DEPUNERI DE STRATURI

Depuneri electrochimice şi chimice. Definitie şi scop

Depunenerile de metale în straturi unice sau în straturi succesive ocupă un rol important in ce priveşte: îmbunătăţirea aspectului prin modificarea luciului sau obţinerea unei coloraţii speciale, a protecţiei împotriva mediului; a obţinerii de straturi metalice cu anumite caracteristici fizico — chimice speciale rezistente la anumite solicitări (susceptibilitate magnetică ridicată, conductibilitate electrică şi termică superficială, semiconductibilitate, proprietăţi refractare, capacitatea de a se suda, rezistenţă la uzare etc.).Mecanismul de protecţie prin straturi metalice este diferit şi depinde de raportul în care se găseşte potenţialul electrochimie de echilibru al metalului din stratul depus faţă de potenţialul metalului suport. După acest criteriu, se deosebesc straturi de acoperire anodice şi straturi catodice.Acoperirile anodice sunt acelea la care potenţialul elctrochimic al metalului depus este mai electronegativ decât cel al metalului suport, In cazul existenţei porilor, fisurilor, exfolierilor etc., în stratul protector se pot forma elemente galvanice locale, în care metalul din stratul depus fiind mai electronegativ devine anod şi se corodează, iar metalul piesei (suport) devine catod, fiind astfel protejat. Este cazul straturilor de zinc şi/sau de cadmiu depuse pe oţel. Dezavantajul acestor straturi anodice este că în timp, aspectul lor se înrăutăţeşte prin acoperirea lor cu produşi de coroziune.Acoperirile catodice sunt acelea în care metalul depus are potenţialul electrochimie de echilibru mai electropozitiv decât al metalului suport. Existenţa de discontinuităţi, pori, fisuri etc., în aceste straturi, face ca acestea, datorită potenţialului lor mai electropozitiv faţă de metalul suport, să devină catod faţă de metalul de bază care devine anod şi se corodează. Din acest motiv, aceste straturi catodice pentru a fi protectoare trebuie să fie suficient de groase, lipsite de pori, de fisuri şi continui pe întreaga suprafaţă, pentru a evita Formarea micropilelor de coroziune.Unele acoperiri metalice se aplică într-un singur scop; dar cel mai adesea, acestea trebuie să corespundă la două sau mai multe scopuri.Cel mai simplu este depunerea de metale în scop decorativ şi cu efecte speciale de coloraţie. Pentru domeniile solicitărilor funcţionale, din care fac parte temperaturile înalte şi/sau frecările importante, trebuie folosite straturi metalice de mare rezistenţă la uzare şi temperaturi. I n domeniul electrotehnicii sau/şi electronicii se vor avea în vedere caracteristicile de conductibilitate electrică, termică, precum şi proprietăţile magnetice ale straturilor metalice de acoperire. Dificultatea intervine atunci când straturile metalice trebuie să asigure o protecţie anticorozivă eficientă. în acest caz trebuie foarte bine definite în prealabil condiţiile mediului în care va funcţiona produsul respectiv. Dată fiind multitudinea agenţilor atmosferici care pot acţiona concomitent cu alte solicitări asupra metalului, s-a făcut o clasificare a acestora în funcţie de gradul de agresivitate

Necesitatea asigurării protecţiei anticorozive pentru unele metale este determinată de climatul în care acesta lucrează, fig. 8.1.2.Pentru a avea o eficientă corespunzătoare privind protecţia anticorozivă şi a evita generarea micropilelor de coroziune, metalele protectoare se depun în strat suficient de gros.

Grosimea straturilor depuse are importanţă deosebită şi in cazul solicitărilor mecanice, precum şi la utilizarea lor în domeniul electronicii şi electrotehnicii.

Depuneri electrochimice

Depunerile-electrochimice se realizează prin electroliza soluţiilor apoase de săruri simple sau complexe, care conţin ionul metalului ce urmează să fie depus. Piesa de acoperit constituie catodul, iar anodul poate fi confecţionat dintr-un material inert (în cazul electrolizei cu anod insolubil), sau dintr-un metal care trece în soluţie sub formă de ioni prin dizolvare anodică (la electroliza cu anod solubil) şi apoi, sub acţiunea curentului electric, se deplasează şi se descarcă la catod formând stratul metalic protector.Grosimea (d) a stratului depus este în funcţie de natura metalului şi de necesităţile cerute de practică şi poate fi controlat prin durata procesului de depunere.

