Preparación de la superficie

It is commonly accepted and often quoted by electroplaters that one can make a poor coating perform with excellent pretreatment, but one cannot make an excellent coating perform with poor pretreatment . Es comúnmente aceptado y, a menudo citado por electrochapeadores que se puede hacer una capa pobres realizan con el pretratamiento excelente, pero no se puede hacer un excelente revestimiento realizar con el pretratamiento pobres. Surface pretreatment by chemical and/or mechanical means is important not only in the case of preparations for electroplating but is also required in preparation for painting. pre-tratamiento de superficie por productos químicos y / o medios mecánicos es importante no sólo en el caso de los preparados para galvanoplastia, pero también es necesario en la preparación para la pintura. In either of these, methods are designed to ensure good adhesion of the coating or paint to the surface. En cualquiera de estos métodos están diseñados para asegurar una buena adherencia del revestimiento o pintura a la superficie. Most (metal) surface treatment and plating operations have three basic steps. La mayoría (de metal) y las operaciones de tratamiento superficial placas tienen tres pasos básicos.

Surface cleaning or preparation. Limpieza de superficies o el preparado. Usually this includes employing of solvents, alkaline cleaners, acid cleaners, abrasive materials and/or water. Por lo general, esto incluye el empleo de disolventes, alcalinas de limpieza, ácidos de limpieza, materiales abrasivos y / o agua.

Surface modification. Modificación superficial. That includes change in surface attributes, such as application of (metal) layer(s) and/or hardening. Que incluye el cambio en los atributos de la superficie, tales como la aplicación de (metal) capa (s) y / o endurecimiento.

Rinsing or other work-piece finishing operations to produce/obtain the final product. Enjuague u otras operaciones pieza de trabajo de acabado para producir / obtener el producto final.

Surface cleaning or preparation will be discussed in more detail. Limpieza de la superficie o el preparado se discutirá con más detalle. Success of electroplating or surface conversion depends on removing contaminants and films from the substrate. El éxito de la galvanoplastia o la conversión de superficie depende de la eliminación de los contaminantes y las películas del sustrato. Organic and nonmetallic films interfere with bonding by causing poor adhesion and even preventing deposition. Orgánica y las películas no metálicos interfieren con la vinculación al causar una mala adherencia e incluso prevenir la deposición. The surface contamination can be extrinsic, comprised of organic debris and mineral dust from the environment or preceding processes. La contaminación de la superficie puede ser extrínseco, compuesto de restos orgánicos y polvo mineral del medio ambiente o los procesos anteriores. It can also be intrinsic, one example being a native oxide layer. También puede ser intrínseca, un ejemplo es una capa de óxido nativo. Cleaning methods are designed to minimize substrate damage while removing the film or debris. Los métodos de limpieza están diseñados para minimizar el daño sustrato mientras se quita la película o escombros. If a (metal) surface's chemistry and processing history are known one can anticipate cleaning needs and methods. Si la química de una superficie (metal) y la historia de procesamiento se conocen se puede anticipar necesidades de

limpieza y métodos. In practice, extrinsic organic and inorganic soils originate with processing of the substrate before plating, as well as from the environment. En la práctica, extrínseca suelos orgánicos e inorgánicos vienen con el procesamiento del sustrato de las placas, así como del medio ambiente. Specific residues include lubricants, phosphate coating, quenching oils, rust proofing oils, drawing compounds, and stamping lubricants. residuos específicos incluyen lubricantes, Revestimiento de fosfato, apagando los aceites, los aceites de óxido de pruebas, los compuestos de dibujo y lubricantes de estampado. In short, the mixture of potential contaminants to which a part is exposed is typically complex. En resumen, la mezcla de contaminantes potenciales a los que una parte se expone normalmente complejas. Again in case of a metal substrate it must be remembered that all metals form oxide and inorganic films to a degree with environmental gases and chemicals. De nuevo, en caso de un substrato del metal se debe recordar que todo el óxido de los metales y las películas forma inorgánica en un grado del medio ambiente con gases y productos químicos. Some of these are protective against continuing attack such as the aluminum oxide formed on aluminum alloys (see also anodizing ). Algunos de estos tienen un efecto protector contra el ataque permanente, tales como el óxido de aluminio formado en las aleaciones de aluminio (véase también el anodizado ). That phenomenon is the reason of the usefulness of aluminum siding on some homes. Ese fenómeno es la razón de la utilidad de revestimiento de aluminio en algunos hogares. On the other hand, some are nonprotective, such as iron oxide on steel. Por otra parte, algunos son nonprotective, como el óxido de hierro en acero. Some of these films can even be plated directly with nickel over aluminum oxide over aluminum being an example. Algunas de estas películas, incluso se puede platear directamente con el níquel más de óxido de aluminio sobre el aluminio es un ejemplo. The cleaning and activation steps must account for the fact that surface oxide re-forms at different rates on different metals. Los pasos de limpieza y activación debe tener en cuenta el hecho de que la superficie de óxido de re-formas a diferentes velocidades en diferentes metales. Specifically, in case of iron or nickel the oxide re-forms slowly enough that the part can be transferred from a cleaning solution to a plating bath at a normal rate. En concreto, en el caso del hierro o de óxidos de níquel de re-formas lo suficientemente lento como que la parte puede ser transferida de una solución de limpieza a un baño de la galjanoplastia a un ritmo normal. In case of aluminum or magnesium the oxide re-forms very fast such that special processing steps are required to preserve the metal surface while it is being transferred to electroplating. En el caso del aluminio o óxido de magnesio de re-formas muy rápido de tal manera que las medidas especiales de procesamiento se requieren para preservar la superficie de metal mientras se está transfiriendo a la galvanoplastia. Cleaning processes are based on two approaches. Los procesos de limpieza se basan en dos enfoques. In physical cleaning, mechanical energy is introduced to release both extrinsic and intrinsic contaminants from the (metal) surface. En la limpieza física, mecánica de la energía se introduce para liberar tanto los contaminantes extrínsecos e intrínsecos del metal) de superficie (. Examples are ultrasonic agitation and brush abrasion. Ejemplos de ello son la agitación ultrasónica y la abrasión del cepillo. In chemical cleaning contaminant films are removed by active materials, dissolved or emulsified in the cleaning solution. En las películas de contaminantes químicos de limpieza se retiran los materiales activos, disuelto o emulsionado en la solución de limpieza. Extrinsic contaminants are removed with surface-active chemicals while the chemical energies involved are modest. contaminantes extrínsecos se eliminan con productos químicos de superficie, mientras que las energías químicas involucradas son modestos.

Intrinsic films are removed with aggressive chemicals that dissolve the contaminant and often react with the surface (metal) itself. películas intrínseca se eliminan con productos químicos agresivos que se disuelven los contaminantes y, a menudo reaccionan con la superficie (metal) en sí. The energy involved in surface preparation is substantial. La energía involucrada en la preparación de la superficie es importante.

Deposition Deposición

By now it should be evident that electrodeposition or electroplating should be defined as the process in which the deposit of a (usually) thin layer (of metal) is formed " electrolyticly " upon a substrate (that is often, but not always, also a metal). A estas alturas debería ser evidente que electrodeposición o galvanoplastia debe definirse como el proceso en el que de un (por lo general en capa fina (de) de metal) se forma el depósito " electrolyticly "sobre un sustrato (que a menudo, pero no siempre, también de metal). The purpose of such process may be to enhance or change the substrate's appearance and/or attributes (such as corrosion resistance). El propósito de dicho proceso puede ser para mejorar o modificar la apariencia del sustrato y / o atributos (tales como la corrosión de resistencia). Examples are the deposition of gold or silver on jewelry and utensils, and the deposition of chrome on automobile parts. Ejemplos de ello son los depósitos de oro o plata en la joyería y utensilios, y la deposición de cromo en piezas de automóviles. Electroplating is performed in a liquid solution called an electrolyte , otherwise referred to as the "plating bath". Galvanoplastia se realiza en una solución de líquido llamado electrolito , de lo contrario a que se refiere como el "baño de recubrimiento". The bath is a specially designed chemical solution that contains the desired metal (such as gold, copper, or nickel) dissolved in a form of submicroscopic metallic particles (positively charged ions ). El baño es una solución química especialmente diseñado que contiene el metal deseado (como el oro, el cobre o el níquel) disuelto en una especie de sub-microscópicas partículas metálicas (positivamente cargada iones ). In addition, various substances (additives) are introduced in the bath to obtain smooth and bright deposits. Además, diversas sustancias (aditivos) se introducen en el baño para obtener depósitos lisa y brillante. The object that is to be plated is submerged into the electrolyte (plating bath). El objetivo es ser plateado es sumergido en el electrolito (planchas de baño). Placed usually at the center of the bath, the object that is to be plated acts as a negatively charged cathode . Colocado por lo general en el centro de la bañera, el objeto que va a ser plateado actúa como una carga negativa del cátodo . The positively charged anode(s) completes the electric circuit; those may be at opposite edges of the plating tank, thus causing film deposit on both sides of the cathode. La carga positiva del ánodo (s) completa el circuito eléctrico, puede estar en los bordes opuestos del tanque de enchapado, causando depósito de cine en ambos lados del cátodo. A power source in the form of a battery or rectifier (which converts ac electricity to regulated low voltage dc current ) is providing the necessary current. Una fuente de energía en forma de una pila o rectificador (que convierte la corriente alterna de electricidad regulada a baja tensión de corriente directa ) proporciona la corriente necesaria. This type of circuit arrangement directs electrons (negative charge carriers ) into a path from the power supply (rectifier) to the cathode (the object to be plated). Este tipo de arreglo del circuito dirige los electrones (negativos portadores de carga ) en un camino desde la fuente de alimentación (rectificador) al cátodo (el objeto a ser plateado). Now, in the bath the electric current is

