Mạ đồng Bóng từ axit.
Dung dịch axit để mạ đồng gồm các dung dịch sunfat, floborat, nitrat, flosilicat, sunfamat và clorua. Chúng đều có thành phần đơn giản, làm việc ổn định, dùng được mật độ dòng điện cao,
nhất là khi tăng nhiệt độ và khuấy mạnh dung dịch. Hiệu suất dòng điện cao, xấp xỉ 100%.
Thành phần chủ yếu tương ứng. Khi mạ, ion Cu thay đổi khi tăng hay giảm
của các dung dịch axit là muối đồng và các axit phóng điện trên catot ở điện thế khá dương
và ít mật độ dòng điện (tức độ phân cực catot bé),
vì vậy chúng thường cho lớp mạ có cấu trúc tinh thể thô, to, nhưng lớp mạ kín, chắc sít.
Nhược điểm chung của các dung dịch axit là khả năng phân bố thấp nên chỉ mạ cho vật có hình dạng đơn giản,
và đặc biệt là không thể mạ trực tiếp lên nền gang, thép, hợp kim kẽm và các kim loại khác có điện thế âm hơn đồng.
Bởi vì khi nhúng các kim loại này vào bể mạ đồng axit lập tức kim loại nền sẽ đẩy ion đồng ra khỏi muối của nó
và giải phóng thành lớp đồng kim loại phủ kín khắp mặt kim loại nền, ngay khi chưa kịp nối với dòng điện ngoài,
nhưng tiếc thay lớp đồng thu được do tiếp xúc này lại rất tơi, xốp, nhiều lỗ hở, bám rất kém với nền.
Vì vậy trước khi mạ đồng từ dung dịch axit, các vật bằng sắt thép, kẽm, hợp kim kẽm ….
cần phải xi mạ niken (mạ lót) một lớp mỏng (15 um ) hay lớp đồng mỏng ( 2-4 um )từ dung dịch xyanua , sau đó rửa sạch rồi mới mạ đồng axit.
Chiều dày lớp đồng mạ từ các dung dịch axit tính gần đúng theo công thức sau:
S= 13.H.t.D, um,
trong đó H – hiệu suất dòng diện, (dung dịch sunfat thường H = 1), %
t – thời gian mạ, h
D – mật độ dòng điện, A/dm2.
Công thức này cũng dùng để tính chiều dày lớp đồng mạ từ các dung dịch phức phi xyanua khác,
Xem Thêm: Hóa chất mạ đồng từ dung dịch phức ( kiềm )
1.1 Cách Mạ đồng Tại Nhà Từ Dung Dịch Sunfat
Cấu tử chính của dung dịch sunfat chỉ có CuSO, và H,SO4 . Ngoài ra
còn dùng thêm phụ gia là chất hoạt động bề mặt hay chất bóng.
Độ dẫn điện của dung dịch CuSO4 trung hòa khá thấp, vì vậy phải thêm axit sunfuric vào để tăng độ dẫn điện cho dung dịch mạ. Bảng 11.1 cho thấy ảnh hưởng của nồng độ HSO, đến độ dẫn điện của dung dịch mẹ.
Hiệu suất dòng điện của đồng xấp xỉ 100%, vì trong điều kiện này hydro không thoát ra được trên catot .
Tăng độ axit của dung dịch sẽ làm giảm độ hòa tan của CuSO4 do đó dẫn đến giảm ngưỡng mật độ dòng điện cho lớp mạ tốt.
Để tăng nồng độ ion đồng trong lớp sát catot cần phải khuấy dung dịch; lúc đó có thể tăng độ axit của dung dịch lên. Khuấy càng mạnh thì nồng độ axit càng phải lớn.
Độ axit cao dể cho lớp mạ mịn đẹp hơn. Tăng nhiệt độ tuy có làm tăng độ hòa tan của CuSO4 nhưng cũng chỉ nên duy trì từ 30-35 “C trở xuống để đảm bảo chất lượng cho lớp mạ.
HÌNH ẢNH 1.1
Trong khi mạ, điều đáng lưu ý là ảnh hưởng của ion đồng hóa trị 1 đến quá trình mạ và chất lượng lớp mạ như sau : tại vùng sát anot ngoài ion Cu* trong dung dịch còn có một lượng rất nhỏ ion Cu được sinh ra do phản ứng :
Cu + Cu2 <-> 2Cu+
Khi Cư trong dung dịch đã tích tụ đủ lớn thì cân bằng phản ứng trên
dịch về bên trái và đồng kim loại sinh ra ở dạng hạt rắn, lơ lửng.
Khi dung dịch không đủ axit, Cu+ ở dạng muối sunfat sẽ bị thủy phân sinh ra Cu(OH) hay Cu2O :
Cu2SO4 + H2O=Cu2O+ H2SO4
Kết quả là dung dịch bị bẩn bởi các hạt rắn lơ lửng. Cu và Cu2O, chúng lẫn vào kết tủa catot làm cho lớp mạ bị tối, nhám, hay tới, bở.
Nếu dung dịch đủ H,SO, sẽ tạo điều kiện oxy hóa Cu thành Cử,
nhất là khi khuấy dung dịch bằng không khí nén :
CuSO4 + H2SO4 +1/2 02 → 2CuSO, + H2O
Cu2O + 2 H2SO4 +1/2 02 → 2CuSO, + 2H2O.