Materialele metalice utilizate drept anozi în băile de depuneri electrochimice sunt specifice fiecărui strat depus.Electrochimie se pot depune un număr foarte mare de metale şi aliaje. Materialele cu rol de substrat pe care se depun elctrochimic straturi metalice, sunt metale, aliaje şi/sau materiale neconductibile.Electroliţii utilizaţi în procesele de acoperiri electrochimice conţin o serie de substanţe cu rol bine determinat în asigurarea calităţii straturilor metalice depuse pe substrat.

Calitatea depunerilor electrochimice depinde de o scrie de factori cum ar fi: concentraţia în săruri a elctrolitului, pH-ul, substanţelor care se depun întâmplător la catod simultan cu metalul, substanţe care se adsorb la catod, compuşi care formează în jurul catodului un strat vâscos, substanţe care reacţionează chimic cu catodul, temperatura băii, densitatea dc curent, agitarea băii de electroliză, filtrarea electrolitului, inversarea sensului curentului s.a..

Concentraţia în săruri a electrolitului

Concentraţia în electrolit, a sărurilor ce conţin ioni metalici care urmează să se depună, determină structura macro sau micrpcristalină a stratului despus.La concentraţii mari în ioni metalici ai electrolitului, datorită gradului înalt de ionizare a sării care furnizează ionii metalici destinaţi depunerii, stratul este macrocristalin. Aceasta se datoreşte faptului că la concentraţii mari nu este timp suficient pentru a se forma un număr mare de germeni de cristalizare din cauza vitezi mari de depunere şi are loc creşterea cristalelor pe primii germeni formaţi.Totuşi ar fi greşit să se creadă că este bine să se lucreze în soluţii diluate.Practica a dovedit că pentru a obţine depuneri microcristaline, este indicat să se lucreze cu soluţii concentrate în săruri ale metalului ce se depune, săruri cu grad de ionizare mic, reglat cu anumite substanţe auxiliare, în aşa fel încât numărul de ioni metalici din electrolit să fie cât mai mic în timpul depunerii.Micşorarea disocierii sării metalului se realizează practic prin două mijloace:1 Se adauga în baia de electroliză unele substanţe ce au anion comun cu ai sării metalului ce se depune. Astfel sarea metalului nu poate disocia complet, dar va disocia pe măsură ce din jurul catodului se consumă ionii din electrolit, ca urmare a depunerii lor pe catod. Spre exemplu în băile bazice de zincare şi cadmiere, pentru reglarea disocierii hidro- xizilor de Zn(OH)2 respectiv Cd(OH)2, se adaugă hidroxizi alcalini Na OH sau KOH, cu 3anioni OH comuni. Cationii Na+ şi K+ au potenţiale mult electronegative şi nu se pot descărca la catod simultan cu zincul, respectiv cadmiul. Pentru băile acide care conţin CuS04 sau ZnS04 se adaugă acid sulfuric (H2SO4). 2 Micşorarea numărului de ioni metalici din electrolit se poate realiza şi prin introducerea în baia de săruri a unor substanţe complexante cum ar fi: cianura de sodiu sau clorura de potasiu, in băile cianurice de argintare, alămuire, cuprare, zincare, cadmiere etc. Pe măsură ce o parte din ionii metalici se depun la catod, o nouă cantitate de ioni metalicidin complex este eliberată prin disocierea complexului pentru a se putea descărca la catod. Pentru majoritatea proceselor electrochimice, aciditatea şi/sau alcalinitatea electroliţilor este o variabilă importantă, care acţionează asupra randamentului de curent şi a dizolvării anodului, acţiune care se va resimţi asupra proprietăţilor fizico-mecanice ale depunerii. Metalele se depun la catod cu atât mai uşor cu cât potenţialele lor de electrod sunt mai electropozitive. Depunerea electrochimică a ionilor metalici la catod este în strânsă corelaţie cu poziţia potenţialului standard al metalului faţă de a potenţialului standard de descărcare al hidrogenului (care este prin convenţie egal cu zero şi luat ca reper).Pentru a putea depune electrochimic ionii metalici mai electronegativi decât hidrogenul va trebui să se deplaseze potenţialul de descărcare al hidrogenului, de la valoarea 0,00V, spre valori negative, pentru a da posibilitatea metalelor cu potenţial de descărcare negativ să se depună înaintea hidrogenului. Deplasarea potenţialului de descărcare a ionilor de hidrogen spre valori negative se poate realiza prin scăderea concentraţiei lor în electrolit. Totuşi concentraţia ionilor de hidrogen nu trebuie să fie micşorată prea mult (adică, pH-ul nu trebuie să crească prea mult), deoarece metalele grele cu potenţiale electronegative au in general tendinţa ca la valori ridicate de pH să precipite sub formă de hidroxizi sau săruri bazice, care se înglobează în pelicula