carried largely by the positively charged ions from the anode(s) toward the negatively charged cathode. Ahora, en el baño de la corriente eléctrica se realiza en gran parte por los iones de carga positiva del ánodo (s) hacia el cátodo cargado negativamente. This movement makes the metal ions in the bath to migrate toward extra electrons that are located at or near the cathode's surface outer layer. Este movimiento hace que los iones metálicos en el baño para migrar hacia electrones adicionales que se encuentran en o cerca de la superficie del cátodo capa externa. Finally, by way of electrolysis the metal ions are removed from the solution and are deposited on the surface of the object as a thin layer. Por último, a través de la electrólisis de los iones metálicos se retiran de la solución y se depositan en la superficie del objeto como una capa fina. It is this process to which we refer as "electrodeposition". Es este proceso al que nos referimos como "electrodeposición". For a more technical discussion of some aspects of the process see the Appendix . Para una discusión más técnica de algunos aspectos del proceso de ver el apéndice .

From the above it would appear that the thickness of the electroplated layer on the substrate is determined by the time duration of the plating. De lo anterior se desprende que el espesor de la capa de galvanizado en el sustrato está determinada por la duración del tiempo de las planchas. In other words, the longer time the object remains in the operating plating bath the thicker the resulting electroplated layer will be. En otras palabras, el tiempo más largo sea el objeto permanece en el baño de recubrimiento de funcionamiento de la más gruesa es la capa resultante galvanizado será. Typically, layer thicknesses may vary from 0.1 to 30 microns (micron = one millionth of a meter ), though nothing prevents the deposition of thicker or thinner layers, as desired. Normalmente, los espesores de capa puede variar desde 0,1 a 30 micras (micra = una millonésima de metro ), aunque nada impide que la deposición de capas delgadas o gruesas, según lo deseado. The geometric shape and contour of an object to be plated affects the thickness of the deposited layer. La forma geométrica y el contorno de un objeto a ser plateado afecta el espesor de la capa depositada. In general, objects with sharp corners and features will tend to have thicker deposits on the outside corners and thinner ones in the recessed areas. En general, los objetos con bordes afilados y características tienden a tener depósitos más gruesos en las esquinas de afuera y las más delgadas en las áreas hundidas. The cause of this difference in the resulting layer thicknesses is that dc current flows more densely to sharp edges than to the less accessible recessed areas, in other words, the current distribution is not uniform. La causa de esta diferencia en el espesor de la capa resultante es que la corriente directa fluye con mayor densidad de bordes afilados que a las zonas menos accesibles empotrado, en otras palabras, la actual distribución no es uniforme. (Another, more accurate, explanation of this phenomenon involves the geometry of the electric field lines that exist between cathode and anode in the solution). (Otra, más exacto, la explicación de este fenómeno consiste en la geometría del campo eléctrico de líneas que existen entre el cátodo y el ánodo en la solución). In practice, an item such as, say, a watch or similar item with sharp faceted corners are difficult (almost impossible, actually) to plate uniformly. En la práctica, un elemento, como, por ejemplo, un reloj o un elemento similar con las esquinas angulosas facetas son difíciles (casi imposible, en realidad) a la placa de manera uniforme. A plating method known as " electroless plating ", which is outside the scope of this article, assures uniformity of plated thickness even on highly irregular shaped objects. Un método de recubrimiento conocido como " recubrimiento electrolítico ", que está fuera del alcance de este artículo, asegura la uniformidad del espesor de plateado, incluso en forma de objetos

muy irregulares. In the case of electroplating, judicial placement of the anode(s) as well as modifications of the current density are required to overcome the thickness irregularity effects. En el caso de la galvanoplastia, la colocación judicial del ánodo (s) así como las modificaciones de la densidad de corriente se requiere para superar los efectos de la irregularidad de espesor. Electroplating processes will not, as a rule, conceal preexisting surface imperfections such as scratches, dents or pits. Galvanoplastia procesos no, por regla general, ocultar imperfecciones de la superficie preexistentes, tales como arañazos, abolladuras o pozos. Actually, the plating process will more often than not, make most surface blemishes even more pronounced. En realidad, el proceso de galvanizado será más a menudo que no, que la mayoría de defectos superficiales aún más pronunciada. Thus it is important to remove any undesirable surface marks prior to the plating action. Por lo tanto, es importante eliminar las marcas de la superficie no deseados antes de la acción de la galjanoplastia.

Now, the electrochemical process which occur in the deposition of a single metal has been known and utilized empirically for more than a century. Ahora, el proceso electroquímico que se producen en la deposición de un solo metal ha sido conocido y utilizado empíricamente desde hace más de un siglo. In this case, it is not particularly necessary to examine the details of the mechanism and all the different (and numerous) parameters that would affect the process (and are outside the scope of this article). En este caso, no es especialmente necesario para examinar los detalles del mecanismo, y todos los diferentes (y numerosos) los parámetros que afectan el proceso (y están fuera del alcance de este artículo).

However, when attempting to reduce two or more different metals from a single

solution, it is essential that the processes occurring at the cathode be considered. Sin embargo, cuando se trata de reducir dos o más metales diferentes de una única solución, es esencial que los procesos que ocurren en el cátodo se considera. The most effective tool for analyzing the processes is a voltammogram , a graph of current against electrode potential (Figure 2). La herramienta más eficaz para el análisis de los procesos es un voltamograma , un gráfico de la corriente en contra de potencial del electrodo (Figura 2). Such a curve provides all the information necessary to select the appropriate potential for the reduction of a desired metal, individually, without the necessity of rigorously analyzing all the interactions involved. Esta curva proporciona toda la información necesaria para seleccionar el potencial adecuado para la reducción de un metal deseado, de forma individual, sin la necesidad de analizar con rigor todas las interacciones implicadas. Thus, for instance, if one considered two metals "A" and "B" with metal "A" being less noble

Fig. Fig. 2. 2. Typical voltammogram for a single-metal deposition (current and potential are plotted on arbitrary scales; cathodic current is negative by international convention, absolute value is plotted for sake of simplicity). voltamograma típica para un solo depósito de metal (actuales y potenciales se representan en escalas arbitrarias; catódica de corriente es negativo, por convención internacional, el valor absoluto se representa en aras de la simplicidad).

(that is, with a more negative standard potential ) than "B", the voltammetric curve for either one would resemble that shown in Figure 2. Así, por ejemplo, si se consideran dos metales "A" y "B" de metal "A" que es menos noble (es decir, con más negativo potencial estándar ) de "B", la curva de voltamperometría de cualquiera de los dos se asemejan a muestra en la Figura 2. For the purpose of selective deposition the important distinction between the two metals is the onset of the reduction peaks in the voltammograms and their separation. A los efectos de la deposición selectiva de la importante distinción entre los dos metales es el inicio de la reducción de los picos en el voltamogramas y su separación. Specifically, if the two peaks are clearly separated, one can reduce only metal "B" at some potential, while both can be reduced at a more negative potential. En concreto, si los dos picos están claramente separados, se puede reducir sólo metal "B" en algún potencial, mientras tanto se puede reducir a un potencial más negativo. At the more negative potential the ratio between the amount of each metal deposited, and so present in the alloy formed, is determined primarily by their relative concentrations in the solution. En lo negativo potencial más la relación entre la cantidad de cada metal depositado, y está tan presente en la aleación formada, se determina principalmente por su relativa concentración en la solución. On the other hand, if the two voltammetric peaks overlap considerably, only an alloy can be deposited. Por otro lado, si los dos picos voltamétrica superponen considerablemente, sólo una aleación pueden ser depositados.

