư

P trong lớp phủ Ni-P ( tương tự với lớp phủ Ni-B). Nguyên nhân là do các nguyên

TR ẦN

tử P tăng lên trong không gian giữa các nguyên tử Ni.

KLR của lớp phủ EN có cấu trúc tinh thể thì lớn hơn của lớp phủ EN có cấu

10 00

trúc vô định hình. Ví dụ: EN vô định hình chứa 12%P có KLR là 7.9g/cm3, nếu là tinh thể thì KLR là 8.1 g/cm3. Nguyên nhân là do ở các đường biên giới hạt thì không

gian giữa các hạt cũng lớn hơn, mà cấu trúc tinh thể có chứa đáng kể số lượng đường

biên giới hạt nên KLR của EN tinh thể lớn hơn của EN vô định hình.

-L

Í-

• Điện trở suất (ρ)

ÁN

Điện trở suất của lớp phủ EN cao hơn của lớp mạ Ni điện hoá khoảng 8 μohmcm, nguyên nhân do các nguyên tố hợp kim như P, B tăng lên đặc biệt là khi chúng

Lớp phủ EN vô định hình cho giá trị điện trở suất lớn hơn so với lớp phủ EN

IỄ N

ÀN

ở dạng dung dịch rắn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

7.6

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

8.2

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Khối lượng riêng,g/cm3

9.0

tinh thể. Xử lý nhiệt sẽ làm hình thành các hợp chất kim loại trung gian và làm tinh thể hoá cấu trúc vô định hình, do đó mà làm giảm điện trở suất. Điện trở suất giảm

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

cực nhanh trong giải nhiệt độ xử lý nhiệt mà ở đó sự tinh thể hoá cấu trúc vô định hình được quan sát thấy.

• Độ dẫn nhiệt

hợp kim cao (P cao) thì độ dẫn nhiệt nằm trong khoảng từ 0.01 đến 0.02

• Hệ số giãn nở nhiệt

Bằng cách xử lý nhiệt, quá trình tinh thể hoá diễn ra và hình thành các pha

H Ư

kim loại trung gian nên sẽ có sự thay đổi thể tích được phản ánh qua hệ số giãn nở

TR ẦN

nhiệt.

Lớp phủ EN có chứa 11 đến 12% P thì co lại khoảng 11% sau khi xử lý nhiệt

10 00

ở 300oC và làm lạnh nhanh trở lại tới nhiệt độ phòng. Phần lớn sự co lại là do sự thay đổi cấu trúc. Sau lần làm nóng và làm nguội lần thứ 2 thì độ co chỉ còn là

0.013%, nó cho thấy cấu trúc tinh thể đã ổn định hơn.

Giá trị hệ số giãn nở nhiệt đối với lớp mạ Ni-B chứa 5% B là 12 μm/m/oK,

-L

Í-

và giảm đi còn là 10 μm/m/oK sau khi được xử lý nhiệt.

ÁN

• Từ tính

Từ tính của lớp EN phụ thuộc vào nó là cấu trúc tinh thể hay vô định hình.

ÀN

EN cấu trúc tinh thể là từ tính trong khi EN cấu trúc vô định hình cơ bản là không

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

cal/cm/sec/oK, so với 0.2 cal/cm/sec/oK đối với lớp mạ Ni điện hoá.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

nhiệt theo các công thức của điện trở suất. Đối với những lớp mạ EN có hàm lượng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Độ dẫn nhiệt tỷ lệ với độ dẫn điện. Do đó có thể tính toán các giá trị độ dẫn

IỄ N

có từ tính. Lớp phủ EN có thành phần hợp kim cao, cấu trúc vô định hình thường được

sử dụng dưới các lớp kết tủa Cobant lên các đĩa ghi.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Lớp phủ EN có hàm lượng P thấp, cấu trúc tinh thể có độ kháng từ tương đối

kháng từ của lớp mạ Ni điện hoá thay đổi từ 40  120 oe. Hầu hết các lớp phủ Ni-

thấp được dùng co việc khử từ. Tính kháng từ của nó thay đổi từ 0  80 oe, còn độ

B có tính từ yếu.

Nhiệt độ Curie là nhiệt độ mà tại đó tính từ bị mất đi khi gia nhiệt, nhiệt độ

H Ư

này giảm đi khi tăng hàm lượng P trong lớp phủ EN : từ 360oC đối với Ni nguyên

TR ẦN

chất tới 77oC với hợp him chứa 7% P.

Các tính chất vật lý của lớp phủ EN được đưa ra ở bảng 1

10 00

Bảng 1

Các tính chất vật lý của lớp phủ EN Điện trở suất

Hệ số giãn nở nhiệt

(g/cm3)

(μohm-cm)

(μm/m/oK)

Khối lượng riêng

8.6

0.1-2 %B

5-13

5-7 %P

8.3

50-70

4-5 %B

8.5

8-9 %P

8.1

70-90

5 %B

8.3

>10 %P

<110

7 %B

7.8

190

ÁN

1-3 %P

-L

Í-

Thành phần hợp kim

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

loại trung gian Ni3P có tính thuận từ.

IỄ N D

tăng lên khi được xử lý nhiệt, nguyên nhân do có sự hình thành của hợp chất kim

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

nhiệt từ 300 đến 400oC do có sự tinh thể hoá. Tính kháng từ của EN tinh thể cũng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Lớp phủ EN không có từ tính sẽ trở nên có từ tính yếu sau khi được xử lý

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

2.2Khả năng chống ăn mòn của lớp phủ EN

các bề mặt kim loại khỏi bị ăn mòn. Khả năng chống ăn mòn có được nhờ các lớp

Các lớp phủ EN cơ bản được sử dụng cho các ứng dụng kỹ thuật để bảo vệ

phủ EN có độ xốp nhỏ, và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của Nickel đối với nhiều

ẠO

thép không gỉ bằng thép thường được phủ lớp EN. Đôi khi các chi tiết thép không gỉ

vẫn được phủ EN khi mà nó cần ngăn cản sự rỗ bề mặt bởi sự xuất hiện của ion clo.

H Ư

Các yếu tố quan trọng quyết định đến tính chất ăn mòn của lớp phủ EN, đó là:

TR ẦN

• Cấu trúc, thành phần và khâu hoàn thiện bề mặt của nền. Ví dụ: Sự có mặt của cấu trúc dạng thớ được thấy ở phần cắt ngang của lớp

phủ EN có xu hướng làm tăng tính ăn mòn. Điều này đã được chứng minh qua các

10 00

kiểm. tra trong phun muối và điện thế phân cực. Cấu trúc thớ xuất hiện có thể do từ nguyên nhân chất ổn định như 2-mercaptobenzothiazole. Cấu trúc dạng dải có khả

năng chống ăn mòn tốt hơn do cấu trúc này được tạo ra bởi sự thay đổi hàm lượng

Í-

P theo độ dày, nó sẽ tạo ra lớp phủ giống như lớp phủ Ni kép. Lớp phủ này chứa 2

-L

lớp: lớp có hàm lượng P thấp hơn ở trên đóng vai trò như lớp hy sinh, lớp có hàm

ÁN

lượng P cao hơn ở dưới.

• Các yêu cầu đối với khâu tiền xử lý đối với nền như: độ sạch bề mặt, tính

Đ IỄ N D

bằng phẳng của bề mặt.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

monomer, khí…Lớp phủ EN tiết kiệm đáng kể chi phí thiết bị do có thể thay thế

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

chất và các vết ố của các chất như chất hóa dẻo, các loại dung môi, dầu, glycols,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

loại dung dịch và hầu hết trong điều kiện khí quyển. Lớp phủ EN ngăn cản các tạp

• Chiều dày của lớp phủ có phù hợp để chống lại các ngoại cảnh và thời gian ăn mòn. Ví dụ: Trên bề mặt thép hay nền nhôm nhám thì độ dày lớp phủ EN phải từ

50 đến 75 μm mới có tính ăn mòn. 20

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

• Các tính chất lớp phủ (thành phần, độ xốp, ứng suất nội) được quyết định

Ví dụ: Ứng suất căng nội cũng làm lớp phủ EN tăng tính ăn mòn. Vì nó làm

bởi pH, cách thức sử dụng và thành phần dung dịch mạ.

tăng sự chênh lệch điện thế, do đó mà điện thế ăn mòn thấp đi và dòng ăn mòn cao

Nhìn chung, lớp phủ EN có độ xốp thấp hơn cũng như có độ dày đồng đều

hơn lớp phủ Nickel mạ điện nên có tính chống ăn mòn tốt hơn.

H Ư

Rất khó dự đoán tính ăn mòn của lớp phủ EN do có nhiều yếu tố ảnh hưởng.

TR ẦN

Tuy nhiên trong nhiều trường hợp thì lớp phủ EN vẫn tỏ ra có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.

10 00

Các biện pháp nâng cao khả năng chống ăn mòn: - Khả năng chống ăn mòn được cải thiện sau khi luyện kim ở 600 đến 700 oC

bởi nó cải thiện liên kết nền thép với lớp phủ. Nó cũng có tác dụng hoàn thiện lớp

Í-

phủ.

-L

- Lớp phủ EN có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn đáng kể môi trường

ÁN

phun muối bằng cách thụ động hoá bề mặt trong dung dịch axit cromic ấm 1% thời gian 15 phút.

Các ứng suất nội lớp phủ EN không phải do tác động từ các lực bên ngoài.

IỄ N

ÀN

2.3 Ứng suất nội của lớp phủ EN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

• Khâu hoàn thiện lớp phủ bằng cách như thụ động hay luyện kim.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

sự tích tụ các ion orthophotphit và ion sulphate sau một vài chu kỳ sử dụng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

hơn. Các ứng suất như vậy có thể do nguyên nhân từ sự biến đổi của dung dịch do

Chúng có thể được chia thành: ứng suất nội không bản chất “extrinsic” và loại ứng suất nội bản chất “intrinsic”.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Các ứng suất không bản chất chủ yếu là do những sự khác nhau trong các hệ

EN diễn ra ở nhiệt độ rất cao, do vậy khi mà các chi tiết đã được phủ khi làm nguội

số giãn nở nhiệt của lớp phủ EN và của các chi tiết đã được phủ. Như ta đã biết, mạ

tới nhiệt độ phòng sẽ dẫn đến sự co lại khác nhau. Nếu như có sự gắn bám giữa lớp

nguội từ 90oC. Kết tủa trên nền nhôm và đồng thau, những nền có hệ số giãn nở nhiệt

số giãn nở nhiệt nhỏ hơn nên tồn tại ứng suất nén.

Các ứng suất nội bản chất phát triển trong quá trình mạ. Nhìn chung, lớp phủ

H Ư

EN không kết tủa thành lớp nguyên tử mở rộng mà nó kết tủa rời rạc giống như các

TR ẦN

hòn đảo. Sự hình thành và tập hợp các hạt khó khăn hơn sự mở rộng của và phát triển các lớp để tạo lớp phủ dày. Để tạo thành lớp phủ nguyên tử mở rộng trên cả bề

10 00

mặt thì những hạt này được lôi kéo lại cùng nhau bởi sức căng bề mặt trước khi không gian giữa chúng được điền đầy bởi kim loại mạ, do đó ứng suất căng phát

triển.

Xử lý nhiệt làm thay đổi không gian giữa các nguyên tử, nếu không gian này

-L

Í-

giảm đi thì ứng suất là ứng suất căng. Ứng suất nén là do các khí như hydro sinh ra

ÁN

trong quá trình mạ khuyếch tán vào các chỗ trống rất nhỏ và chúng nở ra. Nếu các

khí này khuyếch tán ra ngoài lớp phủ hay vào trong nền thì lúc này, ứng suất căng phát triển trong lớp phủ.

Ứng suất nội lớp phủ thay đổi theo hàm lượng P của lớp phủ EN trên nền thép

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

lớn hơn EN thì sẽ tồn tại ứng suất căng. Kết tủa trên nền titan và bery, chúng có hệ

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

trong khi ở phần khác lại là ứng suất nén. Lớp phủ EN co lại khoảng 1% khi làm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

phủ và nền thì khi hệ số giãn nở nhiệt càng lớn thì ở chỗ này ứng suất căng phát triển

IỄ N

và nhôm được chỉ ra ở hình 1.4.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Thép

U Y

0 Nhôm

-100 6 8 P (%)

TR ẦN

H Ư

Hình 1.4: Ảnh hưởng của hàm lượng P lên ứng suất bên trong của lớp phue Ni-P lên các nền nhôm và thép

Mối quan hệ tuyến tính giữa ứng suất bên trong và pH của dung dịch mạ cũng

được nhận thấy. Ở pH = 4 thì lớp phủ EN có hàm lượng P cao thì ứng suất khoảng -

10 00

50 MPa, và trở thành ứng suất căng ở pH = 4.6, ở pH = 6 thì giá trị ứng suất đạt được

khoảng 110 MPa.

Giá trị ứng suất thay đổi theo điều kiện chất nền và thiết bị sử dụng cho việc

Í-

đo ứng suất, ví dụ nền nhôm thường cho ứng suất nén. Các tác nhân và phụ gia của

ÁN

-L

dung dịch mạ cũng có thể làm thay đổi ứng suất bên trong một cách đáng kể. Xử lý nhiệt cũng làm tăng ứng suất căng và giảm ứng suất nén. Lớp phủ NiB có ứng căng cao hơn lớp Ni-P. Lớp phủ Ni-B chứa 0.6% B cho giá trị ứng suất là

ÀN

480 MPa. Hàm lượng B tăng thì ứng suất căng giảm, cụ thể là 310 MPa với lớp phủ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Nén

-50

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Ứng suất, MPa

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Căng

100

IỄ N

chứa 1.3% B và 120 MPa với lớp phủ chứa 4.7 %B. 2.4 Các tính chất cơ của lớp phủ EN Các tính chất cơ của lớp phủ EN trong dung dịch axit thay đổi theo thành phần hợp kim, tức theo thành phần của P. Xem bảng 2. Theo như bảng, nhận xét rằng: 23

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Lớp phủ EN là lớp phủ có tương đối cứng nhưng giòn. Độ dẻo thấp do các cấu trúc tinh thể và vô định hình, các cấu trúc này ngăn ngừa sự biến dạng dẻo Bảng 2

Msi

MPa

Ksi

Ơ HK100

7.1-7.4

150-200

21-29

5 đến 7

62-66

8.9-9.4

420-700

60-100

7 đến 9

50-60

7.1-8.6 800-1100

10 đến 12

50-70

114-157

550

500

ẠO

580

93-129

H Ư

Cơ tính của lớp phủ EN được thể hiện qua :

650-900

650

7.1

TR ẦN

• Mô đun đàn hồi

Mô đun đàn hồi có giá trị lớn nhất trong khoảng giá trị thành phần hợp kim

10 00

trung gian. Một số nhà nghiên cứu đã báo cáo cho thấy với lớp phủ EN có hàm lượng P 5% thì mô đun đàn hồi có giá trị thấp hơn rất nhiều 120 MPa. Tuy nhiên với lớp

phủ EN có 9 %P thì mô đun đàn hồi là 50GPa, giá trị này giống với giải được đưa

Í-

ra trong bảng.

-L

• Ứng suất rạn nứt

ÁN

Ứng suất tại những chỗ rạn nứt hay gọi là ứng suất rạn nứt về cơ bản là giống với độ căng.

ÀN

Từ bảng giá trị thấy rằng độ căng của lớp phủ EN cấu trúc tinh thể và có hàm

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

50-60

1 đến 3

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

(% P)

www.daykemquynhon.ucoz.com

Độ giãn dài

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

GPa

Ứng suất căng

Mô đun đàn hồi

U Y

Thành phần hợp kim

Các tính chất cơ của lớp phủ EN Ni-P

IỄ N

lượng P thấp thì thấp hơn so với của vô định hình. Graham, Lindsay và Road đo cơ

tính của lớp phủ EN từ dung dịch kiềm bằng cách kiểm tra độ phồng thì nhận thấy có một sự tăng mạnh ứng suất rạn nứt. Giá trị ứng suất rạn nứt khoảng 650 – 850

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

MPa đối với lớp phủ EN chứa>7% P, và từ 350 – 500 Mpa tương ứng với lớp phủ

Ứng suất rạn nứt, độ bền bị ảnh hưởng bởi xử lý nhiệt. Độ bền tăng lên từ 450

EN 5% P giống như báo cáo đưa ra trong bảng.

MPa đến 550MPa sau khi xử lý nhiệt ở 200oC, thời gian 15 phút lớp phủ EN được

ẠO

khoảng 800 MPa, trong khi với hàm lượng P 9% giảm khoảng 250 MPa.

• Độ dẻo

TR ẦN

EN cho trong bảng nhỏ hơn hoặc bằng 1 %.

H Ư

Độ dẻo của lớp phủ EN thấp, điều này được thấy khi độ giãn dài của lớp phủ

Tóm lại: Những tính chất cơ đã trình bày trên cho thấy tất cả lớp phủ EN đều

10 00

có tính giòn • Độ cứng

Độ cứng rất có ích trong việc tiên đoán tính chất chịu mòn nhưng nó cũng

không có mối liên hệ trực tiếp với độ bền vật liệu. Độ cứng lớp phủ EN Ni-P nằm

-L

Í-

trong khoảng 500 đến 600 kg/mm2 khi đo bằng phương pháp Knoop hay Vickers.

ÁN

Có một số dung dịch mạ đặc biệt có thể tạo ra lớp phủ EN có độ cứng cao hơn. Sự giảm dần độ cứng khi tăng hàm lượng P cũng được nhận thấy.

IỄ N

ÀN

Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ tính của lớp phủ EN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

phủ EN có hàm lượng P cao. Do đó, ứng suất rạn nứt với lớp phủ EN 5% P tăng lên

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

nứt tăng đáng kể với lớp phủ EN có hàm lượng P thấp trong khi lại giảm với lớp

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

phủ lên ống đồng mỏng. Xử lý nhiệt tới 750oC trong 2 giờ thấy rằng: ứng suất rạn

1. Nguyên tố thứ ba ảnh hưởng đến độ cứng. Ví dụ : Thêm Mo vào sẽ làm tăng độ cứng của lớp kết tủa Ni-B và khi lớp hợp

kim Ni-Mo-B đã được xử lý nhiệt ở 600oC, thành phần có chứa 17% Mo và 0.3% B thì đạt được độ cứng lớn nhất là 1000HV. Độ cứng của hợp kim Ni-Mo-P tăng cùng 25

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

với sự tăng hàm lượng Mo và khi đã được xử lý nhiệt ở 400oC thì cũng đạt được giá trị độ cứng lớn nhất.

2. Độ gắn bám giữa lớp mạ EN và bề mặt nền

bám dính tăng cùng với sự tăng độ nhám bề mặt. Độ bám dính đối với một số kim

ẠO

trong trường hợp mạ lớp phủ EN lên nền hợp kim nhôm.

Sự mất đi độ bám dính được cho là do có sự khác biệt trong các hệ số giãn nở

H Ư

nhiệt giữa lớp kết tủa và nền. Giữa thép và lớp mạ EN, sự bám dính sẽ được tăng lên

TR ẦN

khi xử lý nhiệt trên 600oC vì nó tạo ra lớp khuyếch tán có thể nâng cao liên kết giữa chúng. Xử lý nhiệt với nền thép là trên 200oC và nền nhôm là ở 150oC cũng làm cải

10 00

130oC để duy trì độ cứng của nền.

thiện lớp bám dính. Tuy nhiên đối với nền nhôm cũng cần chú ý không nên quá

3. Ảnh hưởng của chính lớp phủ

Tính chất cơ của các chi tiết có thể bị ảnh hưởng bất lợi bởi chính lớp phủ EN,

Í-

ví dụ như chi tiết làm bằng sắt có độ bền cao sẽ bị ảnh hưởng này. Nguyên nhân là

-L

do trong quá trình mạ sinh ra hydro, hydro hấp phụ lên bề mặt và gây giòn trên bề

ÁN

mặt Xử lý nhiệt trong vài giờ ở 200oC thường sẽ làm giảm sự giòn hydro do hydro sẽ được thoát ra ngoài.

ÀN

Tuy nhiên, hydro hấp phụ trên bề mặt không chỉ là nguyên nhân duy nhất gây

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

loại có thể được nâng cao bằng cách làm nhám các bề mặt của chúng, ví dụ như

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

kết cơ học. Do đó mà sự chuẩn bị bề mặt nền cũng ảnh hưởng đến độ bám dính. Độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Độ gắn bám giữa lớp EN và các bề mặt nền phi kim phụ thuộc cơ bản vào liên

IỄ N

ra cơ tính nghèo trong nền. Các vết nứt, gãy trong lớp EN giòn do quá trình chịu tải

trọng lại truyền sang nền và làm cơ tính nền xấu đi. Ví dụ như thép cacbon thấp, độ bền cao ban đầu thì chịu giới hạn tải trọng là 342 MPa, sau đó nó giảm đi còn 260

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

MPa khi nó được phủ lớp EN dày 25 μm. Xử lý nhiệt ở 400oC hoặc hơn sẽ làm giảm tải trọng đi nữa, chỉ còn là 176 MPa.

