báo cáo đồ án thiết kế mô hình mạ đồng niken

1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC
GVHD:
SVTH:
MSSV: Lớp:
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH:
2
TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT MẠ ĐIỆN
1
1
KỸ THUẬT MẠ ĐỒNG- NIKEN
2
2
QUY TRÌNH MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
Add Your Text
3
3
KẾT LUẬN
4
4
3
Mạ điện là quá trình điện phân,
trong đó anot (cực dương) xảy
ra quá trính oxy hóa (hòa tan
kim loại hay giải phóng khí oxy),
còn catot (cực âm) xảy ra quá
trính khử (khử ion kim loại từ
dung dịch mạ thành lớp kim loại
bám trên vật mạ hay quá trình
phụ giải phóng khí hyđro…) khi

có dòng điện một chiều đi qua
dung dịch mạ.
Mạ điện là
gì?
Phản ứng xảy ra ở catot:
M
n+
+ ne
-
M
Phản ứng xảy ra ở anot:
M – ne Mn
+
1.TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT MẠ ĐIỆN
Phương
trình
phản
ứng
4
1.1 SƠ ĐỒ TRÌNH BÀY QUÁ TRÌNH MẠ ĐIỆN
Kim
loại
sau
khi
mạ
5
1.2 Định luật Faraday
Quá trình điện phân của dung dịch xảy ra theo định luật Faraday:
- Lượng chất tách ra trong quá trình điện phân tỉ lệ thuận
với cường độ dòng điện và thời gian điện ly

I - Cường độ dòng điện (A)
t - Thời gian (giờ)
q - Điện lượng (ampe giờ)
k - Hệ số tỉ lệ
m - Trọng lượng vật chất được kết tủa (hoặc hoà tan) trên điện cực
m = k.I.t = k.q
1.3 QUÁ TRÌNH ĐIỆN KẾT TỦA KIM LOẠI
- Gồm hai giai đoạn: tạo mầm và phát triển mầm.
Mỗi giai đoạn có một tốc độ nhất định và căn cứ
vào điều kiện điện phân (như nhiệt độ, mật độ dòng
điện, khuấy trộn, thành phần dung dịch…) mà quyết
định giai đoạn nào chiếm ưu thế.
- Yêu cầu của lớp mạ là cấu tạo nhỏ mịn, sự kết hợp
giữa
các tinh thể chặt chẽ. Vì vậy phải tăng tốc độ hình
thành
mầm tinh thể. Nếu tốc độ hình thành mầm tinh thể
càng
cao thì trong một đơn vị thời gian kim loại kết tủa
bám
trên bề mặt càng nhiều. Do đó, phải tăng tốc độ tạo
mầm lớn hơn tốc độ phát triển mầm. Muốn cho tốc
độ
tạo mầm lớn hơn tốc độ phát triển mầm phải tăng
phân
cực catot phân cực catot có ảnh hưởng rất lớn đến
tính
chất lớp mạ thành phần dung dịch, chế độ điện
phân…

7
























m
a

s
á

t
,
























m
à
i

m
ò
n
K
i
m

l
o
ạ
i

n
ề
n
Ă
n

m
ò
n

đ
i
ệ
n

h
ó
a

Ă
n

m
ò
n

h
ó
a

h
ọ
c
Trang trí
Dẫn điện
1.4 MỤC ĐÍCH CỦA MẠ ĐIỆN
8
1.5 BẢN CHẤT VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI LỚP MẠ
Bám chắc vào kim loại nền, không bong
Bám chắc vào kim loại nền, không bong
Lớp mạ có kết tinh nhỏ mịn, độ xốp nhỏ
Lớp mạ có kết tinh nhỏ mịn, độ xốp nhỏ
Lớp mạ bóng, dẻo, độ cứng cao
Lớp mạ bóng, dẻo, độ cứng cao
Lớp mạ có đủ độ dày nhất định
Lớp mạ có đủ độ dày nhất định
2. KỸ THUẬT MẠ ĐỒNG- NIKEN
2.2 KỸ THUẬT MẠ NIKEN
2.1 KỸ THUẬT MẠ ĐỒNG

10
2.1 KỸ THUẬT MẠ ĐỒNG
̶ CuSO
4
.5H
2
O là chất kết tinh màu xanh đậm, dễ tan
trong nước, nồng độ lớn, sử dụng mật độ dòng catot
lớn tạo thuận lợi để thu lớp mạ có chất lượng tốt, khi
nhiệt độ tăng ảnh hưởng không tốt đến lớp mạ, làm
cho lớp mạ có cấu tạo thô, vì vậy thường sử dụng
nhiệt độ 20
0
-30
0
C.
-
H
2
SO
4
làm tăng độ dẫn điện của dung dịch, làm cho
lớp mạ xù xì, xốp, thô. Để tạo thuận lợi cho quá trình
kết tinh mịn hạt cần nâng cao mật độ dòng catot.
11
-
Nhiệt độ pha dung dịch:
nhiệt độ phòng
- Cực âm(cacot): Vật mạ
- Cực dương(anot): Lắc đồng

