آبکاری مس فرآیند اعمال لایه ای از مس بر روی سطح فلزات مختلف (آلومینیوم، فولاد، نیکل، برنج) است. آبکاری مس به فلزات جذابیت بصری می بخشد که می تواند در انواع پروژه های طراحی استفاده شود. همچنین لایه مسی قادر است رسانایی الکتریکی محصولات فلزی را بهبود بخشد که به طور قابل توجهی امکان عملیات سطحی بیشتر را افزایش می دهد.
هرکس حداقل کمی با اصول اولیه واکنش های شیمیایی آشنا باشد، می تواند در خانه بر فناوری آبکاری مس آلومینیوم مسلط شود.
تاریخچه کشف مس
مس اولین فلزی است که انسان را تسخیر کرد و بیشترین نقش را در تاریخ توسعه تمدن ایفا کرد. این رویداد چندین هزار سال قبل از میلاد رخ داد و تاریخ دقیق شروع استفاده از این فلز منحصر به فرد را نمی توان تعیین کرد.
در دوران باستان، قطعات مس عمدتاً برای ساختن سلاح و ابزار خانگی استفاده می شد. قرمز-قطعات سبز رنگ فلز در ابتدا مانند سنگ های معمولی استفاده می شد. در آینده، از نظر تجربی، مردم متوجه شدند که پردازش این ماده با چکش خواص ویژه ای به آن می دهد. فلز آهنگری سرد اینگونه متولد شد.
حتی بعدها کشف شد که این فلز ذوب می شود و پس از سرد شدن اشکال و خواص دیگری پیدا می کند. این مرحله اولیه در توسعه شکل دهی گرم فلزات بود.
ویژگی ها و ترکیبات مس
مس یک فلز سنگین رز قرمز است که بسیار نرم است و در دمای بیش از 1080 درجه سانتیگراد ذوب می شود. رسانایی الکتریکی پوشش مس 1.7 برابر بیشتر از آلومینیوم است. مس همچنین رسانایی حرارتی بالایی دارد.
بسیاری از خواص ویژه یک فلز به دلیل وجود ناخالصی های مختلف در ترکیب آن است. بنابراین، با توجه به اکسیژن، که در ترکیب مس است، فلز به شرح زیر تقسیم می شود:
- مس بدون اکسیژن حاوی کمتر از 0.001٪ ناخالصی است؛
- مس تصفیه شده حاوی 0.001-0.01٪ اکسیژن است؛
- مس خالص حاوی حدود 0.03-0.05٪ اکسیژن است؛
- مس عمومی دارای 0.05-0.08٪ اکسیژن است.
وجود سرب یا بیسموت در مس باعث کاهش خاصیت پلاستیسیته مواد می شود. ناخالصی های کمی محلول (گوگرد، سرب، بیسموت) شکنندگی فلز را افزایش می دهد.
در فرآیند الکترولیز، علاوه بر اکسیژن، هیدروژن می تواند وارد ترکیب آلیاژهای مس شود.
خواص فیزیکی
کیفیت اصلی مس مقاومت کم و در نتیجه رسانایی الکتریکی بالا است.افزایش ناخالصی های فلزات مختلف در آلیاژ مس به طور قابل توجهی هدایت الکتریکی ماده را کاهش می دهد.
هدایت حرارتی بالای مس خالص با افزودن انواع مواد آلیاژی به ترکیب آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
همچنین اغلب در صنعت از محصولات مسی استفاده می شود که به جز اسیدهای آلی، آمونیاک و نمک های آمونیوم در برابر خوردگی در محیط های مختلف بسیار مقاوم هستند. افزایش مقدار ناخالصی‌ها در ترکیب مس منجر به کاهش قابل توجه مقاومت به خوردگی آلیاژها می‌شود.
کاربرد عملی آبکاری مس فلزات
روش آبکاری مس آلومینیوم و سایر فلزات نه تنها در مصارف خانگی، بلکه در مقیاس صنعتی نیز کاربرد عملی نسبتاً گسترده ای دارد. روی بسیاری از فلزات، پوشش مسی را می توان هم به عنوان لایه مستقل اصلی و هم به عنوان زیرلایه برای چسبندگی موثر پوشش اصلی بعدی به فلز پایه محصول اعمال کرد.
در بیشتر موارد، آبکاری مس آلومینیوم در کارگاه های خانگی برای اهداف زیر انجام می شود:
- تزیین جواهرات;
- محافظت از قطعات فلزی در برابر خوردگی و کربوریزه شدن؛
- رفع آسیب و عیوب سطحی محصولات با شکل پیچیده و تسکین؛
- تولید نسخه هایی از محصولات ساخته شده از مواد مختلف؛
- ایجاد لنت برای لحیم کاری آلومینیوم بدون استفاده از ترکیب اسیدی؛
- آماده سازی مقدماتی سطح قطعات قبل از آبکاری کروم،آبکاری نقره، آبکاری نیکل.
