Công nghệ mạ điện

Chia sẻ: nguyen_chi_tinh

Mạ điện là gì? Mạ điện là một công nghệ điện phân,tạo ra một lớp phủ lên bề mặt vật cần mạ. Ngành mạ điện được nhà hóa học Ý Luigi V. Brugnatelli khai sinh vào năm 1805. Cuối thế kỉ 19 máy phát điện ra đời thì ngành công nghiệp mạ điện đã bước sang một kỉ nguyên mới. Ở Việt nam,công nghệ mạ điện đã phát triển mạnh trong vài chục năm gần đây và tiếp thu được kỹ thuật của nhiều nước trên thế giới. Là một trong ba quá trình trong chu trình LIGA - được sử dụng trong sản xuất robot điện tử siêu nhỏ...

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Công nghệ mạ điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
Bộ Môn Hoá



CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN
Giảng viên: Nguyễn Thị Ánh Hồng
Nhóm thực hiện:
Thi Công Toại (2096800)
Võ Thị Hồng Tươi (2092175)
Lê Thành Tấn (2096798)
Ngô Tường Vi (2096802)
Hứa Tuyết Ngân (2096791)
Nội dung báo cáo

 Giới thiệu chung.
 Quy trình mạ
điện.
 Vấn đề ô nhiễm
và xử lí chất thải.
 Ứng dụng.

 Bước phát triển
mới.
MẠ ĐIỆN
Mạ điện là gì? Có mấy cách mạ điện?
 

Mạ điện là một công Mạ tinh và mạ thô

nghệ điện phân,tạo ra
Phân loại các lớp mạ

một lớp phủ lên bề
điện:
mặt vật cần mạ.
Lớp mạ trang trí

Tại sao phải mạ điện?

Lớp mạ bảo vệ.


Thẩm mỹ Lớp mạ trang trí bảo

vệ.
Bảo vệ,Độ bền Lớp mạ kĩ thuật.

LỊCH SỬ

Ngành mạ điện được nhà hóa học Ý Luigi V.


Brugnatelli khai sinh vào năm 1805.
Cuối thế kỉ 19 máy phát điện ra đời thì ngành


công nghiệp mạ điện đã bước sang một kỉ
nguyên mới.
Ở Việt nam,công nghệ mạ điện đã phát triển


mạnh trong vài chục năm gần đây và tiếp thu
được kỹ thuật của nhiều nước trên thế giới.
Là một trong ba quá trình trong chu trình LIGA -


được sử dụng trong sản xuất robot điện tử siêu
nhỏ (MEMS).
Quy trình mạ điện

Quá trình xử lí bề Mạ điện
 


mặt Những yêu cầu.



Gia công cơ học

Tiến hành mạ điện



Tẩy dầu mỡ

Mạ vàng.mạ kẽm,…



Tẩy gỉ Công thức tính trong
 


Tẩy bóng điện hóa mạ điện


và hóa học Hoàn thiện bề mặt,đánh



giá sản phẩm.
Tẩy nhẹ

Gia công cơ học
Thuốc đánh bóng: tùy vật
Làm bề mặt vật mạ có độ

liệu cần mạ mà có thuốc
đồng đều,độ nhẵn
khác nhau. VD: nếu kim
cao,bóng sáng, bong lớp gỉ,
loại cần đánh bóng là
giúp lớp mạ bám chắc và
nhôm,đồng thì dùng hỗn
đẹp.
hợp gồm: Cr2O3,Fe2O3 ,Vôi.
Thực hiện gia công cơ học

Quá trình gia công cơ học
bằng nhiều cách: mài, đánh 
làm lớp kim loại bề mặt
bóng, quay bóng, phun
sản phẩm bị biến dạng, làm
cát,chải sạch.Vật liệu mài
giảm độ gắn bám của lớp
và đánh bóng:Hạt mài,bánh
mạ sau này. Vì vậy trước
mài, bột mài,vật liệu đánh
khi mạ cần phải hoạt hóa
bóng (Cr2O3,vôi tôi, Al2O3
bề mặt trong axit loãng rồi
marsalit,Tripoli,sắt oxit).
đem mạ ngay.
Tẩy dầu mỡ
Cách 1: Tẩy trong dung Cách 3: Tẩy trong dung dịch
 

môi hữu cơ như kiềm nóng NaOH có bổ sung
tricloetylen C2HCl3, thêm một số chất nhũ tương
hóa như: Na2SiO3, Na3PO4…
tetracloetylen C2Cl4,
cacbontetraclorua CCl4, Cách 4: Phương pháp điện