. 4. Xử lý nhiệt

U Y .Q Đ

loại mài mòn: mài mòn do gắn bám và mài mòn do cọ sát.

ẠO

Tính mài mòn là sự biến dạng về mặt cơ học của các bề mặt tiếp xúc. Có hai

H Ư

Mài mòn do gắn bám xuất hiện khi ta hàn để gắn các bề mặt với nhau. Ta biết rằng không có một bề mặt thực sự nào nhẵn, trên bề mặt của chúng có những chỗ

TR ẦN

ghồ ghề, lồi, lõm. Khi hai chi tiết được hàn với nhau, bề mặt của chúng tiếp xúc nhau chủ yếu ở phần lồi, và do đó có một sự ma sát nhỏ ở những chỗ đó trên tổng cả diện

10 00

tích bề mặt. Sự ma sát này tạo ra lực ma sát, nó giống như một tải trọng tương đối nhẹ tác dụng lên hai bề mặt này và sinh ra ứng suất lớn trên cả hai vùng bề mặt tiếp

xúc. Do đó khi hàn thì giữa hai bề mặt tiếp xúc phải được làm sạch. Làm cứng và

bôi trơn bề mặt làm giảm mài mòn gắn bám. Sự lựa chọn vật liệu trong kỹ thuật hàn

-L

Í-

cũng giúp làm giảm mài mòn gắn bám bằng cách chọn kim loại bề mặt tiếp xúc

ÁN

giống và kim loại bề mặt này hoà tan được trong bề mặt kia của mối hàn.

Mài mòn do cọ sát do hai bề mặt cọ sát với nhau, mài mòn do cọ sát có thể được làm nhỏ tối thiểu bằng cách làm bề mặt cứng hơn và nhẵn hơn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

2.5 Khả năng chống mài mòn của lớp phủ EN

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Trên 385oC thì độ cứng càng giảm nhanh.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Xử lý nhiệt với nhiệt độ càng tăng thì độ cứng càng giảm một cách tuyến tính.

Mài mòn do gắn bám và mài mòn do cọ sát liên quan tới nhau nhưng không

IỄ N

liên quan trực tiếp đến độ cứng bề mặt. Độ cứng bề mặt càng lớn thì độ biến dạng càng nhỏ và vì thế càng ít ma sát.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

3. Những ứng dụng của lớp mạ Ni hoá học:

có nhiều hệ mạ hoá học ra đời trong đó hệ mạ hoá học Ni là quan trọng nhất nhờ

Mạ hoá học hiện nay thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Đã

.Q 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

10 00

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

-L

Í-

năng quan trọng nhất là làm màng phủ chống ăn mòn và đĩa ghi từ nhôm với hàm

ÁN

lượng P cao cho máy vi tính. Những báo cáo hàng năm cho thấy giá trị thương mại của lớp phủ EN tăng

ÀN

trưởng liên tục so với các lớp phủ khác. Theo tài liệu đánh giá về giá trị thương mại

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TP ẠO Đ G N H Ư

TR ẦN

Hình 1.5: Biểu đồ ứng dụng lớp mạ EN trong các ngành

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

cũng rất phong phú và đa dạng. (Hình 1.5)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

những tính chất nổi bật như đã được nêu. Do vậy ứng dụng của lớp mạ Ni hoá học

IỄ N

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. 28

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

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.

Vì vậy công nghệ mạ EN nhằm mục đích cải tiến công nghệ ghi. Để có mật

Í-

độ ghi cao cần phải tiếp tục cải tiến chất lượng lớp mạ cả về thành phần dung dịch

-L

và xử lý sản phẩm.

ÁN

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

ÀN

cần phải có mật độ ghi cao, khi đó từ tính trở thành vấn đề quan trọng đặc biệt là khi

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

Đĩa cứng khởi động dùng trong những năm gần đây thì mật độ ghi yêu cầu phải tăng

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

tục có những cải tiến về công nghệ ghi, tăng chất lượng sản phẩm và hạ giá thành.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Đĩa cứng nhôm ngày càng đóng một vai trò quan trọng trong đời sống do tiếp

IỄ N

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: 29

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

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

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

➢ 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

Í-

Thực phẩm và y dược:

-L

Do lớp mạ EN không có độc tính lại không ăn mòn, có tính chất bảo vệ cao

ÁN

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

- Cụ thể như là trong thiết bị sản xuất mật ong (Honey Equipment): các chi

IỄ N

ÀN

phẩm:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

➢ Làm các vi mạch, màng bán dẫn trong suốt.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

➢ Làm lớp chắn ngăn cản vàng khuyếch tán vào nền đồng tại các tiếp điểm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

➢ Chế tạo các vật liệu có độ dẫn thích hợp theo yêu cầu

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 30

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

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:

P cao và độ đồng đều cao. Như vậy vấn đề ăn mòn được giải quyết, thêm vào đó là

ẠO

gia công cơ khí lại lô cuốn sau khi mạ.

Công nghiệp ôtô:

H Ư

Với lớp mạ EN dày khoảng từ 5 – 9 μm hoặc EN với lượng P trung bình trong

TR ẦN

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…

10 00

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

-L

Í-

không nhất thiết cần xử lý nhiệt.

ÁN

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)

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

việc làm sạch các lô cuốn cũng dễ dàng và tiết kiệm được chi phí do bỏ được khâu

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

pháp cho vấn đề này là thay thế lớp mạ Cr bằng lớp mạ EN dày 50 μm có hàm lượng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Những lô cuốn mực máy in đã mạ Cr thì lớp Cr sẽ bị ăn mòn từ mực in, giải

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

10 00

TR ẦN

mòn tốt nên được dùng cho mạ xylanh, piston, bộ phận hãm để chống mài mòn.

-L

Í-

Hình 1.9: mạ hoá học Ni để nâng cao khâu hoàn thiện bề mặt của piston

ÁN

Ngành hàng không: Các chi tiết trên máy bay như cánh quạt phải làm bằng nhôm để giữ cho trọng

ÀN

lượng luôn là nhỏ nhất, để bảo vệ các chi tiết như vậy thì thường không sử dụng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

Nikel composit có tính bôi trơn cao, độ ma sát thấp, độ bóng cao chống ăn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q TP ẠO

Hình 1.8 : Các chốt trục nhỏ được mạ EN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

được các phương pháp mạ điện do hình dáng phức tạp nên giải pháp là mạ EN dày

IỄ N

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 32

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

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 ).

điểm vào cùng một vật liệu: chống ăn mòn tốt, bền nhiệt, bền mòn, bôi trơn tốt, độ

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

H Ư

tượng ăn mòn tại các mối hàn kín hay các vành bịt kín, do vậy nếu những chỗ đó

TR ẦN

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.

10 00

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…

-L

Í-

- Trong ngành công nghiệp luyện kim và chế tạo các khuôn đúc.

ÁN

- 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

- Công nghiệp dệt: các đầu kim dệt, máy kéo sợi…

IỄ N

ÀN

hướng sóng rada…

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

cứng cao (từ 400 – 600 HV đến trên 1000 HV), chiều dày lớp mạ rất đồng đều…

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Lớp mạ Ni hoá học được dùng nhiều trong cơ khí vì nó hội tụ được nhiều ưu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Cơ khí nói chung:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

4. Đặc điểm vận hành của mạ Nickel hoá học

4.1 Vận hành bể mạ

Hàm lượng P phụ thuộc rất nhiều vào pH, nhiệt độ và tỷ lệ các ion trong

ẠO

duy trì nồng độ ion ổn định và đồng đều trong dung dịch.

Một số đặc điểm chính trong quá trình vận hành bể mạ Ni hóa học là: hiện

H Ư

tượng tự phân hủy và ảnh hưởng của các thông số công nghệ. 4.2 Hiện tượng tự phân huỷ

TR ẦN

Một hiện tượng nguy hiểm cần hạn chế tối đa đối với bể mạ hóa học là quá trình tự phân huỷ. Khi dung dịch đang hoạt động, quá trình thoát khí hydro diễn ra

10 00

chỉ tại bề mặt vật liệu được mạ. Nếu quá trình thoát khí diễn ra trong toàn dung dịch, quá trình phân huỷ sẽ bắt dầu xảy ra. Phản ứng diễn ra rất nhanh, mãnh liệt và tạo ra

lớp bọt xốp trên bề mặt dung dịch. Ngoài ra, kết tủa Ni màu đen cũng bắt đầu hình

Í-

thành

-L

trong lòng dung dịch và nổi lên tạo lớp trên bề mặt dung dịch. Thể tích dung

ÁN

dịch tăng đáng kể bởi lượng hydro thoát ra nhanh chóng. Kết quả là dung dịch mất hoàn toàn khả năng hoạt động trong một thời gian ngắn.

ÀN

4.3 Ảnh hưởng của các thông số đến tốc độ mạ Nickel hoá học

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

bố không đều trong dung dịch, tuần hoàn và bổ sung dung dịch là cần thiết nhằm

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

mạnh trên bề mặt vật mạ và tại các vị trí khác nhau trong bể. Để khắc phục sự phân

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

dung dịch. Trong quá trình mạ, nồng độ các cấu tử, pH và nhiệt độ cũng thay đổi

IỄ N

a. Nhiệt độ Tốc độ kết tủa tăng cùng nhiệt độ theo quy luật hàm mũ, do vậy bể mạ hóa

học tốc độ cao nên làm việc ở nhiệt độ cao nhất có thể dưới điểm sôi. Gutzei và Kreig nhận thấy rằng giảm nhiệt độ đi 10oC (từ 100o đến 90o) làm giảm 52,5 % tốc 34

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

độ kết tủa (xem hình 1.10). Mặt khác, quá trình mạ hóa học diễn ra chậm khi dung

tạo ra trong quá trình oxy hoá hypophosphite trong dung dịch thành phosphit tăng

dịch (pH=4-5) hoạt động ở nhiệt độ dưới 70oC. Khi tăng nhiệt độ, tốc độ ion hyđro

lên đáng kể, và do đó khả năng tự phân hủy tăng lên đáng kể. Chính vì vậy cần khống

Tốc độ kết tủa cao hơn.

(b)

Tăng nồng độ ion phosphite.

(c)

Tăng khả năng tự phân huỷ (nguyên nhân từ (b)).

(d)

Giảm khả năng hoà tan của phosphite.

(e)

Tăng tốc độ thoát hydro.

10 00

TR ẦN

H Ư

(a)

Ó H Í-

ÁN

-L

100 90 80 70 60 50 40

Lượng kết tủa mạ %

Nhiệt độ oC 90 92 94 96 98 100

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Tóm lại có thể tổng kết kết quả ảnh hưởng của tăng nhiệt độ như sau:

IỄ N D

đổi tính chất dẫn điện, cơ lý và cấu trúc lớp mạ.

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

nhiệt độ cũng thường dẫn đến thay đổi hàm lượng P trong lớp mạ, do đó sẽ làm thay

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

chế nhiệt độ bể mạ trong khoảng rất hẹp (thường là ±1oC). Cũng cần lưu ý thay đổi

Hình 1.10: Mối quan hệ giữa tốc độ kết tủa và nhiệt độ

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

b. pH

trường kiềm. Quá trình khử Ni diễn ra dễ dàng ở giới hạn trên (pH 5,5). Tuy nhiên,

Các hypophosphite là chất khử có hiệu quả trong môi trường axit hơn là môi

vận hành bể ở pH này hoàn toàn không dễ dàng vì pH thay đổi nhanh do ion hydro

ẠO

thay đổi pH nên hàm lượng P trong lớp mạ cũng thay đổi theo. Thêm vào đó, khả

năng hoà tan của nickel phosphite giảm khi tăng pH (xem bảng 3) và hợp chất kết

tủa không mong muốn này có thể bắt đầu phân huỷ và dẫn đến kết tủa thô. Ngược

H Ư

lại, khi giá trị pH cao phản ứng có thể thay đổi từ mang tính xúc tác sang phản ứng

TR ẦN

đồng nhất dẫn đến hiện tượng tự phân hủy trong dung dịch. Bảng 3:

10 00

Độ hoà tan của Nickel phosphite là hàm của pH Ni2+ (M)

(H2PO2)-/ H(H2PO3)-

0,160

0,329

0,141

0,280

5.0

0,089

0,203

6.0

0,0206

0,0274

7.0

0,0153

0,0163

ÁN

-L

Í-

4.0

3.0

Tỷ lệ mol

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

giải pH thấp). Do vậy, kiềm phải được bổ sung liên tục để giữ giải pH tối ưu. Do

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

làm chất đệm không có tác dụng ở dải pH này (các chất này chỉ tỏ ra có hiệu quả ở

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

sinh ra trong quá trình phản ứng (hình 1.11). Hơn nữa, các hợp chất hữu cơ dùng

Với những lý do này, độ axit (pH) trong bể hoạt động không bao giờ trên 5,

IỄ N

thực tế, điều kiện tốt nhất là tại pH 4,4 - 4,8. pH <4 : sự kết tủa dừng lại do axit tấn công kết tủa kim loại trong suốt phản ứng. Do đó sự khuấy dung dịch là cần thiết vì dung dịch tại bề mặt nền có pH thấp hơn nhiều so với trong dung dịch. 36

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Trong môi trường axit trung bình, có thể tổng kết ảnh hưởng của pH tới quá trình mạ:

• Tăng pH dẫn đến kết quả:

ẠO

(d) Giảm hàm lượng P.

H Ư

• Giảm pH dẫn đến kết quả :

TR ẦN

(a) Ngăn cản sự kết tủa các muối bazơ và các hydroxit. (b) Giảm tính khử của hypophosphit.

10 00

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

(d) Các chất đệm làm việc hiệu quả hơn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ứng đồng nhất, làm quá trình tự phân huỷ xảy ra dễ dàng.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

(b) Phản ứng oxy hóa hypophosphite chuyển từ phản ứng xúc tác sang phản

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

(a) Tăng tốc độ kết tủa.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Tốc độ kết tủa μm/h

H Ư

Hình 1.11: Ảnh hưởng của độ axit dung dịch lên tốc độ kết tủa

TR ẦN

c. Chất tạo phức

Mục đích đưa chất tạo phức vào dung dịch mạ hóa học là nhằm ngăn cản sự

10 00

kết tủa của nickel phosphite (NiHPO3). Khi phản ứng mạ hóa học diễn ra, lượng ion photphite sinh ra tăng dần theo thời gian và tích tụ cho tới một thời điểm nhất định

sẽ gây ra hiện tượng kết tủa. Tuy nhiên, hiện tượng này có thể được cản trở bằng

Í-

cách tạo ra một phức tan của Ni trong dung dịch (xem hình 1.11). Tính ổn định của

-L

dung dịch do đó được nâng cao do lượng ion Ni2+ tự do trong dung dịch là rất bé làm

ÁN

sự hình thành các muối bazơ Ni khó xảy ra. Sự lựa chọn chất tạo phức là rất quan trọng vì các phức này có ảnh hưởng rõ

ÀN

rệt tới cơ chế của quá trình. Phức có thể hoạt động trong nhiều vai trò: trong một số

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

6 5 4 3 pH của dung dịch

ẠO

U Y

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

12 11 10

trường hợp có thể sử dụng trong vai trò chất đệm, trong một số trường hợp khác nó

IỄ N

lại có vai trò của chất exalant (chất tăng tốc).

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Hàm lượng P (M)

N Ơ

0.2

0.4

0.3

0.5

0.6

TR ẦN

H Ư

0.3

10 00

Hình 1.12: Mối quan hệ giữa hàm lượng P của bể mạ với nồng độ của lactate

Các axit hydroxy cacboxylic và muối của chúng thường được sử dụng làm

chất tạo phức cho dung dịch mạ hóa học Ni (hình 1.12). Ví dụ axit lactic trong dung

dịch mạ hóa học thực hiện 3 chức năng: tạo phức, chất đệm và chất tăng tốc, trong

-L

Í-

khi axit succinic hoạt động chủ yếu như một chất tăng tốc, và axit maleic chỉ là chất

ÁN

tạo phức. Mặt khác, axit tartaric tạo dạng phức rất ổn định nên khiến sự khử khó

khăn, dẫn đến kết tủa tốc độ rất chậm. Tuy nhiên ảnh hưởng có thể được khắc phục bằng cách thêm exalant (chất tăng tốc) trong bể. Nhìn chung axit citric và axit

glycolic là 2 loại axit hydroxy cacboxylic được dùng phổ biến nhất làm chất tạo

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

0.6

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ẠO

1.2 0.9

U Y

1.8 1.5

0.08M 0.224M Nồng độ thay đổi

Ni (H2PO2)Acid lactic

Bể mạ 2+

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

3.0 2.7 2.4 2.1

IỄ N

phức. Tóm lại, khi có mặt chất tạo phức, tốc độ quá trình kết tủa sẽ chậm lại đáng

kể ngoại trừ trường hợp axit lactic (hình 1.13).

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

d. Chất ổn định

tạp rắn như bụi, vẩy kim loại, vẩy từ lót bể... Các hạt rắn (ví dụ như các hạt bụi) hoạt

Một nguyên nhân quan trọng nhất gây ra hiện tượng tự phân hủy là lẫn các

động như những tâm xúc tác cho chuỗi phản ứng phân hủy diễn ra tiếp theo. Một khi

ẠO

có thể làm dung dịch tự phân huỷ là các kết tủa tạo thành bao gồm: kết tủa các muối

bazơ (ví dụ NiHPO3), kết tủa hydroxit (ví dụ Ni(OH)2). Ngoài ra, còn khi muối pha

bể mạ không nguyên chất, tạp kim loại nặng trong các muối này có khả năng tạo

H Ư

dạng kết tủa keo cũng dẫn đến hiện tượng tự phân hủy.

TR ẦN

Để chống lại hiện tượng tự phân hủy, các chất ổn định được bổ sung vào dung dịch mạ với một vi lượng nhằm biến các hạt rắn và các hạt kết tủa thành các hạt huyền

10 00

phù không có hoạt tính. Về cơ bản, các chất ổn định chính là những chất ngộ độc xúc tác. Cũng cần lưu ý rằng các chất ngộ độc xúc tác khử hyđro thường dễ bay

hơi, hay phân huỷ dưới các điều kiện hoạt động của bể. Do đó sử dụng các chất gây

Í-

ngộ độc xúc tác khử hyđro là những chất ổn định không hiệu quả lắm. Khống chế

-L

nồng độ của các chất ổn định hay các chất ức chế cực kỳ quan trọng vì quá trình mạ

ÁN

có thể bị dừng khi nồng độ các chất này quá lớn. Một số chất ổn định khi cho vào bể

với nồng độ phù hợp có thể làm tăng tốc độ mạ, và hơn nữa còn có tác dụng làm bóng lớp mạ.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

dịch mạ. Ngoài nguyên nhân lẫn tạp rắn trong dung dịch, những yếu tố khác cũng

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

bề mặt hạt rắn tăng lên đáng kể và cuối cùng kết thúc với sự phân huỷ toàn bộ dung

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

quá trình tự phân hủy bắt đầu diễn ra, các hạt Ni tạo thành trong dung dịch, diện tích

Về cơ bản, có 3 loại hợp chất có thể được sử dụng làm chất ổn định. Chúng

IỄ N

được xếp loại theo các tiêu chí sau ( bảng 4): 1- Các anion lưỡng cực hữu cơ có khả năng hoà tan trong nuớc, bao gồm:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

a. Các hợp chất no chứa có ít nhất 6 nguyên tử cacbon trong chuỗi (ví dụ: Natri và Kali oleate)

b. Hợp chất có nhóm chức axit (VD: axit carboxylic)

U Y

ẠO

c. Không được là những chất ngộ độc xúc tác.

d. Chúng không phải là những chất xúc tác cho quá trình oxy hoá

hypophosphite thành phosphite giống như những kim loại nhóm VII của

H Ư

bảng hệ thống tuần hoàn.

TR ẦN

Các kim loại phù cho tiêu chí này hợp là chì và thiếc. 3- Các hợp chất -thio (chứa lưu huỳnh) hữu cơ và vô cơ. Các hợp chất này

10 00

có khả năng hoà tan trong nước và thuỷ phân chậm trong dung dịch để cung cấp ion S2- trong bể mạ. Ví dụ cho loại hợp chất này này là thiourea và Natri ethylxanthate

Nồng độ của chất ổn định phụ thuộc vào nồng độ của ion Ni2+ chứ không phụ thuộc

vào các thành phần khác có trong dung dịch. Vai trò của các chất ổn định đã nêu ở

-L

Í-

trên có thể là:

ÁN

(a) Chúng tạo nên lớp vỏ kị nước xung quanh các hạt nhân có hoạt tính xúc

tác gây ra sự phân hủy, do đó nó ngăn cản tiếp xúc dung dịch - hạt xúc tác và ngăn phản ứng kết tủa. Hoặc là:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Các cation kim loại nặng này cũng phải thỏa mãn các điều kiện sau:

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Các sulphit này ổn định dưới các điều kiện hoạt động của dung dịch mạ Ni hóa học.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

2- Các cation kim loại nặng ở dạng các sulphit không có khả năng hoà tan.