Another note of caution: one should not increase the cathodic potential (and current) too far to avoid parasitic reactions that may occur beyond "over-potential reactions" in Figure 2. Otra nota de precaución: no se debe aumentar el potencial catódico (y actual) demasiado lejos para evitar reacciones parásitas que pueden producirse más allá "de las reacciones más potencial" en la Figura 2. In cases of practical applications be it electrorefining , electrowinning , or plating the practitioner is interested only in the weight of metal deposited on the cathode. En los casos de aplicaciones prácticas sea electrorefinación , electro , placas o el médico está interesado únicamente en el peso de metal depositado en el cátodo. Any current causing other changes is considered "wasted". Cualquier corriente que provoca otros cambios que se considera "perdido". Of course, according to Faraday's law the overall amount of chemical change produced by any given quantity of electricity can be exactly accounted for. Por supuesto, de acuerdo con la ley de Faraday, el importe global de los cambios químicos producidos por cualquier cantidad dada de electricidad puede ser exactamente en cuenta. Thus we define the current efficiency as the ratio between the actual amount of metal deposited to that expected theoretically from Faraday's law. Así se define el rendimiento de la corriente como la relación entre la cantidad real de metal depositado a la esperada teóricamente a partir de la ley de Faraday. In other words, the ratio of the weight of metal actually deposited to the weight that would have resulted if all the current had been used for depositing is called the cathode efficiency, and it is desirable to keep it as close to 100% as possible. En otras palabras, la relación entre el peso de metal depositado en realidad el peso que han dado lugar a que todos los actuales se habían utilizado para el depósito se llama la eficiencia del cátodo, y es deseable que lo mantenga lo más cerca posible al 100% como sea posible.

The possibility of plating two metals from the same solution at different potentials, as discussed above, permits the creation of complex structures with relatively simple processes. La posibilidad de la siembra dos metales de la misma solución a diferentes potenciales, como se mencionó anteriormente, permite la creación de estructuras complejas con los procesos relativamente simples. Figure 3 depicts the schematics of a practical electrodeposition cell for the production of super-lattice multilayers. La Figura 3 muestra el esquema de una célula electrodeposición prácticas para la producción de multicapas super-red. In this case, the deposition is carried out using a computer controlled potentiostat that controls the potential of the piece to be coated (the cathode ) against the reference electrode . En este caso, el

depósito se realiza mediante un equipo controlado potenciostato que controla el potencial de la pieza a recubrir (el cátodo ) contra el electrodo de referencia . A pulse train shaped potential is enforced, resulting in the multilayer deposition. Un potencial de tren de pulsos en forma se hace cumplir, que origina el depósito de múltiples capas. If one considers a copper/nickel system, the potential difference between the two levels would be approximately half a volt , with pure copper being deposited at the more positive potential and an alloy at the more negative potential. Si se considera una moneda de cobre / sistema de níquel, la diferencia de potencial entre los dos niveles sería de aproximadamente medio voltios , con el cobre puro se deposita en el potencial positivo y una aleación más en el potencial negativo más. The thickness of the layers is controlled by the width of the pulses, very thin layers (less than a millionth of a cm ) can be deposited in a few milliseconds (thousandth of a second) per layer. El espesor de las capas es controlada por el ancho de los pulsos, muy delgadas capas (menos de una millonésima parte de un cm ) pueden ser depositados en unos pocos milisegundos (milésimas de segundo) por capa. This way, multilayers of the two metals can be deposited using a single bath to produce magnetic/multilayer structures to be used in reading heads for computer hard discs. De esta manera, multicapas de los dos metales pueden ser depositados con un solo baño para producir magnética / estructuras de múltiples capas que se utilizan en la lectura se dirige a los discos duros informáticos. This example illustrates how complex and sophisticated the electrodeposition techniques may be. Este ejemplo ilustra lo complejo y sofisticado de las técnicas de electrodeposición puede ser.

Appendix Apéndice

Fig. Fig. 3. 3. Schematics of a plating setup for the production of superlattice multilayers. Esquema de una configuración de placas para la producción de multicapas superpuesta.

Electrodeposition or electrochemical deposition (of metals or alloys) involves the reduction of metal ions from aqueous , organic, or fused salt electrolytes . Electrodeposición o deposición electroquímica (de metales o aleaciones) implica la reducción de metales iones de acuosa orgánica, o sal fundida, electrolitos . In it's simplest form the reaction in aqueous medium at the cathode follows the equation En su forma más simple de la reacción en medio acuoso en el cátodo sigue la ecuación

[1] [1] M +n + ne - ==> M M + n + ne - ==> M

with a corresponding anodic reaction. con su correspondiente anódica reacción. The anode material can either be the metal to be deposited (in this case the electrode reaction is electrodissolution that continuously supplies the metal ions) or the anode can be an inert material and the anodic reaction is oxygen evolution (in this case the plating solution is eventually depleted of metal ions). El material del ánodo puede ser el metal que se deposita (en este caso la reacción del electrodo es electrodissolution que suministra continuamente los iones de metal) o el ánodo puede ser un inerte material y la reacción anódica es la evolución de oxígeno (en este caso la solución de la galjanoplastia es el tiempo de agotamiento de los iones metálicos).

The deposition may, in principle, be accomplished via two different paths: El depósito puede, en principio, llevarse a cabo a través de dos caminos diferentes:

An electrodeposition process in which electrons are provided by an external power supply . Un proceso de electrodeposición en el que los electrones son proporcionados por una externa de alimentación .

An electroless (autocatalytic) deposition process in which a reducing agent in solution is the electron source. Un electrolítico (autocatalítico) proceso de depósito en el que un agente de reducción en la solución es la fuente de electrones.

The deposition reaction presented in Equation [1] is a reaction of charged particles at the interface between a solid (metal) electrode and a liquid solution. La reacción de deposición presentado en la ecuación [1] es una reacción de carga de partículas en la interfase entre un sólido (metal) del electrodo y una solución líquida. The two types of charged particles that can cross the interface are metal ions "M +n " and electrons "e - ". Los dos tipos de partículas cargadas que pueden cruzar la interfaz son de metal iones "M + n" y electrones "e -".

The deposition reaction involves four types of issues. La reacción de deposición consta de cuatro tipos de cuestiones. They are: Ellos son:

Metal-solution interface as the locus of the deposition process. Metal-solución de interfaz como el lugar del proceso de deposición.

Kinetics and mechanism of the deposition process. Cinética y mecanismo del proceso de deposición.

Nucleation and growth process of the metal lattice (M lattice). Nucleación y el crecimiento del proceso de la rejilla metálica (celosía M).

Structure and properties of the deposits. Estructura y propiedades de los depósitos.

A detailed discussion of these issues is outside the scope of this article, and can be found in the books listed in the Bibliography . Una discusión detallada de estas cuestiones está fuera del alcance de este artículo, y se puede encontrar en los libros que figuran en la Bibliografía .

The reduction of a metal, which occurs during the plating process, has been generalized as Equation [1] for a single metallic ion. La reducción de un metal, que se produce durante el proceso de recubrimiento, se ha generalizado en la ecuación [1] por un ion metálico único. Obviously, to reduce one mole of a given metal "n" moles of electrons are required. Obviamente, para reducir un mol de un determinado metal "n" moles de electrones que se requieren. That is, the total cathodic charge used in the deposition "Q" ( coulomb ) is the product of the number of gram moles of the metal deposited "m", the number of electrons taking part in the reduction "n", Avogadro's number "N a " (the number of atoms in a mole), and the electrical charge per electron "Q e " ( coulomb ). Es decir, el total catódica de carga utilizados en el depósito "Q" ( Coulomb ) es el producto del número de moles gramo del metal depositado "m", el número de electrones que participan en la reducción de la "n", el número de Avogadro " N a "(el número de átomos en un mol), y la carga eléctrica por electrones "e Q" ( Coulomb ). Thus, the following equation gives the charge required to reduce "m" mole of metal: Por lo tanto, la siguiente ecuación da la carga necesaria para reducir la "m" mole de metal:

[2] [2] Q = mn N a Q e Q = mn N a Q e

Now, the product of the last two terms in this equation is the " Faraday constant " "F". Ahora, el producto de los dos últimos términos en esta ecuación es la " constante de Faraday "," F ". Therefore, the number of moles of metal reduced by charge "Q" can be obtained as: Por lo tanto, el número de moles de metal reducido por la carga "Q" se puede obtener como:

[3] [3] m = Q / (n F) m = Q / (n F)

On the other hand, the total charge used in the deposition can be obtained as the product of the current "I" ( ampere ) and the time of deposition "t" (second) if the deposition current is held constant. Por otro lado, el total de carga utilizados en el depósito se puede obtener como el producto de la corriente "I" ( amperios ) y el tiempo de deposición de "t" (segundo) si el depósito actual se mantiene constante. Or, if the current varies during the deposition: O bien, si la corriente varía durante la deposición:

[4] [4]

So, the number of moles deposited can be calculated as: Así, el número de moles depositados se puede calcular como:

[5] [5]

The weight of the deposit "w" ( gram ) can now be obtained by multiplying Equation [5] with the atomic weight "M w " of the deposited metal. El peso del depósito "w" ( programa ), ahora se puede obtener multiplicando la ecuación [5] con el peso atómico "w M" del metal depositado. Finally, to calculate the thickness of the deposit, we have to use the density of the metal "D" (gram/ cm 3 ): Por último, para calcular el espesor del depósito, tenemos que usar la densidad del metal "D" (g / cm 3):

[6] [6] D = w / V = w / (AT) D = w / w = V / (AT)

where "V" is the volume of the deposited metal in cm 3 , "A" is the area of the deposit in cm 2 , and "T" is its thickness in cm . donde "V" es el volumen del metal depositado en cm 3, "A" es el área del depósito en cm 2, y "T" es su espesor en cm . Solving for thickness, using Equations [5] and [6] we have the useful practical expression: Solución de espesor, utilizando las ecuaciones [5] y [6] tenemos la expresión práctica de utilidad:

[7] [7]

As mentioned above, if the current was held constant during the deposition, the integral in Equation [7], can be replaced by the simple product of current and time "I×t". Como se mencionó anteriormente, si la corriente se mantiene constante durante la deposición, la integral en la ecuación [7], puede ser reemplazado por el simple producto de la hora actual y "I × t".

