13268

Powłoki galwaniczne

Wytwarzanie powłok galwanicznych jest domeną galwanostegii, będącej najważniejszym działem galwanotechniki. Do powłok tej grupy należą powłoki nakładane z kąpieli galwanicznej lub przy zastosowaniu zewnętrznego źródła prądu. Grubość jedno- lub wielowarstwowych powłok może przekraczać nawet 50 pm. Pojęcie powłok galwanicznych obejmuje następujące grupy powłok:

Powłoki elektrolityczne

Powłoka elektrolityczna jest powloką metalową nałożoną w procesie elektrolitycznym przy zastosowaniu zewnętrznego źródła prądu. Powłoki te dzielą się na:

-    kąpielowe- nanoszone na przedmioty zanurzane w wannach z elektrolitem; przedmioty pokrywane metalem połączone z ujemnym biegunem źródła prądu tworzą katodę, natomiast anodę stanowią płyty z metalu odkładanego, uzupełniające ubytek metalu w elektrolicie, lub z materiałów nierozpuszczalnych (ołów, grafit)- wtedy ubytek metalu z elektrolitu uzupełnia się przez dodawanie odpowiednich soli. W ten sposób jest wytwarzana przeważające ilość powłok, w Polsce niemal 100%

-    tamponowe- nanoszone miejscowo na wybrane fragmenty przedmiotu tworzącego jedną elektrodę za pomocą nasączonego elektrolitem tamponu lub szczotki pozostających w kontakcie z drugą elektrodą

Jakość powłok elektrolitycznych (szczelność, wielkość kryształów, twardość) oraz szybkość odkładania zależą od rodzaju elektrolitu, jego stężenia, temperatury oraz od gęstości prądu.

Powłoki chemiczne (bezprądowe)

Są to powłoki metalowe uzyskiwane w wyniku reakcji chemicznej bez udziału prądu elektrycznego doprowadzanego z zewnątrz. W zależności od mechanizmu reakcji można je uzyskać przez:

-wymianę: metal mniej szlachetny (bardziej elektroujemny) wypiera z roztworu metale bardziej szlachetne (bardziej elektrododatnie) np. przedmiot stalowy zanurzony w roztworze siarczanu miedziowego pokrywa się miedzią, proces zachodzi tylko od momentu pokrycia powłoką całego przedmiotu (od momentu, gdy zachodzi syk kąpieli z podłożem przedmiotu), w związku z czym uzyskuje się tylko powłoki bardzo cienkie 0,02-0,5pm, które mogą być stosowane głównie jako dekoracyjne i niekiedy techniczne.

-    kontakt; metal bardziej szlachetny (anoda) osadza się na powierzchni metalu mniej szlachetnego (katoda) w roztworze, w wyniku stykania się przedmiotu pokiywanego z metalem kontaktowym. Powłoki katodowe są znacznie grubsze niż uzyskiwane przez wymianę, ich grubość wynosi l-2pm i dobrze nadają się do pokrywania części drobnych

-    redukcję (chemiczną): pierwiastek metaliczny z postaci jonowej (z roztworu) przechodzi do postaci wolnej (metalicznej) wskutek przyłączenia do jonu odpowiedniej liczby elektronów od substancji zdolnej do oddawania elektronów (elektronodawczej), zwanej reduktorem(zwykle jest nim związek organiczny). W roztworze rzadziej znajdują się sole proste, a częściej związki kompleksowe metalu jakim pokrywa się podłoże wyrobu. Redukcja rozpoczyna się w momencie dodania reduktora do kąpieli i przebiega e całej masie roztworu, z czego tylko niewielka część osadza się jako powłoka na podłożu. Dlatego jest to metoda mało ekonomiczna. Jest stosowana głównie w przypadkach gdy inne metody, głównie elektrolityczna, zawodzą.

Częściej stosowane jest pistoletowe natryskiwanie roztworu niż zanurzanie w roztworze. Odmianą redukcji chemicznej jest pokrywanie katalityczne zachodzące w przypadku, gdy kąpiel (przygotowana za związku kompleksowego i reduktora) zetknie się z katalizatorem, którym może być (ale nie musi) podłoże metalowe przedmiotu pokrywanego; reakcję redukcji musi natomiast katalizować metal osadzany- występuje wtedy autokataliza i następuje