(b) Chúng được hấp phụ lên trên bề mặt các hạt nhân và trở thành chất độc

IỄ N

xúc tác, ngăn cản quá trình tách hydro của hypophosphite diễn ra trên các hạt. Bảng 4 Ảnh hưởng của vi lượng các ion làm chất ổn định 41

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

Không

Tốc độ kết tủa

2,98

2,71

Sự hình thành của ppt đen (phút)

ổn định

Bề mặt mẫu (60 phút)

BB- S

BB-S

Sn2+ p.p.m

Không

0,1

0,5

2,0

Tốc độ kết tủa

4,59

5,32

5,36

5,68

4,99

Sự hình thành của ppt đen (phút)

ổn định

Bề mặt mẫu (60 phút )

B-S

Kali ethylxanthete ppm

Không

1,0

5,0

Tốc độ kết tủa

4,59

4,76

4,90

Sự hình thành của ppt đen (phút)

Bề mặt mẫu (60 phút)

B-SR

B-S

N B-S

250

4,92

4,55

0,01

ổn định

B-S

D-S

D-R

H Ư

TR ẦN

10 00

ppt: photphite.

Dung dịch đã dùng cho các thí nghiệm chất ổn định trên có thành phần:

Nickel hypophosphit (đã kết tinh )

-L

Í-

Sodium hypophosphit (đã kết tinh)

ÀN

ÁN

Sodium succinate (đã kết tinh)

0,09 M Ni2+ 0,045 M (H2PO2)0,06 M

Sodium chloride

0,18

pH (được điều chỉnh bằng HCl nguyên chất )

4-6

Nhiệt độ

95oC

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

B-S

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

ổn định

4,56

B : bán bóng, BB : sáng, S : nhẵn, S-R : hơi nhám, R : nhám, D : mờ

IỄ N D

ẠO

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Natri oleate p.p.m

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Bảng 5 So sánh tốc độ kết tủa khi có và không có chất tăng tốc

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

pH ban đầu

Tốc độ mạ

5,03

0,06

0,03

5,01

2,53

0,06

5,00

4,02

0,06

5,51

4,86

0,09

5,03

5,16

Là loại phụ gia đặc biệt có tác dụng làm tăng tốc độ mạ và hạn chế hiện

H Ư

tượng làm chậm phản ứng khi có mặt chất tạo phức càng cua.

TR ẦN

Các chất tăng tốc thường là axit dicacboxylic no mạch ngắn. Chỉ có một hợp chất vô cơ duy nhất được sử dụng làm chất tăng tốc là dung dịch Flo (F). Các hợp

10 00

chất hữu cơ được dùng làm chất tăng tốc có thể chia thành 3 loại sau: 1- Các axit no monocacboxylic mạch ngắn như propionic, butyric, valeric và

các muối kim loại kiềm của chúng, trong đó số nguyên tử C dao động từ 3 tới 6. Các

hợp chất này có tác dụng kết nối các hợp chất phức càng cua theo các dạng hợp chất

-L

Í-

ÁN

(a) Muối amoni dạng Werner hợp chất cộng.

(b) Công thức chung của các hợp chất : R

IỄ N

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

e. Chất tăng tốc (exaltants)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

U Y

(ion succinate) M/l

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Exaltant

Trong đó:

R = gốc tự do béo.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

X = nhóm chức có chứa nguyên tử hydro có khả năng phân tách và

Y = nhóm chức có chứa nguyên tử hoạt động tích điện âm, nó như

được chọn từ các loại gốc sau: -NH2, =NH, và –OH.

U Y

ẠO

axit lactic, và axit amino acetic (glycine).

Cần lưu ý rằng trong một số trường hợp, hai dạng hợp chất trên có thể có cùng

chức năng trong dung dịch mạ hóa học. Trong trường hợp khác, một chất lại có thể

H Ư

thực hiện cả hai chức năng. Ví dụ có thể sử dụng cả axit lactic và axit propionic làm

TR ẦN

chất tăng tốc trong dung dịch mạ hóa học. Trong trường hợp khác, axit lactic vừa là chất tạo phức, vừa là chất tăng tốc. Nhìn chung, axit propionic là chất tăng tốc tốt

10 00

này tương đối rẻ và có sẵn.

nhất trong dãy đồng đẳng này. Điểm thuận lợi nữa cho việc ứng dụng là hợp chất

2- Các axit amino béo, mạch ngắn ,bão hoà cũng là những chất tăng tốc hiệu

quả cao. Các hợp chất này tạo phức càng cua rất tốt, tiêu biểu là axit amino acetic.

Í-

3- Các anion dicacboxylic béo, mạch ngắn, bão hoà. Dãy đồng đẳng của các

-L

hợp chất này gồm axit malonic,succinic, glutaric và axit adipic. Hiệu quả tăng tốc

ÁN

giảm theo chiều tăng mạch cacbon của dãy đồng đẳng. Mặc dù manolic có hiệu quả tăng tốc tốt nhất, nhưng hợp chất này tương đối đắt và khó kiếm. Do vậy, axit

ÀN

succinic lại là chất hay được sử dụng hơn trong dung dịch mạ Ni hóa học thương

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

X và Y nên ở các vị trí alpha và beta. Các ví dụ về loại này là: axit maleic,

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

 N.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

tâm của hợp chất và được chọn từ loại các hợp chất có chứa : OH; =O; -NH2; =NH;

IỄ N

mại.

Nồng độ của chất tăng tốc phụ thuộc vào hàm lượng ion Ni2+ và hypophotphite

(H2PO2-) trong dung dịch mạ. Tuy nhiên, nên lưu ý rằng lượng ion dicacboxylic quá nhiều có thể hạn chế hoạt động của các cation do quá trình tạo phức của chất tăng 44

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

tốc làm cạn kiệt nguồn cation trong dung dịch. Như vậy lượng chất tăng tốc so với với nồng độ Ni2+ và (H2PO2 - ) cần được khống chế chính xác để hạn chế khả năng

Ơ H

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

TR ẦN

0.2

10 00

Tỷ lệ: ion nickel / ion hypophosphite Hình 1.14: Ảnh hưởng của tỷ lệ Ni2+/(H2PO2)- và phụ gia “ exaltant ” (ion succinate) lên tốc độ kết tủa

Tỷ lệ nồng độ Ni / ion hypophosphit ([Ni2+]/[H2PO2 -])

Trong những giai đoạn ban đầu của dung dịch mạ Ni hóa học, cả nồng độ

-L

Í-

[Ni2+] và tỷ lệ tỷ lệ nồng độ [Ni2+]/[H2PO2 -] đều quan trọng trong phản ứng tự

ÁN

xúc tác và ngăn cản quá trình tự phân huỷ của bể mạ (hình 1.15).

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

Ion acetate = 0.120 M

ẠO

Ion succinate = 0.003 M

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N .Q TP

70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15

U Y

Ion hypophosphite = 0.244 M pH = 5.5 V / A = 20

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

Khối lượng kết tủa mạ trong 2 giờ mgm/cm2

www.daykemquynhon.ucoz.com

quá trình mạ bị dừng do dư chất tăng tốc (Hình 1.14).

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Khối lượng lớp kết tủa trong 1 giờ (mgm/cm2) 26

Các điều kiện tối ưu về nồng độ cho bể mạ Ni hóa học được tổng kết như sau

10 00

1- Nồng độ của ion hypophosphit ([H2PO2 -]) nên nằm trong khoảng từ 0.15M đến 0,35M, tốt nhất là đảm bảo trong khoảng 0,22M đến 0,23M.

2- Tỷ lệ tối ưu của ion Ni với hypophosphit ([Ni2+]/[H2PO2 -]) trong khoảng

Í-

từ 0,25 đến 0,6M, tốt nhất là 0.3 đến 0,45M.

-L

3- Nồng độ anion đệm (acetate) nên cân đối theo nguyên tắc: ít nhất 2 nhóm

ÁN

cacboxyl trên một ion Ni. Khi tỷ lệ nồng độ [Ni2+]/[H2PO2 -] thấp dưới 0,25 thu được lớp mạ tối màu,

ÀN

trái lại nếu tỷ lệ này lớn hơn 0,6 thì tốc độ mạ chậm. Tỷ lệ nồng độ [Ni2+]/[H2PO2 -]

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO Đ G

TR ẦN

H Ư

Hình 1.15: Tốc độ kết tủa mạ Ni hoá học từ bể acetate là hàm của tỷ lệ ion nickel / ion hypophosphite NaH2PO2 = 0,224 M/l Ion acetate = 0,12 M/l pH ban đầu = 5,5

1,4

0,2 0,6 0,8 1,2 1,0 0,4 Tỷ lệ ion nickel / ion hypophosphite

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

càng cao thì hàm lượng P càng cao. Nồng độ hypophosphit [H2PO2 -] càng cao khả

IỄ N

năng tự phân huỷ càng lớn. Ảnh hưởng của tỷ lệ nồng độ [Ni2+]/[H2PO2 -] và các nồng độ tuyệt đối có thể

được tóm tắt như sau: 46

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DáşĄyKĂ¨mQuyNhĆĄn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

(a) Táťˇ láť‡ náť“ng Ä‘áť™ [Ni2+]/[H2PO2 -] cĂ ng cao, hĂ m lĆ°áťŁng P trong láť›p máşĄ cĂ ng láť›n.

(b) Náť“ng Ä‘áť™ H2PO2- cĂ ng cao, kháşŁ nÄƒng táťą phĂ˘n huáťˇ cĂ ng láť›n.

H ĆŻ

Ä?

Ä?áť“ng lĂ kim loáşĄi dáşťo, dáť… Ä‘ĂĄnh bĂłng. Tráť?ng lĆ°áťŁng riĂŞng (đ?›ž) áť&#x; 20oC lĂ 8.96g/cm3, tráť?ng lĆ°áťŁng nguyĂŞn táť 63,54, nhiáť‡t Ä‘áť™ nĂłng cháşŁy 1083oC, Ä‘iáť‡n tráť&#x; riĂŞng áť&#x; 20oC lĂ 1.68. 10-8 â„Ś.m.

TR áşŚN

Trong cĂĄc háťŁp cháşĽt hĂła háť?c Ä‘áť“ng cĂł hĂła tráť‹ máť™t hay hĂła tráť‹ hai. Ä?Ć°ĆĄng lĆ°áťŁng Ä‘iáť‡n hĂła cáť§a Ä‘áť“ng áť&#x; hĂła tráť‹ máť™t lĂ 2,372g/ Ah, cáť§a Ä‘áť“ng áť&#x; hĂła tráť‹ hai lĂ 1,186g/ Ah. Ä?iáť‡n tháşż tiĂŞu chuáşŠn cáť§a Cu/Cu2+ báşąng +0.34 V, cáť§a Cu/Cu+ báşąng +0.52 V.

Ă“

10 00

Trong khĂ´ng khĂ áşŠm, cĂł máşˇt cĂĄc cháşĽt xĂ˘m tháťąc, dáť“ng dáť… báť‹ oxh. KhĂ´ng khĂ láşŤn cĂĄc háťŁp cháşĽt cáť§a lĆ°u huáťłnh, Ä‘áť“ng nhanh chĂłng báť‹ pháť§ kĂn láť›p CuS xĂĄm hoáşˇc nĂ˘u sáşŤm. báť‹ tĂĄc dáťĽng cáť§a hĆĄi áşŠm vĂ ax cacbonic Ä‘áť“ng dáş§n dáş§n báť‹ pháť§ báť&#x;i láť›p cacbonat mĂ u xanh.

Ă N

-L

Ă?-

Ä?áť“ng hĂ˛a tan máşĄnh trong ax nitric, cháşm hĆĄn trong ax cromic. Axit sunfuric Ä‘áşˇc, nĂłng pháşŁn áťŠng nĂłng pháşŁn áťŠng máşĄnh váť›i Ä‘áť“ng. NhĆ°ng trong ax sunfuric loĂŁng vĂ trong ax clohydrric háş§u nhĆ° khĂńg tĂĄc dáťĽng váť›i Ä‘áť“ng, tuy nhiĂŞn náşżu cĂł máşˇt oxy hay cháşĽt oxy hĂła thĂŹ táť‘c Ä‘áť™ Äƒn mĂ˛n tráť&#x; nĂŞn Ä‘ĂĄng káťƒ. Ä?áť“ng khĂńg báť n trong amoniac, trong cĂĄc cháşĽt kiáť m khĂĄc, Ä‘áť“ng nhanh chĂłng báť‹ Ä‘en, nhĆ°ng hĂ˛a tan ráşĽt cháşm. Ä?áť“ng cĂł Ä‘iáť‡n tháşż dĆ°ĆĄng hĆĄn sáşŻt, nĂŞn nĂł lĂ láť›p máşĄ catot Ä‘áť‘i váť›i sáşŻt thĂŠp (cĹŠng nhĆ° káş˝m, háťŁp kim káş˝m) . VĂŹ tháşż láť›p máşĄ Ä‘áť“ng khĂńg tháťƒ báşŁo váť‡ báť máşˇt cĂĄc kim loáşĄi nĂ y kháť?i Äƒn mĂ˛n Ä‘iáť‡n hĂła Ä‘Ć°áťŁc, mĂ cháť‰ báşŁo váť‡ chĂşng 1 cĂĄch cĆĄ háť?c, táťŠ lĂ khi láť›p máşĄ khĂńg cĂł láť— tháť§ng, cháť‰ cĂł láť— xáť‘p. Náşżu cĂł láť— tháť§ng thĂŹ trong khĂńg khĂ áşŠm táşĄi Ä‘Ăł láşp táťŠc hĂŹnh thĂ nh máť™t láť›p Äƒn mĂ˛n Cu-Fe, trong Ä‘Ăł sáşŻt thĂŠp (kim loáşĄi náť n) lĂ anot hĂ˛a tan vĂ quĂĄ trĂŹnh Äƒn mĂ˛n xáşŁy ra ráşĽt máşĄnh.

Iáť„ N

Ä?

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

áş O

1. Láť?i máť&#x; Ä‘áş§u

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRáşŚN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

U Y .Q TP

VI,MáşĄ hĂła háť?c Ä‘áť“ng

Ă€N

Diáť…n Ä‘Ă n háť— tráťŁ giĂĄo dáťĽc : Ä?/C 1000B Tráş§n HĆ°ng Ä?áşĄo Tp Quy NhĆĄn NgĆ°áť?i sĂĄng láşp : Nguyáť…n Thanh TuáşĽn - Cháť§ quáşŁn tĂ i nguyĂŞn : Nguyáť…n Thanh TĂş

Táť‘c Ä‘áť™ máşĄ khĂ´ng pháťĽ thuáť™c náť“ng Ä‘áť™ Ni2+ trong dung dáť‹ch

www.daykemquynhon.ucoz.com

(d) Hiáť‡u suáşĽt máşĄ Ni giáşŁm khi tÄƒng láť‡ náť“ng Ä‘áť™ [Ni2+]/[H2PO2 -].

Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Vì những lí do trên, nên muốn sử dụng lớp mạ đồng một cách độc lập như mọi lớp mạ bảo vệ - trang sức khác nhất định phải qua khâu, xử lí, hoàn thiện. VD mặt hàng mỹ nghệ , điêu khắc… sau khi mạ đồng xong phải cromat hóa, oxy hóa, nhuộm màu vàng kim, màu nâu, màu đen,.. bằng phương pháp hóa học hay điện hóa, rồi phủ sơn không màu ra ngoài.

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ÁN

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

- Mạ lót dưới lớp kền hay crôm: 6-30 µm - Mạ chống thấm than cục bộ cho chi tiết máy: 48-50 µm - Mạ chế tạo bimetal dùng để dẫn điện: 10-70 µm - Mạ lên kim loại đen để dễ hàn: 6-30 µm - Mạn trục in lõm: ~3000 µm - Mạ phục hồi: đến 3000 µm - Mạ chép hình nghệ thuật: trên 1000 µm 2. Mạ đồng trong các dung dịch axit. Dung dịch axit dùng để mạ đồng gồm các dung dịch như sunfat, floborat, nitrat, flosilicat, sunfamat và clorua. Chúng đều có những thành phần đơn giản, làm việc ổn định, dùng được mật độ dòng điện cao, nhất là khi tăng nhiệt độ và khuấy mạnh dung dịch. Hiệu suất dòng điện cao, xấp xỉ 100% Thành phần chủ yếu của dung dịch axit là muối đồng và các axit tương tự. khi mạ Cu2+ phóng điện lên lớp catot ở điện thế khá dương và ít thay đổi khi tăng hay giảm mật độ dòng điện (tức độ phân cực catot bé). Vì vậy chúng thường cho lớp mạn có cấu trúc tinh thể to thô, nhưng lớp mạ kín, chắc. Nhược điểm của các dung dịch axit là khả năng phân bố thấp nên chỉ mạ cho các vật có hình dạng đơn giản, và đặc biệt không thể mạ trực tiếp lên nền gang, thép và hợp kim thép và các kim loại khác có điện thế âm hơn đồng. Bởi vì khi nhúng các kim loại này vào bể mạ đồng axit lập tức kim loại nền sẽ đẩy ion đồng ra khỏi muối của nó và giải phóng thành lớp đồng kim loại phủ kín khắp mặt kim loại nền, ngay khi chưa kịp nối với dòng điện ngoài, nhưng lớp đồng thu được như trên lại rất kém với nền, như tơi, xốp, nhiều lỗ hở, bám rất kém với nền. Vì vậy trước khi mạ đồng từ các dung dịch axit, các vật bằng sắt thép,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ẠO Đ

Chiều dày mạ đồng được chọn cụ thể như sau:

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Lớp mạ đồng dễ đánh bóng đạt đến độ bóng rất cao, lại gắn bám tốt với nhiều kim loại khác như Ni, Cr, Ag, cho nên đồng thường làm lớp lót cho nhiều lớp mạ khác. Lớp mạ đồng còn dùng để chống thấm cacbon cục bộ cho các hci tiết máy khi nhiệt luyện, cũng có thể dùng trong kỹ thuật như in con chữ, mạ đục in lõm, mạ chép hình.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

0 50 100 150 200

0 0,0148 0,0252 0,0333 0,0402

5 0,2165 0,1977 0,1868 0,1772 0,1750

10 0,4069 0,3714 0,3480 0,3214 0,3017

15 0,5559 0,5123 0,4819 0,4392 0,4087

20 0,6684 0,6195 0,5729 0,5256 0,4852

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ä?áť™ dáşŤn Ä‘iáť‡n riĂŞng (â„Ś-1.cm-1) khi náť“ng Ä‘áť™ (g/100 cm3) H2SO4 táťą do

Iáť„ N

Ä?

Ă€N

Ă N

Náť“ng Ä‘áť™(g/l) CuSO4.5H2O

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRáşŚN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

-L

Ă?-

Ă“

10 00

TR áşŚN

H ĆŻ

Ä?