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Effect of magnetic fields on electroplating. Efecto de campos magnéticos en la galvanoplastia. Extracting metals from sulfide ores La extracción de metales a partir de minerales de sulfuro Metal powder production by electrolysis Producción de metales en polvo por electrólisis

Bibliography Bibliografía

Modern Electroplating (4 th edition), M. Schlesinger and M. Paunovic (editors), Wiley, New York, 2000. Moderno galvanoplastia (4 ª edición), M. y M. Schlesinger Paunovic (editores), Wiley, Nueva York, 2000.

Fundamentals of Electrochemical Deposition , M. Paunovic and M. Schlesinger, Wiley, New York, 1998. Fundamentos de la deposición electroquímica, M. Paunovic y M. Schlesinger, Wiley, Nueva York, 1998.

Listings of electrochemistry books , review chapters , and proceedings volumes are also available in the Electrochemistry Science and Technology Information Resource (ESTIR) . Listados de la electroquímica libros , capítulos de revisión , y libros de resúmenes también están disponibles en la Ciencia y Tecnología Electroquímica de Recursos de Información (ESTIR) . (http://electrochem.cwru.edu/estir/) (Http://electrochem.cwru.edu/estir/)

Electroplating Galvanoplastia From Wikipedia, the free encyclopedia De Wikipedia, la enciclopedia libre

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Not to be confused with electrophoretic deposition . No debe confundirse con la deposición electroforética .

copper electroplating machine for layering PCBs de cobre electrolítico de la máquina de capas PCB

Electroplating is a plating process in which metal ions in solution are moved by an electric field to coat an electrode. Galvanoplastia es un recubrimiento proceso en el que los iones metálicos en solución se mueven por un campo eléctrico para cubrir un electrodo. The process uses electrical current to reduce cations of a desired material from a solution and coat a conductive object with a thin layer of the material, such as a metal. El proceso utiliza eléctrica actual para reducir los cationes de un material que desee de una solución y una capa conductora objeto con una capa delgada de material, tal como un metal. Electroplating is primarily used for depositing a layer of material to bestow a desired property (eg, abrasion and wear resistance, corrosion protection, lubricity , aesthetic qualities, etc.) to a surface that otherwise lacks that property. Galvanoplastia se utiliza principalmente para depositar una capa de material de otorgar una propiedad deseada (por ejemplo, la abrasión y resistencia al desgaste, la corrosión de protección, lubricación , cualidades estéticas, etc) a una superficie que de otro modo carece de esa propiedad. Another application uses electroplating to build up thickness on undersized parts. Otra aplicación de galvanoplastia utiliza para construir espesor en las partes inferior.

The process used in electroplating is called electrodeposition . El proceso utilizado en galvanoplastia es electrodeposición llamada. It is analogous to a galvanic cell acting in reverse. Es análogo a una célula galvánica actuar a la inversa. The part to be plated is the

cathode of the circuit. La parte de ser plateado es el cátodo del circuito. In one technique, the anode is made of the metal to be plated on the part. En una de las técnicas, el ánodo está hecho de metal que se sembraron en la zona. Both components are immersed in a solution called an electrolyte containing one or more dissolved metal salts as well as other ions that permit the flow of electricity. Ambos componentes se encuentran inmersos en una solución llamada electrolito que contiene uno o más disueltas sales de metales , así como otros iones que permiten el flujo de electricidad. A power supply supplies a direct current to the anode , oxidizing the metal atoms that comprise it and allowing them to dissolve in the solution. Una fuente de alimentación suministra una corriente continua a la del ánodo , que oxida los átomos del metal que lo componen y permitir que se disuelvan en la solución. At the cathode, the dissolved metal ions in the electrolyte solution are reduced at the interface between the solution and the cathode, such that they "plate out" onto the cathode. En el cátodo, los iones de metal disuelto en la solución de electrolitos se reducen en la interfase entre la solución y el cátodo, de manera que "a plato" en el cátodo. The rate at which the anode is dissolved is equal to the rate at which the cathode is plated, vis-a-vis the current flowing through the circuit. La velocidad a la que se disuelve el ánodo es igual a la velocidad a la que el cátodo es plateado, vis-a-vis la corriente que atraviesa el circuito. In this manner, the ions in the electrolyte bath are continuously replenished by the anode. [ 1 ] De esta manera, los iones en el baño electrolítico continuamente repuesta por el ánodo. [1]

Other electroplating processes may use a nonconsumable anode such as lead. Otros procesos de galvanoplastia puede usar un ánodo no consumible como el plomo. In these techniques, ions of the metal to be plated must be periodically replenished in the bath as they are drawn out of the solution. [ 2 ] En estas técnicas, los iones del metal plateado se debe reponer periódicamente en el baño, ya que se extraen de la solución. [2]

Contents Contenido [hide]

1 Process Un proceso de o 1.1 Strike Strike 1.1 o 1.2 Current density 1.2 La densidad de corriente o 1.3 Brush electroplating 1.3 cepillo de galvanoplastia o 1.4 Electroless deposition 1.4 depósito electrolítico o 1.5 Cleanliness 1.5 Limpieza

2 Effects 2 Efectos 3 Limitations 3 Limitaciones 4 History 4 Historia 5 See also 5 Véase también 6 References 6 Referencias

o 6.1 Notes 6.1 Notas o 6.2 Bibliography 6.2 Bibliografía

7 External links 7 Enlaces externos

[ edit ] Process [ editar ] Proceso

Electroplating of a metal (Me) with copper in a copper sulfate bath. Deposiciones de un metal (Me) con el cobre en un baño de sulfato de cobre.

The anode and cathode in the electroplating cell are both connected to an external supply of direct current - a battery or, more commonly, a rectifier. El ánodo y el cátodo en la celda de galvanoplastia están conectadas a una fuente externa de corriente continua - una batería o, más comúnmente, un rectificador. The anode is connected to the positive terminal of the

supply, and the cathode (article to be plated) is connected to the negative terminal. El ánodo se conecta al terminal positivo de la fuente, y el cátodo (artículo para ser plateado) está conectado al terminal negativo. When the external power supply is switched on, the metal at the anode is oxidized from the zero valence state to form cations with a positive charge. Cuando la fuente de alimentación externa está encendido, el metal en el ánodo se oxida en el cero de valencia estado para formar cationes con una carga positiva. These cations associate with the anions in the solution. Estos cationes asociados con los aniones en la solución. The cations are reduced at the cathode to deposit in the metallic, zero valence state. Los cationes se reducen en el cátodo para depositar en el estado metálico, la valencia cero. For example, in an acid solution, copper is oxidized at the anode to Cu 2+ by losing two electrons. Por ejemplo, en una solución ácida, el cobre se oxida en el ánodo de Cu 2 + por la pérdida de dos electrones. The Cu 2+ associates with the anion SO 4 2- in the solution to form copper sulfate. El Cu 2 + se asocia con el anión SO 4 2 - en la solución para formar sulfato de cobre. At the cathode, the Cu 2+ is reduced to metallic copper by gaining two electrons. En el cátodo, el Cu 2 + se reduce a cobre metálico al ganar dos electrones. The result is the effective transfer of copper from the anode source to a plate covering the cathode. El resultado es la transferencia efectiva de cobre de la fuente del ánodo a una placa que cubre el cátodo.

The plating is most commonly a single metallic element , not an alloy . El forro es más comúnmente una sola metálico elemento no una aleación . However, some alloys can be electrodeposited, notably brass and solder . Sin embargo, algunas aleaciones pueden electrodeposited, sobre todo de bronce y la soldadura .

Many plating baths include cyanides of other metals (eg, potassium cyanide ) in addition to cyanides of the metal to be deposited. Muchos baños galvánicos incluyen cianuros de otros metales (por ejemplo, cianuro de potasio ), además de los cianuros del metal a depositar. These free cyanides facilitate anode corrosion, help to maintain a constant metal ion level and contribute to conductivity. Estos cianuros libres facilitar la corrosión del ánodo, ayudan a mantener un nivel constante de iones metálicos y contribuir a la conductividad. Additionally, non-metal chemicals such as carbonates and phosphates may be added to increase conductivity. Además, otras substancias no metálicas, tales como carbonatos y fosfatos se pueden agregar para aumentar la conductividad.