catodică şi depunerea electrolitică devine spongioasă pH-ul trebuie ales şi menţinut sub valoarea de precipitare a acestora. De exemplu, în electroliţii băilor de nichelare se introduce acid boric, cu rol de tampon care menţine pH-ul în limite foarte strânse. Acidul boric acţionează ca rezervă de ioni de H+.Metalele cu potenţiale electrochimice pozitive se vor depune la catod înaintea hidrogenului; chiar la concentraţii ionice egale şi fără supratensiune. Adaosul de acizi pentru mărirea conductibilităţii, nu deranjează descărcarea ionilor cu potenţial electropozitiv.Dacă o dată cu metalul are loc şi descărcarea de H2 gazos din cauza bulelor de gazcare se degajă, stratul depus va fi fragil, spongios.Valoarea pH-ului trebuie să se coreleze cu densitatea de curent optim, cu temperatura şi agitarea băii.

Substanţe care se adsorb la catod

Unele substanţe organice şi anorganice adăugate în baia de electroliză în cantităţi mici (până la 0,05 g/litru) au un efect pozitiv asupra calităţii, depunerii (structură microcristalină, luciu, compactitate). Acestea se consumă în procesul tehnologic datorită adsorbţiei lor la catod, incluzându-se în depunere şi asigurând formarea de straturi lucioase.

Substanţe care se depun la catod concomitent cu ionii metalici

Descărcarea simultană (codepunerea), a diferiţi ioni la catod se produce atunci când potenţialele lor de descărcare sunt foarte apropiate sau egale. Codepunerea nedorită a impurităţilor duce la straturi de calităţi inferioare. Impurităţile pot proveni din: anozi impuri, sărurile dizolvate şi altele. Pen t ru a evita aceasta trebuie folosite substanţe chimice pure. î n anumite situaţii codepunerile sunt avantajoase, cum este cazul depunerii simultane de ioni de cadmiu cu ionii de nichel, când rezultă o depunere compactă, fină, fără tensiuni interne şi cu rezistenţa ridicată la uzare, sau codepunerea mai multor tipuri de ioni metalici, rezultând diverse aliaje (alame, bronzuri, etc).

Substanţe care formează straturi vâscoase în jurul catodului

Coloizii formează în jurul catodului straturi vâscoase. Dintre aceştia, cel mai tipic este gelatina, care prezintă proprietăţi acide şi bazice, în funcţie de pH-ul băii. Astfel la pH mai mare de 4,7, gelatina formează ioni macromoleculari pozitivi ,iar la pH mai mic de 4,7, formează anioni. Unele substanţe organice sau anorganice, datorită caracterului lor reductor precipită din soluţia de electrolit anumiţi ioni metalici sub formă de coloizi care rămân parţial în suspensie sau sunt antrenaţi în filmul catodic, contribuind la obţinerea unor depuneri necorespunzătoare. Stratul vâscos format în jurul catodului Îngreunează schimbul ionic între filmul catodic şi restul soluţiei, favorizând sărăcirea spaţiului catodic în ionii metalici, ceea ce permite uneori obţinerea de depuneri microcristaline, compacte, uniforme şi chiar cu aspect lucios.Agitarea electrolitului este necesară pentru a asigura calitatea depunerilor prin omogenizarea concentraţiei electrolitului; eliminându-se în parte polarizarea de concentraţie; se facilitează utilizarea de densităţi mari de curent; se scurtează timpul de lucru. Viteza de agitare depinde de sistemul de agitare (prin insuflare de aer purificat, mecanic, prin vibrare, prin reciclare şi filtrarea electrolitului, cu ultrasunete) şi este stabilită pentru fiecare tip de acoperire.Filtrarea băilor de electroliză se face în scopul îndepărtării particulelor solide metalice şi coloidale care pot determina formarea unor depuneri necorespunzătoare, rugoase, spongioase şi cu porozităţi. Purificarea electrolitilor pentru acoperiri electrochimice se face în vederea îndepărtării ionilor metalici sau a unor substanţe chimice, care influenţează defavorabil depunerea. îndepărtarea