انواع آبکاری مس سطح فلز
روش پوشش مسی آلومینیوم در خانه به تنهایی دشوار نیست. استفاده از تجهیزات خاص و مواد شیمیایی فعال ضروری نیست. پوشش با کیفیت بالا با رعایت دقیق فناوری آبکاری مس آلومینیوم و دانش فرآیندهای در حال انجام تضمین می شود.
دو نوع اصلی آبکاری مس برای سطوح فلزی وجود دارد:
- با غوطه ور شدن قطعه کار در الکترولیت که در آن محصول به طور جزئی یا کامل در حمامی با یک معرف شیمیایی غوطه ور می شود. استفاده از این روش در مواردی قابل توجیه است که لازم باشد یک لایه مس به طور یکنواخت روی کل محصول اعمال شود.
- آبکاری مس بدون غوطه ور شدن قطعه در محلول شیمیایی. انجام این روش دشوارتر است. استفاده از آن در صورت نیاز به آبکاری مسی سطح خاصی از محصول بسیار موثر است.
در هر دوی این موارد، فعال سازی عامل آبکاری مس شیمیایی آلومینیوم به صورت الکتریکی انجام می شود که نیاز به استفاده از منبع ولتاژ ثابت دارد.
تجهیزات مس غوطه ور
برای عملکرد باکیفیت عملیات تکنولوژیکی آبکاری مس آلومینیوم، تهیه تجهیزات ساده ضروری است. ابزار و مواد مناسب را می توان از شبکه توزیع خریداری کرد یا به طور مستقل ساخت.
برای تکمیل کار به مواد زیر نیاز داریدو برنامه ها:
- منبع تغذیه 6-8 ولت DC با دستگاه تنظیم جریان صاف و آمپرمتر. اگر تنظیمی وجود نداشته باشد، مطلوب است که یک رئوستات و یک آمپرمتر را در مدار قرار دهید. آنها برای کنترل فرآیند مورد نیاز خواهند بود. اگر منبع تغذیه ثابت وجود نداشته باشد، می توان از باتری نوع Krona استفاده کرد.
- حمام مخصوص ساخته شده از موادی که در معرض حمله الکترولیتی نیست (شیشه، پلاستیک). ابعاد ظرف متناسب با ابعاد قطعه کار انتخاب می شود.
- الکترودهای مسی که برای تامین جریان الکتریکی به الکترولیت در حین آبکاری مس آلومینیوم و همچنین جبران از دست دادن فلز در طول واکنش عمل می کنند.
- یک الکترولیت که ترکیب آن به مواد قطعه کار اصلی بستگی دارد.
تهیه محلول آبکاری مس
پیدا کردن راه حل آماده برای آبکاری مس آلومینیوم در شبکه توزیع مشکل است. معمولا تولیدکنندگان پس از ارائه مدارک مربوطه اجازه فروش ماده نهایی را می دهند. بنابراین، اکثر مردم محلول آبکاری مس آلومینیوم خود را در خانه از سولفات مس می‌سازند.
برای این اهداف شما نیاز دارید:
- ویتریول آبی؛
- آب مقطر؛
- اسید کلریدریک.
فقط در صورتی می توانید محلول تهیه کنید که دستور غذا به درستی رعایت شود. برای انجام این کار، سولفات مس (20 گرم) باید در 1 لیتر آب حل شود.سپس 2-3 میلی لیتر اسید را در یک جریان نازک اضافه کنید. این ترکیب کاملاً مخلوط می شود تا تمام کریستال ها کاملاً حل شوند.
الکترولیت تمام شده برای آبکاری مس آلومینیوم با سولفات مس باید بی بو و دارای رنگ آبی روشن باشد.
فناوری آبکاری مسی غوطه ور
آبکاری مس فلز آلومینیوم به روش غوطه وری کامل قطعه کار در الکترولیت بر اساس فناوری زیر انجام می شود:
- سطح قطعه کار با کاغذ سنباده یا برس تمیز می شود، سپس در محلول جوش شیرین داغ پاک می شود و زیر آب جاری شسته می شود.
- دو الکترود در ظرف آماده شده معلق هستند که به ترمینال مثبت منبع تغذیه متصل می شوند.
- یک جای خالی بین الکترودها قرار می گیرد که به ترمینال منفی منبع تغذیه متصل است.