When plating is not desired on certain areas of the substrate, stop-offs are applied to prevent the bath from coming in contact with the substrate. Cuando chapado no es deseada en ciertas áreas del sustrato, para dejar de compensaciones se aplican para evitar el baño de entrar en contacto con el sustrato. Typical stop-offs include tape, foil, lacquers , and waxes . [ 3 ] Típica stop-offs "se incluyen la cinta, papel, lacas y ceras . [3]

[ edit ] Strike [ editar ] Huelga

Initially, a special plating deposit called a "strike" or "flash" may be used to form a very thin (typically less than 0.1 micrometer thick) plating with high quality and good adherence to the substrate. Inicialmente, un depósito especial chapado llamado una "huelga" o "flash" se puede utilizar para formar un recubrimiento muy delgado (por lo general menos de 0,1

micrómetros de grosor) con alta calidad y una buena adherencia al sustrato. This serves as a foundation for subsequent plating processes. Esto sirve como base para posteriores procesos de galvanoplastia. A strike uses a high current density and a bath with a low ion concentration. Una huelga utiliza una alta densidad de corriente y un baño con una concentración de iones de baja. The process is slow, so more efficient plating processes are used once the desired strike thickness is obtained. El proceso es lento, los procesos de enchapado, de modo más eficiente se utilizan una vez que la huelga de espesor deseado.

The striking method is also used in combination with the plating of different metals. El método de huelga también se utiliza en combinación con las planchas de diferentes metales. If it is desirable to plate one type of deposit onto a metal to improve corrosion resistance but this metal has inherently poor adhesion to the substrate, a strike can be first deposited that is compatible with both. Si es conveniente a la placa de un tipo de depósito en un metal para mejorar la resistencia a la corrosión, pero este metal tiene intrínsecamente mala adherencia al sustrato, una huelga puede ser el primero depositado que sea compatible con ambos. One example of this situation is the poor adhesion of electrolytic nickel on zinc alloys, in which case a copper strike is used, which has good adherence to both. [ 2 ] Un ejemplo de esta situación es la mala adherencia de electrolíticos de níquel en zinc aleaciones, en cuyo caso la huelga se utiliza una moneda de cobre, que tiene una buena adherencia a ambos. [2]

[ edit ] Current density [ editar ] La densidad de corriente

A timecourse of electroplating with copper. Un timecourse de galvanoplastia en cobre. The anode on the left is pure copper, the safety pin on the right is the target for plating. El ánodo de la izquierda es de cobre puro, el pasador de seguridad de la derecha es el objetivo para la galjanoplastia. The first image is before the electrical supply has been connected, the second

image shows plating with a thin layer of copper and the later images show the buildup of "fluffy" structurally weak deposits. La primera imagen es antes de que el suministro eléctrico se ha conectado, la segunda imagen muestra placas con una fina capa de cobre y las imágenes posteriores muestran la acumulación de "peluche" depósitos estructuralmente débil.

The current density (amperage of the electroplating current divided by the surface area of the part) in this process strongly influences the deposition rate, plating adherence, and plating quality. La densidad de corriente (amperaje de la corriente de galvanoplastia, dividido por la superficie de la parte) en este proceso influye la velocidad de depósito, plateando la adhesión, y la galjanoplastia de calidad. This density can vary over the surface of a part, as outside surfaces will tend to have a higher current density than inside surfaces (eg, holes, bores, etc.). Esta densidad puede variar a lo largo de la superficie de una pieza, como las superficies exteriores que tienden a tener una densidad de corriente mayor que las superficies interiores (por ejemplo, orificios, agujeros, etc.) The higher the current density, the faster the deposition rate will be, although there is a practical limit enforced by poor adhesion and plating quality when the deposition rate is too high. Cuanto mayor sea la densidad de corriente, más rápida será la velocidad de depósito será, aunque hay un límite práctico impuesta por una mala adherencia y la calidad de la galjanoplastia cuando la tasa de deposición es muy alta.

While most plating cells use a continuous direct current, some employ a cycle of 8–15 seconds on followed by 1–3 seconds off. Aunque la mayoría de las células de recubrimiento utilizar una corriente continua, algunas emplean un ciclo de 15.08 segundos en seguida por 1.3 segundos. This technique is commonly referred to as "pulse plating" and allows high current densities to be used while still producing a quality deposit. Esta técnica se denomina comúnmente "chapado de impulso" a medida que permite altas densidades de corriente a utilizar y seguir produciendo un depósito de calidad. In order to deal with the uneven plating rates that result from high current densities, the current is even sometimes reversed in a method known as "pulse-reverse plating", causing some of the plating from the thicker sections to re-enter the solution. Con el fin de hacer frente a los tipos de placas irregulares que se derivan de altas densidades de corriente, la corriente se invierte a veces incluso en un método conocido como "pulso vanisado inverso", haciendo que algunas de las placas de las secciones más gruesas que volver a introducir la solución. In effect, this allows the "valleys" to be filled without over-plating the "peaks". En efecto, esto permite que los "valles", que se llena, sin exceso de recubrimiento los "picos". This is common on rough parts or when a bright finish is required. [ 3 ] In a typical pulse reverse operation, the reverse current density is three times greater than the forward current density and the reverse pulse width is less than one-quarter the forward pulse width. Esto es común en las piezas en bruto o cuando un acabado brillante se requiere. [3] En una operación típica de impulsos inversa, la densidad de corriente inversa es tres veces mayor que la densidad de corriente hacia adelante y el ancho de pulso inversa es menor de una cuarta parte del avance de ancho de pulso. Pulse-reverse processes can be operated at a wide range of frequencies from several hundred hertz up to the order of megahertz. procesos de pulso inversa puede funcionar en una amplia gama de frecuencias de varios cientos de hertzios hasta el orden de megahercios.

[ edit ] Brush electroplating [ editar ] Cepillo de galvanoplastia

A closely-related process is brush electroplating, in which localized areas or entire items are plated using a brush saturated with plating solution. Un proceso estrechamente relacionado es el cepillo de galvanoplastia, en el que áreas localizadas o elementos de todo se colocan con un pincel saturado de placas solución. The brush, typically a stainless steel body wrapped with a cloth material that both holds the plating solution and prevents direct contact with the item being plated, is connected to the positive side of a low voltage direct-current power source, and the item to be plated connected to the negative. El cepillo, por lo general una de acero inoxidable cuerpo envuelto con un material de tela que sostiene tanto la solución de la galjanoplastia y evita el contacto directo con el elemento que se está plateado, está conectado con el lado positivo de una baja corriente de fuentes de energía-tensión, y el tema se a plateado relacionada con la negativa. The operator dips the brush in plating solution then applies it to the item, moving the brush continually to get an even distribution of the plating material. Las caídas del operador el cepillo en la galjanoplastia solución, entonces se aplica al elemento, moviendo el cepillo de forma continua para conseguir una distribución uniforme de material de refuerzo. The brush acts as the anode, but typically does not contribute any plating material, although sometimes the brush is made from or contains the plating material in order to extend the life of the plating solution. El cepillo actúa como el ánodo, pero por lo general no aporta ningún material de refuerzo, aunque a veces el pincel se fabrica con o contiene material de refuerzo a fin de extender la vida de la solución de la galjanoplastia.

Brush electroplating has several advantages over tank plating, including portability, ability to plate items that for some reason cannot be tank plated (one application was the plating of portions of very large decorative support columns in a building restoration), low or no masking requirements, and comparatively low plating solution volume requirements. galvanoplastia cepillo tiene varias ventajas sobre el tanque de la galjanoplastia, incluyendo la portabilidad, la capacidad de objetos de placas que por alguna razón no puede ser el tanque plateado (una aplicación fue el forro de las porciones de las columnas de apoyo muy grande decorativos en la restauración de edificios), de bajo o ningún requisito de enmascaramiento, y comparativamente bajos requisitos de la solución de la galjanoplastia de volumen. Disadvantages compared to tank plating can include greater operator involvement (tank plating can frequently be done with minimal attention), and inability to achieve as great a plate thickness. Desventajas en comparación con la galjanoplastia del tanque pueden incluir una mayor participación del operador (depósito de placas con frecuencia se puede hacer con una mínima atención), y la incapacidad de lograr el mayor espesor de la chapa.

[ edit ] Electroless deposition [ editar ] electrolítico deposición

Usually an electrolytic cell (consisting of two electrodes, electrolyte, and external source of current) is used for electrodeposition. Por lo general, una celda electrolítica (que consta de dos electrodos, electrolitos, y la fuente externa de corriente) se utiliza para electrodeposición. In contrast, an electroless deposition process uses only one electrode and no external source of electric current. Por el contrario, un proceso de deposición

electrolítica utiliza un solo electrodo y ninguna fuente externa de corriente eléctrica. However, the solution for the electroless process needs to contain a reducing agent so that the electrode reaction has the form: Sin embargo, la solución para el proceso electrolítico debe contener un agente reductor, para que la reacción del electrodo tiene la forma:

In principle any water-based reducer can be used although the redox potential of the reducer half-cell must be high enough to overcome the energy barriers inherent in liquid chemistry. Electroless nickel plating uses hypophosphite as the reducer while plating of other metals like silver, gold and copper typically use low molecular weight aldehydes. En principio, todo basado en reductor de agua se puede utilizar aunque el potencial redox del medio reductor de las células deben ser lo suficientemente alta como para superar las barreras inherentes a la energía química del líquido. níquel electrolítico galjanoplastia hipofosfito utiliza como reductor, mientras que la galjanoplastia de otros metales como plata, oro y cobre suelen utilizar aldehídos de bajo peso molecular.