áş O

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

háťŁp kim káş˝m, â€Ś cáş§n pháşŁi máşĄ trĆ°áť›c (máşĄ lĂłt) máť™t láť›p káť n máť?ng (1-5 Âľm) hay máť™t láť›p Ä‘áť“ng máť?ng (2-4 Âľm) táťŤ dung dich xyanua, sau Ä‘Ăł ráťa sach máť›i máşĄ Ä‘áť“ng axit. Chiáť u dĂ y láť›p máşĄ (đ?›ż) táťŤ cĂĄc dung dáť‹ch axit Ä‘Ć°áťŁc tĂnh gáş§n Ä‘Ăşng nhĆ° sau: đ?›ż =13.H.t.Dc Trong Ä‘Ăł: H â€“ hiáť‡u suáşĽt dĂ˛ng Ä‘iáť‡n, (dung dáť‹ch sunfat thĆ°áť?ng H = 1), % t â€“ tháť?i gian máşĄ, h Dc â€“ máşt Ä‘áť™ dĂ˛ng Ä‘iáť‡n, A/dm2 CĂ´ng tháťŠc nĂ y cĹŠng dĂšng Ä‘áťƒ tĂnh chiáť u dĂ y láť›p Ä‘áť“ng máşĄ táťŤ xyanua khĂĄc, nhĆ°ng H thĆ°áť?ng khĂĄc 1) 2.1 MáşĄ Ä‘áť“ng táťŤ dung dáť‹ch sunfat. CáşĽu táť chĂnh cáť§a dung dáť‹ch sunfat lĂ CuSO4 vĂ H2SO4. NgoĂ i ra cĂ˛n dĂšng thĂŞm pháťĽ gia lĂ cháşĽt hoáşĄt Ä‘áť™ng báť máşˇt hay cháşĽt bĂłng. Ä?áť™ dáşŤn Ä‘iáť‡n cáť§a dung dich CuSO4 trung hĂ˛a khĂĄ tháşĽp, vĂŹ váşy pháşŁi thĂŞm axit sunfuric vĂ o Ä‘áťƒ tÄƒng Ä‘áť™ dáşŤn Ä‘iáť‡n cho dung dáť‹ch máşĄ. BáşŁng dĆ°áť›i Ä‘Ă˘y sáş˝ cho tháşĽy áşŁnh hĆ°áť&#x;ng cáť§a náť“ng Ä‘áť™ H2SO4 Ä‘áşżn Ä‘áť™ dáşŤn Ä‘iáť‡n cáť§ dung dáť‹ch máşĄ. TÄƒng Ä‘áť™ axit cáť§a dung dáť‹ch sáş˝ lĂ m giáşŁm Ä‘áť™ hĂ˛a tan cáť§a CuSO4, do Ä‘Ăł dáşŤn Ä‘áşżn giáşŁm ngĆ°áťĄng máşt Ä‘áť™ dĂ˛ng Ä‘iáť‡n cho láť›p máşĄ táť‘t. Ä?áťƒ tÄƒng náť“ng Ä‘áť™ ion Ä‘áť“ng trong láť›p sĂĄt catot cáş§n pháşŁi khuáşĽy dung dáť‹ch, lĂşc Ä‘Ăł cĂł tháťƒ tÄƒng Ä‘áť™ axit cáť§a dung dáť‹ch lĂŞn. KhuáşĽy cĂ ng máşĄnh thĂŹ náť“ng Ä‘áť™ axit pháşŁi cĂ ng láť›n. Ä?áť™ axit cao dáť… cho láť›p máşĄ máť‹n Ä‘áşšp hĆĄn. TÄƒng nhiáť‡t Ä‘áť™ tuy cĂł tháťƒ tÄƒng Ä‘áť™ hĂ˛a tan cáť§a CuSO4 nhĆ°ng cĹŠng cháť‰ duy chĂŹ áť&#x; 30-35oC tráť&#x; xuáť‘ng Ä‘áťƒ Ä‘áşŁm báşŁo cháşĽt lĆ°áťŁng cho láť›p máşĄ. BáşŁng 1 áş˘nh hĆ°áť&#x;ng cáť§a náť“ng Ä‘áť™ H2SO4 Ä‘áşżn Ä‘áť™ dáşŤn Ä‘iáť‡n riĂŞng cáť§a dung dáť‹ch, táşĄi 25oC

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DáşĄyKĂ¨mQuyNhĆĄn

Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Cu2+ ↔

2Cu+

Trong khi mạ điều đáng lưu ý là ảnh hưởng của lớp ion đồng ở hóa trị 1 đến quá trình mạ và chất lượng lớp mạ như sau: tại vùng sát anot ngoài ion Cu2+ trong dung dịch còn có một lượng rất nhỏ ion Cu2+ được sinh ra do phản ứng:

H Ư

Nếu dung dịch đủ axit sẽ tạo điều kiện oxy hóa Cu+ thành Cu2+ nhất là khi khuấy dung dịch bằng không khí nén:

TR ẦN

Cu2SO4 + H2SO4 + 1/2O2 → 2CuSO4 + H2O

Cu2O + 2H2SO4 + 1/2O2 → 2CuSO4 + 2H2O

Bảng 2 Các dung dịch mạ đồng Sunfat

10 00

Thành phần (g/l) dung dịch và chế độ mạ

ÁN

200-250 35-70 3-5ml 30-75mg/l 18-30 2-7 < 2,5

Í-

-L

CuSO4. 5H2O H2SO4 Dextrin sunfo hóa Sunfuro – 8 Chất bóng B-7211 Chất bóng UBAC 1A Chất bóng LT avangard Ion ClNhiệt độ (oC) Dc , A/dm2 Da , A/dm2

dung dich số 2

180-240 45-60 1,5-2,5 28-80mg/l 24-40 3-6 1,5-3

240-250 40-60 1-10 30-60 15-25 2-6 -

150-250 50-70 0,8-1,0 0,1-0,2 25-48 <8 -

IỄ N

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ẠO

Kết quả là các dung dịch bị bẩn bởi các hạt rắn lơ lửng Cu và Cu2O, chúng lẫn vào kết tủa catot làm cho lớp mạ bị tối, nhám, hay bở.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Khi dung dịch không đủ axit, Cu+ ở dạng muối sunfat sẽ bị thủy phân sinh ra Cu(OH) hay Cu2O: Cu2SO4 + H2O = Cu2O ↓ + H2SO4

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Khi Cu+ trong dung dịch đã tích tụ đủ lớn thì cân bằng phản ứng trên dịch về phía bên trái và đồng kim loại sinh ra ở dạng hạt rắn, lơ lửng.

Vậy H2SO4 rất cần thiết trong việc khắc phục sự tích tụ của Cu+ và sự thủy phân của muối đồng hóa trị 1. Phụ gia trong dung dịch đồng sunfat thường dùng là chất hoạt động bề mặt và chất bóng. Chất hoạt động bề mặt thông dụng là dextrin (<1g/l) và phenol hay dẫn xuất của nó (1-10 g/l), chúng có tác dụng cho lớp mạ 50

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Các dung dịch này có ưu điểm là anot tan tạo ít mùn. Nâng cao nồng độ và khuấy dung dịch cho phép tăng ngưỡng trên mật độ dòng điện catot.

ÁN

-L

Í-

Pha chế dung dịch cũng tiến hành tương tự như các dung dịch floborat khác: hòa tan H3BO3 vào axit HF (25%) trong bể nhựa, khuấy cho tan hết, thêm đồng cacbonat mới chế vào sẽ được Cu(BF4)2 . Thêm HF và H3BO3 cho đủ lượng dư quy định. Đồng cacbonat điều chế bừng cách hỗn hợp các dung dịch đồng sunfat với natri cacbonat. Bảng 3 Dung dich floborat mạ đồng

Thành phần (g/l) dung dịch và chế độ mạ Đồng floborat (CuBF4) Axit floboric (HBF) Axit boric (H3BO3) Nhiệt độ , oC Dc , A/dm2 pH hiệu suất dòng điện (%)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

Dung dịch này, cũng giống như dung dịch sunfat, có độ bền cao, lớp mạ kín, chắc, khả năng phân bố thấp, chỉ mạ cho các vật có hình ảnh đơn giản. Nhưng độ hòa tan của đồng floborat mạ đồng.

IỄ N D

TR ẦN

2.2 Mạ đồng từ dung dịch floborat

H Ư

Anot trong bể mạ bóng nên dùng loại có 0,03-0,06% P khi làm việc không sinh mùn anot. Các bể mạ mờ dùng anot có độ sạch cao (Cu 99,9%) tạp chất không được quá 0,1%. Các hạt cặn gây nhám cho lớp mạ. Nên bao anot bằng vải polypropylen để giữ mùn anot lại. Cần lọc liên tục trong khi mạ để loại bỏ cặn bẩn.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ẠO

Tạp chất có hại đối với dung dịch đồng sunfat là asen, antimon, mùn anot, các chất hữu cơ tạo keo.

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Khi mạn ở mật độ dòng điện cao phải khuất dung dịch bằng khí nén sạch. Ion Cltrong giới hạn quy định có tác dụng trợ bóng, nếu thấp quá sẽ giảm độ bóng và cháy tại các chỗ lồi, mũi nhọn, còn nếu lớn quá quy định sẽ gây ra lớp sọc trên lớp mạ. Lưu ý trong nước thường có sẵn ion Cl-, cần phải kể đến lượng ion này khi pha chế điều chỉnh.

mịn, sáng, tránh sinh sần sùi trên góc, cạnh hay chỗ lồi của vật mạ. Chất bóng cho mạ đồng sunfat hiện nay khá nhiều trên thị trường, cần chọn chất nào ít gây ứng suất nội nhất.

Dung dịch số

35-40 15-18 15-20 15-25 <10 1 99-100

220-230 2-3 15-16 60-70 25-50 1,2-1,7 99-100

450 30 30 20-40 <40 0,2-0,6 -

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Kiểm tra dung dịch bằng cách đo tỉ trọng và đo pH của chúng. Điều chỉnh dung dịch bằng cách thêm đồng cacbonat hay natri cacbonat để nâng cao pH, hoặc thêm HBF để giảm pH.

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

IỄ N

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ẠO

H Ư

TR ẦN

B 10 00

ÁN

-L

Í-

→ Cu2+ +HCHO + 3OH- → Cu↓ + HCOO- + 2H2O (3) Hoặc CuSO4 + HCHO +3NaOH → Cu↓ + HCOONa + Na2SO4 + 2H2O Ngoài phản ứng chính luôn có phản ứng phụ đi kèm gây giảm chất lượng lớp mạ. Các phản ứng phụ đó là: - Phản ứng Cannizzaro: là quá trình giữa fomandehit với kiềm trong bể mạ theo pt (1), (2), phản ứng này gây tác hại tiêu hao chất khử lớp mạ nhanh chóng: HCHO +OH- → HCOO- + CH3OH (4) Hoặc HCHO + NaOH →HCOONa + CH3OH - Phản ứng tự phân hủy: đây là phản ứng gây tác hại cho bề mặt mạn hóa học nói chung. Về nguyên tắc bề mặt lớp mạn sẽ có lớp phủ lên xảy ra trên bề mặt vật mạ theo pt (3). Nhưng khi xuất hiện hạt rắn như (bụi, oxit kim loại, muối không tan) các phản ứng sẽ xảy ra đúng các vị trí của các hạt Phản ứng sẽ tạo ra vô số các hạt Cu kim loại nhỏ khác làm phản ứng trong bể diễn ra cực kì mãnh liệt, kết quả nguồn ion Cu2+ và HCHO bị cạn kiệt nhanh chóng gây mất khả năng hoạt động của bể mạ. Để loại bỏ bụi và các hạt đồng sinh ra cần lọc liên tục, VD làm sach trong dung môi thích hợp như HNO3, (NH4)2S2O8 rồi rửa sạch bằng nước.

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

3. Mạ đồng từ các dung dịch phức chất. Dung dịch phức mạ đồng thường có môi trường kiềm, đó là các dung dịch xyanua, pyrophotphat, etylendiamin,… đồng nằm trong ion phức, thường là phức bền hoặc rất bền, nên khi phóng điện trên catot đòi hỏi nhiều năng lượng hơn, tức phân cực catot lớn. Do đó lớp mạ thu được có tinh thể nhỏ mịn, phủ kín đều trên các vật có hình thù phức tạp, đặc biệt là mạ trực tiếp được trên nền sắt thép, kẽm và hợp kim kẽm,… không có hiện tượng thoát đồng tiếp xúc như trong các dung dịch axit. Nhưng trong dung dịch phức có hiệu suất dòng điện thấp, ngưỡng mật độ dòng cho phép thấp, nên tốc độ mạ chậm. 4. Cơ chế mạ hóa học đồng. 4.1 các phản ứng Phản ứng mạ đồng gồm các quá trình sau: Catot: HCHO + 3OH- → HCOO- + 2H2O + 2e (1) Anot: Cu2- + 2e → Cu↓(2)

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

4.2 Qúa trình hình thành lớp mạ: Giai đoạn 1: hoạt hóa bề mặt, trong quá trình xúc tác Pd0 được tạo ra:

Sn2+ + Pd2+ → Sn4+ + Pd0 (5)

U Y

HCHO + OH- → HCOO- + H2 (6)

.Q ẠO

Giai đoạn 4: phản ứng anot xảy ra trên bề mặt xúc tác Cu0

HCHO + OH- → H2 + HCOO- (8)

TR ẦN

H Ư

Có thể thấy phản ứng (6) tương tự giống với phản ứng (8). Điều này đồng nghĩa với thời điểm đầu chỉ có Pb với vai trò xúc tác, trong các thời điểm sau Cu tạo ra sec thay thế Pb trong các phản ứng (7), (8). Kếy quả các tinh thể Cu được kết tủa liên tục trên bề mặt Cu vừa tạo ra và hình thành lớp mạ đồng. như vậy quá trình mạ đồng có đặc điểm lớp mạ tạo ra trên bề mặt xúc tác, quá trình này được gọi là phản ứng tự xúc tác.

10 00

4.3 Hoạt hóa bề mặt.

-L

Í-

Mục đích của giai đoạn là tạo lớp hoạt hóa Pb theo phản ứng. Yêu cầu quan trọng của lớp hoạt hóa này là phải bám chắc lên bề mặt nhựa và không bị các lớp oxit-hydroxit thiếc bao phủ để có thể tiếp xúc với lớp dung dịch mạ, hiện nay có 2 quy trình hoạt hóa tạo lớp Pb trên bề mặt: quy trình 2 giai đoạn và quy trình 1 giai đoạn.

ÁN

a, quy trình 2 giai đoạn

IỄ N

ÀN

trong quy trình này phải thực hiện 2 giai đoạn là nhạy hóa và hoạt hóa. Trong quá trình nhạy hóa bề mặt được tiêp xúc với SnCl2, nhờ tính ưa nước và độ nhám của bề mặt nhựa sẽ tạo ra lớp SnCl2 lớp dung dịch này khi tiếp xúc với nước sẽ dễ dàng thủy phân tạo ra lớp nhầy clorua hydroxit thiếc Sn(OH)Cl bám chắc lên bề mặt nhựa:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Cu2+ +H2 + 2NaOH → Cu0 +SO42- +2H2O (7)

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Giai đoạn 3: phản ứng catot xảy ra trên bề mặt Pd0

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Giai đoạn 2: phản ứng anot cảy ra trên bề mặt xúc tác Pd0

SnCl2 + H2O→ Sn(OH)Cl +HCl (nhạy hóa) Sau khi nhạy hóa lớp nhảy này sẽ được nhúng trong dung dịch Pb(Cl2). Lúc này xảy ra phản ứng tạo hạt trung tâm xúc tác cho mạ hóa học Pb0 53

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

0,5-0,8 g/l 5-10 ml/l Phòng 3-10 phút

0,4 g/l 2ml/l Phòng 3-5 phút

b, quy trình 1 giai đoạn

TR ẦN

H Ư

quy trình này chỉ cần nhúng bề mặt nhựa trong 1 dung dịch hoạt hóa dạng nhũ chứa Sn và Pb. Khi đó phản ứng đã diễn ra sẵn trong dung dịch này với các nhũ Sn-Pb( có thành phần hỗn hợp các chất tạo thành và các chất chưa phản ứng hết của các chất trong dung dịch)

5g/l 30-50g/l 100ml/l 50g/l 4-12g/l Phòng 5 phút

ÁN

-L

Í-

10 00

PbCl2 SnCl2 HCl(d=1,18) KCl Axit maleic Nhiệt độ Thời gian

thành phần và điều kiện vận hành dung dịch hoạt hóa 1 giai đoạn.

IỄ N

ÀN

5. Ảnh hưởng của các thông số lên bề mặt mạ. 5.1 Nhiệt độ: ảnh hưởng của nhiệt độ được biểu hiện như sau. khi tăng nhiệt độ tốc độ kết tủa cũng tăng rõ rệt. tuy nhiên tốc độ quá trình tự phân hủy dung dịch cũng tăng theo nhiệt độ của dung dịch. Một đặc điểm cần chú ý đối với quá trình mạ đồng là rỗ hay rộp khí. Nguyên nhân là do quá trình mạ tạo nhiều H2 và lượng H2 cũng tăng theo nhiệt độ của dung dịch mạ. 5.2 Nồng độ các chất trong dung dịch

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Pb(Cl)2 HCl(d=1,18) Nhiệt độ Thời gian

40 g/l 40ml/l Phòng 5-10 phút

20-80(g/l) 80ml/l Phòng 2-10 phút

ẠO

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Dung dịch hoạt hóa

SnCl2 HCl(d=1,18) Nhiệt độ Thời gian

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Dung dịch nhạy hóa

U Y

Thành phần và điều kiện vận hành của dung dịch nhạy hóa và hoạt hóa

Hạt Pb0 lúc này ở dạng nhỏ, mịn nằm chủ yếu phía trên lớp keo Sn(OH)Cl do chỉ có phần trên mới tiếp xúc tốt với PbCl2. Chính vì vậy Pb0 tạo ra dễ dàng tiếp xúc với mạ hóa học, tạo điều kiện cho lớp mạ xảy ra.

Sn2+ + Pb2+ → Sn4+ +Pb0 (nhạy hóa)

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

ÁN

Đ IỄ N D

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-L

Í-

10 00

TR ẦN

• Phức xyanua không bao giờ sử dụng trong mạ hóa học do độ bền của phức này với đồng quá cao. Các phức Xyanua đều có số phối trí là 4 VD K3 [Cu(CN)4]. Hằng số phân li thành Cu+ và 4CN- , điều đó có nghĩa là trong dung dịch phức nồng độ ion tự do là rất nhỏ hầu như bỏ qua. • Phức Amoni: amoni, alkyl, và các arylamin đều có thể tự tạo phức với các ion Cu2+ tồn tại tự do trong dung dịch tương đối ít. Tuy nhiên lượng đồng phản ứng ra cũng đủ để mạ. Khi tăng lượng amoni sẽ làm giảm lượng đồng tự do, do đó làm chậm phản ứng mạ đồng. mặt khadc khi tăng hàm lượng amoni thì sẽ tăng độ pH làm tốc độ mạ tăng mạnh. Kết quả hàm lượng amoni tăng kéo theo sẽ làm tăng tốc độ mạ đồng. • Axit EthylenDiamin Tetraaxetic (EDTA) axit này tạo phức với ion Cu dưới dạng NH2 CH2 −≫ Cu++ NH2 CH2 Do hàm lượng Cu2+ tự do khi sử dụng phức này là rất nhỏ nên có thể rút ra được nhận xét như sau: 1. Nếu tốc độ của phản ứng là hàm của nồng độ Cu2+ tự do tồn tại trong dung dịch thì về lí thuyết, quá trình mạ đồng hóa học hầu như không xảy ra.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ẠO

G H Ư

5.3.Các chất tạo phức

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Khi sử dụng loại nồng độ Cu2+ thấp, tốc độ mạ đồng không thay đổi nhiều khi tăng dần nồng độ của tactrac hoặc fomandehit. Các dung dịch này cũng rất ổn định. Có thể khẳng định chỉ 2 thông số ảnh hưởng là nồng độ muối kim loại và độ pH là những yếu tố rõ rệt ảnh hưởng tới tốc độ mạ. Ngược lại trong dung dịch có nồng độ Cu2+ cao tốc độ mạ lại chịu ảnh hưởng rất mạnh bởi nồng độ tactrat và fomandehit. Tăng nồng độ Cu2+ về mặt lí thuyết sẽ tăng quá trình mạ, nhưng không liên tục và tốc độ mạ lên đến cực đại tại nồng độ Cu2+ trong khoảng 9-10g, quá trình mạ diễn ra nhanh làm giảm pH mạnh. Kết quả tác nhân khử trở nên ít hoạt động. Trong điều kiện giữ nguyên các thông số khác và chỉ thay đổi nồng độ NaOH, ta thấy rằng tốc độ mạ sẽ theo nồng độ NaOH. Hiệu quả này được giải thích các tác nhân khử tăng theo pH của dung dịch.

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

2. Nếu phức cung cấp ion phức Cu2+ đòi hỏi chất khử có tính khử mạnh hơn fomandehit để tiến hành mạ. 3. Tactrac là hợp chất tạo phức sử dụng nhiều nhất trong mạ đồng. phức của đồng và tactrac Phản ứng tạo phức đồng tactrac:

Cu(T)33- +2e → Cu + 3T2- E0 = 0,154 V

ẠO

Cu(NH3)42- + 2e → Cu+ 4NH3 E0 = -0,070 V

Cu(EDTA)2-+2e → Cu + EDTA4- E0 = -0,203 V

TR ẦN

H Ư

Có thể thấy rằng E0 càng thấp thì phức chất càng bền. khi ion Cu2+ ở trạng thái tự do thì giá trị E0 rất cao, quá trình khử dễ dàng xảy ra. Xét theo tiêu chí dãy điện thế này, EDTA và tactrac chính là các phức phù hợp nhất cho quá trình mạ hóa học đồng. Trên thực tế , các dung dịch thương mại cũng thuwòng được thiết kế trên cơ sở phức chất EDTA.

10 00

5.4.Chất khử

-L

Í-

Đặc điểm quan trọng nhất của chất khử cho bể mạ hóa học đồng là các chất này phản ứng được với phức Cu2+ với xúc tác là đồng. Đây là điều kiện để phản ứng tự xúc tác xảy ra. Nhìn chung, khả năng khử của các chất khử của các chất khử thường phụ thuộc pH. Sử dụng các chất khử không hợp lý trong nhiều trường hợp có thể tạo ra các sản phẩm phụ khác như phức Cu2+, oxit, hoặc hydrõit đồng. đặc điểm của các loại chất khử được trình bày cụ thể như sau:

ÁN

• Alđehit: các alđehit béo, đặc biệt là fomandehit là các tác nhân khử được sử dụng thường xuyên nhất trong dung dịch mạ đồng hóa học. tác dụng khử của các chất này phụ thuộc nhiều vào pH. Nhìn chung, tác dụng khử của chúng tăng lên khi tăng pH. Trong môi trường axit, các aldehit béo này mất hẳn tác dụng khử. • Tactrac: thường được sử dụng làm chất khử đối với bạc, vàng. Trong các dung dịch mạ đồng hóa học, tactrac thường tạo ra quá trình khử cục bộ diễn ra dẫn đến sự hình thành oxit đồng trung gian. Vì vậy nồng độ tactrac thường phải điều tiết để chất này thực hiện chức năng cơ bản là chất tạo

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Cu(CO3)34- +2e →Cu +3CO22- E0 = 0,001 V

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N U Y

E0 = 0,337V

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

ảnh hưởng của chất tạo phức lên quá trình khử đồng được Cu2+ +2e → Cu

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

ÁN

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-L

Các chất ổn định được thêm vào bể mạ đồng hóa học nhằm mục đích làm giảm quá trình tự phân hủy của dung dịch. Một phương pháp truyền thống để ngăn cản hiện tượng tự kết tủa thổi luồng không khí hay khí oxy vào dung dịch hay khí oxy vào dung dịch. Bằng cách này các muối đồng hòa tan được tạo ra thay vì quá trình hình thành hạt rắn Cu2O, do đó hạn chế được tương tự phân hủy. Phương pháp xử lí bằng thổi oxy cho kéo dài tuổi thọ của dung dịch đáng kể. ngoài phương pháp này, cách được dùng nhất hiện nay là bổ sung các chất ổn định như phụ gia Mercaptobenzothiazole (MTB) và các muối cacbonat.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ẠO

H Ư

TR ẦN

10 00

H Í-

5.5.Chất ổn định.

