پیش‌نویس:ابکاری الکترولیتی مس

مقدمه

آبکاری مس صنعتی عظیمی است که در سراسر جهان به شدت در حال افزایش است. آبکاری یک روش بسیار موثر در صنعت پوشش فلزات در نظر گرفته می شود.

مس

مس(cu)که 29 امین عنصر جدول تناوبی است،به خودی خود به دلیل عرضه ی محدود و تقاضای زیاد آن فلزی بسیار گران است. دلیل اینکه تقاضا برای مس زیاد است این است که یک عنصرحیاتی است که برای همه چیز در لوله کشی، سیم کشی، الکترونیک گرفته تا کودهای صنعتی و آفت کش ها و... استفاده می شود. مس به دلیل خواص منحصر به فردش، فلزی معجزه آسا محسوب می شود. این فلز چکش خوار است، جریان الکتریسیته را هدایت می کند (پس از نقره دارای بالاترین رسانایی الکتریکی است) ، در برابر خوردگی مقاومت می کند و بهترین ویژگی آن این است که به راحتی می تواند اشکال مختلفی را به خود بگیرد. بنابراین، صنعت آبکاری مس در حال پیشرفت و افزایش است. اساساً فرایند آبکاری مس، فرآیندی است که در آن یک لایه نازک مس روی سطح یک فلز یا غیرفلز آبکاری می شود یا قرار می گیرد.

آبکاری مس

آبکاری مس از طریق استفاده از برق یا گذشتن جریان الکتریکی در محلولی به نام الکترولیت انجام می شود. مفهوم آبکاری مسی ساده است: ویفری را که قرار است آبکاری شود در یک حمام الکترولیت فرو کنید، جریان الکتریکی را اعمال کنید و در این حالت یون‌های مس، مهاجرت کرده و در مناطقی با یک لایه بذر فلزیِ از قبل موجود، رسوب می‌کنند.

محلول آبکاری مس

در محلول آبکاری مس، ظرفی از آب به همراه میله ی مسی و آیتمی که نیاز به آبکاری مسی دارد قرار می گیرد. این آب حاوی یک محلول یونی است که به جریان الکتریسیته کمک می کند تا مستقیماً از میله مسی به قطعه آبکاری جریان یابد.

 با فرو بردن دو الکترود در الکترولیت و اتصال آن به مدار با برق یا باتری، میله مسی حل می شود و یون های (کاتیون) مس به صورت فیزیکی به وسیله ای که نیاز به آبکاری دارد منتقل می شوند (توسط الکترولیت). از این رو، یک فیلم یا پوشش فلزی نازک، جامد و فلزی بر روی سطح مورد نظر تشکیل می شود.

به طور خلاصه، مفهوم محلول آبکاری مس به این صورت است که وقتی یک آیتم در یک حمام الکترولیت غوطه ور می شود (جایی که الکتریسیته به طور مستقیم اعمال می شود) تا یون های مس مهاجرت کرده و روی سطح فلزی که نیاز به آبکاری مسی دارد، رسوب کنند. این فرآیند آبکاری مس بسیار جالب است و همچنین بسیار شگفت انگیز است که ببینید چگونه یک قطعه فلزی معمولی، می تواند به یک محصول گران قیمت تبدیل شود.

نگاهی دقیق تر به نحوه عملکرد محلول آبکاری مس

انتخاب الکترولیت مناسب و الکترودهای مناسب اولین قدم برای آبکاری است. بنابراین، برای آبکاری مس، الکترولیت ساخته شده از محلول نمک مس ضروری است.

مرحله بعدی این است که بررسی کنید که الکترود حتما کاملاً تمیز باشد و این کار را می توان با فرو بردن الکترود در محلول قلیایی یا اسید قوی انجام داد تا کاملا تمیز شوند. این مرحله مهم است زیرا اگر الکترود تمیز نباشد، اتم‌ها ی مس پیوند مناسبی روی آن ایجاد نمی‌کنند و ممکن است ساییده شوند. از این رو، هنگامی که الکترود تمیز است، اتم‌های مس می توانند که به طور موثر روی آیتم و فلز مورد نظر بچسبند و آبکاری مس را محکم و دست نخورده نگه دارند.

هنگامی که الکترود تمیز شد، فرآیند واقعی آبکاری آغاز می شود. برای این کار به سه چیز نیاز است . اول به دو الکترود که از مواد رسانای مختلف هستند نیاز داریم. بعد از آن به الکترولیت یا محلول حاوی نمک مس و سوم باتری یا منبع برق. به عنوان مثال، از آنجایی که در اینجا روی آبکاری مس تمرکز می کنیم، اگر بخواهیم روی یک قطعه آهن آبکاری مس کنیم، به یک الکترود مس و یک الکترود آهن تمیز و یک محلول نمک مس( مانند محلول سولفات مس) نیاز داریم.

در این فرآیند مس تبدیل به الکترود مثبت می شود ( به آن آند نیز می گویند) و آهن، به الکترود منفی (به اصطلاح کاتد) تبدیل می شود.

در مرحله نهایی، هنگامی که دو نوع الکترود در محلول فرو می‌روند، نوبت اتصال الکترولیت به برق است.

بنابراین، به محض آماده شدن سیستم ، جریان برق عبور می‌کند و محلول سولفات مس، به یون‌ها تقسیم می‌شود و کاتیون های مس جذب الکترود آهن می‌شوند که به آرامی یک لایه نازک از آبکاری مس روی آن رسوب می‌کند.

آبکاری مس نیاز به زمان دارد و بیشتر به غلظت الکترولیت و قدرت الکتریسیته بستگی دارد.

کاربرد های آبکاری الکترولیتی مس

مقدمه

آبکاری را می توان برای اهداف مختلف به کار برد. از آن می توان برای محافظت از فلز یا برای اهداف تزئینی استفاده کرد و به همین دلیل مهم است که فلزی که آبکاری می شود باید بادوام باشد  و بعد از آبکاری از لحاظ ظاهری روشن به نظر برسد.

از این رو، از آبکاری مس در خودروها، هواپیماها، مخابرات و کالاهای مصرفی استفاده می شود تا فلزات ارزان قیمت گران به نظر برسند.