Bạn đã từng tự hỏi mạ điện là gì và quy trình mạ điện như thế nào? Hãy cùng Việt Nhất khám phá công nghệ này và quy trình mạ điện hiện đại nhất ngay sau đây.
Mạ điện – Công nghệ và quy trình
Mạ điện là quá trình điện phân, trong đó, kim loại anot sẽ hòa tan hoặc phóng điện anion. Quá trình mạ điện thực chất chỉ xảy ra trên kim loại catot khi các nguyên tử kim loại kết tủa trên bề mặt cần mạ. Điều đó có nghĩa là quá trình mạ điện đòi hỏi sự tương tác giữa hai điện cực, anot và catot.
Quy trình mạ điện chuẩn nhất
Quá trình mạ điện diễn ra thông qua nhiều bước liên tiếp. Đầu tiên, cation hidrat sẽ khuếch tán từ dung dịch vào bề mặt catot. Sau đó, quá trình phóng điện xảy ra, điện tử chuyển từ catot đến vành hóa trị của cation, biến chúng thành nguyên tử kim loại trung hòa. Các nguyên tử kim loại này sau đó tạo thành mầm tinh thể mới hoặc tham gia vào quá trình nuôi lớn mầm tinh thể đã có từ trước.
Các quá trình trên làm điện thế catot dịch chuyển về phía âm so với điện thế cân bằng. Điện thế tổng cộng ở catot được tính bằng công thức ηc = φcb – φ = ηnđ + ηđh + ηkt. Trong đó, ηc là quá thế tổng cộng ở catot, φcb là điện thế cân bằng của catot, φ là điện thế phân cực catot, ηnđ là quá thế nồng độ (phụ thuộc vào quá trình khuếch tán), ηđh là quá thế chuyển điện tích và ηkt là quá thế kết tinh.
Điều kiện tạo thành tinh thể
Trong điều kiện kết tủa kim loại trong dung dịch, tốc độ tạo mầm tinh thể phụ thuộc vào tỷ số giữa mật độ dòng điện catot (Đc) và mật độ dòng trao đổi (i0). Mật độ dòng điện cao đồng nghĩa với tốc độ tạo mầm tinh thể cao. Thêm vào đó, theo phương trình Tafel, quá thế (η) sẽ tăng theo công thức η = a + b.log Dc.
Thành phần chất điện giải
Trong quá trình mạ điện, chất điện giải thường là dung dịch nước muối đơn hoặc muối phức. Dung dịch muối đơn khi tan trong nước phân ly hoàn toàn thành các ion tự do. Dung dịch này không tạo ra phân cực nồng độ và phân cực hóa học lớn, do đó lớp mạ tạo ra thường thô và không đều.
Dung dịch muối đơn cũng cho hiệu suất dòng điện cao, đặc biệt khi có nồng độ dòng cao hơn. Thường sử dụng dung dịch muối đơn để mạ những chi tiết có hình dạng đơn giản như tấm hoặc hộp.
Dung dịch muối phức được tạo thành khi pha chế dung dịch từ các cấu tử, ion kim loại và ligan thành ion phức. Việc tạo thành phức làm giảm hoạt tính của ion kim loại tự do, đồng thời điện thế tiêu chuẩn dịch chuyển về phía âm.
Quy trình gia công bề mặt trước khi mạ
Để đảm bảo lớp mạ điện bền đẹp và sáng bóng, bề mặt cần mạ cần qua quá trình gia công trước:
Gia công cơ học
Gia công cơ học giúp đảm bảo độ vân đồng đều và độ nhẵn cao cho bề mặt cần mạ, từ đó giúp lớp mạ bám chắc và đẹp hơn. Có nhiều phương pháp gia công cơ học như mài đánh bóng, quay xóc đối với các vật nhỏ.
Tẩy dầu mỡ
Sau quá trình sản xuất cơ khí, bề mặt kim loại thường dính nhiều dầu mỡ. Mặc dù lớp dầu mỡ mỏng nhưng có thể làm cho bề mặt không thể tiếp xúc với dung dịch mạ. Có nhiều phương pháp tẩy dầu mỡ như sử dụng dung môi hữu cơ như tricloetylen, tetracloetylen, cacbontetraclorua…
Tẩy gỉ
Trên bề mặt kim loại thường có lớp gỉ sắt dày là lớp oxi hóa. Để tẩy gỉ kim loại, người công nhân thường sử dụng H2SO4 hoặc HCl.
Nếu bạn có nhu cầu về mạ điện hoặc muốn biết thêm thông tin, hãy liên hệ với chúng tôi tại Dnulib để được tư vấn chuyên sâu về mạ điện.