impurităţilor de ioni metalici din baie se poate realiza electrochimic, selectiv prin transferarea electrolitului prin conductele din cuva de producţie într-o cuvă de purificare, folosind catozi plani sau ondulaţi.Se poate da drept exemplu, purificarea băilor de nicheliere, impurificate cu ioni de fier, zinc, cupru şi alţi ioni, când se folosesc catozi din tablă de fier ondulat şi nichelat, iar ca anozi,tablă de nichel. In adânciturile ondulaţilor catodului, unde densitatea de curent este mai mică, se va depune cuprul, iar pe proeminenţe se va depune Zn, Fe şi alte metale.Temperatura, influenţează atât pozitiv cât şi negativ procesele de depunere şi, implicit, calitatea straturilor obţinute.Efectul pozitiv al creşterii temperaturii se remarcă prin: creşterea mobilităţii şi prin aceasta, viteza de difuzie a ionilor în electrolit; micşorarea vâscozităţii electrolitului; generarea de curenţi de convecţie în soluţie, ceea ce duce la o împrospătare in ioni a peliculei catodice şi împiedică difuzia hidrogenului gazos in catod; creşterea solubilităţii substanţelor din baie; creşterea conductibilităţii, electrice prin scăderea rezistenţei electrice a electrolitului; creşterea vitezei de depunere. Efectele negative la creşterea temperaturii se manifestă cînd au loc reacţii între eletrolit şi mediul înconjurător, cum ar fi procesul de descompunere a cianurilor din băile cianurice în prezenţa atmosferelor încărcate cu CO2, cu formare de carbonaţi.Prin creşterea temperaturii scade supratensiunea hidrogenului, ceea ce duce la creşterea concentraţiei ionilor de hidrogen ce se pot descărca cu uşurinţă la catod. Densitatea de curent reprezintă raportul între intensitatea curentului electric total şi suprafaţa totală a metalului din electrod cufundat în electrolit, exprimat în general în [A/dm2]. Se raportează la anod (densitate de curent anodică) sau la catod (densitate de curent catodică). In cazul acoperirilor electrochimice ne interesează densitatea de curent pe obiectul de acoperit Densitatea de curent are o valoare (sau un domeniu de valori) optim, specific fiecărei depuneri, de care depinde calitatea stratului depus şi se stabileşte practic cu celula Hull pentru fiecare metal şi electrolit. Pentru dirijarea procesului de depunere electrochimică a metalelor este deosebit de importantă cunoaşterea şi respectarea densităţii catodice de curent Dc [A/dm2]specifică depunerii la catod a fiecărui metal dintr-un anumit tip de electrolit. Straturile metalice depuse pe diferite materiale suport trebuie să aibă anumite proprietăţi care să corespundă unor cerinţe impuse de practică.

Cupru

Denumirea elementului: CupruSimbol: CuNumăr atomic:29 Număr de protoni/electroni:29 Număr de neutroni:35

Configuraţia electronică: Masa atomică: 63,546Valenţa: I, IIStarea de oxidare: +1, +2, +3Clasificare: metal de tranziţieStructură cristalină: cubicăCuloarea: roşie/portocalieDensitatea g/cm3 la 293 K: 8,96Punctul de topire: 1083Punctul de fierbere: 2310Potenţialul de ionizare: 7,72Electronegativitatea (Pauling): 1,90Volumul atomic cm3/atom-g: 7,1Raza atomică (metal),nm: 0,13Raza ionică (x+),nm: 0,096Numărul de straturi: 4 Primul strat: 2 Al doilea strat: 8 Al treilea strat: 18 Al patrulea strat: 1Anul descoperirii: 1751A fost descoperit de: Alex Cronstedt Originea numelui: din cuvantul latinesc cyprium (dupa insula Cypru)Se foloseste in: conductoare electrice, monede, bijuteriiSe obtine din: minereuri

Izotopi

Izotop Perioada de înjumătăţireCu-61 3.4 oreCu-62 9.7 minuteCu-63 StabilCu-64 12.7 oreCu-65 StabilCu.67 2.6 zile

Cuprul se găseşte ca metal liber în natură, cristalizat in octaedre sau cuburi, însă numai rar. Principalele minerale de cupru sunt:

Sulfuri: calcosina Cu2S;calcopirita CuFeS2;erubescita sau bornita Cu3FeS3. Sulfoarseniuri şi sulfostibiuri:-tetraedritele;-bournonita. Mai rar apar în natură minerale oxidice de cupru, de ex. cuprita, Cu2O şi carbonaţii bazici, malachita, CuCO3 x Cu(OH)2 şi azurita, 2CuCO3 x Cu(OH)2. Cuprul nu lipseşte nici de silicaţi, cum este dioplasul, H2CuSiO4, hexagonal, verde, folosit ca piatră de podoabă.

Depuneri de cupru

Straturile de cupru se pot depune elctrochimic şi chimic in scopuri diferite. Pe oţeluri şi fonte, cuprul nu poate fi folosit ca şi protecţie anticorozivă.

Procedee de obţinere

Depunerea electrochimică a cuprului se poate face din mai multe tipuri de electroliţi: electroliţi acizi cu sulfaţi, flouraţi sau fosfaţi şi electroliţi bazici, cianurici, la care se adaugă unele substanţe pentru îmbunătăţirea calităţii stratului depus şi mărirea randamentului de curent. Anozii sunt din cupru solubil. Pentru cuprarea lucioasă se foloseşte cupru aliat cu 0,02-0,05% P, din care rezultă puţin nămol în urma dizolvării anodice, iar pentru straturi de cupru mat se foloseşte cupru laminat sau cupru electrolitic care este neeconomic deoarece se dizolvă neuniform.Structură şi proprietăţi Depunerile de cupru pe oţel fac parte din categoria straturilor catodice. Stratul de cupru, are o culoare roşiatică. Cuprul nu poate servi la protecţia anticorozivă pentru oţeluri şi fonte. Aceasta, deoarece diferenţa faţă de potenţialul normal standard al fierului (existent în oţelurile carbon în proporţie de peste 98%), este de 0,77V, ceea ce în condiţiile prezenţei unui electrolit (chiar în urme) duce la formarea de pile locale care generează coroziunea electrochimică a substratului (oţelului sau fontei).

Echipamente majore de cuprare.

Tong Hsing , o companie brevetat ( Patent No.: US 6800211 B2) a inventat o metodă de îndepărtare goluri într-un substrat din ceramică, şi mai ales o metodă include un produs chimic de cupru placare proces după o pulverizare catodică

titan / pas de cupru. Cupru chimic placare pas este capabil să comunice cu succes şi electric pe ambele părţi ale substrat ceramic astfel încât atunci când modelul de cupru este format pe ambele maluri ale substrat ceramic, comunicare este stabilit .

Pentru un alt proces convenţionale de substraturi de circuit imprimat din ceramică, costul este redus, dar planeitate a circuitului nu este satisfăcătoare pentru a ajunge la cerinţa de un circuit de înaltă frecvenţă. Cele mai bune lăţimea conduce şi lăţimea între fiecare plumb este de 6 mil. Pentru circuite de înaltă frecvenţă. Acest proces nu poate îndeplini cerinţele cu privire la aceasta. În plus, în timp ce pregătirea unui substrat din ceramică, titan / cupru pulverizare este angajat de a comunica de ambele părţi ale substratului. Cu toate acestea, pentru că există găuri definite în substrat ceramic, şi în cazul în care dimensiunea unora dintre găuri este mai mic decât 100U, procesul de pulverizare nu poate garanta că toate găurile sunt acoperite cu un strat de titan / cupru , astfel că, atunci când model este formată pe substrat, comunicarea între ambele maluri ale substrat ceramic nu este satisfăcătoare. Prin urmare, acesta este un obiectiv de invenţie pentru a oferi o metodă bună pentru a rezolva aceste probleme. În concluzie, metoda de formare o frecvenţă mare, de înaltă semiconductori modulul de putere, în conformitate cu prezenta invenţie integrează avantajele de film subţire respective şi a proceselor de gros film prin intermediul a două etape, prin modulul materiale semiconductoare poate poseda simultan cu rezistenţe de înaltă impedanţă şi precisă circuite. Metodă de îndepărtare a goluri într-un substrat ceramic Datorită Tong Hsing 's tehnologii sofisticate, au mai mici temperaturi de operare cu LED-uri, ceea ce înseamnă durata de viaţă mai mare de dispozitive. Cât de mare este compania? Tong servicii clientilor internationlly Hsing din Taiwan, SUA, Europa, peste tot în lume, şi 60% dintre ele sunt în SUA; sensul oriunde te duci, veţi vedea Tong Hsing s produselor. Gama lor de produse este largă şi include LED-uri de înaltă luminozitate, semiconductori de putere, RF şi dispozitive de microunde, şi stive de dens de memorie. Pentru ultimii ani, piata HB-LED-uri cea mai mare parte a fost dominata de mai multe companii. Cu toate acestea, situaţia sa schimbat recent. Tong Hsing a stabilit o relaţie de succes corporative cu lider de iluminare cu LED-uri companii la nivel global.

De la stânga la dreapta: Blank Substrat, Squttering, chimică de Film de

laminare, în curs de dezvoltare, Ni placare, Au placare, dezizolare, decapare.

Analiza unei probleme de acoperire electrolitică _ 1.O piesă dată se situiază întotdeauna într-un ansamblu dat supus la anumite solicitări care pot fi de ordin termic,fizic (mecanic), chimic. Aceste solicitări sunt uneori separate, uneori combinate. Ele determină diferite tipuri de uzură: coroziune termică, efecte mecanicesau coroziune chimică.

Devine necesară adaptarea perfectă a tratamentului executat la condiţiile de utilizare ale piesei. Pe de o parte se ia în consideraţie natura materialului de bază pe care este aplicată acoperirea (depunerea), iar pe de altă parte materialul în contact cu depunerea (punerea în operă a cuplei de frecare sau a contactului ).Acest studiu minuţios al funcţionării piesei, al condiţiilor de lucru şi de solicitare rezultate condiţionează, ca efect:- natura materialului de bază;- tehnologia acoperirii .Aceste două elemente sunt legate şi determină o bună calitate a prestaţiei. Electroliza nu este decat una din numeroasele metode de a satisface funcţionarea precisă impusă prin condiţiile de lucru ale piesei acoperite2. Particularităţile tratamentuluiSunt legate d e două probleme tehnice: - caracteristicile echipamentului d e acoperire;- forma pieselor2 . 1 . Caracteristicile echipamentelorExistă două categorii d e echipamente: Echipamente adaptate la tipul pieselor tratate (producţie d e serie mare); Echipamente industriale standard (cuve cu secţiune rectangulară sau circulară)In cazul în care într-o cuvă rectangulară s e tratează piese cilindrice, repartiţia liniilor d e curent nu este aceeasi pe diferite puncte ale unei generatoare - distanţa anod-catod diferă în fiecare punct. Acest aspect determină deformaţii ale depunerii ,cu atît mai accentuate cu cît grosimea depunerii este mai importanta.Acest aspect nu este deosebit de grav dacă piesa suportă prelucrari mecanice ulterioare de aducere in cote. In cazul depunerilor subţiri este necesar să s e prevadă o toleranţă la grosimea stratului depus care sa se combine cu toleranţa prelucrării mecanice anterioare.Piesele pot prezenta un profil geometric cu unghiuri "vii" exterioare sau cu unghiuri "ascunse" interioare. Repartiţia liniilor de curent nu este aceeaşi în diverse puncte ale unor astfel de suprafeţe şi determină obţinerea unei supraîngroşări la nivelul ungniurilor exterioare sau, din contra, o scădere totală sau parţială pe unghiurile "ascunse" cu efecte de fragilizare sau absenţa materialului de depus.Se recomandă pregătirea mecanică prealabilă a pieselor: raze de racordare. Deasemeni se impune modificarea distanţei anod-catod (anod - piesă) după profilul acestuia din urmă. Aceasta conduce la construcţia de utilaje complementare sau particulare corespunzător problemei puse: anod tubular + piese catodice "oarbe"; fire de cupru etc.Tehnologia de depunere devine foarte complexă dacă se intercondiţionează următoare probleme: microgeometria suprafeţelor, structura sau fragilitatea depunerii, difuzia gazelor, probleme de adsorbţie sau absorbţie etc.3. Electroliţi industriali3 . 1 . Săruri solubile disociabile în apă în ioni metalici- Electroliţi cu reacţie acidă: săruri metalice ale acizilor tari (sulfaţi, cloruri, fluoboraţi, fluosilicaţi etc.- Electroliţi cu reaţie alcalină: săruri ale unor baze puternice (stanat, zincat etc.)

- Compuşi cianuraţi: sunt puţin ionizabile (pyrofosfaţi). Anionii influenţează mobilitatea ionilor şi intervin asupra proprietăţilor depunerii: astfel la aceeaşi concentraţie în nichel, o depunere obţinută cu ajutorul unei bai de sulfat dă proprietăţi mecanice diferite celui obţinut cu ajutorul sulfamatului (SO3NH2)2—.3 . 2 . Săruri conducătoareAceste săruri servesc la creşterea conductibilitaţii căii- In mediu acid: săruri alcaline de sodiu, amoniu sau potasiu, sau chiar acizi;- In mediu alcalin: sodă caustică sau potasă caustică.3 .3 . Săruri tampon au rolul de a regla pH-ul în jurul filmului catodic- In medii acide: acid boric, acetat etc .- In medii alcaline: carbonaţi, fosfaţi etc.3 .4 . Activanti anodiciEi evită polarizarea anozilor şi facilitează astfel dizolvarea lor- Bai acide: cloruri, bromuri,fluoruri.- Băi alcaline: sodă caustică, potasă caustică, gluconaţi, cianură alcalinăA3.5. Agenţi de adiţie (aditivi)Aceşti componenţi sunt în general polimeri sau molecule organice mari susceptibile de a migra ca şi ionii către catod, modificînd astfelcreşterea cristalelor depunerii. Pot conferi depunerii calităţi specifice: strălucire, duritate etc, modificînd de o manieră esenţială caracterul depunerii.Se pot regăsi în depunere.3.6. Tensio-activi.Uşurează contactul solid-lichid modificînd tensiunea superficială. Aceste produse evită ca bulele de hidrogen (format în acelaşi timp cu metalul depus la catod) să nu rămînă fixat pe metalul de bază ceea ce ar provoca formarea craterilor şi a porozităţilor4. Parametrii băilor 4.1. Compoziţia chimică- Gradul de agitare: este realizat prin circulare, agitarea pieselor ultrasunete, aer (băi neoxidabile).- Temperatura: 20 . . . 90 °C. Densitatea de curent creşte cu temperatura.- Densitatea de curent: 0,3...40 A/dm2 . Curentul utilizat este in cele mai multe cazuri continuu (4% alternative reziduale). Se poate aplica inversarea polarităţii: 30 sec piesa catod, apoi 5 sec. anod. Procedeele recente utilizează curenţi pulsatori de înaltă frecvenţa.Aceste adaptări ale curentului ameliorează proprietăţile fizice: porozitatea, ductilitatea, duritatea, repartiţia depunerii şi implicit starea de tensiuni etc.- Tensiunea: 3...12 V - piese tratate în montaje; 15...20 V - piese tratate în vrac- Distanţa anod-catod (piesă): se determină prin poziţia piesei în raport cu anodul băii.- Filtrarea baii: asigură o porozitate minimă a depunerii.- Anozii: dacă este posibil vor fi de tip solubil pentru regenerarea băii. Excepţii industriale: anozi insolubili în cromare.4.2. Randamentul catodic, Rc Se exprimă prin procentajul curentului care serveşte în mod real la depunerea metalului considerat.Baie de nichel Rc=98% cadmiere acidă Rc=98&; cadmiere cianurată Rc=8C baie de cromare Rc=15...20%, baie de cuprare acidă Rc=99%Rc=100% este specific degajării hidrogenului5 . Particularităţi la depuneri 5.1. Co-depuneriConcomitent cu depunerea metalică cercetată (urmărită) se constată:a. Impurităţi metalice parazite care se pot electrodepune;b. Impurităţi solide în suspensie incluse în depunere prin sedimentare (Interesul de a filtra electrolitul şi de a înlocui anozii solubili generatori de particule insolubile)