A major benefit of this approach over electroplating is that power sources and plating baths are not needed, reducing the cost of production. Una ventaja importante de este enfoque sobre galvanoplastia es que las fuentes de energía y baños galvánicos no son necesarios, reduciendo el coste de producción. The technique can also plate diverse shapes and types of surface. La técnica puede también placa de diversas formas y tipos de superficie. The downside is that the plating process is usually slower and cannot create such thick plates of metal. La desventaja es que el proceso de galvanizado es generalmente más lento y no puede crear tales placas gruesas de metal. As a consequence of these characteristics, electroless deposition is quite common in the decorative arts. Como consecuencia de estas características, el depósito electrolítico es bastante común en las artes decorativas.

[ edit ] Cleanliness [ editar ] Limpieza

Cleanliness is essential to successful electroplating, since molecular layers of oil can prevent adhesion of the coating. ASTM B322 is a standard guide for cleaning metals prior to electroplating. La limpieza es esencial para el éxito de galvanoplastia, ya que las capas moleculares de aceite puede impedir la adherencia del recubrimiento. ASTM B322 es una guía para la limpieza de metales antes de la galvanoplastia. Cleaning processes include solvent cleaning, hot alkaline detergent cleaning, electrocleaning, and acid etc. The most common industrial test for cleanliness is the waterbreak test, in which the surface is thoroughly rinsed and held vertical. Los procesos de limpieza incluyen la limpieza de solventes, la limpieza alcalina caliente detergente, electrolimpieza, etc ácido La prueba industriales más comunes para la limpieza es la prueba waterbreak, en los que la superficie esté bien lavadas y en posición vertical. Hydrophobic contaminants such as oils cause the water to bead and break up, allowing the water to drain rapidly. contaminantes hidrofóbicos como los aceites que el agua del grano y se rompen, permitiendo que el agua drene rápidamente. Perfectly clean metal surfaces are hydrophilic and will retain an unbroken sheet of water that does not bead up or drain off. Perfectamente las superficies metálicas limpias son hidrofílicos y mantendrá una hoja continua de agua que no cuenta arriba o

escurra. ASTM F22 describes a version of this test. ASTM F22 describe una versión de esta prueba. This test does not detect hydrophilic contaminants, but the electroplating process can displace these easily since the solutions are water-based. Esta prueba no detecta contaminantes hidrofílico, pero el proceso de galvanoplastia pueden desplazar fácilmente ya que estas son las soluciones a base de agua. Surfactants such as soap reduce the sensitivity of the test and must be thoroughly rinsed off. Tensioactivos como el jabón reducir la sensibilidad de la prueba y debe estar bien enjuagado.

[ edit ] Effects [ editar ] Efectos

Electroplating changes the chemical, physical, and mechanical properties of the workpiece. Galvanoplastia las transformaciones químicas, físicas y propiedades mecánicas de la pieza de trabajo. An example of a chemical change is when nickel plating improves corrosion resistance. Un ejemplo de un cambio químico es cuando niquelado mejora la resistencia a la corrosión. An example of a physical change is a change in the outward appearance. Un ejemplo de un cambio físico es un cambio en la apariencia externa. An example of a mechanical change is a change in tensile strength or surface hardness . [ 4 ] Un ejemplo de un cambio mecánico es un cambio en la resistencia a la tracción o la superficie de la dureza . [4]

[ edit ] Limitations [ editar ] Limitaciones

Obtaining a uniform thickness with electroplating can be difficult depending on the geometry of the object being plated. La obtención de un espesor uniforme por electrólisis puede ser difícil dependiendo de la geometría del objeto que es plateado. The plating metal is preferentially attracted to external corners and protrusions, but unattracted to internal corners and recesses. El baño metálico preferentemente atraído por las esquinas exteriores y salientes, pero unattracted a las esquinas internas y huecos. These difficulties can be overcome with multiple anodes or a specially shaped anode that mimics the object geometry, however both of these solutions increase cost. [ 5 ] The ability of a plating to cover uniformly is called throwing power ; the better the "throwing power" the more uniform the coating. [ 6 ] Estas dificultades se pueden superar con ánodos múltiples o una forma de ánodo especial que imita la geometría del objeto, sin embargo ambos aumento de los costos soluciones. [5] La capacidad de un recubrimiento para cubrir de manera uniforme se llama tirar el poder, el mejor el "lanzamiento de poder" la más uniforme del recubrimiento. [6]

One cannot electroplate chrome or silver on any given substrate directly. Uno no puede electrochapa cromo o plata sobre cualquier sustrato dado directamente. Many plating processes require an intermediate plating step. Muchos procesos de recubrimiento requieren un paso intermedio de la galjanoplastia. For example, when chrome plating carbon steel, one would need to electroplate copper on top of carbon steel, followed by nickel and then chrome to get uniform chrome plated part. Por ejemplo, cuando cromado de acero al carbono, uno tendría que electrochapa de cobre en la parte superior de acero al carbono, seguido por el níquel y cromo a continuación para obtener cromo plateado uniforme parte. These additional steps add considerably to the cost and time to electroplate. Estos pasos adicionales aumentan considerablemente el costo y tiempo para galvanizar. Thicker coatings require similar multilayer structures. capas más gruesas requieren similares

estructuras de múltiples capas. A hard chrome coating would require multiple alternating coatings of copper and chrome. Un recubrimiento de cromo duro se requieren múltiples capas alternas de cobre y cromo.

[ edit ] History [ editar ] Historia

Nickel plating Niquelado

Although it is not confirmed, the Parthian Battery may have been the first system used for electroplating. Aunque no está confirmado, el batería de partos puede haber sido el primer sistema utilizado para la galvanoplastia.

Modern electrochemistry was invented by Italian chemist Luigi V. Brugnatelli in 1805. electroquímica moderna fue inventada por el químico italiano Luigi V. Brugnatelli en 1805. Brugnatelli used his colleague Alessandro Volta 's invention of five years earlier, the voltaic pile , to facilitate the first electrodeposition. Brugnatelli utilizó su colega Alessandro Volta s invención "de cinco años antes, la pila voltaica , para facilitar la electrodeposición en primer lugar. Brugnatelli's inventions were suppressed by the French Academy of Sciences and did not become used in general industry for the following thirty years. de invenciones Brugnatelli fueron suprimidos por el Academia Francesa de Ciencias y no se utiliza en la industria en general para los siguientes treinta años.

By 1839, scientists in Britain and Russia had independently devised metal deposition processes similar to Brugnatelli's for the copper electroplating of printing press plates. En 1839, científicos de Gran Bretaña y Rusia habían concebido de forma independiente los procesos de deposición de metal similar a Brugnatelli para el cobre electrolítico de imprenta placas. Soon after, John Wright of Birmingham , England discovered that potassium cyanide was a suitable electrolyte for gold and silver electroplating. Poco después, John Wright de Birmingham , Inglaterra, descubrieron que el cianuro de potasio fue propicio electrolito para el oro y la plata de galvanoplastia. Wright's associates, George Elkington and Henry Elkington were awarded the first patents for electroplating in 1840. los asociados de Wright, George Elkington y Henry Elkington se otorgaron las primeras patentes de galvanoplastia en 1840. These two then founded the electroplating industry in Birmingham from where it spread around the world. Estos dos luego fundó la industria de galvanoplastia en Birmingham desde donde se extendió por todo el mundo.

The Norddeutsche Affinerie in Hamburg was the first modern electroplating plant starting its production in 1876. [ 7 ] El Norddeutsche Affinerie en Hamburgo fue la primera planta de galvanoplastia moderna a partir de su producción en 1876. [7]

As the science of electrochemistry grew, its relationship to the electroplating process became understood and other types of non-decorative metal electroplating processes were developed. A medida que la ciencia de la electroquímica creció, su relación con el proceso de galvanización se entiende y otros tipos de metales no-decorativo galvanoplastia procesos desarrollados. Commercial electroplating of nickel, brass, tin , and zinc were developed by the 1850s. Comercial de galvanoplastia de níquel, cobre, estaño y zinc fueron desarrollados por la década de 1850. Electroplating baths and equipment based on the patents of the Elkingtons were scaled up to accommodate the plating of numerous large scale objects and for specific manufacturing and engineering applications. Baños de galvanoplastia y el equipo basado en las patentes de la Elkingtons se ampliaron para dar cabida a las planchas de numerosos objetos de gran escala y para la fabricación y aplicaciones específicas de la ingeniería.