hóa: dd tẩy giống như
benzen,toluen… rồi sau
phương pháp hóa học nhưng
đó tẩy tiếp trong dd
dung dịch có nồng độ loãng
kiềm.
hơn.Gồm tẩy anod, catod,
Cách 2: Tẩy dầu mỡ siêu

hỗn hợp.
âm:dùng máy phát kiềm
Cách 5: Tẩy dầu mỡ thủ

truyền sóng dao động có
công: dùng CaO, hoặc hỗn
tần từ 20-1000KHz vào
hợp đolomit MgO.CaO).
dung môi hay dd rửa.
T ẩy gỉ
Gỉ là gì?

Tẩy gỉ điện hóa: tẩy gỉ catot

Là một lớp oxit hay lớp và tẩy gỉ anot.
muối bazơ của kim loai đó Tẩy gỉ catod: sinh ra H, có tác

phủ trên bề mặt kim loại
dụng khử một phần oxit, làm
nền.
tơi cơ học màng oxit và nó sẽ
Cách tẩy gỉ:

bị bong ra.Dễ gây giòn hidro.
Phương pháp cơ khí: mài,
Tẩy gỉ anod: lớp bề mặt sẽ
chải, phun cát. 
rất sạch và hơi nhám nên lớp
Dùng thùng quay.
mạ sẽ gắn bám rất tốt.
Tẩy gỉ hóa học: thường
dùng axit loãng H2SO4 hay Đặt biệt sau khi tẩy xong

HCl hoặc hỗn hợp của phải đem thụ động (nếu
chúng. Khi tẩy thường diễn chưa gia công ngay): trong
ra đồng thời 2 quá trình: hòa dung dịch NaNO2, Na2CO3 ,
tan oxit và kim loại nền.
HNO .
Tẩy bóng điện hóa và hóa học
Cho độ bóng cao hơn gia Cơ chế tẩy bóng hóa học
 
công cơ học,lớp mạ trên nó cũng giống tẩy bóng điện
gắn bám tốt, tinh thể nhỏ, ít hóa. Khi tẩy bóng hóa học
lỗ thủng và tạo ra tính chất cũng xuất hiện lớp màng
quang học đặc biệt. mỏng cản trở hoặc kìm hãm
tác dụng xâm thực của dung
Khi tẩy bóng điện hóa

dịch với kim loại tại chỗ
thường mắc vật tẩy với
lõm.
anot đặt trong một dung
dịch đặc biệt. Do tốc độ hòa Ví dụ: dung dich tẩy bóng
tan của phần lồi lớn hơn đối với thép,đồng
của phần lõm nên bề mặt gồm:H3PO4, H2SO4, HNO3,
được san bằng và trở nên HCl, CH3COOH, H3PO3,
nhẵn bóng. Chất màu,nhiệt độ,thời
Tẩy nhẹ

 T ẩy nhẹ hay còn gọi là hoạt hóa bề
mặt, nhằm lấy đi lớp oxit rất mỏng,
không nhìn thấy được, được hình
thành trong quá trình gia công ngay
trước khi mạ.
 Khi tẩy nhẹ xong, cấu trúc tinh thể
của nền bị lộ ra, độ gắn bám sẽ tăng
lên.
Mạ điện
Chuẩn bị trước khi mạ: Tiến hành mạ




điện:
Anod




Vật cần mạ được
Catod 



gắn với cực âm
Bể mạ



(catôt).
Dung dịch mạ (2 thành phần)



Kim loại mạ gắn
Cơ bản: muối,hợp chất ion kim 
loại mạ. với cực dương
(anôt) của nguồn
Chất phụ gia: làm bóng,đệm
pH,thấm ướt,giảm sức căng điện trong dung
nội,san bằng,tăng độ dẫn dịch điện môi.
điện,thụ động hóa anod.
Phân biệt mạ điện

Trong quá trình mạ.

và mạ hoá học.
Sự hình thành lớp mạ điện
Tại anod: xảy ra quá trình

oxi hóa kim loại.Kim loại
tan dần.

