CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN Giảng viên: Nguyễn Thị Ánh Hồng Nhóm thực hiện: Thi Công Toại (2096800) Võ Thị Hồng Tươi (2092175) Lê Thành Tấn (2096798) Ngô Tường Vi (2096802) Hứa Tuyết Ngân (2096791) TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ Bộ Môn Hoá Nội dung báo cáo  Giới thiệu chung.  Quy trình mạ điện.  Vấn đề ô nhiễm và xử lí chất thải.  Ứng dụng.  Bước phát triển mới. MẠ ĐIỆN  Mạ điện là gì?  Mạ điện là một công nghệ điện phân,tạo ra một lớp phủ lên bề mặt vật cần mạ.  Tại sao phải mạ điện?  Có mấy cách mạ điện? Mạ tinh và mạ thô  Phân loại các lớp mạ điện:  Lớp mạ trang trí  Lớp mạ bảo vệ.  Lớp mạ trang trí bảo vệ.  Lớp mạ kĩ thuật. Thẩm mỹ Bảo vệ,Độ bền LỊCH SỬ  Ngành mạ điện được nhà hóa học Ý Luigi V. Brugnatelli khai sinh vào năm 1805.  Cuối thế kỉ 19 máy phát điện ra đời thì ngành công nghiệp mạ điện đã bước sang một kỉ nguyên mới.  Ở Việt nam,công nghệ mạ điện đã phát triển mạnh trong vài chục năm gần đây và tiếp thu được kỹ thuật của nhiều nước trên thế giới.  Là một trong ba quá trình trong chu trình LIGA - được sử dụng trong sản xuất robot điện tử siêu nhỏ (MEMS). Quy trình mạ điện  Quá trình xử lí bề mặt  Gia công cơ học  Tẩy dầu mỡ  Tẩy gỉ  Tẩy bóng điện hóa và hóa học  Tẩy nhẹ  Mạ điện  Những yêu cầu.  Tiến hành mạ điện  Mạ vàng.mạ kẽm,…  Công thức tính trong mạ điện  Hoàn thiện bề mặt,đánh giá sản phẩm. Gia công cơ học  Làm bề mặt vật mạ có độ đồng đều,độ nhẵn cao,bóng sáng, bong lớp gỉ, giúp lớp mạ bám chắc và đẹp.  Thực hiện gia công cơ học bằng nhiều cách: mài, đánh bóng, quay bóng, phun cát,chải sạch.Vật liệu mài và đánh bóng:Hạt mài,bánh mài, bột mài,vật liệu đánh bóng (Cr 2 O 3 ,vôi tôi, Al 2 O 3 marsalit,Tripoli,sắt oxit). Thuốc đánh bóng: tùy vật liệu cần mạ mà có thuốc khác nhau. VD: nếu kim loại cần đánh bóng là nhôm,đồng thì dùng hỗn hợp gồm: Cr 2 O 3 ,Fe 2 O 3 ,Vôi.  Quá trình gia công cơ học làm lớp kim loại bề mặt sản phẩm bị biến dạng, làm giảm độ gắn bám của lớp mạ sau này. Vì vậy trước khi mạ cần phải hoạt hóa bề mặt trong axit loãng rồi đem mạ ngay. Tẩy dầu mỡ  Cách 1: Tẩy trong dung môi hữu cơ như tricloetylen C 2 HCl 3 , tetracloetylen C 2 Cl 4 , cacbontetraclorua CCl 4 , benzen,toluen… rồi sau đó tẩy tiếp trong dd kiềm.  Cách 2: Tẩy dầu mỡ siêu âm:dùng máy phát kiềm truyền sóng dao động có tần từ 20-1000KHz vào dung môi hay dd rửa.  Cách 3: Tẩy trong dung dịch kiềm nóng NaOH có bổ sung thêm một số chất nhũ tương hóa như: Na 2 SiO 3, Na 3 PO 4 …  Cách 4: Phương pháp điện hóa: dd tẩy giống như phương pháp hóa học nhưng dung dịch có nồng độ loãng hơn.Gồm tẩy anod, catod, hỗn hợp.  Cách 5: Tẩy dầu mỡ thủ công: dùng CaO, hoặc hỗn hợp đolomit MgO.CaO). Tẩy gỉ  Gỉ là gì? Là một lớp oxit hay lớp muối bazơ của kim loai đó phủ trên bề mặt kim loại nền.  Cách tẩy gỉ: Phương pháp cơ khí: mài, chải, phun cát. Dùng thùng quay. Tẩy gỉ hóa học: thường dùng axit loãng H 2 SO 4 hay HCl hoặc hỗn hợp của chúng. Khi tẩy thường diễn ra đồng thời 2 quá trình: hòa tan oxit và kim loại nền.  Tẩy gỉ điện hóa: tẩy gỉ catot và tẩy gỉ anot.  Tẩy gỉ catod: sinh ra H, có tác dụng khử một phần oxit, làm tơi cơ học màng oxit và nó sẽ bị bong ra.Dễ gây giòn hidro.  Tẩy gỉ anod: lớp bề mặt sẽ rất sạch và hơi nhám nên lớp mạ sẽ gắn bám rất tốt.  Đặt biệt sau khi tẩy xong phải đem thụ động (nếu chưa gia công ngay): trong dung dịch NaNO 2 , Na 2 CO 3 , HNO 3 . Tẩy bóng điện hóa và hóa học  Cho độ bóng cao hơn gia công cơ học,lớp mạ trên nó gắn bám tốt, tinh thể nhỏ, ít lỗ thủng và tạo ra tính chất quang học đặc biệt.  Khi tẩy bóng điện hóa thường mắc vật tẩy với anot đặt trong một dung dịch đặc biệt. Do tốc độ hòa tan của phần lồi lớn hơn của phần lõm nên bề mặt được san bằng và trở nên nhẵn bóng.  Cơ chế tẩy bóng hóa học cũng giống tẩy bóng điện hóa. Khi tẩy bóng hóa học cũng xuất hiện lớp màng mỏng cản trở hoặc kìm hãm tác dụng xâm thực của dung dịch với kim loại tại chỗ lõm. Ví dụ: dung dich tẩy bóng đối với thép,đồng gồm:H 3 PO 4 , H 2 SO 4 , HNO 3 , HCl, CH 3 COOH, H 3 PO 3 , Chất màu,nhiệt độ,thời gian,… Tẩy nhẹ  Tẩy nhẹ hay còn gọi là hoạt hóa bề mặt, nhằm lấy đi lớp oxit rất mỏng, không nhìn thấy được, được hình thành trong quá trình gia công ngay trước khi mạ.  Khi tẩy nhẹ xong, cấu trúc tinh thể của nền bị lộ ra, độ gắn bám sẽ tăng lên. [...].. .Mạ điện  Chuẩn bị trước khi mạ:  Anod  Catod  Bể mạ  Dung dịch mạ (2 thành phần) Cơ bản: muối,hợp chất ion kim loại mạ Chất phụ gia: làm bóng,đệm pH,thấm ướt,giảm sức căng nội,san bằng,tăng độ dẫn điện, thụ động hóa anod  Trong quá trình mạ     Tiến hành mạ điện: Vật cần mạ được gắn với cực âm (catôt) Kim loại mạ gắn với cực dương (anôt) của nguồn điện trong dung dịch điện môi Phân biệt mạ. .. Na2CO3  Máy móc thiết bị,sơ đồ và một số nhà máy mạ điện ở nước ta Công thức tính bề dày lớp mạ điện DqtH δ= d I D= S g = δSd        D:mật độ dòng(A/dm2 ) q:đương lượng điện hóa(g/Ah) t:thời gian mạ( h) H:hiệu suất dòng điện( %) d:tỷ trọng khối lượng lớp mạ( g/cm3) S:diện tích điện cực(cm3) g:trọng lượng lớp mạ( g) Hoàn thiện lớp mạ   Sau khi mạ, lớp mạ chưa hoàn toàn hoàn chỉnh,còn nhiều lỗ xốp,... titanium (1mmTi + 4mm thép tấm) Trong lĩnh vực khác: mạ vàng điện thoại,xe hơi, laptop… Bước phát triển mới ? Mạ tổ hợp + Ứng dụng công nghệ CNTs Thế nào là mạ tổ hợp?  Lớp mạ thông thường  Lớp mạ tổ hợp  Lớp mạ tựa như khối xi măng không có sỏi,đá  Lớp mạ như khối xi măng có thêm sỏi,đá Thế nào là công nghệ CNTs  Chất dùng làm “sỏi,đá” trong mạ tổ hợp: Chất dùng làm sỏi,đá trong CNTs Đó là ống... cả kim cương  Tại sao phải ứng dụng công nghệ mạ tổ hợp sử dụng CNTs? Nếu ứng dụng công nghệ trên thì:  Làm tăng độ cứng của lớp mạ  Giúp lớp mạ có khả năng chống mài mòn tốt hơn,bền hơn  Chống ma sát Tài liệu tham khảo       Trang web wikipedia Bài tập điện hóa Thư viện điện tử violet Tài liệu đại học Bách khoa Hà Nội Mạ điện (tác giả:Nguyễn khương) Mạ điện (Trần Minh Hoàng)… CẢM ƠN SỰ CÓ... lớp mạ bằng nhiều phương pháp tuỳ theo