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

phức với đồng, ngặn chặn sự hình hình kết tủa dồng hydroxit trong dung dịch mạ. • Hypophotphit: chất khử này có thể hoạt động trong cả môi trường axit và bazơ, tuy nhiên, chỉ duy nhất có 1 dung dịch( Brookshire) cho chất lượng lớp mạ tốt khi sử dụng hypophotphit làm chất khử trong dung dịch với nhiệt độ là 9300 C. Dung dịch này có thành phần và điều kiện vận hành như sau: CuO 3,0 g/l NaH2PO2.H2O 10,0g/l NH4Cl 0,1 g/l pH 3,0 nhiệt độ 930C tốc độ của quá trình kết tủa 136 mg/cm2/giờ khi vận hành phần oxit không tan ( CuO) được hòa tan một phần trong dung dịch tạo phức NH4Cl bằng cách hình thành phức chất hòa tan. Khi các ion đồng bị khử thành đồng kim loại, chúng giải phóng ra các tác nhân tạo phức để tiếp tục hòa tan thêm 1 lượng CuO khác còn chưa tan trong bể. bằng cách này , có thể duy trì lượng ion Cu2+ dạng phức ở nồng độ không đổi cho quá trình mạ. • Hydrazin: (N2O4) và hợp chất của nó đã được sử dụng rất thành công với vai trò là chất khử của đồng. Ưu điểm lớn nhất khi sử dụng hydrazin làm chất khử là sinh khí trong quá trình khử. Trong nhóm chức của hydrazin cũng có thể được sử dụng, nhưng nhược điểm của chất này là làm lớp mạ xỉn màu, không thích hợp cho mạ trang trí.

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

- Mercaptobenzothiazon (MTB): chất ổn định dung dich quan trọng nhất trong mạ đồng hóa học là 2 – mercaptobenthiazon (MTB). Sử dụng chất nagy cho phép tuổi thọ trung bình từ 1,5 – 2 lần. tuy nhiên, nồng đô chất ổn định quá 57

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Ă N Ä?

35g/l 170g/l 50g/l 30g/l 20g/l

Iáť„ N

CuSO4.5H2O Kali â€“ natri tartrate.3H2O NaOH Na2CO3 VersĂŞn T

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Dung dáť‹ch A

-L

Ă?-

Ă“

Láť›p máşĄ Ä‘áť“ng hĂła háť?c trong quy trĂŹnh máşĄ máşĄch xuyĂŞn láť— máşĄch in Ä‘iáť‡n táť tĆ°ĆĄng Ä‘áť‘i dĂ y ( cáťĄ 1 đ?œ‡m). Do Ä‘Ăł, máşĄ hĂła háť?c Ä‘áť“ng cho quĂĄ trtĂŹnh nĂ y Ä‘Ă˛i háť?i táť‘c Ä‘áť™ cao( Ăt nháşĽt lĂ 1mm/h). dĆ°áť›i Ä‘Ă˘y lĂ máť™t sáť‘ dung dáť‹ch máşĄ Ä‘áť“ng hĂła háť?c táť‘c Ä‘áť™ cao tiĂŞu biáťƒu (táť‘c Ä‘áť™ máşĄ 1 đ?œ‡m/h). nhĆ°áťŁc Ä‘iáťƒm dung dáť‹ch nĂ y lĂ Ä‘áť™ áť•n Ä‘áť‹nh khĂ´ng cao, cháť‰ cĂł tháťƒ sáť dáťĽng Ä‘Ć°áťŁc qua 2h

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRáşŚN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

áş O

Ä?

H ĆŻ

TR áşŚN

10 00

5.6.MáşĄ táť‘c Ä‘áť™ cao

Ă€N

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

cao lĂ m giáşŁm táť‘c Ä‘áť™ máşĄ Ä‘áť“ng. do váşy, cáş§n pháşŁi tĂnh toĂĄn Ä‘áťƒ sáť dáťĽng lĆ°áťŁng cháşĽt áť•n Ä‘áť‹nh 1 cĂĄch phĂš háťŁp. dĆ°áť›i Ä‘Ă˘y lĂ dung dich sáť dáťĽng cháşĽt áť•n Ä‘áť‹nh MTB: CuSO4.5H2O 13,8 g/l Kali â€“ natri tartrat. 3H2O 69,2g/l NaOH 20g/l HCHO(36%) 40,0 ml/l 2 â€“ mercaptobenzothiazon 0,003% Nhiáť‡t Ä‘áť™ 25% - CĂĄc muáť‘i cacbonat: cĂĄc muáť‘i cacbonat cĹŠng cĂł tháťƒ cháşĽt áť•n Ä‘áť‹nh trong dung dáť‹ch máşĄ Ä‘áť“ng hĂła háť?c. khi cĂł muáť‘i cacbonat, cĂł tháťƒ táşĄo ra pháťŠc cacbonat váť›i sáť‘ pháť‘i trĂ lĂ 2 hoáşˇc 3 (VD Na2[Cu(CO3)2]2- máť™t trong sáť‘ cĂĄc pháťŠc nĂ y cĂł kháşŁ nÄƒng ngÄƒn cháşˇn quĂĄ trĂŹnh phĂ˘n háť§y dung dáť‹ch xáşŁy ra vĂ thĂch háťŁp cho máşĄ Ä‘áť“ng dĂ y do cĂł táť‘c Ä‘áť™ káşżt táť§a Ä‘áť“ng láť›n. cĂĄc nghiĂŞn cáťŠu cho dung dáť‹ch máşĄ Ä‘áť“ng ráşĽt áť•n Ä‘áť‹nh khi hĂ m lĆ°áťŁng muáť‘i cacbonat cao, nhĆ°ng hiáť‡u quáşŁ nĂ y cháť‰ rĂľ ráť‡t khi táť‘c Ä‘áť™ máşĄ Ä‘ang cao. Máť™t nhĆ°áťŁc Ä‘iáťƒm lĂ cháşĽt nĂ y lĂ m cho láť›p máşĄ báť‹ pháť“ng ráť™p do sáťą hĂŹnh thĂ nh cáť§a CO2 trong láť›p máşĄ Ä‘áť“ng.

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DáşĄyKĂ¨mQuyNhĆĄn

Dung dáť‹ch B HCHO(37%) Tráť™n láşŤn dung dáť‹ch A vĂ dung dáť‹ch B váť›i táť‰ láť‡ 5:1vĂ MáşĄ táşĄi nhiáť‡t Ä‘áť™ phĂ˛ng. 58

Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

IỄ N

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

ÁN

H B

10 00 TR ẦN G

H Ư

ẠO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Í-

-L

U Y

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÀN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

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

THẢO LUẬN CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN CHỦ ĐỀ : MẠ ĐỒNG

Hà Nội

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Mục lục LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................................1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................................2

1.1 : Tổng quan về kĩ thuật mạ điện ......................................................................................2

1.1.3 : Mục đích và ý nghĩa của công nghệ .......................................................................3

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

1.2.1 : Khái niệm dung dịch điện ly ..................................................................................4

1.2.2 : Cơ chế và sự hình thành lớp mạ điện hóa ..............................................................5

H Ư

1.3 : Các quá trình trong kĩ thuật mạ điện .............................................................................8

TR ẦN

1.3.1 : Gia công bề mặt trước khi mạ ................................................................................8

1.3.2. Quy trình mạ đồng................................................................................................12

CHƯƠNG 2: MẠ ĐỒNG ......................................................................................................14

10 00

I. MẠ ĐỒNG DUNG DỊCH XIANUA ..............................................................................14

II. MẠ ĐỒNG DUNG DỊCH SUNFAT .............................................................................18

III. MẠ ĐỒNG DUNG DỊCH PIRO PHÔT PHAT ...........................................................23

-L

Í-

CHƯƠNG 3: HOÀN THIỆN LỚP MẠ ĐỒNG ..................................................................26

ÁN

3.1. Cromat hóa lớp mạ đồng .........................................................................................26

3.2. Oxy hóa và nhuộm màu lớp mạ đổng .....................................................................26

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA MẠ ĐỒNG .....................................................................31

Đ IỄ N D

1. Các loại mạ đồng ............................................................................................................31

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

1.2 : Cơ sở lý thuyết công nghệ mạ điện................................................................................4

ÀN

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

1.1.2 : Sự phát triển của công nghệ mạ điện .....................................................................3

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

1.1.1 : Sơ lược về kỹ thuật mạ điện ...................................................................................2

2. Các công ty mạ đồng .......................................................................................................34 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN .....................................................................................................35 TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................36

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

LỜI NÓI ĐẦU Mạ điện là một trong những phương pháp rất có hiệu quả để bảo vệ kim

Các vật mạ điện có giá trị trang trí cao, bền và rẻ, ngoài ra còn có độ cứng,

loại khỏi bị ăn mòn trong môi trường và khí quyển.

độ dẫn điện cao được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất công cụ thiết bị

ẠO

càng phát triển của công nghiệp. Nhưng nói chung, về mặt lã thuật chưa được chú

ý, chất lượng mạ chưa tốt. Mấy năm gần đây, những kĩ thuật mới, công nghệ mới,

về mạ đặc biệt là mạ trang sức, mạ vàng giả, mạ phi kim loại, mạ phức hợp, mạ

H Ư

điện v.v... có nhiều thành quả nghiên cứu và ứng dụng phong phú. Vi vậy, để đáp

TR ẦN

ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường cũng như thị hiếu của người tiêu dùng, nhóm chúng em quyết định chọn đề tài này nhằm nghiên cứu những khía cạnh sâu

10 00

hơn về ngành mạ điện và qua đó ứng dụng lắp ráp mô hình thực nghiệm về mạ điện.

Trong quá trình nghiên cứu đề tài này, vì thời gian nghiên cứu ngắn, kiến

thức còn hạn hẹp nên chắc chắn sẽ có nhiều thiếu sót. Chúng em xin chân thành

-L

Í-

cám ơn những ý kiến đóng góp của quí thầy cô, các bạn sinh viên và các bạn đọc

IỄ N

ÀN

ÁN

để đề tài này thực sự có ích cho xã hội.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ở nước ta, ngành mạ điện luôn được hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu ngày

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

điện phát triển rất mạnh.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

điện năng, ôtô, môtô, xe đạp, dụng cụ y tế...Ở các nước công nghiệp, ngành mạ

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial 1

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 : Tổng quan về kĩ thuật mạ điện

1.1.1: Sơ lược về kỹ thuật mạ điện

Mạ điện là quá trình điện phân, trong đó anot (cực dương) xảy ra quá trính oxy hóa

U Y

M – ne → Mn+

Cầu dao điện

Hình 1,1. Sơ đồ trình bày quả trình mạ điện

1. Nguồn điện, 2. Điện trở con chạy R, 3. Vôn kế một chiều, 4. Ampe kế, 5. Anot,

6. Catot, 7. Dung dịch điện ly, 8. Bể điện phân, 9. Lớp mạ bám trên bề mặt ldm loại

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

Phản ứng xảy ra ở anot:

ẠO

Phản ứng xảy ra ở catot: Mn+ + ne → M

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

khí hydro...) khi có dòng điện một chiều đi qua dung dịch mạ.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

kim loại từ dung dịch mạ thành lớp kim loại bám trên vật mạ hay quá trình phụ giải phóng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

(hòa tan kim loại hay giải phóng khí oxy), còn catot (cực âm) xảy ra quá trính khử (khử ion

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial 2

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

1.1.2 : Sự phát triển của công nghệ mạ điện

Kỹ thuật mạ điện ngày nay đã có những bước tiến nhảy vọt, thỏa mãn được nhiều

yêu cầu kỹ thuật quan trọng trong sản xuất và đời sổng. Các nhà khoa học luôn tập trung mọi

nỗ lực nhằm tìm ra những chất phụ gia mới, phát minh những chất điện giải mới, phương

như bền trong môi trường sử dụng. Vì vậy phải không ngừng nghiên cứu, cải tiến các thiết

bị, máy móc chuyên dùng, thiết kế các dây chuyền sản xuất đồng bộ, tự động hóa với độ tin

H Ư

cậy cao. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng lớp mạ một cách vững chắc, hạ giá thành sản

TR ẦN

phẩm, chống ô nhiễm môi trường.

1.1.3 : Mục đích và ý nghĩa của công nghệ

10 00

Lớp mạ có nhỉệm vụ bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn hóa học hay điện hóa trong môi trường sử dụng

Lớp mạ có nhiệm vụ trang trí bên ngoài sản phẩm ché tạo kim loại hoặc họp kim rẻ

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

tiền, nó đồng thời là lớp mạ bảo vệ các chi tiết máy máy móc khỏi bị ăn mòn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

độ bám tốt, không xốp, không bong ưóc ngay khi thay đồi nhiệt độ hay va chạm mạnh cũng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Kỹ thuật mạ điện luôn đòi hỏỉ lớp mạ có cẩu trúc tỉnh thể mịn, dẻo nhưng rất cứng,

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

bề mặt kim loại mà ngay trên bề mặt chất dẻo hay các phi kim loại khác.

U Y

pháp điện phân mới với mục đích nâng cao không ngừng chất lượng lớp mạ không chi trên

Hình 1.2. Bulong được mạ một lớp kim loại bảo vệ Người ta còn tạo được lớp mạ kim loại hoặc hợp kim có tính chốt hóa lý đặc biệt như:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial 3

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

- Lớp mạ làm tăng độ chống mài mòn, chống ma sát. - Tạo lớp mạ dẫn điện tốt hơn kim loại nền nhiều lần, lại không gỉ, đảm bảo

dòng điện rất nhỏ lưu thông trong hệ thống lâu dài.

- Lớp mạ cho khả năng hàn được các chi tiết máy theo các phương pháp hàn

.Q Đ

ẠO

1.2 : Cơ sở lý thuyết công nghệ mạ điện

1.2.1 : Khái niệm dung dịch điện ly

H Ư

Trong kỹ thuật mạ điện áp dụng rộng rãi các dung dịch axit, bazơ và muối.

TR ẦN

Các dung dịch này khi hòa tan thì chúng phân ly thành các ion, được gọi là dung dịch điện ly.

Trong dung dịch axit thì axit bị phân ly thành H+ và gốc axit HC1 = H+ + Cl-

10 00

H2SO4 = 2H+ + SO42NaOH = Na+ + OHKOH = K+ + OH-

Í-

Trong dung dịch kiềm thì kiềm bị phân ly thành ion kim loại và ion OH-

ÀN

ÁN

-L

Trong dung dịch muối thì muối bị phân ly thành ion kim loại và gốc axit: CuSO4 = Cu2+ +SO42ZnSO4 = Zn2+ + SO42-

Đối với dung dịch muối phức thi phân ly thành hai bước. Bước thứ nhất,

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

tạo lớp mạ bóng sáng, bền nhiệt cao...

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

- Lớp mạ cho độ rắn cao, chịu được các lực tác dụng mà không bị bong tróc,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

thông thường.

thành ion kim loại và ion gốc axit.

IỄ N

phân ly thành ion kim loại và ion muối phức. Bước thứ hai, ion muối phức phân ly

Na2[Zn(CN)4] = 2Na+ +Zn(CN)42Zn(CN)42- = Zn2+ + 4CNSự phân ly của ion muối phức rất nhỏ, nên nồng độ kim loại rất thấp. 4

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

1.2.2 : Cơ chế và sự hình thành lớp mạ điện hóa

1.2.2.1: Bản chất và yêu cầu đối với lớp mạ Mạ điện là dùng phương pháp điện phân để kết tủa trên bề mặt kim loại một

lớp kim loại hoặc họp kim mỏng, để chống ăn mòn, trang sức bề mặt, tăng tính dẫn

vậy, phải tìm thành phần dung dịch, điều kiện điện phân, để đảm bảo lớp mạ có

những tính chất sau:

ẠO

- Bám chắc vào kim loại nền, không bong.

- Lớp mạ có kết tinh nhỏ mịn, độ xốp nhỏ.

- Lớp mạ bóng, dẻo, độ cứng cao.

H Ư

- Lớp mạ có đủ độ dày nhất định.

nhỏ mịn thì lớp mạ càng tốt.

TR ẦN

Cấu tạo tinh thể giữ vai trò quyết định đến chất lượng lớp mạ. Tinh thể càng

10 00

1.2.2.2 : Quá trình điện kết tủa kim loại

Quá trình điện kết tủa kim loại gồm hai giai đoạn: tạo mầm và phát triển

mầm. Mỗi giai đoạn có một tốc độ nhất định và căn cứ vào điều kiện điện phân (như

Í-

nhiệt độ, mật độ dòng điện, khuấy trộn, thành phần dung dịch...) mà quyết định giai

-L

đoạn nào chiếm ưu thế.

ÁN

Yêu cầu của lớp mạ là cấu tạo nhỏ mịn, sự kết họp giữa các tinh thể chặt chẽ.

Vì vậy phải tăng tốc độ hình thành mầm tinh thể. Nếu tốc độ hình thành mầm tinh

ÀN

thể càng cao thì trong một đon vị thời gian kim loại kết tủa bám trên bề mặt càng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

không phải là tiết kiệm năng lượng, tăng hiệu suất mà là vấn đề chất lượng mạ. Vì

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

điện, tăng kích thước, tăng độ cứng bề mặt. Trong mạ điện, yếu tố quan trọng nhất

IỄ N

nhiều. Do đó, phải tăng tốc độ tạo mầm lớn hơn tốc độ phát triển mầm. Muốn cho tốc độ tạo mầm lớn hơn tốc độ phát triển mầm phải tăng phân cực catot. Phân cực catot có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất lớp mạ thành phần dung dịch, chế độ điện phân, chất phụ gia... Khi tinh thể kết tinh thì các hình thức sắp xếp của chúng như thế nào trong 5

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

kết tủa cũng có ảnh hưởng quyết định đến tính chất lớp mạ. Nhiều trường họp các tinh thể sinh ra bố trí một cách hỗn độn trong kết tủa. Nhưng trong điều kiện điện phân nhất định thì các tinh thể ấy sắp xếp theo một hướng và ở vị trí nhất định. Tính

định hướng càng cao thì cấu trúc tinh thể càng hoàn chỉnh và có ảnh hưởng nhất định

đến độ bóng, độ giãn nở nhiệt của lớp mạ. Thay đổi điều kiện điện phân, nhất là thay

1.2.2.3 : Định luật Faraday

H Ư

Quá trình điện phân của dung dịch xảy ra theo định luật Faraday: Lượng chất tách ra trong quá trình điện phân tỉ lệ thuận với cường độ dòng

TR ẦN

điện và thời gian điện ly

m = k.I.t = k.q

10 00

m - Trọng lượng vật chất được kết tủa (hoặc hoà tan) trên điện cực; I - Cường độ dòng điện (A);

t - Thời gian (giờ);

q - Điện lượng (ampe giờ);

-L

Í-

k - Hệ số tỉ lệ.

ÁN

Khi cho điện lượng như nhau vào trong dung dịch khác nhau thi lượng chất

kết tủa trên catôt tỉ lệ thuận với đương lượng hoá học. Nếu cho điện lượng 96.500

ÀN

culông (28,6 Ampe/giờ) đi qua dung dịch sẽ được một đương lượng gam của bất kỳ

IỄ N

chất nào.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

các tinh thể định hướng.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

trúc tinh thể định hướng. Tăng phân cực catot cũng làm tăng mức độ hoàn chỉnh của

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

đổi mật độ dòng điện sẽ làm thay đổi tốc độ phát triển mầm, dẫn đến sự thay đổi cấu

Đương lượng gam của một chất bằng phân tử gam của chất đó chia cho số

điện tích hay số điện tử của chất đó trao đổi hay tham gia trong phản ứng đã cho. Đương lượng điện hoá là số gam vật chất sinh ra khi đi qua điện lượng 1 Ampe giờ. Đương lượng điện hóa của một số nguyên tố (xem bảng 1.1) 6

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Trong đó: A / (n × 28,6) n - Hóa trị

10 00

A - Nguyên tử lượng

TR ẦN

a = A / (n × 28,6)

28,6 - Số điện lượng

Í-

Lượng vật chất tách ra theo công thức: m = a.I.t

-L

Trong đó:

I: Cường độ dòng điện (Ampe) t: Thời gian (giờ). a: Đương lượng điện hóa (g/A.giờ)

IỄ N

ÀN

ÁN

m: Lượng vật chất tách ra trên catôt.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

Đương lượng điện hoá tính theo công thức:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q N

ẠO

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Bảng 1.1. Đương lượng điện hóa của một sổ nguyên tố

7 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

1.3: Các quá trình trong kĩ thuật mạ điện

1.3.1: Gia công bề mặt trước khi mạ

ẠO

trục có gắn hai bánh xe đánh bóng.

