Galvanizare: ce constă, procese, aplicații și exemple

Galvanizarea este o tehnică care utilizează electrodepunerea metalelor în acoperirea unui electrod, pentru a crea pe aceasta o suprafață cu caracteristici diferite de cele ale metalului în stare pură. Galvanizarea utilizează, de asemenea, procese de placare și imersie, care nu implică utilizarea unui curent electric.

Electrodepunerea, tehnica utilizată la galvanizare, constă dintr-un procedeu electrochimic care este utilizat pentru a crea un strat metalic pe o suprafață conductivă, prin precipitarea cationilor metalici prezenți într-o soluție apoasă.

Deși galvanizarea a fost aplicată timp de mai mulți ani, la început a fost folosită în principal în scopuri decorative, până după primul și al doilea război mondial, a început să fie folosită ca o tehnologie în industria electronică, în metalurgie, electrochimie, și în multe alte domenii.

Ce este galvanizarea?

Așa cum a fost descris anterior, galvanizarea implică modificarea caracteristicilor de suprafață ale anumitor materiale prin acumularea de metale pe aceasta prin depunere.

În acest fel, proprietățile sunt modificate prin formarea unui strat sau a unui strat de acoperire pe material, folosind același principiu al celulelor electrolitice, unde suprafața de galvanizare funcționează ca o parte catodică a circuitului, în timp ce anodul este constituit pentru metalul care va fi electrodepozitat pe piesa.

Atât anodul cât și catodul sunt scufundate într-o soluție care este compusă din una sau mai multe săruri de metale dizolvate, precum și unele specii ionice care contribuie la curgerea curentului electric.

Atunci când o sursă de alimentare este conectată, circuitul este finalizat și două procese diferite apar la anod și la catod, care se găsesc în soluție numită electrolit.

Pe de o parte, anodul primește fluxul de curent și oxidarea produce speciile metalice din care este constituit, ajutându-i să se dizolve în electrolit.

Pe de altă parte, în catod, se produce reducerea ionilor metalelor care s-au dizolvat în interfața formată între catod și electrolit, astfel încât acestea să se "extindă" spre catod.

Procese legate de galvanizare

Electrodepunere prin măturători

Este o tehnică strâns legată de galvanizare, în care anumite suprafețe și chiar obiecte complete sunt acoperite cu o perie saturată cu soluția de acoperire.

Această perie este realizată din oțel inoxidabil și este acoperită cu o cârpă absorbantă care păstrează soluția de acoperire în interior și împiedică contactul direct cu materialul care este acoperit. Este înmuiat în soluție și aplicat uniform în material.

Impuls de electrodepunere

Această metodă este o simplă modificare a conceptului de electrodepunere și constă în variația curentului sau a potențialului într-un mod rapid între două valori diferite, din care rezultă un lanț de impulsuri care au aceeași polaritate, durată și amplitudine și că ele sunt împărțite de un curent a cărui valoare este egală cu zero.

Dacă lățimea sau amplitudinea pulsului este modificată în timp ce se folosește această metodă, grosimea și chiar și compoziția stratului de acoperire care se depune poate fi, de asemenea, modificată.

Depunerea electrochimică

În mod similar, depunerea electrochimică este utilizată în mod obișnuit pentru a conduce oxizi de metale și pentru acumularea de metale în anumite suprafețe datorită avantajelor pe care le prezintă, cum ar fi costul redus al acestora față de alte tehnici sau că nu are nevoie de o temperatură de procesare ridicată.

Este utilizat pe scară largă în sinteza acoperirilor relativ compacte și uniforme ale unor structuri bazate pe un model și, de asemenea, pentru a obține rate mai mari de depunere a metalelor, printre alte aplicații.

grevă

Există un proces numit grevă care se bazează pe utilizarea unui sediment cu caracteristici speciale pentru acoperire, pentru a produce o acoperire subțire care aderă bine la substrat și prezintă o calitate superioară.

Această tehnică oferă o bază bună pentru acoperirile ulterioare și, la rândul său, poate fi combinată cu alte metode pentru a obține un rezultat mai bun.

Aplicații de galvanizare

Un număr mare de aplicații care au fost date acestui proces de electrodepunere sunt cunoscute. În continuare vom descrie cele mai remarcabile:

- Creșterea grosimii în obiecte sau bucăți cu dimensiuni insuficiente pentru funcțiile determinate în industrie.

- Întărirea proprietăților, cum ar fi duritatea sau rezistența anumitor metale prin acoperiri succesive.

- fabricarea pieselor prin electroformare (metoda de creare a pieselor metalice prin acumularea de metale pe modele specifice).

- Reproducerea elementelor decorative folosind tehnici electrochimice folosind diferite metale.

- Protecția diferitelor materiale prin acoperirea suprafeței lor cu folii protectoare din aliaje metalice.

Exemple

În viața de zi cu zi există mai multe utilizări ale galvanizării, una dintre cele mai frecvente fiind producția de monede (care sunt forjate cu zinc) cu acoperire de cupru pentru a le proteja de coroziune.

Un alt exemplu care se poate observa adesea este acoperirea bucăților de fier cu filme de zinc, pentru a preveni oxidarea acestora atunci când sunt expuse la oxigenul prezent în aer.

În cazul elementelor ornamentale, există acoperirea bijuteriilor cu metale prețioase, cum ar fi aurul sau argintul, precum și altele mai dificil de obținut în funcție de scopul dorit.

În sfârșit, în plus față de existența multor alte exemple de utilizare a acestei tehnici utile, avem plăcuța de nichel (acoperirea cu nichel) a obiectelor din oțel pentru a îmbunătăți capacitățile lor anticorozive.