M – ne → Mn+
e+
e+
Tại catod: xảy ra quá trình

-
khử,tạo ra lớp kim loại +
e - -
kết tủa trên bề mặt:
+
e -
Mn+ + ne → M -

ANOD CATOD
+ -
ANOD

CATOD




e
e
+
e
-
ee
+


e
+

-
+


-
- -
+
Dung dịch mạ KẼM Thành phần dung dịch mạ

Dung dịch sunfat: mạ với vật liệu đơn CH3COONa,K2SO4,NH4Cl,(NH4)2SO4
giản,tốc độ mạ cao,hiệu suất dòng C6H12N4, U-2, USD, ZnO,
điện lớn,lớp mạ ít bị giòn hidro,dd ZnSO4.7H2O
không độc. Al2(SO4)3.18H2O,Na2SO4.10H2O,
glucoza,Dextrin vang, polyacrylamit.
Dung dịch zincat: cấu tử chính là muối ZnO, NaOH, SnCl4 ( hay Na2SnO3),
Polietilenimin,trilon B,Fufurol.
phức Na2ZnO2 hay K2ZnO2 .Lớp mạ
xám, sần sùi nếu không phụ gia và
nhiệt độ thấp.
Dung dịch pyrophophat:cấu tử chính Na2HPO4,(NH4)2HPO4,dextrin,axit
là phức chất tạo thành từ Zn2SO4 sunfanilic, ZnSO4.7H2O, NH4Cl,
K4P2O7.3H2O,,Na4P2O7.10H2O.
với nartri hay kaili pyrophotphat.
Dung dịch phân cực catod lớn,độ
dẫn điện cao nên khả năng phân bố
lớp mạ tốt,mạ được với các vật có
câu hình phức tạp.
Dung dich xyanua: mạ được các vật ZnO, NaCN,
có hình thù phức tạp,lớp mạ kín,tốc NaOH,C3H5(OH)3, Na2S.
độ mạ chậm,độc hại,dễ bị cacbonat
hoá,đắt.
Dung dịch amon clorua: dung dịch NH4Cl, H3BO3,CH3COONH4,
không độc cấu tử chính là NaCl, Urotropin, gelatin, ZnO
Zn(NH3)4Cl2. licondaZnSRA, licondaZnSR B,
ZnCl2.

Dung dịch mạ thiếc Thành phần dung dịch
Dung dịch stanat: có sự phân cực Na2SnO3.3H2O,SnCl4,KOH
catod lớn.khả năng phân bố lớn, Na2Sn(OH)6.3H2O,NaOH
lớp mạ kín mịn,cấu tử chính là Na2Sn(OH)6.3H2O,
Na (K) stanat, tốc độ mạ chậm, CH3COONa.
phải dun nóng dung dịch,anod
dễ bị thụ động.
Thành phần dung dịch.
Dung dịch mạ VÀNG
KAu(CN)2,KCN tự do
Dung dịch xyanua kiềm: chứa KAu(CN)2,
Anod: vàng (99,99%) hoặc
KCN tự do. Dd này có điện thế catod rất
thép không gỉ.
âm nên không có hiện tượng vàng thoát
ra,do đó không cần mạ lót,độ tinh khiết
cao.Tinh thể nhỏ mịn.
Dung dịch xyanua trung tinh : KCN tự do KAu(CN)2, axit nitrix, kali
ít. Dd này dùng để mạ dày,độ tinh khiết xitrat, KH2PO4.3H2O,
thấp, nhưng lớp mạ nhẵn hơn.Ít ổn định TL2SO4.Anod: titan mạ
nếu khuấy lọc liên tục. bạch kim.
Dung dịch xyanua axit : Dd không có KAu(CN)2, axit nitrix, kali
xyanua tự do nên ít độc hại,nhưng khả xitrat,CoSO4.7H2O.
năng phân bố sẽ kém hơn
Dung dịch feroxyanua: Dd không độc hại AuCl3.HCl.4H2O,
thay cho dd xyanua,chất lượng lớp K4Fe(CN)6.3H2O,K2CO3,
mạ,khả năng phân bố,hiệu suất kém hơn KCNS.
MẠ HỢP KIM (mạ đồng thau Cu-Zn)

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


Na2CO3, Na2SO3, NH4OH, NaOH, Natri kali
tatrat.
 Tính chất dd: Nồng độ dd xyanua tự do, pH,nhiệt
độ quyết định chất lượng và tỉ lệ thành phần hợp
kim.Amoniac làm cho lớp mạ đẹp hơn, thành
phần hợp kim ổn định.
 Điều chỉnh dd: Tăng nồng độ của dd bằng cách
tăng NaCN,tăng pH bằng cách thêm Na2CO3.
Máy móc thiết bị,sơ đồ và một
số nhà máy mạ điện ở nước ta
Công thức tính bề dày lớp mạ
điện
D:mật độ dòng(A/dm2 )


DqtH q:đương lượng điện


δ= hóa(g/Ah)
d t:thời gian mạ(h)


H:hiệu suất dòng

I điện(%).
D= d:tỷ trọng khối lượng lớp

S mạ(g/cm3).

g = δSd
S:diện tích điện cực(cm3).


g:trọng lượng lớp mạ(g).