H Ư

(1) Mài bóng

Mài bóng là quá trình gia công bề mặt chi tiết bằng phớt mài bóng (hoặc dây

TR ẦN

đai). Mài bóng có thể loại bỏ khỏi bề mặt chi tiết lóp oxy hóa, lớp gỉ, vết sước, vết hàn, bavia,... làm bằng phẳng chi tiết. Ngoài những chi tiết yêu cầu chất lượng không

10 00

cao, có thể mài bóng một lần, thông thường phải mài bóng nhiều lần những hạt mài có kích thước nhỏ dần. Chất lượng mài bóng quyết định bởi độ lớn của hạt mài,

nguyên liệu hạt mài, tính chất của phớt mài và tốc độ mài. Cho thêm chất bôi trơn

(như thuốc đánh bóng) trên phớt mài bóng có thể mài tinh. Độ thô bề mặt (Ra) của

-L

Í-

chi tiết sau khi mài bóng có thể đạt đến 94 µm.

ÁN

Kích thước hạt mài, khi phân bố trên mặt phẳng nhất định có quan hệ với

tính chất phớt (bao gồm nguyên liệu và cách khâu) và hiệu quả đánh bóng. Khi hạt

ÀN

mài to, bề mặt kim loại có lượng cắt gọt lớn dùng phớt cứng, bề mặt kim loại màu

IỄ N

và lượng cắt gọt nhỏ dùng phớt mềm, phớt vải có tính mềm tốt nhất.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

bóng đạt tiêu chuẩn để mạ. Để mài và đánh bóng, người ta dùng máy quay hai đầu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Mục đích gia công cơ học là làm cho bề mặt kim loại sần sùi trở nên nhẵn

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

cát, phun nước, chải... Nhưng chủ yếu người ta sử dụng mài và đánh bóng.

Có nhiều cách gia công cơ học: mài, đánh bóng, quay xóc, rung, phun

a) Gia công cơ học

(2) Đánh bóng Đánh bóng là quá trình gia công bề mặt chi tiết bằng phớt đánh bóng có thuốc đánh bóng. Đánh bóng tiến hành trên bề mặt tương đối bằng phẳng, làm giảm độ nhám bề mặt, bề mặt được nhẵn bóng. 8

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Đánh bóng bao gồm công đoạn đánh bóng thô, đánh bóng trung bình, đánh bóng tinh. Đánh bóng thô dùng phớt cứng đánh bóng bề mặt đã qua mài bóng hoặc chưa mài bóng, có tác dụng mài cắt nhất định với kim loại nền, loại bỏ vết mài thô.

Đánh bóng trung bình dùng phớt tương đối cứng đánh bóng bề mặt đã qua đánh bóng

U Y .Q

(3) Quay xóc

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

chất tẩy rửa, chất độn.

(4) Chải: dùng cho vật có nhiều khe kẽ, lỗ, rãnh, răng… bàn chải dùng dây thép, dây

đồng thau, thường chải ướt kết hợp xà phòng.

H Ư

(5) Phun: dùng cho vật to, thô, khó di chuyển… dùng tia cát hoặc nước áp suất cao

TR ẦN

phun lên bề mặt cần gia công làm bong bẩn, dầu mỡ, gỉ, oxit… Yêu cầu: Không làm biến dạng, cần thiết có thể hoạt hóa bề mặt bằng cách tẩy

10 00

nhẹ trong axit loãng, sau đó rửa sạch trong nước chảy rồi mạ ngay. b) Tẩy dầu mỡ

Nếu bề mặt kim loại dính dầu mỡ, khu vực đó kỵ nước, không tiếp xúc với

dung dịch tẩy, dung dịch mạ  khu vực đó không được mạ.

-L

Í-

(1) Tẩy trong dung môi hữu cơ: thường dùng là tricloetylen C2HCl3, nó hòa tan tốt

ÁN

nhiều loại chất béo, không bắt lửa, không ăn mòn kim loại (trừ Al và Mg) >< độc.

Dung môi khác như tetracloetylen C2Cl4, cacbon tetraclorua CCl4,

tetracloetan C2H2Cl4 , hexacloetan C2Cl6 ... Chú ý vật phải khô, do kết hợp với HCl tạo hợp chất ăn mòn, nhất là vật

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Áp dụng cho vật bé, mảnh. Cho vật vào thùng quay hay máy rung cùng hóa

ÀN

www.daykemquynhon.ucoz.com

dùng phớt mềm, bề mặt bóng như gương.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

thô, bề mặt tương đối bóng. Đánh bóng tinh là công nghệ sau cùng khi đánh bóng,

IỄ N

bằng nhôm hoặc HK nhôm, cần phải tẩy trong dung dịch kiềm nóng hoặc tẩy điện hóa để loại bỏ dung môi bốc hơi. (2) Tẩy dầu mỡ trong dung dịch kiềm nóng: có hai loại nguồn gốc động thực vật và khoáng vật

9 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

(3) Tẩy dầu mỡ điện hóa: nhanh và sạch. Thường tẩy catot, đôi khi dùng cho cả anot. Cơ chế là thoát khí hydro trên catot (hoặc khí oxi trên anot), dầu mỡ thoát ra

Chú ý: khi hydro sinh ra dễ gây giòn hydro, các tạp chất trong dung dịch

tạo thành nhũ tương trong dung dịch.

U Y

(1) Kim loại đen: FeO, Fe2O3, Fe3O4 và hydroxit Fe3+ ,Fe2+

H Ư

- Phương pháp hóa học:

TR ẦN

+ Sử dụng HCl loãng: HCl tẩy nhanh, cho bề mặt trắng. 150 – 200 g/l, T < 400 C

10 00

Nhiệt độ và nồng độ cao sẽ bốc mùi, sắt nền bị ăn mòn + Sử dụng H2SO4 loãng: H2SO4 tẩy nhanh nếu tăng nhiệt độ, sau khi

tẩy làm sạch mùn bề mặt. 80 – 120g/l, T 50 – 700C

- Phương pháp điện hóa: sử dụng HCl loãng, muối Cl- hoặc H2SO4 loãng,

-L

Í-

muối SO42-

ÀN

ÁN

+ Tẩy anot – màng bị mất do hòa tan và bong ra do khí thoát ra 4 OH - - 4e = 2 H2O

+ O2

Ưu điểm: Sạch, hơi nhám  bám tốt Nhược điểm: Tẩy nhanh Tẩy quá

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

c) Tẩy gỉ

ẠO

dụng tẩy oxit, tăng nhiệt độ làm tăng hiệu quả tẩy siêu âm

Dùng với dung dịch kiềm hoặc dung môi hữu cơ – nhanh, sạch. Còn có tác

IỄ N D

(4) Tẩy dầu mỡ siêu âm

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

để hòa tan các kim loại đó, sau đó nhấc vật tẩy ra luôn.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

như Pb, Sn… có thể phóng điện và bám lên vật tẩy catot  đổi chiều nguồn điện

Dùng cho vật thép cacbon, thép hợp kim Sử dụng Catot Pb + Tẩy catot – màng bị mất do hòa tan và bong ra do khí thoát ra 2 H+ + 2e

= H2

Ưu điểm: Sạch, hơi nhám  bám tốt 10 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Nhược điểm: cho vật thép cacbon, không bị tẩy quá Vật Ni, Cr, thêm muối Sn và Pb Sử dụng Anot Pb, hợp kim Pb-8%Sb, gang silic

(2) Kim loại màu: Cu, HK Cu, Al, HK Al, Zn, Cd, Pb, Sn

U Y

+ Cu và HKCu thường dùng HNO3 có thêm H2SO4 và hoặc HCl, NO2 và NO

(độc)

ẠO

+ Al và HK Al thường dùng NaOH hoặc hỗn hợp HF và HNO3

+ Pb tẩy bằng HNO3 50 – 100g/l

+ Zn, Cd tẩy bằng H2SO4 hoặc HCl 50 – 200g/l

TR ẦN

d) Tẩy nhẹ

H Ư

+ Sn tẩy bằng HCl 50 – 100g/l

Còn gọi là hoạt hóa bề mặt, nhằm lấy đi lớp oxit rất mỏng, không thấy được bằng

10 00

mắt thường, hình thành trong quá trình gia công trước khi mạ. Tiến hành ngay trước khi mạ.

Dung dịch thường là H2SO4 hoặc HCl 3 – 10%.

Tẩy NaCN 3 – 7% trước mạ dung dịch Xyanua

-L

Í-

Tẩy NaOH 3 – 5% cho Zn và Al trước mạ trong môi trường kiềm (5 – 10s) e) Rửa

ÁN

- Sau mỗi khâu gia công. - Giảm độ gắn bám của lớp mạ, lẫn dung dịch từ bể này sang bể khác, gây hư hỏng

ÀN

và phiền toái

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

vệ, hoặc chuẩn bị bề mặt trước khi mạ.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

- Dùng để hoàn thiện sản phẩm, tạo lớp thụ động hay lớp sơn không màu bảo

IỄ N

- Có 4 loại rửa: + Rửa nhúng + Rửa trong dòng chảy + Rửa trong bể có sục khí + Rửa dưới vòi nước hoặc dàn phun Ta sử dụng các loại nước như sau: 11

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

+ Nước lạnh + Nước ấm (49 – 590C) – dùng cho sau tẩy dầu mỡ, sau tẩy gỉ cho kim loại

U Y

cuối cùng.

f) Tẩy bóng điện hóa và hóa học

ẠO

- Tẩy bóng điện hóa – cho độ bóng cao hơn đánh bóng cơ học, lớp mạ gắn bám tốt,

tinh thể nhỏ, ít lỗ thủng, chống ăn mòn tố, hệ số ma sát nhỏ, tạo tính quang học tốt.

Dùng cho thép không gỉ, hợp kim Cu và hợp kim Al.

H Ư

+ Vật – Anot, tốc độ hòa tan ở điểm lồi > điểm lõm  Bề mặt nhẵn =>

TR ẦN

Màng nhày khó tan

- Tẩy bóng hóa học – Như tẩy bóng điện hóa

10 00

Không dùng điện, hiệu quả tẩy bóng không cao, tốn dung dịch, tỏa nhiều khí độ. + Dung dịch H3PO4 , H2SO4 , CrO3 và phụ gia

Glyxerin, metylxenluloza – tăng độ nhớt cho dung dịch

Chất ức chế - giữ cho bề mặt không bị mòn

-L

Í-

Chất hoạt động bề mặt, giảm Da, giảm nhiệt độ làm việc, tăng hiệu quả sử dụng

ÁN

(Ure, trietanolamin tẩy bóng Cr và Thép không gỉ)

1.3.2. Quy trình mạ đồng

Quy trình mạ đồng, bao gồm cả công đoạn gia công bề mặt, được thực hiện theo sơ

IỄ N

ÀN

đồ quá trình sau:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Lưu ý: Nếu dùng nước cứng Mg2+ và Ca2+ phải rửa lại bằng nước mềm lần

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

chưa kịp mạ 3 - 5% Na2CO3 và ít NH4OH.

+ Nước nóng (60 – 900C) – Rửa vật trước khi sấy khô, bảo quản tạm thời

nhẹ và HK để tách lớp mùn cặn, rửa sau khi oxi hóa kim loại đen

12 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

.Q Rửa

H Ư

ẠO

Tẩy gỉ

Tẩy bóng điện

Rửa

TR ẦN

Rửa

hóa và hóa học

Mạ lót

10 00

Niken

Sản

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

phẩm

Mạ Đồng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Rửa

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Tẩy nhẹ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

mỡ

U Y

cơ học

Tẩy dầu

Rửa

Gia công

Phôi

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

13 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

CHƯƠNG 2: MẠ ĐỒNG Lớp mạ đồng là lớp trung gian cho những chi tiết là sắt thép, kẽm đúc,

bền ăn mòn, độ bám chắc lớp mạ. Mạ đồng còn dùng để bảo vệ chi tiết khỏi bị

thường mạ đồng niken, crôm, lớp đồng trung gian không có lỗ xốp, nâng cao độ

H Ư

Ưu điểm của dung dịch mạ đồng xianua là: khả năng phân bố tốt, có tác dụng tẩy dầu nhất định. Thành phần dung dịch mạ không có phản ứng trao đổi với

TR ẦN

sắt thép, có thể mạ trực tiếp đồng trên nển sắt thép hoặc kẽm đúc, lớp mạ bám chắc, lớp mạ kết tinh mịn, lồ xốp nhỏ, để phòng thấm than có hiệu quả, khi cho chất làm

10 00

bóng có thể thu được lớp mạ bóng.

Nhược điểm của dung dịch là: dung dịch rất độc, dễ phân hủy thành muối

cacbonat, phải xử lý nước thải để phá hủy xianua mới được thải ra ngoài.

-L

Í-

1. Thành phần dung dịch và điểu kiện công nghệ mạ đồng xianua

ÁN

Bảng 2-1. Thành phần dung dịch và điểu kiện công

ÀN

Thành phần dung dịch (g/l) và chế độ

CuCN

8 - 35

30 - 50

NaCN

12 - 54

40 - 65

công nghệ

KNaC4H4O6.4H2O

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

I. MẠ ĐỒNG DUNG DỊCH XIANUA

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

đồng sunfat, dung dịch mạ đồng piro phôtphat.

IỄ N D

Có nhiểu loại dung dịch mạ đồng: dung dịch mạ đồng xianua, dung dịch mạ

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

điện và tiết kiệm nguyên liệu đồng, mạ đồng trên bạc để làm giảm ma sát.

thấm than trong quá trình nhiệt luyện. Mạ đồng dày trên thép để làm tăng độ dẫn

30 - 60

NaOH

2 - 10

Na2CO3

10 - 20 20 - 30

14 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Nhiệt độ (0C)

8 - 50

Thường

Mật độ dòng điện (A/dm2)

0.2 - 2

1–3

Chú ý: - Pha chế 1: Mạ đồng lót.

U Y .Q

(1) NaCN

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

phân cực catôt, làm cho lớp mạ kết tinh mịn, nâng cao khả năng phân bố. Khi hàm

lượng CuCN nhất định, hàm lượng NaCN thấp, tác dụng phân cực catôt giảm đi,

H Ư

hiệu suất dòng điện cao, nhưng độ kết tinh thô, khả năng phân bố giảm. Khi hàm lượng NaCN quá cao, sự phân cực catôt tăng, khí H2 thoát ra nhiều, phạm vi sử

TR ẦN

dụng mật độ dòng điện thu hẹp, tốc độ kết tủa giảm, thậm chí không có lớp mạ. Vì vậy, trong quá trình mạ cần phải bảo đảm hàm lượng NaCN tự do trong phạm vi

10 00

nhất định, để loại trừ anôt thụ động, làm anôt hòa tan bình thường. Hàm lượng NaCN tự do khống chê trong phạm vi 7 - 20 g/l.

(2) CuCN

Trong dung dịch mạ đồng CuCN là muối chính cung cấp ion đồng. Trong

-L

Í-

dung dịch mạ đồng xianua, giữa đồng và sắt không có phản ứng trao đổi. vì thế, có

ÁN

thể mạ trực tiếp đồng trên sắt thép trong dung dịch xianua, lớp mạ lót đồng trên sắt thép yêu cầu phủ kín bề mặt. Hàm lượng CuCN trong khoảng 5-10 g/1. Nêu như mạ đồng bình thường hoặc mạ đồng thấm than, yêu cầu lớp mạ có độ dày nhất

IỄ N

ÀN

định, phải khống chê hàm lượng CuCN trong phạm vi 30 - 50 g/1.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

NaCN là chất tạo phức, trong dung dịch mạ đồng, NaCN có thể nâng cao

www.daykemquynhon.ucoz.com

2. Tác động các thành phần dung dịch

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

- Pha chê 2: Mạ đồng thông thường và mạ đồng chống thấm than.

(3) NaOH Trong dung dịch mạ đồng NaOH là chất dẫn điện, có tác dụng đề phòng

muối xianua thủy phân, vì vậy, NaOH làm ổn định NaCN tự do trong dung dịch. Phản ứng như sau: NaCN + H2O → NaOH + HCN 15

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

(4) Na2CO3 Trong dung dịch mạ đồng có lượng nhất định Na2CO3 có tác dụng làm ổn định dung dịch giống như NaOH. Khi pha chê mới cho Na2CO3 vào, trong quá

Ơ U Y

2NaCN + 2H2O + O2 = 2Na2CO3 + 2NH3

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

2NaCN + H2O + CO2 = Na2CO3 + 2HCN

ẠO

biển, vì vậy, Na2C03 trở thành tạp chất. Phương pháp xử lý Na2CO3 quá nhiều có

hiệu quả nhất là phương pháp làm lạnh.

(5) KNaC4H4O6

H Ư

Trong dung dịch mạ đồng xianua, KNaC4H4O6 là chất hoạt hóa anôt, loại bỏ

TR ẦN

sự thụ động anôt, và là chất tạo phức phụ trợ với đồng hóa trị một. Ngoài ra, nó còn có khả năng tạo phức với tạp chất kim loại, có tác dụng che lấp tạp chất kim loại

10 00

trong dung dịch.

3. Ảnh hưởng của điểu kiện công nghệ

(1) Nhiệt độ dung dịch

Nhiệt độ nâng cao, tốc độ vận động các ion tâng nhanh, hiệu suất dòng điện

Í-

cao, tốc độ kết tủa nhanh. Thông thường, khi mạ đồng lót, nhiệt độ dung dịch trong

-L

khoảng 30 - 40°C. Khi mạ đồng dày và mạ nhanh, nhiệt độ dung dịch vào khoảng

ÁN

50 - 65°C.

ÀN

(2) Mật độ dòng điện Độ lớn mật độ dòng điện trực tiếp ảnh hưởng đến chất lượng lớp mạ. Trong

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Khi hàm lượng Na2C03 vượt quá 60 g/1, anôt thụ động, lớp mạ có dạng bọt

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

nhiều. Phản ứng như sau:

www.daykemquynhon.ucoz.com

trình sản xuất không được cho vào, bởi vì Na2CO3 dần dần tích lũy ngày càng

IỄ N

phạm vi công nghệ nhất định, mật độ dòng điện quá thấp, tốc độ kết tủa chậm, lớp mạ không bóng, tối; mật độ dòng điện quá cao, lớp mạ thô, rời, bong. 4. Pha chê dung dịch đồng xianua (1) Theo thể tích bể mạ, tính toán số lượng các thành phần chất hóa học cho vào bể mạ; 16

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

(2) Mặc quần áo bảo hộ lao động và trang bị những dụng cụ bảo hộ lao động cần thiết;

(4) Cho CuCN vào trong thùng khác, cho một ít nước khuấy thành hồ đặc,

(3) Cho NaCN vào trong bể mạ, khuấy đều cho tan hoàn toàn;

U Y

(5) Làm loãng dung dịch mạ đồng xianua đến thể tích quy định;

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

A/dm2 trong nhiều giờ, phân tích, điều chỉnh, mạ thử đạt yêu cầu, đưa vào sản xuất.

5. Bảo vệ dung dịch và khử tạp chất dung dịch mạ đồng xianua

(1) Bảo vệ dung dịch

H Ư

a) Cần khống chê hàm lượng NaCN tự do trong phạm vi quy định. Độ lớn

TR ẦN

nhỏ hàm lượng NaCN tự do ảnh hưởng trực tiếp đến tính ổn định của dung dịch và chất lượng lớp mạ. Thông thường, màu dung dịch có màu vàng nhạt trong suốt.

10 00

Nêu như trên vùng anôt dung dịch có màu xanh da trời, chứng tỏ NaCN tự do không đủ; cần phân tích điểu chỉnh.

b) Nhiệt độ dung dịch không được vượt quá giới hạn của quy trình công

nghệ. Nêu nhiệt độ cao, sự phân hủy xianua nhanh, dung dịch không ổn định.

-L

Í-

c) Hàm lượng Na2C03 vượt quá 75 g/1, cần phải kịp thời loại bỏ. (2) Khử tạp chất

ÁN

a) Phương pháp khử tạp chất chỡ, kẽm Gia nhiệt dung dịch đến 60°C, cho vào 0,2 - 0,4 g/1 Na2S, khuấy đều 30

IỄ N

ÀN

phút, cho 2-4 g/1 than hoạt tính, tiếp tục khuấy trong 2 giờ, để lắng 12 giờ rồi lọc.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

(6) Lọc dung dịch, điện phân dung dịch với mật độ dòng điện thấp 0,1 - 0,5

www.daykemquynhon.ucoz.com

hòa tan hoàn toàn;

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

vừa khuấy vừa cho dần dần CuCN vào trong dung dịch NaCN đã hòa tan, đến khi

b) Khử tạp chất Na2C03 - Phương pháp làm lạnh: Thường tiến hành về mùa đông. Khi nhiệt độ -

5°C, Na2C03 kết tinh tách ra, lấy kết tủa đi.

