Công nghệ mạ điện

Chia sẻ: Nguyen Chi Tinh | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:30

1
742
lượt xem
269
download

Công nghệ mạ điện

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Công nghệ mạ điện

  1. 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)
  2. 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.
  3. 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. 
  4. 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).
  5. 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 
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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 .
  9. 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
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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
  13. + - ANOD CATOD e e + e - ee + e + - + - - - +
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.
  18. Máy móc thiết bị,sơ đồ và một số nhà máy mạ điện ở nước ta
  19. 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). 
  20. 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.
Đồng bộ tài khoản