The plating industry received a big boost from the advent of the development of electric generators in the late 19th century. La industria de los revestimientos recibió un gran impulso desde la llegada del desarrollo de generadores eléctricos en el siglo 19. With the higher currents, available metal machine components, hardware, and automotive parts requiring corrosion protection and enhanced wear properties, along with better appearance, could be processed in bulk. Con las corrientes posterior, disponible componentes de la máquina de metal, hardware y del automóvil las piezas que requieren protección contra la corrosión y el desgaste de propiedades mejoradas, junto con una mejor apariencia, podría ser procesado de forma masiva.

The two World Wars and the growing aviation industry gave impetus to further developments and refinements including such processes as hard chromium plating , bronze alloy plating, sulfamate nickel plating, along with numerous other plating processes. El Mundial de las dos guerras y el crecimiento de la aviación de la industria dio un nuevo impulso a los nuevos avances y mejoras incluyendo procesos tales como duro cromado , bronce, aleación de galvanoplastia, chapado de níquel sulfamato, junto con numerosas placas de otros procesos. Plating equipment evolved from manually operated tar-lined wooden tanks to automated equipment, capable of processing thousands of kilograms per hour of parts. Revestimiento equipos evolucionaron a partir de alquitrán operados manualmente tanques forrados de madera para equipo automatizado, capaz de procesar miles de kilogramos por hora de las piezas.

One of the American physicist Richard Feynman 's first projects was to develop technology for electroplating metal onto plastic . Uno de los físico estadounidense Richard Feynman 's primeros proyectos fue el desarrollo de tecnología para la galvanización de metales en plástico . Feynman developed the original idea of his friend into a successful invention, allowing his employer (and friend) to keep commercial promises he had made but could not have fulfilled otherwise. [ 8 ] Feynman desarrolló la idea original de su amigo en un invento con éxito, permitiendo que su empleador (y amigo) para cumplir las promesas que había hecho comerciales, pero no podía satisfacer de otro modo. [8]

¿Cómo hacer cobrizado

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I'm an absolute beginner in electroplating. Soy un principiante absoluto en galvanoplastia. I would like to copper some iron pieces (plate, pipe); so I've turned or filed to the desired dimension and shape. Me gustaría algo de cobre piezas de hierro (placas, tubos), así que me he vuelto o se presente a la dimensión y la forma deseados. I've prepared a solution of copper sulfate [link is to product info at Amazon] CuSO 4 (~200 g/l) and H 2 SO 4 (~5 g/l) in water (deionized). He preparado una solución de sulfato de cobre [enlace a información del producto en Amazon] CuSO 4 (~ 200 g / l) y H 2 SO 4 (~ 5 g / l) en agua (desionizada). When I've used this solution with a copper wire as anode and with 10 mA/cm 2 as maximum, the result was very bad. Cuando he usado esta solución con un alambre de cobre como ánodo y con 10 mA / cm 2 como máximo, el resultado fue muy malo. A lot of copper has deposited on iron but rinsing it under water-tap the copper goes away. Una gran cantidad de cobre se ha depositado sobre el hierro, pero aclarándolo con agua del grifo de cobre se va. So I've reduced current density also to zero: if I put iron in the same solution the result is the same: a lot of copper badly attached on iron, and under the copper the iron was oxidized (dark color). Así que hemos reducido la densidad de corriente también a cero: si me pongo de hierro en la misma solución que el resultado es el mismo: una gran cantidad de cobre mal unidos en el hierro, el cobre y en el hierro se oxida (color oscuro).

Further attempts (current density between 0 and 100 mA/cm 2 ; no H 2 SO 4 or more than 10 g/l; CuSO 4 from 50 g/l to 200 g/l) have produced the same result: I've also tried various polishing by inorganic (HCl, H 2 SO 4 , NaOH) and organic (tetrachloroethylene, turpentine, Acetone [link is to product info at Rockler] ) solvents. Otros intentos (densidad de corriente entre 0 y 100 mA / cm 2, n º 2 SO 4 o superior a 10 H g / l; CuSO 4 de 50 g / ly 200 g / l) han producido el mismo resultado: También he intentado pulir varios por inorgánicos (HCl, H 2 SO 4, NaOH) y orgánicos (tetracloroetileno, aguarrás, acetona vínculo es producto de información Rockler]) solventes [. Temperature of bath has always been around 18 degrees Celsius. La temperatura del baño siempre ha sido de alrededor de 18 grados centígrados. Only if I put iron pieces in the bath for few seconds and then rinse it, I can get a very very thin copper deposit (I was not able to measure it with .01 mm caliper) that's well attached to iron, but it's so thin that it isn't useful at all. Sólo si me pongo piezas de hierro en el baño durante unos segundos y luego enjuague, se puede obtener un yacimiento de cobre muy finas (que no fue capaz de medir con 0,01 mm de espesor) que está bien unida al hierro, pero es tan delgada que no es útil en absoluto.

Where am I wrong? Cuando me equivoco? Many thanks in advance. Muchas gracias de antemano.

Lapo Pieri Lapo Pieri

Hello, Lapo. Hola, Lapo. If you wish to demo copper plating for a school science project, we have an FAQ: How Electroplating Works , that will give you easy instructions for the project. Si quieres que te demos cobrizado para un proyecto de ciencias en la escuela, tenemos un FAQ: ¿Cómo galvanoplastia Obras , que le dará instrucciones fáciles para el proyecto.

But sorry, your approach won't work for 'real' electroplating applications because copper is more "noble" than iron and will (as you saw) deposit on steel or cast iron without any current applied. Pero lo siento, su enfoque no funciona para "real" aplicaciones galvanoplastia porque el cobre es más "noble" que el hierro y (como se vio) el depósito de acero o hierro fundido sin ningún tipo de corriente aplicada. This is called an "immersion deposit" and it has virtually no adhesion usually. Esto se llama un "depósito de inmersión" y que prácticamente no tiene adherencia general. Still, make sure that your component is absolutely clean (waterbreak-free) and that current is applied to the part before & while it goes into the plating tank (hot entry) because that will help a little. Sin embargo, asegúrese de que su componente es absolutamente limpio (waterbreak libre) y que la corriente se aplica a la parte antes y mientras se entra en el depósito de placas (entrada caliente), ya que ayudará un poco. The preplate cleaning should consist of caustic cleaning (detergent and NaOH) followed by an acid dip (HCl). La limpieza preplate debe consistir en la limpieza cáustica (detergente y NaOH) seguido de una inmersión en ácido (HCl). But for onesy-twosy work you can scrub the part with a tampico brush and powdered Pumice [link is to product info at Amazon] as an alternate to caustic cleaning. Pero para la twosy trabajo onesy puede fregar la pieza con un cepillo de tampico y polvo de piedra pómez [enlace a información del producto en Amazon] como una alternativa a la limpieza cáustica.

For real copper plating on steel you need to either electroplate an initial layer from a nickel strike bath or a cyanide (very dangerous poison) copper plating bath before you will be able to use the copper sulfate bath, because these will not immersion deposit. Por real del cobre chapado en acero necesita electrochapa o una capa inicial de un baño de níquel o de una huelga de cianuro (veneno muy peligroso) de cobre chapado baño antes de que usted será capaz de utilizar el baño de sulfato de cobre, debido a que estos depósitos no inmersión. You probably will need proprietary additives (brighteners) to get good, bright, plating. Usted probablemente necesitará aditivos patentados (blanqueadores) para obtener una buena y brillante, chapado.

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Electroplating involves working with very hazardous chemicals, and may not be a good casual hobby. Galvanoplastia implica trabajar con productos químicos muy peligrosos, y no puede ser un buen pasatiempo ocasional. If your desire is to get copper plating on the parts, as opposed to doing copper plating as a hobby, plating is a jobshop industry and there should be a commercial plating shop available in your area. Si su deseo es conseguir placas de cobre en las partes, en lugar de hacer planchas de cobre como un hobby, es una industria de planchas JobShop y no debe ser una tienda comercial de la galjanoplastia disponibles en su área. Good luck. Buena suerte.

Ted Mooney, PE Mooney Ted, el PE finishing.com finishing.com Brick, New Jersey Brick, New Jersey

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It is not something you would let children do without supervision, and some people might not find it impressive, but I did find a way to plate coins with copper metal. No es algo que se permita que los niños hacen sin supervisión, y algunas personas no pueden encontrar impresionantes, pero encontré una manera de monedas de la placa de metal de cobre. If you insist on trying to plate outside of an industrial environment, at least you won't be using concentrated acids, metal salts, and etc. Si usted insiste en tratar a la placa fuera de un entorno industrial, por lo menos usted no va a utilizar ácidos concentrados, sales de metales, etc

I tried to find a way to do this using only nontoxic chemicals (aside from the copper itself), but I needed to use some ethylene glycol. Traté de encontrar una manera de hacer esto utilizando productos químicos no tóxicos sólo (aparte de la propia cobre), pero que tenía que utilizar algunos de glicol de etileno. This stuff is toxic, has a sweet taste (or so I am told), and pets and children might be tempted to taste it, so it must be handled by adults and stored in locked cabinets. Este material es tóxico, tiene un sabor dulce (o eso me dicen), y las mascotas y los niños podrían tener la tentación de probarlo, por lo que debe ser

manejado por adultos y se almacenan en gabinetes cerrados con llave. On the other hand, anything containing copper is not good to drink, and there is enough salt in this solution to act as an emetic. Por otro lado, cualquier cosa que contenga cobre no es buena para beber, y no hay suficiente sal en esta solución para actuar como un emético.