17 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

- Phương pháp hóa học: Gia nhiệt dung dịch đến 70 - 80°C; vừa khuấy vừa cho dần dần Ca(OH)2. Theo tính toán, nếu loại bỏ 10 g Na2C03 cần 7g Ca(OH)2, để yên 1-2 giờ, lọc, điện phân dung dịch, có thể sản xuất bình thường.

U Y

Nguyên nhân

Cách khắc phục

1. Hàm lượng NaCN cao

1. Bổ sung CuCN

Catot nhiều

2. Mật độ dòng điện lớn

2. Giảm mật độ dòng

ẠO

Khí H2 thoát ra trên

điện

1. Tẩy dầu mỡ không

mạ nổi bọt, bong

sạch, kim loại nền có dầu

trước khi mạ

2. Nhiệt độ dung dịch

2. Nâng cao nhiệt độ

thấp

dung dịch

H Ư

TR ẦN

10 00

bình thường, anot thụ

1. Tăng cường xử lý

Phân tích điều chỉnh bổ

đủ

sung NaCN

Mật độ dòng điện anot

Rửa anot làm tăng diện

lớn

tích anot

anot có màu xanh Thành phần dung dịch

Hàm lượng NaCN không

Lớp mạ màu đỏ tối, gần

-L

Í-

động

Độ bám chắc kém, lớp

ÁN

Trên anot có màng màu

quá nhiều

đen, hàm lượng đồng

Hàm lượng muối Na2CO3 Khử hàm lượng Na2CO3

IỄ N

ÀN

giảm, lớp mạ thô rời

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Sự cố

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 2-2. Những sự cố và phương pháp khắc phục

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Những sự cố và phương pháp khắc phục mạ đồng xianua xem bảng 2-2.

6. Những sự cố và phương pháp khắc phục mạ đồng xianua

II. MẠ ĐỒNG DUNG DỊCH SUNFAT Thành phần dung dịch mạ đồng sunfat đơn giản, dung dịch ổn định, khi làm việc không có khí độc hại. Dùng chất làm bóng hợp lý có thể thu được lớp mạ 18

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

bóng, độ bằng phẳng tốt. Dung dịch có khả năng phân bố kém, kết tinh không mịn. chi tiết là sắt thép mạ đồng cần phải mạ lót. 1. Thành phần dung dịch và chê độ công nghệ

Thành phần dung dịch và chế độ công nghệ, xem bảng 2-3.

180 – 220

H2SO4

45 – 110

50 – 70

G N H Ư B

TR ẦN

0.01

10 00

0.003 – 0.008

Gốc metyl tím

0.01

ÀN

ÁN

-L

Í-

Gốc Clo

0.02 – 0.08

Nhiệt độ (0C)

20 – 50

20 – 40

Mật độ dòng điện (A/dm2)

1–3

1–6

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

150 – 250

ẠO

CuSO4.5H2O

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

nghệ

IỄ N D

U Y

Thành phần dung dịch (g/l) và chế độ công

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 2-3. Thành phần dung dịch và chê độ công nghệ mạ đồng sunfat

2. Tác dụng các thành phẩn dung dịch (1) CuSO4 và H2SO4 CuSO4 là muối chính cung cấp ion đồng, hàm lượng thích hợp trong khoảng

180 - 190 g/l. Hàm lượng CuSO4 thấp, sử dụng mật độ dòng điện thấp, độ bóng 19 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

giảm, lớp mạ có nhiểu lồ xốp. Hàm lượng cao, vì mùa đông có thể kết tinh CuSO4 trên thành, dưới đáy bể hoặc ở cực anôt. H2SO4 có tác dụng nâng cao độ dẫn điện và nâng cao phân cực catôt. Hàm

lượng H2SO4 cao, làm khả năng phân bố tốt, dung dịch ổn định. Hàm lượng H2SO4

ẠO

bóng và độ bằng phẳng, làm giảm ứng suất nội. Phải khống chế ion clo trong

khoảng thích hợp, nếu hàm lượng cao, độ bóng lớp mạ giảm đi, nếu thấp quá, lớp

H Ư

mạ không bằng phẳng. (3) Tác dụng chất làm bóng

TR ẦN

Chất làm bóng dung dịch mạ đồng sunfat gồm hai loại: Loại thứ nhất có tác dụng làm bằng phẳng và làm bóng. Loại thứ hai là loại chất hoạt động bề mặt loại

10 00

ion âm và phi ion, có tác dụng thấm ướt bề mặt catôt, loại bỏ châm kim, đồng thồi có tác dụng hấp phụ sắp xếp định hướng giữa bề mặt catôt và dung dịch, nâng cao

Ó H

độ bóng lớp mạ.

phân cực catôt, làm cho lớp mạ kết tinh mịn đồng đều, nâng cao độ bằng phẳng và

-L

Í-

3. Ảnh hưởng của chê độ công nghệ

ÁN

(1) Nhiệt độ

Trong quá trình mạ, nâng cao nhiệt độ, tốc độ kết tủa nhanh, lượng tiêu hao

chất làm bóng nhanh, nếu không bổ sung kịp thời chất làm bóng thì lớp mạ thô,

ÀN

không bóng. Nhiệt độ thấp, phạm vi sử dụng mật độ dòng điện thu hẹp, ảnh hưởng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Trong dung dịch mạ đồng bóng, lượng ion clo thích hợp có thể nâng cao độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

(2) Ion Clo

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

tạo nên lớp mạ gai. Vì vậy, phải khống chê H2SO4 trong khoảng 50 - 70g/l.

thấp, trên anôt sinh thành Cu+1 sau khi thủy phân sinh thành bột đồng hóa trị một,

IỄ N

độ bóng lớp mạ. (2) Mật độ dòng điện Khi mạ đồng bóng, phạm vi sử dụng mật độ dòng điện để thu được lớp mạ bóng rộng, nhưng mật độ dòng điện quá lớn, lớp mạ thô, mật độ dòng điện quá nhỏ, độ bóng lớp mạ kém. 20

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

(3) Khuấy Khuấy có thể nâng cao độ bóng lớp mạ, bảo đảm dung dịch ổn định, nâng cao mật độ dòng điện và tốc độ kết tủa.

a) Căn cứ vào thể tích bể mạ, tính toán các loại hóa chất cho vào bể;

(4) Pha chế dung dịch mạ đồng

e) Điện phân với mật độ dòng điện thấp 0,3 - 0,5 A/dm2 trong nhiều giờ, mạ

H Ư

thử. (1) Bảo vệ dung dịch

TR ẦN

5. Bảo vệ dung dịch và ảnh hưởng tạp chất

10 00

a) Phân tích các thành phần dung dịch mỗi tuần một lần, căn cứ vào kết quả phân tích kịp thời điều chỉnh hàm lượng các thành phần trong phạm vi quy định.

b) Bổ sung chất làm bóng, được tính toán bởi thời gian, dòng điện mạ và

diện tích bề mặt chi tiết, theo nguyên tắc cho ít, nhiều lần. Khi cho chất làm bóng trong bể mạ.

-L

Í-

phải pha loãng gấp 5-10 lần thể tích, vừa cho vừa khuấy, đến khi hòa tan hoàn toàn

ÁN

c) Mồi quý xử lý làm sạch dung dịch một lần. Phương pháp xử lý làm sạch:

cho H2O2 (30%) 1-3 ml/1, khuấy đều, tăng nhiệt 50 - 60°C, khuấy 1 giờ. Sau đó,

ÀN

cho 3-5 g/l than hoạt tính, khuấy đều 1 giờ, để yên 12 giờ rồi lọc. Điện phân với

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

d) Bổ sung nước đến mức quy định, khuấy đểu;

ẠO

c) Cho các chất phụ gia, chất làm bóng;

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

b) Cho H2SO4 tinh khiết vào trong bể, vừa cho vừa khuấy;

đều để hòa tan hoàn toàn;

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

Cho nước vào 1/2 bể, cho CuSO4 công nghiệp cấp 1 vào bể, gia nhiệt khuấy

IỄ N

mật độ dòng điện nhỏ, thời gian 4 giờ, phân tích và điều chỉnh thành phần trong phạm vi quy định. Bổ sung chất làm bóng theo kết quả thí nghiệm nhỏ. (2) Khử tạp chất (a) Cu+1

21 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Cho H2O = (30%) 1-2 ml/1, khuấy đểu 0,5 - 1 giờ. Điện phân mật độ dòng điện nhỏ, thời gian 1-2 giờ, có thể sản xuất bình thường.

Những kim loại như Pb, Zn, Ni v.v. có thể khử đi bằng cách điện phân với

U Y

(c) Tạp chất hữu cơ Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

Vừa khuấy vừa cho H2O2 (30%) 1-3 ml/1, gia nhiệt 60 - 65°C, sau 1 giờ,

ẠO

6. Những sự cố và phương pháp khắc phục mạ đổng sunfat

Những sự cố và phương pháp khắc phục mạ đồng sunfat xem bảng 2-4. Sự cố

H Ư

Bảng 2-4. Những sự cố và phương pháp khắc phục mạ đổng sunfat Nguyên nhân

1. Hàm lượng CuSO4 cao

1. Bổ sung H2SO4

2. Mật độ dòng điện lớn

2. Giảm mật độ dòng điện

3. Chất làm bóng thiếu

3. Điều chỉnh chất làm bóng

10 00

TR ẦN

Lớp mạ cháy

4. Nhiệt độ dung dịch thấp

4. Nâng cao nhiệt độ dung dịch

1. Hàm lượng chất làm

1. Bổ sung chất làm bóng

Độ bóng kém

bóng thiếu 2. Xử lý dung dịch

3. Nhiệt độ dung dịch cao

3. Giảm nhiệt độ dung dịch

1. Anot không tinh khiết

1. Thay thế anot đồng photpho

2. Xử lý bề mặt không tốt

2. Tăng cường xử lý bề mặt

3. Chất làm bóng thiếu

3. Điều chỉnh tỉ lệ các chất làm

ÁN

-L

Í-

2. Tạp chất hữu cơ nhiều

bóng

ÀN

Lớp mạ có gai

IỄ N D

Cách khắc phục

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

cho 3-5 g/1 than hoạt tính, khuấy đều 2-3 giờ, để yên 12 giờ rồi lọc.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

mật độ dòng điện nhỏ 0,1 - 0,3 A/dm2.

www.daykemquynhon.ucoz.com

(b) Tạp chất kim loại khác

Độ bám chắc giữa Hàm lượng H2SO4 hoạt

Điều chỉnh hàm lượng dung

lớp mạ đồng bóng hóa trước khi mạ Ni thấp

dịch hoạt hóa H2SO4

22 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

và mạ Ni bóng không tốt Khả năng phân bố 1. Hàm lượng H2SO4 thấp 1. Nâng cao hàm lượng H2SO4 2. Giảm nhiệt độ dung dịch

3.Tỷ lệ chất làm bóng

3. Điều chỉnh tỉ lệ các chất làm

không đúng

bóng

Nhược điểm: Khi mạ trên sắt thép cần phải mạ lót, độ nhớt dung dịch cao,

TR ẦN

khó lọc, sau khi mạ thời gian dài, muối phôtphat tăng làm tốc độ kết tủa giảm. Ngoài ra, giá thành đắt, xử lý nước thải khó.

10 00

1. Thành phần dung dịch và chê độ công nghệ mạ đồng piro phôtphat Thành phần dung dịch và chê độ công nghệ mạ đồng piro photphat, xem

bảng:

Thành phần dung dịch

ÁN

nghệ

Cu2P12O7

60 – 70

70 – 90

50 – 60

280 – 320

300 – 380

350 – 400

ÀN

K4P12O7.3H2O

Đ IỄ N

-L

Í-

(g/l) và chế độ công

2 – 3 ml/l

(NH4)2HC6H5O7

20 – 25

2 – 3 ml/l

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

ăn mòn ít, lớp mạ mịn, có thể mạ được lớp mạ dày.

Ưu điểm: Mạ đồng piro phôtphat có khả năng phân bố tốt, không độc hại,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N U Y .Q ẠO

III. MẠ ĐỒNG DUNG DỊCH PIRO PHÔT PHAT

NH3H2O (25%)

2. Nồng độ dung dịch cao

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

kém

10 – 15 10 – 15

K3C6H5O7.H2O N(CH2COO)3

15 – 20

KNO3

15 – 20 23

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

10 – 20 0.008 – 0.02

0.008 – 0.02

C7H5NS2

0.002 – 0.04

8.2 – 8.8

8.0 – 8.8

8.4 – 8.8

Nhiệt độ (0C)

30 – 50

30 – 40

30 – 50

Mật độ dòng điện(A/dm2) 1 – 1.5

0.6 – 1.2

1–3

0.5 - 1

Khuấy

Di động

Catot

8.2 – 8.8

2. Pha chê dung dịch

H Ư

(1) Điều chế Cu2P12O7

Cho 1 kg CuSO4 phản ứng với 0,4 kg Na4P12O7 hoặc 0,66 kg K4P12O7 tạo

TR ẦN

thành 1 kg Cu2P12O7.

Khi pha, đem hai loại hóa chất trên hòa tan riêng biệt, cho từ từ muối piro

10 00

phôtphat vào trong dung dịch đồng sunfat khuấy đều. Sau phản ứng, pH của dung dịch bằng 5 là thích hợp, gạn, rửa, kết tủa nhiều lần.

(2) Pha chê dung dịch

Hòa tan K4P12O7 trong thùng, sau đó cho Cu2P12O7 khuấy đều khi hòa tan

-L

Í-

hoàn toàn, hòa tan muối citric, muối tactarat, muối nitrat, sau đó đổ vào thùng mạ.

ÁN

Làm loãng nước đến mức quy định.

Dùng axit citric hoặc KOH để điều chỉnh pH. cho H2O2 (30%) 1-2 ml/1 Chất làm bóng cho vào sau cùng. Hòa tan NH4OH; SeO2 trong nước,

ÀN

than hoạt tính 3-5 g/1, nhiệt độ 50°c, thời gian 1-2 giờ, để lắng rồi lọc.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Catot

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

SeO2

ẠO

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

KNaC4H4O6.H2O

IỄ N

C7H5NS2 hòa tan trong KOH rồi mới cho vào. 3. Bảo vệ dung dịch (1) Phân tích điều chỉnh dung dịch có tỷ lệ: p = P12O7/Cu =7:1 hoặc 8 : 1 (2) NH4OH dề bay hơi, cần chú ý cho vào nhưng không quá nhiều. Thông thường mồi ngày cứ 1 m2 bề mặt bổ sung 400 ml NH4OH (25%). 24

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

(3) Đề phòng tích lũy muối phôtphat. Giá trị pH thấp (pH < 7), tỷ lệ p cao, nhiệt độ cao (lớn hơn 60°C) đều dần

U Y

Nêu muối phôtphat nhiều không có biện pháp xử lý, chỉ làm loãng hoặc

thay mới dung dịch.

ẠO

(4) Dùng phương pháp khuấy mạnh, ví dụ: khuấy bằng không khí nén, di

động catôt v.v. Như vậy, có thể nâng cao mật độ dòng điện và cải thiện chất lượng

lớp mạ.

H Ư

(5) Dùng phương pháp đổi chiều dòng điện có thể cải thiện chất lượng lớp

TR ẦN

mạ.

(6) Dung dịch có 0,005 g/1 gốc xianua ảnh hưởng không tốt với lớp mạ, có

10 00

thể xử lý bằng H2O2 (30%) 1 - 2 ml/1, nhiệt độ 50 - 60°C, thời gian 1-2 giờ. (7) Chất làm bóng không cho quá nhiểu, nếu không lớp mạ giòn, xử lý tạp

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

chất hữu cơ bằng cách cho H2O2 (30%) 1 - 2 ml/1 và than hoạt tính 3-5 g/1.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

làm việc được lâu dài.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

lượng Cu trên 26 g/l, tương ứng nâng cao tỷ lệ P để tránh lớp mạ thô, dung dịch

phòng sự thủy phân muối priro phôtphat bằng cách: nâng cao pH = 8,6 - 9,2, hàm

đến sự thủy phân muối priro phôtphat tạo thành muối phôtphat. có nhà máy đề

25 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

CHƯƠNG 3: HOÀN THIỆN LỚP MẠ ĐỒNG 3.1. Cromat hóa lớp mạ đồng Để bảo quản tạm thời lớp mạ đồng không bị oxy hóa và ăn mòn, sau khi mạ

Nhiệt độ

phòng

G N

H Ư

3.2. Oxy hóa và nhuộm màu lớp mạ đổng

nước bể nước lạnh rộng, rửa lại lần hai và sấy khô.

Để bảo vệ chống ăn mòn lâu dài cho lớp mạ đồng, ngay sau khi mạ xong

TR ẦN

cần oxy hóa, nhuộm màu nó bằng phương pháp hóa học hay điện hóa trong các dung dịch, khác nhau như sau :

10 00

- Nhuộm đen cho đồng và lớp mạ đồng băng cách nhúng vào dung dịch. K2S 1% nóng trong vài ba phút. Sau đó có thể nhúng thêm vài giây trong dung dịch

K2Cr2O7 115 g/l + NH4OH (25%) 110 g/1 để tăng độ bền.

Nếu lớp mạ đồng đã để lâu hay sản phẩm làm bằng đồng, thau cần phải tẩy

K2Cr2O7

70 g/1

H2SO4

40 g/1

Thời gian

15-20 phút

Nhiệt độ

phòng.

ÀN

ÁN

-L

Í-

dầu mỡ trước rồi nhúng vào dung dịch :

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Khi thụ động phải xóc hoặc lắc sản phẩm, sau đó nhanh chóng rửa trong

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10-15 s

Thời gian

15-20 g/1

H2SO4

U Y

100 g/1

K2Cr2O7 hay CrO3

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

đồng xong thụ động hóa nó trong dung dịch :

IỄ N

Sau khi rửa lại phải tẩy nhẹ trong H2SO4 5% vài ba giây , rửa, rồi mới nhuộm. - Nhuộm đen cho đồng trong dung dịch: NaOH

9,4 g/l

(NH4)2S2O8

3,1 g/1

Thời gian

5 phút 26

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Nhiệt độ

90-100°C

- Nhuộm màu từ nâu sáng đến đen cho hợp kim đồng (có 90% Cu) trong

60-65 °c

Thời gian

5-10 ph

pháp điện hóa trong các dung dịch :

Dung dịch 2

H Ư

Dung dịch 1 120 g/1

150-200 g/1

ZnO

30 g/1

0,8 A/dm2

0,8-2 A/dm2

Thời gian

30-90 ph.

10-30 ph.

10 00

TR ẦN

NaOH

Nhiệt độ

80-100 °C

Lớp oxyt thu từ dung dịch 1 nên phủ thêm lớp sơn trong, không màu ra

ngoài.

-L

Í-

Dung dịch 2 khi kết thúc quá trình có khí thóat ra mạnh và điện thế bể tăng lên; để được lớp màng oxyt dày và kín lúc đầu ngâm không điện 1- 2 phút rồi điện

ÁN

phân với Da thấp (0,1-0,5 A/dm2) sau đó tăng lên giá trị quy định; nhiệt độ cao cho màng màu đen, nhiệt độ thấp và nồng độ kiềm cao cho màng màu lục, xốp. Dung

ÀN

dịch pha xong phải điện phân vổi anot đồng cho đến khi có màu xanh dương nhạt.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

- Nhuộm đen cho đồng và hợp kim đồng có thể tiến hành bằng phương

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nhiệt độ

5-10 g/l

NaNO3

40-60 g/1

NaOH

U Y

13-17 g/l

K2S2O8

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

dung dịch :

IỄ N

Catot bằng thép hoặc Niken. Oxy hóa xong, rửa sạch, sấy khô ở 90-100oC , tẩm dầu. Phương pháp diện hóa cho màu bển ánh sáng hơn phương pháp hóa học.

27 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

- Nhuộm đồng và các bản sao bằng đồng (đúc điện) để có dáng màu cổ kính bằng cách nhúng, quét hay phun dung dịch sau đây nhiều lần lên chúng. Cu(NO3)2

- Nhuộm màu vàng kim cho lớp đồng vừa mạ xong dùng dung dịch có

25 g/l + NH4OH (25%) 50 g/l + CH3COOH 0,5-1 g/l + NH4C1 25 g/l.

thành phần và chế độ nhuộm sau : Na2S2O3.5H2O 220-240 g/l + Pb(CH3COO)2 20-

NaOH

25 – 30 g/l

Đường kính

85 – 90 g/l

Nhiệt độ

15 – 40 oC

40 – 50 g/l

TR ẦN

H Ư

CuSO4.5H2O

ẠO

mạ thiếc) từ dung dịch gồm :

5 – 6 phút

10 00

Thời gian

0.01 – 0.02 A/dm2

Anot bằng đồng tấm, có diện tích bằng diện tích catot. Nên dùng acquy cấp

điện (chỉ cần dưới 1 V, nếu không đồng sẽ giải phóng làm dung dịch mau hỏng)

đồng thời phải khống chê đúng Dc, thời gian và nhiệt độ quy định. Sau khi nhuộm

-L

Í-

xong, sấy khô, phủ lớp sơn trong, không màu ra ngoài.