- Mật độ dòng điện: 3-5A/dm
2
- Điện thế: 2-3 Vol
- pH < 1
-
Khuấy, lọc liên tục
bằng hệ thống sục khí
Hóa chất để mạ
- CuSO
4
: 250g/l
-
H
2
SO
4
: 50 ml
- Phụ gia UBAC: 2ml
2.1 KỸ THUẬT MẠ ĐỒNG
Chế độ công nghệ mạ đồng sunphat thông thường
2.1 KỸ THUẬT MẠ ĐỒNG
Sự cố Nguyên nhân và cách chữa
Lớp mạ nhám, sùi Dung dịch nhiều căn bẩn, lọc dung dịch bao lại
anot.
Lớp mạ đỏ sẫm, tại mép bị
nhám, sùi, cây
Mật độ dòng điện catot quá lớn. Giảm i
c
xuống.
Catot quá gần anot. Chỉnh lại.

Khí thóat nhiều ở catot, lớp
mạ tơi, sùi
Thừa nhiều axit sunfuric và nồng độ thấp. Thêm
CuSO
4
và pha loãng.
Lớp mạ bám kém, dễ bong Bề mặt nền chưa sạch. Kiểm tra và điều chỉnh lại
Lớp mạ lót quá mỏng. Tăng chiều dày lớp mạ lót.
Lớp mạ thô, CuSO
4
kết
tinh trên anot và đáy bể,
dòng điện tụt thấp
Nồng độ CuSO
4
quá lớn (>250g/l). Bỏ bớt một
phần dung dịch và pha loãng đến nồng độ
thích hợp.
Lớp mạ có vệt đen hay
nâu, điểm các vệt sáng
Dung dịch lẫn asen, antimon, nếu >1g/l thay dung
dịch, nếu <1g/l thì mạ xử lý với i
c
lớn.
2.1 KỸ THUẬT MẠ ĐỒNG
Phôi sắt
Gia công bề mặt
Rửa
Tẩy dầu siêu âm
Tẩy dầu điện hóa

Rửa
Mạ niken lót
Mạ đồng
Sản phẩm
Quy trình mạ đồng
2.1 KỸ THUẬT MẠ NIKEN
Chế độ công nghệ mạ Niken muối sunfamat
Pha chế 1 2 3
Thành phần dung dịch Hàm lượng (g/l)
Ni(NH
2
SO
3
)
2
450 270-330 65-780
H
3
BO
3
30 30-45 36-48
NiCl
2
.6H
2
O
15-30 6-18
Chất thấm ướt
0,05
pH

3,5-5,0 3,5-4,2 4-0
Mật độ dòng điện
2-16 2-14 60-70
Nhiệt độ (
o
C)
38-60 25-70 60-70
15
-
Nhiệt độ pha loãng
dung dịch: nhiệt độ phòng
- Cực âm: Vật mạ
- Cực dương: Lắc Niken
- Mật độ dòng điện: 3-5A/dm
2
- Điện thế: 4-6 Vol
- pH: < 4-5
-Nhiệt độ: 55
o
C
-Khuấy, lọc, liên tục.
Hoá chất
- NiSO
4
: 250g/l
- NiCl
2
: 50 ml
- H
3

BO
3
: 40g
-
Phụ gia
-Bóng Niken(butyldyol 1-4):1ml
- Dẻo Niken (saccarin): 2ml
- Chống châm kim (lauryl):0.5ml
2.2 KỸ THUẬT MẠ NIKEN
Chế độ mạ Niken bóng
2.2 KỸ THUẬT MẠ NIKEN
Quy trình mạ niken
Phôi sắt
Gia công bề mặt
Rửa
Tẩy dầu siêu âm
Tẩy dầu điện hóa
Rửa
Mạ đồng lót
Sản phẩm
Mạ niken
17
3. QUY TRÌNH MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
Phôi sắt
Mạ vàng
Sản phẩm
Gia công bề mặt
Rửa
Tẩy dầu điện hóa
Tẩy siêu âm

Rửa
Mạ niken lót Mạ đồng lót
Mạ niken
Mạ đồng
Rửa
18
3.1 BẢNG VẼ THIẾT KẾ MÔ HÌNH
Hình chiếu bằng
Hình chiếu đứng
19
3.2 MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
20
B
ể
m
ạ
N
i
-
k
e
n
B
ể
m
ạ
đ
ồ
n
g

3.3 BỂ MẠ ĐỒNG - NIKEN
Chiều dài Chiều rộng Chiều cao
0.3 m 0.2m 0.25m
21
Chiều dài Chiều rộng Chiều cao
0.282m 0.235m 0.25m
3.4 BỂ RỬA
22
Chiều dài Chiều rộng Chiều cao
0.175m 0.163m 0.19m
3.5 BỂ TẨY DẦU SIÊU ÂM
23
Lắc niken
Lắc đồng
Máy mày
Thiết bị gia nhiệt
Thiết bị chỉnh lưu
3.6 CÁC THIẾT BỊ KHÁC TRONG MÔ HÌNH
24
3.6 CÁC THIẾT BỊ KHÁC TRONG MÔ HÌNH
25
3.6 CÁC THIẾT BỊ KHÁC TRONG MÔ HÌNH
Máy bơm
nước
Máy sụt
khí