Ηλεκτρική επιμετάλλωση

Οι περισσότερες γυναίκες φορούν κοσμήματα. Οι τακτικοί χρήστες κοσμημάτων μπορεί να παρατηρήσουν ότι, με τη συνεχή χρήση του στολιδιού, η επίστρωση χρυσού φθείρεται με τον καιρό, γεγονός που θα αποκαλύψει το ασήμι ή κάποιο άλλο μέταλλο που υπάρχει κάτω από την επίστρωση χρυσού. Αυτό σημαίνει ότι ένα μέταλλο έχει μια επίστρωση ενός άλλου μετάλλου. Αναρωτιέστε πώς ένα μεταλλικό στρώμα μπορεί να αποτεθεί σε άλλο μέταλλο; Επιτυγχάνεται με τη διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτρολυτική επίστρωση.

Τι είναι η επιμετάλλωση;

Ο πρωταρχικός σκοπός της επιμετάλλωσης είναι να κατασκευάζει μέταλλα και αντικείμενα ανθεκτικά στη διάβρωση. Υπάρχει μια ανταλλαγή ιόντων και ατόμων λόγω της προσθήκης ή της απόρριψης ηλεκτρονίων από το εξωτερικό κύκλωμα.

Κατά τη διέλευση ρεύματος, τα κατιόντα θα κινηθούν προς την κάθοδο, θα πάρουν ηλεκτρόνια από την κάθοδο και θα εκφορτιστούν στο ουδέτερο άτομο. Εάν το ουδέτερο άτομο είναι σε στερεή μορφή, εναποτίθεται στην κάθοδο, και εάν το ουδέτερο άτομο υπάρχει σε στερεή μορφή, κινείται πάνω. Αυτό αναφέρεται ως διαδικασία αναγωγής, καθώς το κατιόν ανάγεται στο ηλεκτρόδιο της καθόδου.

Παράγοντες που επηρεάζουν την επιμετάλλωση

1. i) Σύνθεση, χημική φύση και κατάσταση του ηλεκτρολύτη
2. ii) Χημική φύση και δυναμικό ηλεκτροδίου των ιόντων που υπάρχουν στον ηλεκτρολύτη.

iii) Υπέρταση στα ηλεκτρόδια.

Στοιχεία της διαδικασίας ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης

Τα συστατικά που εμπλέκονται σε μια διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης είναι:

• Άνοδος
• Κάθοδος 
• Ηλεκτρολυτικό διάλυμα
• Ηλεκτρικό ρεύμα

Άνοδος

Η άνοδος είναι το θετικά φορτισμένο μεταλλικό ηλεκτρόδιο που χρησιμοποιείται για να σχηματίσει τη μεταλλική επικάλυψη σε άλλο μεταλλικό υπόστρωμα.

Κάθοδος

• Η κάθοδος είναι το αρνητικά φορτισμένο μεταλλικό ηλεκτρόδιο επικαλυμμένο ή επιμεταλλωμένο με άλλο μέταλλο.
• Αναφέρεται επίσης ως υπόστρωμα στη διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης.

Λύση

Η αντίδραση ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης λαμβάνει χώρα με τη βοήθεια ενός ηλεκτρολυτικού διαλύματος. Αυτό το διάλυμα πρέπει να περιέχει ένα ή περισσότερα άλατα μετάλλων, συνήθως Θειικό Χαλκό, που βοηθά στη ροή του ηλεκτρισμού.

Πηγή τροφοδοσίας

Χρησιμοποιούμε μια πηγή τροφοδοσίας για να ξεκινήσουμε τη διαδικασία Ηλεκτροεπιμετάλλωσης.

Το ρεύμα εφαρμόζεται στην άνοδο από μια εξωτερική πηγή που εισάγει ηλεκτρισμό στο σύστημα.