Hoàn thiện lớp mạ

Sau khi mạ,lớp mạ chưa hoàn toàn hoàn

chỉnh,còn nhiều lỗ xốp, dễ bị oxy hoá, độ bền,
độ cứng …. chưa đạt yêu cầu,do đó cần có khâu
hoàn thiện lớp mạ bằng nhiều phương pháp tuỳ
theo mục đích cụ thể.
 Người ta có thể dùng phương pháp thụ động hoá
bề mặt sau khi mạ hoặc phương pháp gia công
cơ khí như mài bavia, đánh bóng bề mặt.
Kiểm tra chất lượng lớp mạ

Kiểm tra hình dáng bên Lớp mạ đạt yêu cầu :

ngoài
Đo chiều dày lớp mạ

Bám chắc với kim loại

Đo độ xốp lớp mạ nền không bong tróc.


Đo độ kín lớp nhôm oxit Lớp mạ mịn,độ xốp
 
nhỏ.
Đo độ bền ăn mòn của

mạ kim loại Lớp mạ bóng dẻo,có độ

cứng cao.
Đo độ gắn bám của lớp

mạ Bề dầy đúng tiêu chuẩn


Đo độ cứng lớp mạ

Vấn đề ô nhiễm và xử lí

Ô nhiễm tiếng ồn: nút bịt tai.


 Ô nhiễm khí thải: thông gió xưởng mạ.

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

 Và đặc biệt ô nhiễm nguồn nước: vì chứa
xyanua, crom, niken, đồng, kẽm…: phương
pháp kết tủa hoá học, phương pháp hấp phụ,
phương pháp trao đổi ion, phương pháp điện
hoá, phương pháp sinh học…
Ứng dụng
Trong lĩnh vực xây dựng: mạ

ống nước,đường sắt,các
thiết bị ngoài trời, mạ các
thiết bị chịu lực,mạ kẽm cho
tôn…
Trong sản xuất dân dụng:

làm đồ trang sức,lư
đồng,huy chương,bát đĩa,vòi
nước…
Trong ngành kĩ thuật cao:

sản xuất robot,tên lửa…
Trong công nghiệp đóng tàu:

thường mạ một lớp kẽm lên
Trong các công trình thủy

(ở Tôkiô): các trụ cầu
của cầu dẫn qua cảng
Tokyo, lớp phủ titanium
(1mmTi + 4mm thép
tấm).
 Trong lĩnh vực khác: mạ
vàng điện thoại,xe hơi,
laptop….
Bước phát triển mới ?

Mạ tổ hợp

+
Ứng dụng công nghệ CNTs
Thế nào là mạ tổ hợp?

Lớp mạ thông thường L ớp m ạ tổ h ợp
 




Lớp mạ tựa như khối Lớp mạ như khối xi
 
xi măng không có măng có thêm sỏi,đá.
sỏi,đá
Thế nào là công nghệ CNTs
Chất dùng làm “sỏi,đá” Chất dùng làm sỏi,đá
 
trong mạ tổ hợp: trong CNTs
Đó là ống nano cacbon
Là vật liệu được xem là
cứng nhất,bền nhất
hiện nay và hơn cả kim
cương
Tại sao phải ứng dụng công nghệ
mạ tổ hợp sử dụng CNTs?

Nếu ứng dụng công nghệ trên thì:
 Làm tăng độ cứng của lớp mạ.

 Giúp lớp mạ có khả năng chống mài mòn
tốt hơn,bền hơn.
 Chống ma sát.
Tài liệu tham khảo
Trang web wikipedia.


Bài tập điện hóa.

Thư viện điện tử violet.

Tài liệu đại học Bách khoa Hà Nội.


Mạ điện (tác giả:Nguyễn khương).


Mạ điện (Trần Minh Hoàng)….

CẢM ƠN SỰ CÓ MẶT VÀ THEO DÕI
CỦA CÔ CÙNG CÁC BẠN!
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản