- การชุบด้วยไฟฟ้าคืออะไร?
- กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการชุบด้วยไฟฟ้า
- กวาดด้วยไฟฟ้า
- อิมพัลส์อิเล็กโทรดิโพซิชัน
- การสะสมไฟฟ้าเคมี
- โจมตี
- การใช้งานไฟฟ้า
- ตัวอย่าง
- อ้างอิง
การชุบเป็นเทคนิคที่ใช้ในการเคลือบอิเล็กโทรดของโลหะโดยใช้อิเล็กโทรดเพื่อสร้างบนพื้นผิวนี้โดยมีลักษณะแตกต่างกันไปกับโลหะในสถานะบริสุทธิ์ กระบวนการชุบและการจุ่มยังใช้ในการชุบด้วยไฟฟ้าซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการใช้กระแสไฟฟ้า
Electroplating เป็นเทคนิคที่ใช้ในการชุบด้วยไฟฟ้าประกอบด้วยกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่ใช้ในการสร้างโลหะเคลือบบนพื้นผิวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าโดยการตกตะกอนของไอออนบวกโลหะที่อยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำ
เครื่องมือที่ใช้ในปี 1882 สำหรับการชุบด้วยไฟฟ้า
แม้ว่าการชุบด้วยไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้เป็นเวลาหลายปี แต่ในช่วงเริ่มต้นนั้นส่วนใหญ่จะใช้เพื่อการตกแต่งจนกระทั่งสงครามโลกครั้งที่หนึ่งและสองเริ่มถูกนำมาใช้เป็นเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ในด้านโลหะวิทยาในทางเคมีไฟฟ้า และในสาขาอื่น ๆ อีกมากมาย
การชุบด้วยไฟฟ้าคืออะไร?
ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้การชุบด้วยไฟฟ้าประกอบด้วยการปรับเปลี่ยนลักษณะของพื้นผิวของวัสดุบางชนิดผ่านการสะสมของโลหะโดยการทับถม
ด้วยวิธีนี้คุณสมบัติจะถูกปรับเปลี่ยนโดยการก่อตัวของชั้นหรือการเคลือบบนวัสดุโดยใช้หลักการเดียวกับเซลล์อิเล็กโทรไลต์โดยที่พื้นผิวจะทำหน้าที่ชุบสังกะสีเป็นส่วนแคโทดของวงจรในขณะที่ขั้วบวกถูกสร้างขึ้น โดยโลหะที่จะถูกแยกออกด้วยไฟฟ้าบนชิ้นส่วน
ทั้งขั้วบวกและแคโทดถูกแช่อยู่ในสารละลายที่ประกอบด้วยเกลือของโลหะที่ละลายน้ำอย่างน้อยหนึ่งชนิดเช่นเดียวกับไอออนิกบางชนิดที่นำไปสู่การไหลของกระแสไฟฟ้า
เมื่อเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟวงจรจะเสร็จสมบูรณ์และมีกระบวนการที่แตกต่างกันสองกระบวนการเกิดขึ้นที่ขั้วบวกและที่ขั้วลบซึ่งพบในสารละลายที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ในอีกด้านหนึ่งขั้วบวกจะรับการไหลของกระแสและก่อให้เกิดการออกซิเดชั่นของโลหะชนิดที่ประกอบขึ้นช่วยให้พวกมันละลายในอิเล็กโทรไลต์
ในทางกลับกันในแคโทดมีการลดลงของไอออนของโลหะที่ละลายในส่วนต่อประสานที่เกิดขึ้นระหว่างแคโทดและอิเล็กโทรไลต์เพื่อให้พวกมันสามารถ "แพร่กระจาย" ไปทางแคโทดได้
กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการชุบด้วยไฟฟ้า
กวาดด้วยไฟฟ้า
เป็นเทคนิคที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการชุบด้วยไฟฟ้าซึ่งในพื้นที่เฉพาะและแม้แต่วัตถุทั้งหมดจะถูกเคลือบโดยใช้แปรงที่อิ่มตัวด้วยสารละลายเคลือบ
แปรงนี้ทำจากสแตนเลสและหุ้มด้วยผ้าดูดซับซึ่งช่วยกักเก็บสารละลายเคลือบไว้ด้านในและป้องกันการสัมผัสโดยตรงกับวัสดุที่กำลังเคลือบ แช่ในสารละลายและทาบนวัสดุอย่างสม่ำเสมอ
อิมพัลส์อิเล็กโทรดิโพซิชัน
วิธีนี้เป็นการปรับเปลี่ยนแนวคิดของการกำจัดอิเล็กโทรดอย่างง่าย ๆ และประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงกระแสหรือศักย์ระหว่างค่าที่ต่างกันสองค่าอย่างรวดเร็วส่งผลให้โซ่ของพัลส์มีขั้วระยะเวลาและแอมพลิจูดเท่ากันและ พวกมันถูกหารด้วยกระแสที่มีค่าเท่ากับศูนย์
หากความกว้างหรือความกว้างของพัลส์ถูกแก้ไขในขณะที่ใช้ขั้นตอนนี้ความหนาและแม้แต่องค์ประกอบของชั้นเคลือบที่ทับถมก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้เช่นกัน
การสะสมไฟฟ้าเคมี
ในทำนองเดียวกันการสะสมทางเคมีไฟฟ้าโดยปกติจะใช้เพื่อทำออกไซด์ของโลหะและสำหรับการสะสมของโลหะบนพื้นผิวบางอย่างเนื่องจากข้อดีที่นำเสนอเช่นต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับเทคนิคอื่น ๆ หรือไม่ต้องการอุณหภูมิในการประมวลผลสูง
มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์การเคลือบที่ค่อนข้างกะทัดรัดและสม่ำเสมอของโครงสร้างบางอย่างตามแบบจำลองและเพื่อให้ได้อัตราการสะสมของโลหะที่สูงขึ้นท่ามกลางการใช้งานอื่น ๆ
โจมตี
มีกระบวนการที่เรียกว่าการตีซึ่งขึ้นอยู่กับการใช้ตะกอนที่มีลักษณะพิเศษในการเคลือบเพื่อให้ได้สารเคลือบที่ค่อนข้างบางซึ่งยึดติดกับพื้นผิวได้ดีและให้คุณภาพสูง
เทคนิคนี้เป็นพื้นฐานที่ดีสำหรับการเคลือบในภายหลังและในทางกลับกันสามารถใช้ร่วมกับวิธีการอื่น ๆ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น
การใช้งานไฟฟ้า
แอปพลิเคชั่นจำนวนมากเป็นที่รู้จักสำหรับกระบวนการอิเล็กโตรดิโพซิชันนี้ เราจะอธิบายสิ่งที่โดดเด่นที่สุดด้านล่าง:
- เพิ่มความหนาของวัตถุหรือชิ้นส่วนที่มีขนาดไม่เพียงพอสำหรับฟังก์ชันบางอย่างในอุตสาหกรรม
- การเสริมสร้างคุณสมบัติเช่นความแข็งหรือความต้านทานของโลหะบางชนิดผ่านการเคลือบอย่างต่อเนื่อง
- การผลิตชิ้นส่วนโดยวิธีการขึ้นรูปด้วยไฟฟ้า (วิธีการสร้างชิ้นส่วนโลหะโดยการสะสมโลหะในรูปแบบเฉพาะ)
- ผลิตซ้ำองค์ประกอบตกแต่งด้วยเทคนิคไฟฟ้าเคมีโดยใช้โลหะชนิดต่างๆ
- การปกป้องวัสดุต่าง ๆ โดยการเคลือบพื้นผิวด้วยฟิล์มป้องกันที่ทำจากโลหะผสม
ตัวอย่าง
ในชีวิตประจำวันมีการใช้ไฟฟ้าหลายอย่างซึ่งหนึ่งในการผลิตเหรียญ (ซึ่งปลอมด้วยสังกะสี) ด้วยการเคลือบทองแดงเพื่อป้องกันการกัดกร่อน
อีกตัวอย่างหนึ่งที่มักสังเกตได้คือการเคลือบชิ้นเหล็กด้วยฟิล์มสังกะสีเพื่อป้องกันไม่ให้ถูกออกซิไดซ์เมื่อสัมผัสกับออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศ
ในกรณีขององค์ประกอบประดับมีการเคลือบเครื่องประดับด้วยโลหะมีค่าเช่นทองหรือเงินเช่นเดียวกับอื่น ๆ ที่ยากต่อการบรรลุขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ที่ต้องการ
สุดท้ายนี้นอกเหนือจากการมีอยู่ของตัวอย่างอื่น ๆ อีกมากมายของการใช้เทคนิคที่เป็นประโยชน์นี้แล้วยังมีการชุบนิกเกิล (เคลือบด้วยนิกเกิล) ของวัตถุเหล็กเพื่อเพิ่มความสามารถในการป้องกันการกัดกร่อน
อ้างอิง
- วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) ไฟฟ้า สืบค้นจาก en.wikipedia.org
- แพนด้า, H. (2017). คู่มือการชุบด้วยไฟฟ้ากับการผลิตเคมีไฟฟ้า. กู้คืนจาก books.google.co.th
- คานานี, น. (2547). การชุบด้วยไฟฟ้า: หลักการพื้นฐานกระบวนการและการปฏิบัติ กู้คืนจาก books.google.co.th
- Watt, A. และ Philip, A. (2005). การชุบโลหะด้วยไฟฟ้าและการกลั่นด้วยไฟฟ้าของโลหะ กู้คืนจาก books.google.co.th
- Schlesinger, M. และ Paunovic, M. (2011). ไฟฟ้าสมัยใหม่ กู้คืนจาก books.google.co.th