5. 2 . StructurăEdificiul cristalin al depunerii este influenţat pentru primii 2 - 3 microni d e cel al materialului d e bază (suport) după care se dezvoltă cristalizarea specifică a depuneriiAnumiţi electroliţi dau depuneri columnare care cresc perpendicularle materialul d e bază. A l t e lamele care s e prezintă sub formă stratificată paralel cu metalul d e bază conduc la proprietăţi total diferite.Edificiul cristalin riscă să suporte distorsiuni prin incluziuni d e impurităţi care înglobează tensiuni interne importante şi măsurabile, provoacă o scădere a ductilităţii şi o fragilitate a m materialului d e bază5 . 3 . Calitate d e suprafaţăAbsenţa agenţilor d e adiţie favorizează creşterea grosimii cristalului pe metalul d e bază şi germenii depunerii grosiere dau un aspect mat ansamblului după 4 -5 microni.Utilizarea agenţilor d e adiţie determină formarea cristalelor forte fine c e e a c e d ă un aspect general "strălucitor" iar profilul materialului d e bază rămâne conservat.Anumiţi aditivi permit ameliorarea micro-profilului suprafeţei. Se îmbunătăţeşte radical rugozitatea.5.4. Fragilitatea prin hidrogenHidrogenul s e formează în stare atomică în numeroase depuneri electrolitice. Este uşor adsorbit d e către metalele d e bază feroase. Depunerile d e cadmiu şi într-o oarecare măsură d e zinc sunt impermiabili la hidrogen.(Impun eliminarea hidrogenului printr-un pre-tratament ). După tratament p e oţeluri durificabile o încălzire la 190..200°C/1..2h (24h) este indispensabilă)Utilizarea băilor specifice care nu de g a j a sau degajă puţin hidrogen este discutabilă.5.5. Rezistenţa la coroziuneS e traduce prin tendinţa metalelor d e a trece în stare d e ioni înmediu apos după potenţialul normal în volţiMg2+ -2.38V; Be2+ -1.7V; A13+ -1,66V; Zn2+ -0,76V; Cr3+ -0,71V Fe2+ -0,44; Ni2+ -0,23V ;Sn; Pb; Pe3+ -0,04V2H1+ o,oVCu2+ +0,345V; CuI+ +0,51V........Aul+ +1,7V6. Probleme practice în acoperiri electrolitice a. Analiza stratului: grosimea stratului depinde de forma piesei de tipul băii şi al montajuluib. Majoritatea pieselor necesita utilaje sau adaptări specificec. Unghiurile vii şi suprafeţele ascunse se evită constructiv, se recomandă raze de racordare de cea.7 mm.d. Utilizarea de materiale metalice diferite pe o aceeaşi piesă (piesă ansamblată) este interzisă; riscuri de genera cuple de coroziune. Se va evita, pe cît posibil aplicarea acoperirilor electrolitice pe sisteme asamblate prin sudare prin puncte; există riscul ca piesa să reţină soluţii agresive;f. Tot ce este poros (fonte, sinterizate etc.) se testează înaintea unei producţii de serie.g. Este iluzoriu de a crede că se pot obţine depuneri de grosime superioară materialului de bază