BẢNG 1.2 Mạ Đồng Sunfat
Vậy H,SO, rất cần thiết trong việc khắc phục sự tích tụ của Cu* và sự thủy phân của muối đồng hóa trị 1.
Phụ gia trong dung dịch đồng sunfat thường dùng là chất hoạt động bề mặt và chất bóng.
Chất hoạt động bề mặt thông dụng là dextrin (< 1 g/l) và phenol hay dẫn suất của nó (1-10 g/l), chúng có tác dụng cho lớp mạ mịn, sáng, tránh sinh u bướu, sần sùi trên góc, cạnh hay chỗ lồi của vật mạ.
Chất bóng cho mạ đồng sunfat hiện nay có khá nhiều trên thị trường, cần chọn chất nào ít gây ứng suất nội nhất.
Bảng 11.2 giới thiệu một số dung dịch mạ đồng sunfat .
Dung dịch 1 cho lớp mạ bóng, khả năng phân bố và khả năng ăn sâu tương đối tốt.
Dung dịch 2 cho lớp mạ bóng cao và đều, ứng suất nội thấp.
Dung dịch 3 cho lớp mạ bóng. Dung dịch 4 cho lớp mạ mỡ.
Khi mạ ở mật độ dòng điện cao phải khuấy dung dịch bằng khí nén sạch. Ion C1″ trong giới hạn quy định có tác dụng trợ bóng, nếu thấp quá sẽ
giảm độ bóng và cháy tại các chỗ lồi, mũi nhọn; còn nếu lớn quá quy định sẽ dễ sinh vết sọc trên lớp mạ. Lưu ý trong nước thường có sẵn ion C1 , cần phải kể đến lượng ion này khi pha chế, điều chỉnh.
Tạp chất có hại đối với dung dịch đồng sunfat là asen, antimon, mùn anot, các chất hữu cơ tạo keo.
Anot trong bể mạ bóng nên dùng loại có 0,03-0,06% P khi làm việc không sinh mùn anot. Các bể mạ mở dùng anot có độ sạch cao (Cu 99,9%), tạp
chất không được quá 0,1%. Các hạt cặn gây nhám cho lớp mạ. Nên bao anot
bằng vải polypropylen để giữ mùn anot lại. Cần lọc liên tục trong khi mạ để loại bỏ cặn bẩn.
Công nghệ mới hiện nay dùng anot đồng dạng mảnh vuông, viên dẹt, như đồng xu hoặc khuy áo, có kích thước cỡ 25x25x10 mm.
Các anot này được chất vào giỏ anot và lồng vào túi vải bền hóa rồi treo vào bể mạ .
Giỏ anot có nhiệm vụ dẫn điện vào các mảnh anot nhưng trơ trong dung dịch đó, nghĩa là không bị hòa tan anot.
Vật liệu giỏ anot bằng titan nếu dùng cho bể mạ axit, đối với bể xyanua dùng vật liệu giỏ bằng thép không rỉ.
Riêng mặt giỏ có thể thay bằng tấm chất dẻo PVC có khoan lỗ, gắn vào khung giỏ bằng titan hay thép không rỉ. Loại anot mới này có các ưu điểm sau :
– Diện tích anot tăng lên rất nhiều, do đó dể tránh được nguy cơ thụ động anot:
– Trong quá trình sử dụng, anot mòn và nhỏ dần, chỉ cần bổ sung thêm anot cho đầy giỏ kịp thời là luôn giữ được diện tích anot không đổi:
– Anot được tận dụng tối đa, không có mẩu vụn bỏ đi
1.2 Hóa chất Xi mạ đồng từ dung dịch floborat
Dung dịch này, cũng giống như dung dịch sunfat, có độ bền cao, lớp mạ kín chắc:
khả năng phân bố thấp, chỉ mạ cho các vật có hình dạng đơn giản.
Nhưng độ hòa tan của đồng floborat lớn, nên cho phép dùng mật độ dòng điện cao. Cũng như các dung dịch axit khác, dung dịch đồng floborat
không thể mạ trực tiếp lên sắt thép, hợp kim kẽm được, mà cần phải mạ lót kền hay đồng từ dung dịch xyanua trước khi mạ trong dung dịch này.
Bảng 11.3 trình bày một số dung dịch floborat mạ đồng.
Các dung dịch này có ưu điểm là anot tan ít tạo mùn. Nâng cao nồng độ và khuấy dung dịch cho phép tăng ngưỡng trên của mật độ dòng điện catot.
Pha chế dung dịch cũng tiền hành tương tự như các dung dịch floborat khác : hòa tan HBO, vào axit HF (25%) trong bể nhựa, khuấy cho tan hết; thêm đồng cacbonat mới chế vào sẽ được Cu(BF,)a. Thêm HF và HBO, cho đủ lượng dư quy định.
Đồng cacbonat điều chế bằng cách hỗn hợp các dung dịch đồng sunfat với natri cacbonat.
Bảng 1.3 Mạ đồng floborat
Kiểm tra dung dịch bằng cách đo tỷ trọng và đo pH của nó. Điều chỉnh dung dịch bằng cách thêm đồng cacbonat hay natri cacbonat để năng cao pH hoặc thêm HBF để giảm bớt pH.
Thông Tin Liên Hệ Công Ty Mạ Đồng.
Bạn Đang có nhu cầu mạ đồng để tiết kiệm thời gian và chi phí hãy liên hệ xưởng mạ đồng của chúng tôi