mục đích cụ thể Người ta có thể dùng phương pháp thụ động hoá bề mặt sau khi mạ hoặc phương pháp gia công cơ khí như mài bavia, đánh bóng bề mặt Kiểm tra chất lượng lớp mạ        Kiểm tra hình dáng bên ngoài Đo chiều dày lớp mạ Đo độ xốp lớp mạ Đo độ kín lớp nhôm oxit Đo độ bền ăn mòn của mạ kim loại Đo độ gắn bám của lớp mạ Đo độ cứng lớp mạ Lớp mạ đạt... biệt mạ điện và mạ hoá học Sự hình thành lớp mạ điện  Tại anod: xảy ra quá trình oxi hóa kim loại.Kim loại tan dần M – ne → Mn+  Tại catod: xảy ra quá trình khử,tạo ra lớp kim loại kết tủa trên bề mặt: e+ e+ + M + ne → M n+ e + e ANOD - - CATOD ANOD + - CATOD e e + - ee + + - + + - - - e e Dung dịch mạ KẼM Dung dịch sunfat: mạ với vật liệu đơn giản,tốc độ mạ cao,hiệu suất dòng điện lớn,lớp mạ ít bị... phân cực catod lớn,độ dẫn điện cao nên khả năng phân bố lớp mạ tốt ,mạ được với các vật có câu hình phức tạp Na2HPO4,(NH4)2HPO4,dextrin,axit sunfanilic, ZnSO4.7H2O, NH4Cl, K4P2O7.3H2O,,Na4P2O7.10H2O 2ZnSO4+ Na4P2O7 = Zn2P2O7 + 2Na2SO4 Zn2P2O7 + 3 Na4P2O7 = Na6[Zn(P2O7)2] Dung dich xyanua: mạ được các vật ZnO, NaCN, NaOH,C3H5(OH)3, có hình thù phức tạp,lớp mạ kín,tốc độ Na2S mạ chậm,độc hại,dễ bị cacbonat... sinh học… Ứng dụng     Trong lĩnh vực xây dựng: mạ ống nước,đường sắt,các thiết bị ngoài trời, mạ các thiết bị chịu lực ,mạ kẽm cho tôn… Trong sản xuất dân dụng: làm đồ trang sức,lư đồng,huy chương,bát đĩa,vòi nước… Trong ngành kĩ thuật cao: sản xuất robot,tên lửa… Trong công nghiệp đóng tàu: thường mạ một lớp kẽm lên bề mặt vỏ tàu   Trong các công trình thủy (ở Tôkiô): các trụ cầu của cầu dẫn... ZnCl2 Dung dịch mạ thiếc Dung dịch stanat: có sự phân cực catod lớn.khả năng phân bố lớn, lớp mạ kín mịn,cấu tử chính là Na (K) stanat, tốc độ mạ chậm, phải dun nóng dung dịch,anod dễ bị thụ động Thành phần dung dịch Na2SnO3.3H2O,SnCl4,KOH Na2Sn(OH)6.3H2O,NaOH Na2Sn(OH)6.3H2O, CH3COONa Dung dịch mạ VÀNG Thành phần dung dịch Dung dịch xyanua kiềm: chứa KAu(CN)2, KCN tự do Dd này có điện thế catod rất... không có hiện tượng vàng thoát ra,do đó không cần mạ lót,độ tinh khiết cao.Tinh thể nhỏ mịn KAu(CN)2,KCN tự do Anod: vàng (99,99%) hoặc thép không gỉ Dung dịch xyanua trung tinh : KCN tự do ít Dd này dùng để mạ dày,độ tinh khiết thấp, nhưng lớp mạ nhẵn hơn.Ít ổn định nếu khuấy lọc liên tục KAu(CN)2, axit nitrix, kali xitrat, KH2PO4.3H2O, TL2SO4.Anod: titan mạ bạch kim Dung dịch xyanua axit : Dd không có . một công nghệ điện phân,tạo ra một lớp phủ lên bề mặt vật cần mạ.  Tại sao phải mạ điện?  Có mấy cách mạ điện? Mạ tinh và mạ thô  Phân loại các lớp mạ điện:  Lớp mạ trang trí  Lớp mạ. THƠ KHOA CÔNG NGHỆ Bộ Môn Hoá Nội dung báo cáo  Giới thiệu chung.  Quy trình mạ điện.  Vấn đề ô nhiễm và xử lí chất thải.  Ứng dụng.  Bước phát triển mới. MẠ ĐIỆN  Mạ điện là gì?  Mạ điện. điện  Những yêu cầu.  Tiến hành mạ điện  Mạ vàng .mạ kẽm,…  Công thức tính trong mạ điện  Hoàn thiện bề mặt,đánh giá sản phẩm. Gia công cơ học  Làm bề mặt vật mạ có độ đồng đều,độ nhẵn cao,bóng