- الکترولیت آماده شده در ظرف کار ریخته می شود. سطح محلول باید بالاتر از بالای الکترودها باشد.
- با استفاده از دستگاه تنظیم، مقدار جریان عملیاتی تنظیم می شود. مقدار پارامتر بر اساس محاسبه 10-15 میلی آمپر در هر 1 سانتی متر2 از سطح قطعه کار پردازش شده است.
- بعد از 20 دقیقه برق قطع می شود و قطعه کار از حمام خارج می شود.
- باقی مانده الکترولیت با آب شسته شده و قسمت خشک می شود.
زمان اجرای فرآیند تقریبی است، با رنگ پوشش و یکنواختی توزیع آن به صورت بصری قابل کنترل است. هرچه برق بیشتر وصل باشد، لایه مس آلومینیوم ضخیم تر خواهد بود.
ابزار آبکاری مسی Dipless
آبکاری مس کار می کندقطعات فلزی بدون غوطه ور شدن در الکترولیت روی محصولات بزرگی انجام می شود که نمی توانند به طور کامل در حمام غوطه ور شوند. همچنین، این روش هنگام پردازش تک تک قطعات محصول کارآمدتر است.
برای انجام عملیات تکنولوژیکی برای آبکاری مس بدون غوطه ور شدن در الکترولیت، دستگاه های زیر مورد نیاز است:
- برس شیمیایی از سیم مسی رشته ای ساخته شده است. برای این منظور، باید عایق را در یک سر سیم جدا کنید، سپس هادی ها را کمی جدا کنید. برای راحتی در دست گرفتن قلم مو، بهتر است آن را به چوب یا مداد چوبی ببندید.
- بهتر است جای خالی را برای کار در هر ظرفی بدون ضخامت بالا قرار دهید. استفاده از یک بشقاب چینی یا شیشه ای معمولی راحت است. علاوه بر این، به ظرفی برای الکترولیت نیاز دارید که برس دائماً در آن فرو می‌رود. برای این منظور می توان از یک لیوان استفاده کرد.
- منبع تغذیه از نظر پارامترها با منبع تغذیه مورد استفاده در فناوری غوطه وری تفاوتی ندارد.
پوشش مسی Dipless
تکنولوژی انجام کار روی آبکاری مس آلومینیوم بدون غوطه ور شدن قطعه کار در الکترولیت به شرح زیر است:
- برس، از قبل آماده شده، به ترمینال مثبت منبع تغذیه متصل است.
- محلول الکترولیت، که از نظر فرمول شبیه به ترکیب مورد استفاده در محفظه غوطه وری قطعه است، در ظرف مرطوب کننده برس ریخته می شود.
- خالی،قبلا تمیز شده و چربی زدایی شده، در ظرف خالی قرار داده شده است. با استفاده از کانکتور، قطعه به منهای منبع تغذیه متصل می شود.
- برس در الکترولیت فرو می رود و روی محلی که لایه مسی قرار است اعمال شود هدایت می شود. بسیار مهم است که برس به سطح قطعه برخورد نکند.
- پس از اعمال یک لایه مس، قطعه کار در زیر آب جاری شسته شده و خشک می شود.
در فرآیند انجام کار، باید مطمئن شوید که همیشه یک لایه الکترولیت بین قطعه کار و برس وجود دارد. برای انجام این کار، برس باید به طور مداوم در ظرف حاوی محلول فرو شود.
ایمنی در حین کار
همه کارها با مواد شیمیایی و منبع الکتریکی باید با احتیاطات لازم انجام شود.
آبکاری مس آلومینیوم در مناطق مسکونی اکیدا ممنوع است. برای این منظور، بهتر است از یک اتاق ابزار، گاراژ یا کارگاه استفاده کنید. تجهیزات الکتریکی باید به زمین متصل شوند.
برای محافظت از سلامت انسان، توصیه های زیر باید رعایت شود:
- حفاظت تنفسی باید استفاده شود؛
- برای اینکه مواد شیمیایی وارد چشم نشوند باید با عینک کار کرد؛
- همه کارها باید با لباس مخصوص (دستکش لاستیکی، پیش بند پارچه روغنی، کفش مخصوص) انجام شود.
فرایند پوشاندن محصولات آلومینیومی با لایه ای از مس حتی برای فردی که آشنایی کمی با روند واکنش های شیمیایی دارد دشوار نیست. خرید یاساخت تجهیزات مناسب نیز مشکل خاصی ایجاد نخواهد کرد. اما بسیاری از محصولاتی که ظاهر جذاب خود را از دست داده اند، زندگی دومی پیدا می کنند.