ÁN

Thực ra màu sắc của màng đồng (I) oxyt này biến đổi liên tục theo chiều dày của nó theo phổ màu như sau : nâu sẫm (380 Å) nâu hồng → đỏ sẫm → tím

sẫm → xanh sẫm → lục nhạt → bạc (hơi xanh) → vàng chanh (970 Å ) → vàng

ÀN

sáng (980 Å) → vàng kim xỉn (1100 Å ) → da cam đỏ (1260 Å). Cho nên muốn lô

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

- Nhuộm màu vàng kim điện hóa cho lớp mạ đồng (và cả cho lớp mạ kền,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

lâu (5-60 phút) sẽ cho màu xanh dương, kể cả trên lớp mạ kền cũng vậy.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

25 g/1 + axit xitric 25-30 g/l, nhiệt độ 15-20°C, thời gian 1-2 phút. Nêu nhuộm thật

IỄ N

hàng đổng màu phải khống chê sao cho chiều dày của chúng được đồng nhất. Mặt khác vì màng mỏng như thế (1 µm = 10.000 Å ) cho nên màu sắc và độ nhẵn, bóng của bản thân nền hay lớp mạ lót (thường là Cu, Ni,...) ở dưới sẽ ảnh hưởng khá nhiều đến sắc thái và độ nhẵn bóng của màng, vì vậy nêu khéo kết hợp giữa chúng sẽ được độ bóng, “tông” màu, sắc độ,... của sản phẩm đúng như mong muốn. 28

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Dung dịch này cũng dùng được cho đồng thau nhưng phải thay đường kính bằng 40-50 g/l kali tatrat, và để cho màu sắc thêm rực rỡ, sau khi nhuộm, rửa sạch,

phút. Rửa sạch và nhuộm lại lần thứ hai trong dung dịch có thành phần và chế độ

khử catot trong dung dịch Na2CO2 30-40 g/1 với Dc = 0,5 - 0,7 A/dm2 trong 10-15

nhuộm nói trên từ 1 đến 8 phút.

ẠO

lý bằng dòng điện như khi nhuộm trong 48 giờ rồi mới bắt đầu sử dụng. Bổ sung

H Ư

đồng sunfat + 45 g/l xút + 90 g/l đường kính trắng.

Đối với dung dịch có chứa kali tatrat thì tất cả các cấu tử phải hòa tan riêng

TR ẦN

rồi mói trộn chung lại và nhớ rằng dung dịch kali tatrat được hòa trộn cuốỉ cùng vào hỗn hợp.

10 00

- Tạo vân hoa trên đồng hay trên lớp mạ đồng : Nếu là lớp mạ đồng phải có chiều dày 25 - 30 µm và mạ từ dung dịch sunfat. Tẩy anot lớp mạ đồng (trong dung

dịch 1) và đồng tấm (trong dung dịch 2) theo cách thức sau : Dung dịch 1

Dung dịch 2

90% trọng lượng

95% trọng lượng

10 % trọng lượng

5% trọng lượng

Thành phần và chế độ tẩy

-L

Í-

H3FO4 (1,74)

ÁN

Axeton CH3COCH3

Da ban đầu, A/dm2

3-4

3-5

Thời gian , phút

30-40

15-30

Điện thế ban đầu

0,5-1 V

ÀN

Nhiệt độ, °C

IỄ N D

điều chỉnh dung dịch bằng cách thêm vào bể dung dịch đặc có thành phần : 60 g/l

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

dung dịch hỗn hợp trên đồng thời khuấy đều. Dung dịch mới pha chế xong phải xử

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

lọc, hòa tan tiếp đường kính trắng vào. NaOH hòa tan riêng, để nguội, rót từ từ vào

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Pha chế dung dịch: Hòa tan đồng sunfat vào nước nóng (nửa thể tích bể),

Điện thế giảm dần theo thời gian, nên : - sau 1-1,5 ph phải nâng lên

- đến lúc kết thúc nâng dần lên

2,5-3 V

3-3,5 V

29 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Dung dịch pha xong phải tiến hành tẩy anot cho đồng để xử lý điện đạt đến 10-12 Ah/1 mới bắt đầu sử dụng. Vật liệu catot không ảnh hưỏng gì đến quá trình tầy. Vân hoa có dạng hoa hồng nhỏ, kích thước cỡ 10 mm. Mạ tiếp Ni, Cr lên vân

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

hoa vẫn giữ nguyên.

30 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA MẠ ĐỒNG Với khả năng tăng độ bám của lớp mạ khác, tăng độ bền và độ bóng, mạ đồng được dùng rộng rãi để làm lớp mạ lót trên sắt. Đặc biệt, mạ đồng xong đem

Mạ đồng lên thép giúp tăng dộ dẫn điện và tiết kiệm nguyên liệu đồng.

oxy hóa sẽ có nhiều màu sắc đẹp.

1. Các loại mạ đồng :

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

- Mạ đồng giả cổ

IỄ N

ÀN

ÁN

- Mạ đồng đỏ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

trình nhiệt luyện,...

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Ngoài ra, mạ đồng còn dùng để bảo vệ chi tiết khỏi bị thấm than trong quá

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Mạ đồng lên bạc giúp giảm ma sát, và gia tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm.

31 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

- Mạ đồng trang trí

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q ẠO

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

U Y

- Mạ đồng thau

- Mạ xuyên lớp mạch in: Dựa trên cơ sở của mạ điện, người ta đưa ra phương pháp mạ đồng xuyên qua lỗ khoan mạch in nhiều lớp để tạo đường dẫn cho dòng điện, như vậy, mạch in cần phải mạ đồng là mạch in nhiều lớp (từ 2 lớp trở lên). 32

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Mục đích của công đoạn nảy: là các lỗ khoan mạch in nhều lớp được hoàn toàn thông mạch, tức là Cu sẽ bám hoàn toàn trong lỗ khoan → mạch đạt yêu cầu dẫn điện hoàn toàn.

Trong bể mạ đồng, dung dịch điện giải là dd CuSO4, cực anot là Cu nguyên

U Y .Q

Quá trinh điện phân trong bể mạ diễn ra như sau:

tại cực dương(anot):

Cu2+ + SO 42 → CuSO

ẠO

Cu → Cu2+ + 2e-

H Ư

CuSO4 dễ tan trong dung dịch

CuSO4 → Cu2+ + SO42-

TR ẦN

tại cực âm(catot):

10 00

Cu2+ + 2e- → Cu

Như vậy, sau một thời gian trong bể mạ, cực dương sẽ bị mòn đi và cực âm

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

sẽ bám Cu nguyên chất, làm liền mạch trong lỗ khoan mạch in nhiều lớp.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

đặt chúng vào catot.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

chất, còn catot là mạch in cần mạ, suy rộng ra, ta có thể mạ Cu cho 1 vật khác khi

33 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

U Y .Q TP

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

Quang, Tp.Vĩnh Yên, Vĩnh Phúc)

H Ư

3. Công Ty Cổ Phần Mạ Hải Vân (Ô 116, Lô 3, Khu Công Nghiệp Làng Nghề, X. Tân Hội, H. Đan Phượng, Hà Nội)

TR ẦN

4. Công Ty Cổ Phần Đầu Tư & Phát Triển Vĩnh Tài (8/1 Phan Huy ích, P. 15,

10 00

Q. Tân Bình, Tp. Hồ Chí Minh (TPHCM)

5. Công Ty TNHH Bu Sung Vina (Lô E5-2 & E7, Khu Công Nghiệp Minh

Hưng - Hàn Quốc, H. Chơn Thành, Bình Phước)

-L

Í-

6. Công Ty TNHH Nam Thâu (169 Đường Số 11, P. Trường Thọ, Q. Thủ

ÁN

Đức, Tp. Hồ Chí Minh (TPHCM)

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

2. Công Ty TNHH Công Nghệ Hsieh Yuan Việt Nam (Khu Công Nghiệp Khai

ÀN

www.daykemquynhon.ucoz.com

Minh Phú, H. Sóc Sơn, Hà Nội)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

1. Công Ty TNHH Công Nghệ Hóa Chất Minh Phú (Thôn Lâm Trường, X.

2. Các công ty mạ đồng:

34 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN Trong suốt quá trình nghiên cứu đề tài này chứng em đã tìm hiểu những tầm quan trọng và triển vọng của ngành mạ điện. Chúng em cảm thấy tầm ảnh hưởng và

vị thế của ngành mạ ngày càng cao, càng có nhiều ứng dụng trong công nghiệp cũng

U Y

Đồng là lớp mạ lót quan trọng, khi mạ chi tiết nhôm, kẽm đúc, hàn thiếc, hợp

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

ẠO

Lớp mạ lót đồng là lớp trung gian, những chi tiết là sắt thép, kẽm đúc thường mạ

đồng - niken - crom, lớp đồng trung gian không lỗ xốp, nâng cao độ bền ăn mòn.

H Ư

Lớp mạ đồng trên chất dẻo, nâng cao tính chịu nhiệt của chi tiết mạ, sử dụng trong điề kiện khí hậu khắc nghiệt. Mạ đồng còn dùng để bảo vệ chi tiết khỏi bị thấm than

TR ẦN

trong quá trình nhiệt luyện. Mạ đồng xong đem oxy hóa sẽ thu được nhiều màu sắc đẹp. Mạ đồng dày trên thép để tăng độ dẫn điện và tiết kiệm nguyên liệu đồng, mạ

10 00

đồng trên bạc để làm giảm ma sát.

Do thời gian thực hiện đề tài có giới hạn và kiến thức còn hạn chế nên đề tài

sẽ mắc phải những thiếu sót. Chúng em rất mong sự góp ý của các thầy cô và các

ÁN

-L

Í-

bạn.

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

kim đồng thiếc... thường mạ lót đòng để nâng cao độ bám chắc lớp mạ.

ÀN

www.daykemquynhon.ucoz.com

chịu nhiệt, thiết bị chống rỉ trong các nhà máy...

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

như các ngành kĩ thuật khác như: trang trí nội thất, thiết kế vỏ tàu biển, các thiết bị

35 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DáşĄyKĂ¨mQuyNhĆĄn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

CĂ˘u háť?i tháşŁo luáşn: CĂ˘u 1: TáşĄi sao trong máşĄ Ä‘áť“ng báşąng dung dáť‹ch sunfat thĂŹ váşt máşĄ lĂ m báşąng sáşŻt

thĂŠp láşĄi cáş§n pháşŁi máşĄ Ä‘áť“ng máť?ng báşąng dung dáť‹ch xianua?

Ä?

H2 )

H ĆŻ

CĂ˘u 4: NĂŞu cĂĄc pháşŁn áťŠng pháťĽ vĂ áşŁnh hĆ°áť&#x;ng cáť§a H2SO4? HoĂ n thiáť‡n láť›p máşĄ Ä‘áť“ng

TR áşŚN

Cromat hĂła láť›p máşĄ Ä‘áť“ng K2Cr2O7 hay CrO3

Nhuáť™m Ä‘en Ä‘áť“ng K2S 1%, nhĂşng vĂ o K2Cr2O7 vĂ NH4OH

10 00

TráşŁ láť?i cĂ˘u háť?i tháşŁo luáşn:

CĂ˘u 1:

Ă“

Trong máşĄ Ä‘áť“ng báşąng dung dáť‹ch sunfat thĂŹ váşt máşĄ lĂ m báşąng sáşŻt thĂŠp láşĄi cáş§n

Ă?-

pháşŁi máşĄ Ä‘áť“ng máť?ng báşąng dung dáť‹ch xianua Ä‘áťƒ lĂ m tÄƒng Ä‘áť™ bĂĄm cháşŻc trĂĄnh bong chĂłc

Ă N

-L

láť›p máşĄ máť‹n phĂ˘n báť‘ Ä‘áť u hĆĄn.

Ă€N

CĂ˘u 2:

Láť›p máşĄ Ä‘áť“ng cháť‰ lĂ láť›p máşĄ trung gian do tĂnh cháşĽt váşt lĂ cáť§a Ä‘áť“ng dáť… báť‹ oxy

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

áş O

(náşżu thiáşżu NaCN sinh Cu2+ áşŁnh hĆ°áť&#x;ng táť›i Ä‘áť™ tháťĽ Ä‘áť™ng anot, náşżu tháťŤa NaCN thĂŹ sinh

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRáşŚN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

lĂ bao nhiĂŞu?

Náť“ng Ä‘áť™ ion CuCN vĂ NaCN áşŁnh hĆ°áť&#x;ng tháşż nĂ o Ä‘áşżn láť›p máşĄ, Ć°u Ä‘iáťƒm ion NaCN

www.daykemquynhon.ucoz.com

[đ?‘ đ?‘Žđ??śđ?‘ ]

[đ??śđ?‘˘đ??śđ?‘ ]

U Y

CĂ˘u 3: Trong máşĄ Ä‘áť“ng (Cu) báşąng dung dáť‹ch xianua táť‰ láť‡

CĂ˘u 2: TáşĄi sao láť›p máşĄ Ä‘áť“ng cháť‰ lĂ láť›p máşĄ trung gian?

Iáť„ N

Ä?

hĂła trong khĂ´ng khĂ táşĄo ra cĂĄc oxit Ä‘áť“ng lĂ m cho láť›p máşĄ tráť&#x; nĂŞn gai sáş§n vĂŹ váşy nĂł cháť‰ lĂ láť›p máşĄ lĂłt. CĂ˘u 3:

36 Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DáşĄyKĂ¨mQuyNhĆĄn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

Trong máşĄ Ä‘áť“ng báşąng dung dáť‹ch xianua táť‰ láť‡

[đ??śđ?‘˘đ??śđ?‘ ]

[đ?‘ đ?‘Žđ??śđ?‘ ]

báşąng 1 nháşąm táşĄo pháťŠc 2

Na2[Cu(CN)2] Ä‘áťƒ Ä‘áşŁm báşŁo láť›p máşĄ máť‹n, phĂ˘n báť‘ Ä‘áť“ng Ä‘áť u .

áş˘nh hĆ°áť&#x;ng cáť§a CuCN vĂ NaCN Ä‘áşżn láť›p máşĄ Ä‘áť“ng lĂ :

- NaCN:

áş O

catĂ´t giáşŁm Ä‘i, hiáť‡u suáşĽt dĂ˛ng Ä‘iáť‡n cao, nhĆ°ng Ä‘áť™ káşżt tinh thĂ´, kháşŁ nÄƒng phĂ˘n báť‘

Ä?

giáşŁm. Khi hĂ m lĆ°áťŁng NaCN quĂĄ cao, sáťą phĂ˘n cáťąc catĂ´t tÄƒng, khĂ H2 thoĂĄt ra nhiáť u,

pháşĄm vi sáť dáťĽng máşt Ä‘áť™ dĂ˛ng Ä‘iáť‡n thu háşšp, táť‘c Ä‘áť™ káşżt táť§a giáşŁm, tháşm chĂ khĂ´ng cĂł

H ĆŻ

láť›p máşĄ. VĂŹ váşy, trong quĂĄ trĂŹnh máşĄ cáş§n pháşŁi báşŁo Ä‘áşŁm hĂ m lĆ°áťŁng NaCN táťą do trong

TR áşŚN

pháşĄm vi nháşĽt Ä‘áť‹nh, Ä‘áťƒ loáşĄi tráťŤ anĂ´t tháťĽ Ä‘áť™ng, lĂ m anĂ´t hĂ˛a tan bĂŹnh thĆ°áť?ng. HĂ m lĆ°áťŁng NaCN táťą do kháť‘ng chĂŞ trong pháşĄm vi 7 - 20 g/l.

- CuCN

10 00

Trong dung dáť‹ch máşĄ Ä‘áť“ng CuCN lĂ muáť‘i chĂnh cung cáşĽp ion Ä‘áť“ng. Trong

dung dáť‹ch máşĄ Ä‘áť“ng xianua, giáťŻa Ä‘áť“ng vĂ sáşŻt khĂ´ng cĂł pháşŁn áťŠng trao Ä‘áť•i. VĂŹ tháşż, cĂł

Ă“

tháťƒ máşĄ tráťąc tiáşżp Ä‘áť“ng trĂŞn sáşŻt thĂŠp trong dung dáť‹ch xianua, láť›p máşĄ lĂłt Ä‘áť“ng trĂŞn sáşŻt

Ă?-

thĂŠp yĂŞu cáş§u pháť§ kĂn báť máşˇt. HĂ m lĆ°áťŁng CuCN trong khoáşŁng 5 - 10 g/1. NĂŞu nhĆ°

-L

máşĄ Ä‘áť“ng bĂŹnh thĆ°áť?ng hoáşˇc máşĄ Ä‘áť“ng tháşĽm than, yĂŞu cáş§u láť›p máşĄ cĂł Ä‘áť™ dĂ y nháşĽt

Ă N

Ä‘áť‹nh, pháşŁi kháť‘ng chĂŞ hĂ m lĆ°áťŁng CuCN trong pháşĄm vi 30 - 50 g/1.

CĂ˘u 4:

+ TáşĄo Cu+ : ( lĂ m láť›p máşĄ gai vĂ dung dáť‹ch máşĄ báť‹ báşŠn) Cu2SO4 + H2SO4 = Cu2O(â†“) + H2SO4

Iáť„ N

Ä?

- CĂĄc pháşŁn áťŠng pháťĽ trong máşĄ Ä‘áť“ng báşąng dung dáť‹ch sunfat :

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

báť‘. Khi hĂ m lĆ°áťŁng CuCN nháşĽt Ä‘áť‹nh, hĂ m lĆ°áťŁng NaCN tháşĽp, tĂĄc dáťĽng phĂ˘n cáťąc

Ă€N

www.daykemquynhon.ucoz.com

tháťƒ nĂ˘ng cao phĂ˘n cáťąc catĂ´t, lĂ m cho láť›p máşĄ káşżt tinh máť‹n, nĂ˘ng cao kháşŁ nÄƒng phĂ˘n

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRáşŚN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

U Y

NaCN lĂ cháşĽt táşĄo pháťŠc, trong dung dáť‹ch máşĄ Ä‘áť“ng, Ć°u Ä‘iáťƒm cáť§a NaCN lĂ cĂł

+ TáşĄo Cu2+ áş˘nh hĆ°áť&#x;ng cáť§a H2SO4 trong máşĄ Ä‘áť“ng báşąng dung dáť‹ch sunfat lĂ : 37 Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

H2SO4 nhằm nâng cao độ dẫn điện và phân cực katot làm cho dung dịch ổn định. Khi hàm lượng H2SO4 cao thì khả năng phân bố giảm lớp mạ không đồng dều…Khi hàm lượng H2SO4 thấp tạo ra Cu+ làm lớp mạ màng gai, sần vì vậy phải

khống chế H2SO4 trong khoảng 50 - 70 g/l.

- Hoàn thiện lớp mạ đồng là quá trình tạo lớp màng bảo vệ lớp mạ đồng mới

ẠO

dung dịch Cr6+ bị khử thành Cr3+ nhằm tạo ra lớp màng mỏng kín khít,tính ổn định

hóa học cao để bảo quản tạm thời lớp mạ đồng không bị oxy hóa và ăn mòn, mà còn

làm cho bề mặt mạ bóng đẹp.

H Ư

- Nhuộm đen cho đồng và lớp mạ đồng bằng cách nhúng vào dung dịch K2S

TR ẦN

1% nóng trong vài ba phút để tạo ra kết tủa đen CuS bám trên bề mặt mạ tạo lớp mạ đen cho đồng. Sau đó có thể nhúng thêm vài giây trong dung dịch K2Cr2O7 (115 g/l)

10 00

+ NH4OH (25%) 110 g/1 để tăng độ bền,lúc này hỗn hợp dung dịch đóng vai trò là dung dịch thụ động để bảo vệ lớp màng đồng đen mới tạo thành và tạo bóng bề mặt

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

mạ.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

- Cromat hóa lớp mạ đồng bằng K2Cr2O7 hay CrO3 là dung dịch thụ động để

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

oxy hóa ngoài không khí và ăn mòn.

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

tạo thành làm cho bề mặt mạ trở lên kín khít và bóng đẹp để tránh lớp mạ không bị

38 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com/

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Sổ tay Công nghệ mạ điện – chủ biên Nguyễn Văn Lộc – NXB Bách Khoa Hà Nội – 2011

2) Trần Minh Hoàng, Nguyễn Văn Thanh, Lê Đức Tri. sổ tay Mạ điện.

U Y .Q

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

Diễn đàn hỗ trợ giáo dục : Đ/C 1000B Trần Hưng Đạo Tp Quy Nhơn Người sáng lập : Nguyễn Thanh Tuấn - Chủ quản tài nguyên : Nguyễn Thanh Tú

www.daykemquynhon.ucoz.com

3) https://vi.wikipedia.org

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

NXB khoa học và Kỳ thuật, Hà Nội, 2002

39 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial