Kaplama Prosesleri için Kapsamlı Bir Kılavuz: Prensipler, Türler, Uygulamalar ve SSS

1. Giriş

Elektrokaplama, korozyona karşı koruma, dekoratif veya işlevsel gereksinimleri karşılamak için elektrokimyasal ilkeler aracılığıyla bir alt tabaka malzemesinin yüzeyinde metalik bir tabaka biriktiren, zaman içinde gelişen bir yüzey işleme teknolojisidir. Elektrokaplama teknolojisi, 19. yüzyıldaki doğuşundan bu yana tamamen koruyucu ve dekoratif olmaktan çıkıp elektrik, manyetik, optik ve termal gibi belirli işlevleri sağlayabilen hassas bir sürece dönüşmüştür.

Kaplamanın işlevine bağlı olarak, kaplama üç ana kategoriye ayrılabilir:

• koruyucu kaplama: Alt tabakanın korozyonunun önlenmesi (örn. galvanizleme)
• Dekoratif kaplama: Estetik bir görünüm vermek için (örn. krom kaplama, altın kaplama)
• Fonksiyonel kaplama: Özel fiziko-kimyasal özellikler sağlayın (örneğin, gelişmiş elektrik iletkenliği için gümüş kaplama, daha yüksek aşınma direnci için sert krom kaplama).

Kaplanan malzeme metalik veya metalik olmayan (örneğin plastik kaplama) olabilir. Bu makalenin amacı, okuyucuların kaplama sürecini derinlemesine anlamalarına, doğru çözümü seçmelerine ve sıkça sorulan soruları yanıtlamalarına yardımcı olmak için kaplama bilgisine ilişkin yetkili ve kapsamlı bir kılavuz sağlamaktır.

2. Elektrokaplamanın temel prensipleri

2.1 Elektrokimyanın temelleri

Elektrokaplama, kaplanacak metal iyonlarını içeren bir çözelti içinde elektroliz yoluyla bir alt tabakanın yüzeyinde, katot olarak kaplanmış malzeme veya ürün ile kaplanmış bir tabaka elde etme yöntemidir. Elektrokaplama teknolojisinin uygulanması uzun bir geçmişe sahiptir, başlangıçta insanların korozyon önleyici ve dekoratif ihtiyaçlarını karşılamak için geliştirilmiştir, bilim ve teknolojinin sürekli ilerlemesi ile elektrokaplama teknolojisi, metal kaplama tabakasının belirli bir bileşimini ve işlevini üretmek için de kullanılabilir. elektrik, manyetik, optik, termal ve diğer özellikler. Kaplamanın işlevine göre koruyucu kaplama, dekoratif kaplama ve fonksiyonel kaplama olarak ayrılabilir. Kaplanan malzeme metalik veya metalik olmayan olabilir ve kaplama, kaplanan malzeme veya ürün katot olarak kullanılarak elektroliz yoluyla substratın yüzeyinde elde edilir. Elektrokaplama işlemi üç gerekli koşul gerektirir:Güç kaynağı, kaplama banyosu (çözelti), elektrot。

Kapalı bir döngüde, bir DC güç kaynağı elektronları sürekli olarak anottan katoda pompalar:

• anodik: metalin elektron kaybettiği ve çözeltide iyonlar halinde çözündüğü bir oksidasyon reaksiyonu meydana gelir (M → Mⁿ⁺ + ne-)
• negatif elektrot (yani elektron yayan): İndirgenme reaksiyonu gerçekleşir ve metal iyonları elektron kazanarak bir metal tabakası olarak birikir (Mⁿ⁺ + ne- → M)

2.2 Analitik potansiyeller ve elektrot reaksiyonları

Elektrokaplama elde etmek için elektrotta metal iyonlarının indirgenmesinin temel koşulu, elektrot potansiyelinin yeterince negatif olmasıdır.yağış potansiyeliBir madde bir elektrotta boşalmaya başladığında ve çözeltiden çökeldiğinde uygulanması gereken potansiyeli ifade eder; bu potansiyel, indirgenecek metalin denge potansiyelinden daha düşük olmalıdır.

Nernst denklemine göre, elektrot potansiyeli aşağıdaki faktörlerden etkilenir:$$E=E^0+\frac{RT}{nF}\ln \frac{[\text{oksidatif}]}{[\text{indirgemeci}]}$$E=E0+nFRTln [indirgenmiş] [oksitlenmiş]

Bunların arasında:

• E⁰: standart elektrot potansiyeli (25°C'de ölçülmüş, iyon konsantrasyonu 1 mol/L)
• R: gaz sabiti
• T: Sıcaklık
• n: elektron transfer sayısı
• F: Faraday sabiti

Standart Elektrot PotansiyeliMetallerin redoks kapasitesini yansıtır: büyük negatif potansiyele sahip metaller oksidasyon için elektron kaybetme eğilimindedir (örneğin, çinko) ve büyük pozitif potansiyele sahip metaller indirgeme için elektron kazanma eğilimindedir (örneğin, altın, gümüş).

2.3 Elektrot polarizasyonu

Elektrottan bir akım geçirildiğinde elektrot potansiyelinin denge potansiyelinden sapması olgusuna polarizasyon denir ve iki ana kategoriye ayrılır:

1. Elektrokimyasal polarizasyon
Elektrottaki elektrokimyasal reaksiyon hızının elektron hareket hızından daha az olmasından kaynaklanır.

• katodik polarizasyon: Katodik indirgeme reaksiyonunun hızı, harici güç kaynağından elektron sağlama hızından daha azdır ve elektrot potansiyeli negatif yönde hareket eder.
• anodik polarizasyonMetal iyonlarının çözeltiye giriş hızı, elektronların anottan dış iletkene giriş hızından daha azdır ve elektrot potansiyeli pozitif yönde hareket eder

2. Diferansiyel polarizasyon
Çözeltideki iyonların elektron hareket hızından daha düşük bir hızda difüzyonundan kaynaklanır. Elektrot civarındaki metal iyonlarının konsantrasyonu, doğal çözeltinin konsantrasyonundan daha düşüktür ve potansiyel bir kaymaya neden olan bir konsantrasyon gradyanı oluşturur.

2.4 Metallerin elektrodepozisyon işlemi

Kaplama işlemi üç aşamalı bir süreçtirbirleştirmekAncak, hız değişkenlik gösterir ve en yavaş adım kontrol bağlantısıdır:

1. sıvı faz kütle transferi: Hidratlı metal iyonları veya kompleks iyonlar çözeltinin iç kısmından katot arayüzüne doğru çözeltinin katodik çift katmanlı tarafına göç eder. Kütle aktarım modları elektromigrasyon, konveksiyon ve difüzyonu içerir.çoğalmakana kontrol adımıdır.
2. elektrokimyasal reaksiyon: Metal iyonları çift elektrik tabakasından geçerek hidratlı moleküler veya ligand tabakasını kaldırır ve katottan elektron kazanarak metal atomlarına dönüşür. Örneğin alkalin siyanür galvanizlemede:
   • Zn(OH)₄²- → Zn(OH)₂ + 2OH- (koordinasyon sayısında azalma)
   • Zn(OH)₂ + 2e → Zn + 2OH- (ligandın uzaklaştırılması)
3. elektrokristalizasyon: Metal atomları kristal büyüme noktasına ulaşmak için metal yüzey boyunca yayılır ve kaplamayı oluşturmak için belirli bir düzenli düzende kristal kafese girer.

2.5 Faraday Yasası ve Akım Verimliliği

Faraday'ın birinci yasası: Elektrolizde, elektrotta çöken veya çözünen madde miktarı, içinden geçen elektrik miktarıyla orantılıdır.$$M=KIt$$M=KIt

Burada K elektrokimyasal eşdeğerdir (1C'lik bir yükten geçerken çöken maddenin kütlesi).

Faraday'ın ikinci yasasıElektrottan aynı miktarda elektrik geçirildiğinde elektrotta çöken veya çözünen madde miktarı eşittir ve herhangi bir maddenin 1 molünü çökeltmek için gereken elektrik miktarı 9,65 × 10⁴C'dir (Faraday sabiti F).

Mevcut verimlilik: Gerçek çökelmiş kütle, yan reaksiyonlar (örneğin hidrojen çökelmesi) nedeniyle teorik değerden daha düşüktür.$$\eta =\frac{\text{Gerçek yağış kütlesi}}{\text{Yağışın teorik kalitesi}}\times 100\mathrm{\%}=\frac{M^{\mathrm{\prime }}}{KIt}\times 100\mathrm{\%}$$η= Teorik yağış kütlesi Gerçek yağış kütlesi × 100%=KItM′×100%

Katot akımı verimliliği tipik olarak 100%'den azdır.

2.6 Kaplama kalınlığının hesaplanması

Kaplama kalınlığı hesaplama formülü:$$\delta =\frac{K{D}_{K}t{\eta }_K\times 100}{60\gamma }$$δ=60γKDK​tηK×100

Bunların arasında:

• δ: Kaplama kalınlığı (μm)
• K: Elektrokimyasal eşdeğer (g/A-h)
• D_K: katot akım yoğunluğu (A/dm²)
• t: zaman (dakika)
• η_K: katot akım verimliliği (%)
• γ: metal yoğunluğu (g/cm³)

Biriktirme oranı (μm/sa):$$U=\frac{K{D}_K{\eta }_K\times 100}{\gamma }$$U=γKDK​ηK×100

---

3. Elektrolit bileşimi ve her bir bileşenin rolü

3.1 Birincil tuz

Ana tuz, kaplanacak metal iyonlarını sağlayan ve kaplanacak metalin türünü belirleyen kaplama çözeltisindeki tuzdur. Ana tuzun konsantrasyonu uygun bir aralıkta tutulmalıdır:

• Yüksek konsantrasyon: Hızlandırılmış biriktirme hızı, ancak azalmış katodik polarizasyon ve daha kaba kaplama kristalleri
• Uygun konsantrasyon: İnce, yoğun kaplamalar elde edilir

3.2 Bileşik ajanlar

Kompleks yapıcı madde, kompleks iyonlar oluşturmak için ana tuzdaki metal iyonlarını kompleksleştirebilir. Basit iyon kaplama çözeltileri iri taneler elde etme eğilimindeyken, kompleks iyon kaplama çözeltileri aşağıdaki avantajlara sahiptir:

• Kompleks iyonlar çözeltide sadece kısmen çözünürler ve basit tuz iyonlarından daha kararlıdırlar
• Detaylı kaplamalar için büyük katodik polarizasyon oluşturur
• Yaygın olarak kullanılan kompleks yapıcı maddeler: siyanür, pirofosfat, aminotriasetik asit, vb.

3.3 İlave tuzlar (iletken tuzlar)

Bir çözeltinin elektrik iletkenliğini artıran ve ana tuz metal iyonunu karmaşık hale getirmeyen alkali metal veya toprak alkali metal tuzları:

• Yaygın olarak kullanılan iletken tuzlar: sodyum sülfat (Na₂SO₄), magnezyum sülfat (MgSO₄), amonyum tuzları
• Fonksiyon: Derin kaplama kabiliyetinin, dispersiyon kabiliyetinin ve ince kaplama tabakasının elde edilmesinin iyileştirilmesi.
• Not: çok yüksek bir seviye diğer tuzların çözünürlüğünü azaltabilir

3.4 Anot aktivatörü

Anot aktivasyonunu teşvik eden, anodun pasifleşmeye başladığı akım yoğunluğunu artıran ve anodun normal çözünmesini sağlayan maddeler:

• Etki: Negatif anodik potansiyel (anodik depolarizasyon)
• Yaygın maddeler: halojenür iyonları, amonyum tuzları, tartratlar, tiyosiyanatlar, sitratlar

3.5 Katkı Maddeleri

Elektriksel özellikleri önemli ölçüde değiştirmeyen ancak kaplama özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilen maddeler:

• İğne deliği önleyici ajan: örneğin yüzey gerilimini azaltmak için ıslatıcı maddeler
• buhar bastırıcı: Zararlı gazların kaçışının azaltılması
• durulama maddesi: Parlak kaplama elde edildi
• tesviye maddesi: Mikroskobik pürüzlü yüzeyleri doldurun

---

4. Kaplama kalitesini etkileyen ana faktörler

4.1 pH'ın Etkisi

pH etkileri:

• Hidrojen deşarj potansiyeli
• Alkali inklüzyonların çökelmesi
• Komplekslerin veya hidrürlerin bileşimi
• Katkı maddelerinin adsorpsiyon derecesi

Kaplama sırasında pH artarsa, katot anottan daha verimli olur; pH düşerse, bunun tersi doğrudur. Bir tampon eklenerek pH belirli bir aralıkta sabitlenebilir.

4.2 Katkı maddelerinin etkileri

İnorganik katkı maddeleri: Metal çökelmesini engellemek ve katodik polarizasyonu artırmak için katot yüzeyine adsorbe edilen elektrolit içinde yüksek oranda dağılmış hidroksit veya sülfür kolloidleri oluşturur.

Organik katkı maddeleri：

• Çoğunlukla yüzey aktif maddeler, metallerin çökelmesini engelleyen bir adsorpsiyon filmi oluşturmak için adsorbe edilir.
• Bazıları elektrolit içinde kolloid oluşturur ve metal iyonları ile kompleks oluşturarak kolloidal-metal iyonik kompleksler oluşturur

4.3 Akım yoğunluğunun etkisi

Her bir kaplama çözeltisi, normal kaplama için bir dizi akım yoğunluğuna sahiptir:

• çok düşük: Azaltılmış katodik polarizasyon, kaba kaplama kristalleri veya hatta hiç kaplama olmaması
• UYGUNLUK: Artan katodik polarizasyon, daha ince kaplama taneleri
• fahiş: Sınır akım yoğunluğunun aşılması, süngerimsi, dendritik, "yanmış" ve kararmış kaplamalarla kaplamanın bozulmasına neden olur.

Daha yüksek akım yoğunluklarına, artan ana tuz konsantrasyonu, artan kaplama çözeltisi sıcaklığı ve karıştırma koşulları altında izin verilir.

4.4 Akım dalga biçiminin etkisi

Biriktirme süreci, katodik potansiyel ve akım yoğunluğundaki değişikliklerden etkilenir:

• Üç fazlı tam dalga doğrultulmuş ve düzenlenmiş DC: Kaplama organizasyonu üzerinde neredeyse hiç etkisi yoktur
• tek fazlı yarım dalga (fizik): krom tabakasına parlak olmayan koyu gri bir renk verir
• tek fazlı tam dalga (fizik): Pirofosfat bakır ve bakır-kalay alaşımı kaplamaların parlatılması

4.5 Sıcaklığın etkisi

• Isıtmanın avantajları: Difüzyonu hızlandırır ve konsantrasyon polarizasyonunu azaltır; tuz çözünürlüğünü artırır ve iletkenliği ve dispersiyonu iyileştirir; akım yoğunluğunun üst sınırını yükseltir ve verimliliği artırır
• Isınmanın dezavantajı: Elektrokimyasal polarizasyonu azaltır ve kristalleri kabalaştırır; partikül dehidrasyonunu hızlandırır ve iyon ve katot yüzey aktivitesini artırır

4.6 Karıştırmanın etkileri

• Azaltılmış katodik polarizasyon: Tanelerin kabalaşması
• Akım yoğunluğunun üst sınırını artırın: Artan üretkenlik
• Geliştirilmiş tesviye maddesi etkisi

---

5. Ön kaplama işlemi

Ön kaplama işlemi, kaplama tabakasının yapışma gücünü ve kalitesini doğrudan etkiler, böylece kaplanan parçaların yüzeyi iyi bir finişe sahip olur, pürüzlülüğü, düzensizliği, korozyon ürünlerini ve kiri giderir.

5.1 Mekanik taşıma

Cilalı: Aşındırıcı parçacıkların keskin köşelerini kullanarak bir taşlama makinesinde iş parçasının yüzeyindeki çizikleri, torna bıçağı çizgilerini, kum deliklerini, çapakları ve korozyon ürünlerini aşındırın.

parlatmak: Taşlama ile bırakılan aşındırıcı izleri ortadan kaldırın, böylece iş parçasının yüzeyi kimyasal parlatma, elektrokimyasal parlatma, mekanik parlatma dahil olmak üzere ayna benzeri bir parlaklığa sahip olur.

kumlanmış: Basınçlı hava, kuru kuvars kumu, çelik kumu veya nehir kumunu, çapakları, oksitlenmiş cildi ve kaynak topaklarını gidermek için iş parçasının yüzeyine püskürtülen bir kum akışı oluşturmak üzere tahrik etmek için itici güç olarak kullanılır.

5.2 Yağ Alma

İş parçasının yüzeyindeki yağ kirliliği, kaplama çözeltisinin alt tabakadan izole olmasına neden olabilir ve kaplama tabakasının birikmesini etkileyebilir:

• solvent yağ alma: Gresin organik çözücüler ile çözülmesi
• kimyasal yağ giderme: Sabunlaştırma ve kül suyu ile emülsifikasyon
• Elektrokimyasal yağ giderme: Elektrot olarak iş parçası, yağdan arındırmaya yardımcı olmak için kabarcıklar üretir

5.3 Aşındırma

Metal yüzeylerden oksitleri çıkarmak için iş parçalarının asit, asidik tuz veya alkali çözeltilerde işlenmesi.

---

6. Yaygın kaplama türleri ve uygulamaları

6.1 Galvanizleme

hedefÇinkonun standart elektrot potansiyeli (-0.76V) demirinkinden daha negatiftir ve demir için anodik bir kaplamadır, kurban anodik koruma ile demir ve çeliğin korozyonunu önler.

İşlem türü：

• Asit kaplama çözeltisi(çinko sülfat bazlı): düşük maliyet, yüksek akım verimliliği, kararlı çözelti, düşük toksisite, ancak zayıf dispersiyon yeteneği, kaba kristalizasyon, basit şekilli iş parçaları (çelik teller, çelik plakalar) için uygun
• Alkali kaplama çözeltisi: İyi eşit kaplama yeteneği, tiyoüre eklenmesi parlak kaplama tabakası elde edebilir, ancak siyanür çok toksiktir
• si̇yanür yöntemi̇: Düzgün, iyi yapışmış kaplamalar elde edilebilir.

yeniden işleme：

• dehidrojenasyon: Hidrojen gevrekleşmesini ve iç gerilmeleri gidermek için 200°C'de 2 saat ısıtma
• mat yüzey: Geliştirilmiş parlaklık
• pasivasyon: Korozyon direncini artırmak için kromik asit ve tuzları çözeltilerinde kromat filmlerinin oluşturulması

6.2 Bakır kaplama

ÖZELLİKLERBakırın potansiyeli demirinkinden daha pozitiftir ve çelik üzerine bakır kaplama, koruyucu bir dekorasyon olarak tek başına kullanılamayan katodik bir kaplamadır.

ana uygulama：

• Çok katmanlı kaplama için taban veya ara katman
• Çelik Parçaların Karbürizasyonunu Önleme
• baskılı devre kartı
• Plastik Kaplama
• elektroform kalıbı

İşlem türü：

TİPOLOJİ	vantage	Dezavantajlar
Bakır sülfat kaplama	Basit bileşim, yüksek akım verimliliği, kararlı çözelti, zararlı gazlar yok	Zayıf homojenleştirme yeteneği
Siyanür ile kaplanmış bakır	Tekdüzelik ve iyi yapışma	akut zehir
Pirofosfat bakır kaplama	—	—
Tam Parlak Asit Bakır Kaplama	Parlak kaplama elde edilebilir	Parlatıcı eklemeniz gerekiyor
Bakır Floroborat Kaplama	—	—

6.3 Krom kaplama

karakterizasyon: Krom, güzel bir parlaklığa, korozyon direncine, yüksek sertliğe, düşük sürtünme katsayısına, yüksek yansıtıcılığa ve iyi ısı direncine sahip hafif mavimsi, gümüşi beyaz bir metaldir.

ana tip：

1. Dekoratif-Koruyucu Krom Kaplama: Estetik bir görünüm kazandırır
2. Sert krom kaplama (aşınmaya dayanıklı krom): Yüzey sertliğini artırın
3. Sütlü Krom: Otomotiv, uçak ve gemi parçaları için
4. Oluklu deliklerin krom kaplaması: İçten yanmalı motor ve kompresör piston segmanları için ağ çatlaklarını genişletmek ve yağlama yağını depolamak için kaplamadan sonra anodik oluk işlemi

Süreç özellikleri：

• Elektrolitin ana bileşeni, kromik asit ve dikromik asit oluşturmak üzere suda çözünen kromik anhidrittir (CrO₃).
• Silikoflorik asit krom kaplama üzerinde aktive edici bir etkiye sahiptir ve akım verimliliğini artırır
• Daha iyi çevre koruması için üç değerlikli krom kaplama çözümü geliştiriliyor

6.4 Nikel kaplama

karakterizasyonNikel, yüksek sertliğe, manyetik özelliklere sahip, iyi bir parlaklıkta cilalanması kolay, havada pasifleştirilmiş bir film oluşturan ve iyi korozyon direncine sahip beyaz bir metaldir.

cihaz：

• yüzey kaplama
• Çok katmanlı kaplama için taban veya ara katman

Ana kaplama banyo tipleri：

• "Watt" tipi kaplama banyoları (en yaygın kullanılan)
• Sülfamik asit kaplama banyosu
• Floroborat kaplama banyosu

Parlak Nikel Kaplama: Birincil parlatıcılar, ikincil parlatıcılar vb. olarak sınıflandırılan parlatıcıların eklenmesi.

6.5 Gümüş kaplama

karakterizasyon: Minimum direnç, kaynaklanması kolay, elektronik, iletişim, elektrikli ev aletleri, enstrümantasyon endüstrisinde yaygın olarak kullanılır, temas direncini azaltır, kaynak performansını artırır.

uyarı：

• Gümüş, sülfürlerin veya halojenürlerin varlığında parlaklığını kaybetme ve kararma eğilimindedir, bu da işlem sonrası (kimyasal pasivasyon, elektrokimyasal pasivasyon, değerli metallerle kaplama, organik filmlerle emprenye etme) gerektirir.
• Bakır ve alaşımları gümüş kaplandığında, gümüşün standart elektrot potansiyeli (+0,799V) bakırdan daha yüksek olduğundan ve bir yer değiştirme reaksiyonu meydana geleceğinden özel yüzey hazırlığı gerekir:
  • gümüş emdirilmiş: Düşük konsantrasyonda gümüş tuzu + yüksek konsantrasyonda kompleks yapıcı madde
  • Önceden gümüşlenmiş: Yüksek konsantrasyonda kompleks yapıcı madde + düşük konsantrasyonda gümüş tuzu
  • Nikel Kaplama Öncesi

6.6 Altın kaplama

karakterizasyon: Yüksek kimyasal stabilite, yaygın asitlerde çözünmez (aqua regia'da çözünür), renk bozulmasına karşı güçlü direnç, uzun süreli parlaklık.

cihaz：

• Takılar, sofra takımları, el sanatları
• Çipler, elektronik bileşenler, baskılı devre kartları, entegre devreler

Kaplama çözeltisi tipiİki ana kategori: siyanürlü kaplama çözeltisi ve siyanürsüz kaplama çözeltisi.

6.7 Kadmiyum kaplama

Esas olarak çelik yüzeylerin korozyona karşı korunması için kullanılır.

6.8 Alaşım kaplama

İki veya daha fazla metal, gerekli yapı ve özelliklere sahip bir kaplama oluşturmak için katot üzerinde aynı anda biriktirilir. Şu anda, kaplanabilen yaklaşık iki yüz çeşit alaşım bulunmaktadır.

Birlikte biriktirme koşulları：

1. En az bir metal, tuzlu su çözeltisinden ayrı olarak biriktirilebilir
2. İki metalin çökelme potansiyelleri birbirine çok yakın olmalıdır.

Yağış potansiyellerini birbirine yaklaştıracak önlemler：

• Metal iyonu konsantrasyonunun değiştirilmesi (daha negatif potansiyele sahip metal iyonlarının konsantrasyonunun artırılması ve daha pozitif potansiyele sahip metal iyonlarının konsantrasyonunun azaltılması)
• Kompleks yapıcı maddelerin kullanımı (daha pozitif metaller için çökelme potansiyelini daha negatif hale getirmek için)
• Uygun katkı maddelerinin kullanımı (metal çökelme potansiyelinin modifikasyonu)

Yaygın Alaşım Kaplama：

• Çinko-nikel alaşımı: Korozyon direnci, 10%'den fazla nikel içerdiğinde galvanize göre 3 kattan fazla ve yaklaşık 13% içerdiğinde 5 kattan fazla daha yüksektir.
• çinko-demir alaşımıPasifleştirilmesi kolay değildir, fosfatlanması kolaydır, boyaya iyi yapışır
• nikel-demir alaşımı: İyi tesviye etkisi, nikel kaplamadan daha iyi sertlik ve tokluk, 15-50% nikel tasarrufu.
• Diğerleri: nikel-fosfor, nikel-çinko, nikel-kalay, bakır-kalay, bakır-çinko (pirinç), kalay-kurşun, kalay-çinko, kalay-nikel, vb.

---

7. Kaplamadaki yaygın kusurlar ve tedavi yöntemleri

7.1 İğne delikleri ve çukurlar

iğne deliği: Katot yüzeyindeki belirli noktalarda elektrodepozisyon işleminin engellenmesinden kaynaklanan, kaplanmış bir tabakanın yüzeyinden alttaki veya ana metale kadar uzanan küçük bir gözenek.

pockmark: Metal bir yüzeyde oluşan küçük bir çukur veya delik.

Nedenler：

Gaz iğne deliği pockmarkları：

• Levha yüzeyinde küçük hava kabarcıklarının adsorpsiyonu, hava kabarcıklarının yeri kaplanamaz.
• Kabarcıkların kaynağı: çözeltide aşırı doymuş gaz, kaplama işlemi sırasında hidrojen çökelmesi
• Hidrojen kabarcıkları her zaman tutulur → iğne delikleri; aralıklı tutma → çukurlar

Gaz olmayan iğne deliği pockmarkları：

1. Alt tabaka kusurları: Kalıp hassasiyeti, kalıplama süreci, dağıtım düzensizlikleri
2. zayıf ön işlem: Artık yağ damlacıkları, oksitler, toz, parlatma pastası
3. Askı sorunları: Düşük iletkenlik gücü, ablatif arızalara neden olur
4. Kaplama çözeltisinin düşük performansı: Uygun olmayan ana tuz konsantrasyonu, çok yüksek klorür iyonları, parlaklık maddesi bozukluğu, çok az yüzey aktif madde
5. Kaplama çözeltisi kontaminasyonu: Nikel, fosfor, tek değerlikli bakır, toz, organik madde gibi safsızlıklar
6. su kalitesi temiz değil: Askıda madde, ince tiftik, toz
7. hava kaynağının temiz olmaması: Safsızlıkları getirmek için hava karışımı
8. Düşük filtrasyon verimliliği: Yetersiz akış ve kartuş tutma kapasitesi
9. Anot sorunları: Saf olmayan anotlar, yırtık anot torbaları
10. Yanlış yerleştirilmiş soğutma boruları: Bipolar olayların oluşumu

Tedavi：

• Yüzey gerilimini azaltmak için uygun miktarda ıslatıcı madde (örn. sodyum dodesil sülfat) ekleyin.
• Çalkalama kullanımı (katot hareketi, hava çalkalama)
• Geliştirilmiş ön arıtma temizliği
• Kaplama çözeltisinin düzenli olarak filtrelenmesi
• Anotları temiz ve sağlam tutun

7.2 Pürüzlülük ve çapaklar

pockmarked: Kaplama tabakası, kaplama çözeltisinde asılı kalan ince katıların hapsolmasından kaynaklanan çok sayıda yoğun, ince, küçük nokta benzeri çıkıntılara sahiptir.

rougher: Çıplak gözle görülebilen daha büyük çıkıntılar, neden olur:

1. Kaplama katmanında anormal iri kristallerin oluşumu: ana tuzdaki metal iyonlarının indirgenme oranı çok hızlıdır ve çekirdeklenme oranı büyüme oranından daha küçüktür.
2. Mekanik kirlilikler iş parçasına batar ve kapsüllenir.

Çapakların nedenleri：

1. Serbest sodyum siyanür çok düşük: Çok hızlı bakır birikimi, koyu kırmızımsı tabaka, derin kaplama kabiliyetinde azalma
2. Çok fazla bakır: Kristal dokunun kabalaşması
3. Serbest sodyum hidroksit çok yüksek veya çok düşük：
   • Çok yüksek: kalayın çökelmesi zor, koyu kırmızı kaplama tabakası
   • Çok düşük: Stannatın hidrolizi meta-stannik asit çökelmesine neden olarak yukarı yönde pürüzlülüğe yol açar.
4. Aşırı akım yoğunluğu: Katot ucunda dendritik kaplama
5. Aşırı iki değerlikli kalay: Çok hızlı biriktirmeden kaynaklanan pürüzlülük
6. Kaplama çözeltisinin bulanıklığı: Parçacık kalıntıları

7.3 "Yanmış" kaplamalar

tanımlamak: Aşırı akım yoğunluklarında oluşan, genellikle oksit veya diğer safsızlıkları içeren, düşük kaliteli, koyu renkli, pürüzlü, gevşek tortu.

gerekçe：

• Ana tuzdaki düşük metal iyonu konsantrasyonu
• Metal iyonlarının ana tuzdan boşaltılmasındaki zorluk ve H⁺ boşaltımlarından kolay hidrojen çökelmesi
• Katot arayüzünde yüksek pH
• Kaplamada daha fazla bileşik hapsolur

---

8. Kaplama ve banyo performansı için test yöntemleri

8.1 Kaplama çözeltisi performans testi

Test öğeleri	tanımlamak	Yaygın yöntemler
Merkezi olmayan kapasite	Biriktirilen metalin katot yüzeyinde eşit olarak dağılma yeteneği	Uzak ve yakın katot yöntemi (Harlem tankı), bükülmüş katot yöntemi, Hall tankı yöntemi
Kapsama kapasitesi(derin kaplama kabiliyeti)	Biriktirilen metalin katot yüzeyinin tamamını kaplayabilmesi	Dik açılı katot yöntemi, sondaj deliği yöntemi
Mevcut verimlilik	Toplam elektrik tüketiminin yüzdesi olarak metallerin biriktirilmesi için kullanılan elektrik oranı	voltametre yöntemi
Tesviye kapasitesi	Kaplama çözeltisinin mikroskobik pürüzlü yüzeyleri doldurma yeteneği	mikro şekillendirme
Akım yoğunluğu aralığı	Normal kaplama elde etmek için akım yoğunluğu aralığı	Hall oluk testi

8.2 Kaplama Performans Testleri

Test öğeleri	tanımlamak	Yaygın yöntemler
bağlayıcı kuvvet	Kaplamanın alt tabakaya yapışma mukavemeti	Çekme soyma testi, eğe testi, ısı testi (11 yöntem)
kalınlıklar	Kaplama kalınlığı	Tahribatsız: manyetik yöntem, girdap akımı yöntemi Yıkıcı: metalografik, anodik çözünme (galvanik/kulometrik)
gözeneklilik	Kaplamanın birim alanı başına ortalama gözenek sayısı	Filtre kağıdı yöntemi, macun yöntemi, perfüzyon yöntemi
korozyon di̇renci̇	Kaplamanın korozyona karşı direnci	Tuz püskürtme testi

---

9. Elektrokaplama proses ekipmanları

9.1 Askılar ve bağlantılar

Askıların rolü:

• Sabit kaplama
• Akımın kaplanan her parçadan eşit olarak geçtiğinden emin olun

9.2 Yerelleştirilmiş koruma

Kaplama gerektirmeyen alanlar için metalik olmayan malzemelerle sarma veya kaplama amacı:

• Akımı parça üzerinde yoğunlaştırarak tüketimi azaltır ve maliyet tasarrufu sağlar
• Verimliliği ve askı ömrünü artırın
• Parçaların çizimlere uygun olduğundan emin olun

Yaygın olarak kullanılan malzemeler: polivinil klorür bant, vb.

9.3 Yardımcı Elektrotlar

Kaplanan tabakanın eşit kaplama kabiliyetinin ve derin kaplama kabiliyetinin iyileştirilmesi.

---

10. Elektrokaplama atık su arıtımı

Elektrokaplama atık suyu, deşarj standartlarını karşılamak için arıtılması gereken ağır metaller (Cr, Ni, Cu, vb.) ve toksik maddeler içerir.

Yaygın tedaviler：

• kimyasal çökelme
• iyon değiştirme yöntemi
• Membran Ayırma Teknolojisi
• buharlaşma ve konsantrasyon
• biyolojik arıtma

---

11. Çeşitli kaplama türlerini çıkarma yöntemleri

KAPLAMA	Hizmetten çıkarma çözümünün formülasyonu	geçici	Not
bakırlama	1000ml/L nitrik asit + 45g/L sodyum klorür	60-70°C	İş parçasının yüzeyine su girmesine izin verilmez
nikel kaplama	50% Nitrik Asit	—	—
krom katman	100-150 ml/L hidroklorik asit	—	—
galvanizleme	650-680 ml/L hidroklorik asit veya 450-500 ml/L nitrik asit veya sodyum hidroksit	—	—
gümüş kaplama	50ml/L hidroklorik asit + 950ml/L sülfürik asit	—	—
yaldızlı	Sodyum hidroksit 10-20g/L + Potasyum siyanür 50-100g/L	—	—

---

12. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

1. Elektrokaplama ve elektroform arasındaki fark nedir?

Elektrokaplama, bir alt tabakanın yüzeyinde ince metal tabakaları (birkaç mikron ila onlarca mikron) biriktirirken, elektroformlama kalın metal tabakaları (milimetre ölçeğinde) biriktirir ve ayrı bir iş parçası oluşturmak için bunları alt tabakadan ayırır.

2. Kaplama çıkıyor mu? Nasıl önlenir?

Sıyırma genellikle kötü ön işlem, uygun olmayan akım yoğunluğu ve kaplama çözeltisinin kirlenmesinden kaynaklanır. Temizleme, aktivasyon ve proses parametrelerinin sıkı kontrolü ile önlenebilir.

3. Kaplama renkleri özelleştirilebilir mi?

Olabilir. Örneğin, krom kaplama parlak krom ve siyah krom olarak mevcuttur; çinko kaplama renkli, mavi-beyaz ve siyah olarak pasifleştirilebilir; ve alaşım kaplama farklı renklerde (örneğin pirinç renkleri) elde edilebilir.

4. Kaplama maliyeti nasıl hesaplanır?

İş parçası alanı, kaplama türü, kalınlığı ve parti boyutuna göre kapsamlı fiyat teklifi. Ana maliyetler arasında kimyasallar, güç tüketimi, işçilik, atık su arıtma yer alır.

5. Elektrokaplama insanlar için zararlı mıdır?

Normal kullanımda kaplanmış parçalar zararsızdır. Bununla birlikte, üretim süreci kimyasallar içerir ve sıkı koruma, KKD giyilmesi ve havalandırmanın sağlanması gerekir.

6. Paslanmaz çelik kaplanabilir mi?

Evet, ancak yüzey pasivasyon filmini çıkarmak için özel aktivasyon (örn. flaş nikel kaplama) gereklidir.

7. Elektrokaplama tabakasının tipik kalınlığı nedir?

Dekoratif kaplama 0,5-5μm, fonksiyonel kaplama 5-50μm, sert krom 100μm veya daha fazlasına kadar.

8. Kaplamanın kalitesini nasıl test edebilirim?

Yaygın olarak kullanılan kalınlık ölçerler, yapışma çizik testleri, tuz püskürtme testleri, gözeneklilik testleri.

9. Elektrokaplama ile kimyasal kaplama arasındaki fark nedir?

Elektrokaplama harici bir güç kaynağı gerektirir ve kaplama tabakası daha saftır; kimyasal kaplama indirgeyici maddenin otokatalizine dayanır ve kaplama tabakası tek tiptir (özellikle kör delikler ve karmaşık şekiller için uygundur).

10. Elektrokaplamadan sonra başka bir işlem gerekli mi?

Gereksinimlere bağlı olarak: korozyon direncini artırmak için pasivasyon, korumayı artırmak için sızdırmazlık, geçici pas önleme için yağlama, hidrojen gevrekliğini ortadan kaldırmak için dehidrojenasyon.

11. Hidrojen gevrekleşmesi nedir? Nasıl önlenebilir?

Hidrojen kırılganlığı, hidrojen atomlarının matrise nüfuz ettiği ve malzemenin kırılgan hale gelmesine neden olduğu bir olgudur. Dehidrojenasyon ile ortadan kaldırılabilir (örneğin galvanizlemeden sonra 2 saat boyunca 200°C'de ısıtma).

12. Elektrolitin pH değeri neden önemlidir?

pH hidrojen deşarj potansiyelini, kompleks stabilitesini, katkı maddesi adsorpsiyonunu ve kaplama kalitesini etkiler. Optimum aralıkta kontrol edilmesi gerekir.

13. Anot aktivatörü nedir?

Anot aktivasyonunu teşvik eden, anodun pasifleşmeye başladığı akım yoğunluğunu artıran ve anodun düzgün bir şekilde çözünmesini sağlayan maddeler, örneğin halojenür iyonları.

14. Kaplamada neden iğne delikleri oluşur?

Metal, esas olarak hava kabarcığı adsorpsiyonu veya yüzey kirliliği nedeniyle burada biriktirilemez. Islatıcı maddeler eklemek ve karıştırmak bunu iyileştirebilir.

15. Galvanizlemeden sonra neden pasifleştirme yapılmalıdır?

Çinko tabakasının yüzeyinde korozyon direncini artıran ve aynı zamanda farklı renk görünümlerinin elde edilmesini sağlayan bir kromat dönüşüm filmi oluşturur.

---

13. Sonuç

Önemli bir yüzey işleme teknolojisi olan elektrokaplama, modern endüstride merkezi bir konuma sahiptir. Temel korozyon önleyici dekorasyondan işlevsel uygulamalara kadar, kaplama süreçleri sürekli olarak gelişmekte ve yenilenmektedir. Uyumlu ve profesyonel bir kaplama tedarikçisi seçmek çok önemlidir ve yeterlilik sertifikasına, teknik ekipmanına ve çevresel uyumluluğuna dikkat edilmesi gerekir.

Giderek daha sıkı hale gelen çevresel düzenlemelerle birlikte, yeşil kaplama teknolojileri (üç değerlikli krom kaplama, siyanürsüz kaplama, kapalı döngü su arıtma) gelişimin yönü haline gelmiştir. Kaplama ilkelerinin, süreç kontrolünün ve kalite yönetiminin derinlemesine anlaşılmasıyla, gereksinimleri karşılayan yüksek kaliteli kaplama elde edilebilir.