All of these tests should be done under adult supervision, and the learning experience is bound to be better this way. Todas estas pruebas deben realizarse bajo supervisión de un adulto, y la experiencia de aprendizaje está destinado a ser mejor así. Depending on the age of the witnesses, you can cover all sorts of exciting things, from cleaning coins with toothpaste to chemical calculations of normality and concentration to electrochemical equivalents. Dependiendo de la edad de los testigos, que pueden cubrir todo tipo de cosas interesantes, de la limpieza de monedas con pasta de dientes con los cálculos de química de la normalidad y la concentración en equivalentes electroquímicos. Except for the brightening agent, all other supplies are household items. Excepto para el agente de brillo, todos los suministros de otros artículos para el hogar. The ethylene glycol should be stored in childproof areas, and the test solution should be dumped at the end of any experiment. El glicol de etileno deben ser almacenados en áreas a prueba de niños, y la solución debe ser objeto de dumping en el final de todo experimento. All containers should be labeled, even as you are using them, as a matter of normal laboratory practice. Todos los envases deben estar etiquetados, incluso a medida que los necesite, como una cuestión de buenas prácticas de laboratorio normales.

The solution described is low in the concentration of copper, as far as plating solutions go. La solución descrita es baja en la concentración de cobre, en cuanto a soluciones de enchapado ir. If all of my electrolysis converted my copper anode to copper ions, and all of it ended up in the sewer we are talking about: Si todos los de mi electrólisis convertido mi ánodos de cobre a los iones de cobre, y todo terminó en la alcantarilla que estamos hablando:

e = ixr e = IXR 1.5 = ix 15 ohms 1.5 = ix 15 ohmios ix 15 = 1.5 ix 15 = 1.5 i = 0.1 amps i = 0,1 amperios

If you run the cell for 2 hours, that's 0.2 ampere hours. Si ejecuta la celda durante 2 horas, que es 0,2 horas amperios. Looking up cupric ion, we see that we deposit/dissolve 1.19 grams of copper metal per ampere hour. Mirando hacia arriba ion cúprico, vemos que depositamos / disolver 1,19 gramos de metal de cobre por hora amperio. So the most we could dump down the drain is 0.24 grams, not an ecological nightmare. Así que lo más que podría arrojar por el drenaje es de 0,24 gramos, no una pesadilla ecológica. The final concentration of the cell of 100 cc, after 1 hour of electrolysis, could reach 2.4 grams/liter (this is unlikely, as gassing is very evident, indicating that we are not operating at 100% efficiency). La concentración final de la celda de 100 cc, después de 1 hora de la

Electroplating Engineering

Handbook , Lawrence Durney Galvanoplastia Manual de Ingeniería ,

Durney Lawrence

electrólisis, podría llegar a 2,4 gramos / litro (esto es improbable, como cámaras de gas es muy evidente, lo que indica que no estamos funcionando con una eficiencia del 100%).

1. 1. Strip the insulation from about 2 feet of copper wire. Pele el aislamiento de unos 2 metros de cable de cobre. Clean with toothpaste, Multiscrub, etc. and a sponge or a soft bristle brush. Limpiar con pasta de dientes, Multiscrub, etc y una esponja o un cepillo de cerdas suaves. Wear rubber protective gloves [link is to

product info at Amazon] so you don't recontaminate the wire with oil from your fingers. Use guantes de goma guantes de protección [enlace a información del producto en Amazon] para que no volver a contaminar el cable con el aceite de los dedos. Coil this up except for a few inches and place in a 150 cc beaker. Bobina de esto a excepción de unos pocos centímetros y colocar en un vaso de 150 cc.

2. 2. Add 100 cc of white vinegar, and 1 heaping teaspoon of Kosher salt, and 3-6 cc of ethylene glycol (depending on if it has been diluted). Añadir 100 cc de vinagre blanco y 1 cucharadita colmada de sal kosher, y 3-6 cc de glicol de etileno (dependiendo de si se ha diluido).

3. 3. Use a nickel, dime or quarter for a cathode. Utilice una moneda, moneda de diez centavos o un cuarto de un cátodo. The shinier the surface; the brighter the resulting deposit. La más brillante de la superficie, la más brillante del depósito resultante. Clean as for the copper wire in (1) above. Limpia como para el cable de cobre en un (1).

4. 4. Rig a 1.5 volt battery with a 30 to 200 (approximate) ohm resistor in series. Plataforma de una batería de 1.5 voltios con un 200 (aproximadamente) a 30 ohmios la resistencia en serie. Attach the positive terminal to the anode (the copper wire), and the negative terminal to the cathode (the coin). Conecte el terminal positivo al ánodo (el alambre de cobre), y el polo negativo al cátodo (la moneda).

5. 5. Electrolyze this solution for 10 minutes or so. Electrolizar esta solución durante 10 minutos o menos. It seems to take a few minutes for some of the copper metal to dissolve and be available for plating. Parece tener unos minutos de algunos de los metales de cobre para disolver y estar disponible para la siembra. After this you

ASM Metals Handbook vol. ASM Metales

Manual vol. 5 Surface Engineering 5 Ingeniería de Superficies

can try plating some new coins. Después de esto puedes probar algunas placas nuevas monedas. Clean the coins beforehand using an old toothbrush and some toothpaste, rinsing the coins with water (Wear gloves). Limpieza de las monedas de antemano con un cepillo de dientes y pasta de dientes algunos, enjuagar las monedas con el agua (guantes). You will have to look around for alligator clips or locking forceps to make some reasonable connection. Tendrá que mirar alrededor para pinzas o fórceps de bloqueo para hacer alguna conexión razonable.

6. 6. A copper color should develop after a few seconds of plating. Un color cobre que se desarrollan después de unos segundos de la siembra. Jiggle the cathode during plating. Mueva las cátodo durante la galjanoplastia. The plating brightness seems to improve after the bath has been electrolyzed for 20 - 30 minutes. El brillo de la galjanoplastia parece mejorar después del baño ha sido electrolizada por 20 - 30 minutos.

7. 7. You can also plate pieces for longer periods. Usted puede también piezas placa por períodos más largos. the deposit turns black during plating of more than a few seconds, but you can polish this deposit to an antique copper finish using toothpaste. el depósito se vuelve negro en planchas de más de unos segundos, pero se puede pulir este depósito a un acabado de cobre antiguo utilizando pasta de dientes. The plating is attractive, but you can imagine that it is not as impressive or immediate in visual impact as plating gold onto nickel. El forro es atractivo, pero se puede imaginar que no es tan impresionante o inmediata en el impacto visual, chapado en oro sobre níquel.

8. 8. I had excellent success with adhesion on coins; all of my coins are now copper colored, and I suppose I will have to use them in automatic vending machines unless I want to explain what happened to them. Tuve éxito con una excelente adherencia en las monedas, todas mis monedas son de color cobrizo, y supongo que tendré que utilizar en máquinas de venta automática a menos que yo quiero explicar lo que les pasó. I can't remove the copper with vigorous scrubbing. No puedo eliminar el cobre con el lavado vigoroso. Just another reason why this process should not be left to children, unless you want all of your conductive trinkets in antique copper. Otra razón por qué este proceso no se debe dejar a los niños, a menos que usted desea que todos los abalorios conductor en cobre antiguo. (You DIDN'T let the children plate the tennis bracelet Aunt Constance left me....did you?) (Usted NO deje que la placa de los niños del tenis pulsera tía Constanza me dejó .... ¿verdad?)

9. 9. This solution will copper (verb) iron nails by immersion. Esta solución de cobre (verbo) clavos de hierro por inmersión. The smoother and shinier the iron, the better the copper immersion deposit. El suave y brillante el hierro, el mejor el depósito de inmersión de cobre. I did not get good adhesion when I tried to electroplate an iron nail; you would need a

strike solution, and this would be difficult to make from household chemicals. No tuve una buena adherencia cuando traté de galvanizar un clavo de hierro, se necesita de una solución la huelga, y esto sería difícil de hacer de los productos químicos del hogar.

10. 10. Immediately after testing, dump contents into the drain, and wash all equipment with water and detergent, then rinse with tap water. Inmediatamente después de la prueba, volcado de contenidos en el drenaje y lavar todo el equipo con agua y detergente, luego enjuague con agua del grifo.