Πώς λειτουργεί η ηλεκτρολυτική επίστρωση;

Για να κατανοήσουμε την έννοια της Ηλεκτρομετάλλωσης, ας πάρουμε μια απεικόνιση μιας επίστρωσης χρυσού. Σε αυτή την περίπτωση, μια λεπτή επίστρωση χρυσού εναποτίθεται ηλεκτρονικά σε ένα μεταλλικό κόσμημα για να βελτιώσει την εμφάνισή του. Το χρυσό μέταλλο λαμβάνεται ως άνοδος στο κύκλωμα και το μεταλλικό κόσμημα είναι η κάθοδος. Και τα δύο τοποθετούνται στο ηλεκτρολυτικό διάλυμα και παρέχεται εξωτερική τροφοδοσία στο χρυσό μετάλλιο, το οποίο θα διαλυθεί στο διάλυμα. Τα διαλυμένα άτομα χρυσού στη συνέχεια εναποτίθενται στην επιφάνεια του κοσμήματος και έτσι γίνεται μια επίστρωση χρυσού. Ορισμένοι παράγοντες επηρεάζουν τη διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, η οποία περιλαμβάνει,

• Η τάση ή το ρεύμα.
• Η θερμοκρασία και η χημική φύση του ηλεκτρολυτικού διαλύματος.
• Ποσότητα απόστασης μεταξύ ανόδου και καθόδου.

Εφαρμογές επιμετάλλωσης

Είμαστε περιτριγυρισμένοι από μέταλλα παντού. Τα βλέπουμε στο σπίτι, το γραφείο, τις βιομηχανίες κ.λπ. Αν θέλουμε να αγοράσουμε ένα ακριβό μέταλλο όπως ο χρυσός, πρέπει να το σκεφτούμε προσεκτικά. Θα ελέγξουμε για την επίστρωση του μετάλλου ή του σκεύους και στη συνέχεια θα προχωρήσουμε στην αγορά τους. Έτσι, η ηλεκτρολυτική επίστρωση θα παίξει σημαντικό ρόλο εδώ. Οι πιο κοινές εφαρμογές της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης περιλαμβάνουν: 

• Βελτιώνει τη στιβαρότητα ενός μετάλλου
• Κάνει τα μέταλλα ανθεκτικά στη θερμότητα
• Αποτροπή αμαύρωσης ασημικών ειδών
• Προστατεύει τα μέταλλα από την επιβλαβή UV ακτινοβολία και τα διατηρεί δροσερά
• Βελτιώνει την ομαλότητα των σκευών 
• Βελτίωση της συνολικής ποιότητας μιας ουσίας
• Βελτιώνει την εμφάνιση του μετάλλου και το κάνει να φαίνεται ακριβό
• Χρησιμοποιείται για την παραγωγή κραμάτων όπως ο μπρούντζος και ο ορείχαλκος

Ποιες  βιομηχανίες χρησιμοποιούν τη διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης;

Η αυτοκινητοβιομηχανία, η ηλεκτρονική, η ιατρική και η αεροδιαστημική βιομηχανία χρησιμοποιούν συχνά τη διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης.

Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα μέταλλα στην επιμετάλλωση

Μερικά από τα πιο συχνά προτιμώμενα μέταλλα που εμπλέκονται στην ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση είναι:

• Χαλκός
• Ψευδάργυρος
• Χρυσό
• Νίκελο
• Ασημί
• Κασσίτερος

Όταν επιλέγετε Νικέλιο, συνιστάται ιδιαίτερα η χρήση νικελίου βαθμού S ή N. Αν ψάχνετε για μέταλλο με εξαιρετική σκληρότητα και στιβαρότητα, το Zamak 5 μπορεί να είναι η καλύτερη επιλογή. Αυτό το κράμα περιλαμβάνει 95 τοις εκατό ψευδάργυρο, 4 τοις εκατό αλουμίνιο και 1 τοις εκατό χαλκό.

Συμπέρασμα

Η ηλεκτρολυτική επίστρωση (γνωστή και ως Ηλεκτροαπόθεση) είναι η επιμετάλλωση ή η εναπόθεση ενός μετάλλου πάνω στο άλλο μέσω υδρόλυσης, η οποία βοηθά να σταματήσει ή να ελαχιστοποιηθεί η διάβρωση των μετάλλων. Σε αυτή τη διαδικασία, ένα λεπτό στρώμα από το επιθυμητό μέταλλο θα εναποτεθεί στην επιφάνεια του μετάλλου στόχου. Το ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιείται για τη μείωση του αριθμού των διαλυμένων μετάλλων για την ανάπτυξη μιας λεπτής, συνεκτικής μεταλλικής επικάλυψης στο ηλεκτρόδιο.