Mạ đồng và bạc hóa học

Đề tài: Mạ đồng, mạ bạc hóa học
Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Văn Kỳ

Sinh viên thực hiện: Lê Bá Tuấn Anh
Giáp Văn Thiện
Đỗ Minh Tuấn


Nội Dung:

I. Mạ hóa học
II. Mạ đồng hóa học
III. Mạ bạc hóa học
IV. Tổng kết


I. Mạ hóa học

1. Khái niệm

● Mạ hóa học: là quá trình kết tủa lớp kim loại lên bề mặt vật rắn nhờ các phản ứng hóa học mà không cần dòng
điện ngoài.


2. Các loại mạ hóa học

●
●  Mạ tiếp xúc: Khi vật cần mạ có thế điện cực âm hơn và dung dịch mà có thế điện cực
dương hơn thì sẽ xảy ra hiện tượng đẩy đơn giản giữa chúng.
- VD: Vật cần mạ M và dung dịch muối :
M+ = N +

●
●
Nội điện phân: Khi nhúng kim loại M có điện thế dương hơn dung dịch muối
 

có điện thế âm hơn thì

không xảy ra hiện tượng kết tủa, muốn có lớp mạ N trên M thì phải nhúng thêm kim loại N vào dung
dịch rồi nối ngắn mạch với kim loại M, khi đó kim loại N sẽ tan ra.

Quá trình Anot trên thanh N

Qúa trình Catot trên thanh M

N - ne =

=N + ne


● Tự xúc tác : Quá trình này dựa trên quá trình oxi hóa-khử trong đó chất khử R là một hóa chất nằm
trong thành phần của dung dịch mạ và kim loại kết tủa M phải có tác dụng xúc tác cho phản ứng ấy:
R - ne = O
Cách này làm cho lớp mạ dày từ 1 đến 100 μm chất lượng tốt nên thông dụng hơn


3.Đặc điểm và ứng dụng của mạ hóa học
a, Đặc điểm:

Độ cứng và độ chống
ăn mòn hơn hẳn mạ
điện

Ưu điểm
Lớp mạ dày
Khả năng phân

đều , độ xốp bé

bố tốt

chống ăn mòn
tốt


Tốc độ mạ chậm

Giá thành cao hơn
mạ điện

Nhược
điểm
Khi mạ thường phải đun
và phân tích dung dịch

Chiều dày nhỏ,
ứng suất nội
lớn,độ dẻo thấp

b, Ứng dụng

•
•
•

Làm lớp dẫn điện lên các bề mặt phi kim.
Trang sức cho sản phẩm, mạ đúc, mạ ghép hình.
Dùng vào việc chế tạo các tấm mạch in , tạo đường dẫn điện trên các lỗ , mặt của tấm nhựa , chất dẻo.


4. Quy trình mạ hóa học

a, Các bước công nghệ mạ

-

Tẩy mỡ

b, Thành phần lớp mạ
-Ion kim loại mạ, kim loại này phải có xúc tác cho phản ứng oxi hóa
chất khử

-

Xâm thực

-

Hoạt hóa

- Chất khử để khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại
mạ
- Chất đệm để ổn định pH dung dịch

-

Mạ hóa học

-

Hòan thiện lớp mạ

- Ligan với kim loại tạo phức với kim loại mạ


c. Tính chất của lớp mạ hóa học

●



 Độ

gắn bám:

Khi mạ đúc khuôn , mạ chép hình . Cần có độ gắn bám
kém để dễ tách sản phẩm ra khỏi khuôn nền cần xử lí nền

trước khi mạ để lớp mạ không bám chắc vào nền

●

Độ dẻo:



Độ dẻo của lớp mạ đồng kém hơn lớp mạ điện



Hidro là tạp chất nhiều nhất trong lớp mạ nó ảnh hưởng đến độ
dẻo và độ bền kéo của kim loại mạ , cần có phương pháp loại bỏ



Khi mạ trang sức và mạ lên các tấm mạch in cần có độ gắn
bám cao , chịu được các biến động nhiệt đột ngột lúc hàn
thiếc mà không bong nứt

Hidro ra khỏi lớp mạ .


II. Mạ đồng hóa học


1. Dung dịch mạ đồng hóa học

●

 Dung dịch mạ đồng hóa học có chứa , ligan tạo phức , NaOH , chất khử , chất phụ gia ổn định dung

dịch và cải thiện tính chất lớp mạ , sau đây là 2 dung dịch thường dùng


Thành phần g/l và chế độ mạ

Dung dịch 1

Dung dịch 2

CuSO4

10-15

25-35

NaKC4H4O6

50-6

80-90

Na2EDTA
NaOH

10-15

40-60

Na2CO3

2-4

20-30

NiCl2

2-4

Formalin (33%), ml/l

10-20

Na2S2O3

0,001-0,002

20-30

KCNS

0,003-0,005

K4Fe(CN)6

0,1-0,15

pH

12,6-12,8

12,6-12,8

Mật độ tải ( /l )

<4

2


3. Cơ chế phản ứng mạ đồng hóa học
●

 Phản

●
●

ứng catot

Cu

 Phản

ứng anot

2HCHO + 4 - 2e 2HCO + 2O +

Ở quá trình khử này lại diễn ra làm 2 bước sau :
+ e Cu

 

PHẢN ỨNG TỔNG : + 2HCHO + 4 Cu + 2HCO + 2O +


Phản ứng ở Catot

● Qúa  trình khử ở catot diễn ra làm 2 bước sau :

+ e Cu



Bước đầu xảy ra rất chậm nên nó ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của catot


Phản ứng ở anot
●

- Phản  ứng ở anot là một phản ứng cần có Cu làm xúc tác và gồm các bước sau:
HCHO + H2O ( MG)
- Metylen glycol lại phân ly như sau :
MG +
- ,vì bề mặt đồng tích điện âm nên đẩy trong ra xa bề mặt
Nhóm CO háo nước nên bị O trong dung dịch kéo ra

III. Mạ bạc hóa học:


1. Dung dịch mạ bạc:
a, Dung dịch mạ bạc theo phương pháp thụ động

Pha chế
Hàm lượng (g/l)

1

2

K2Cr2O7

10-15

40

HNO3

10-15 ml/l

Thành phần và chế độ

CH2COOH

0,2 ml/l

Ag2O

5

pH

4,0-4,2

0
Nhiệt độ ( C)

10-15

Thời gian ( giây)

20-30


- Công nghệ thụ động hóa muối cromat như trong bảng sau.Quy trình công nghệ cụ thể tạo màng
như sau:
Khử màng → Trung hòa → Thụ động hóa học.
- Công nghệ trước 3 giai đoạn này là công nghệ làm bóng. Thụ đông muối cromat giá thành thấp,
thao tác đơn giản, duy trì dễ dàng, nhưng hiệu quả chống biến màu thấp.


Chế độ công nghệ làm bóng thường dùng

Pha

Pha chế

Chế

Hàm lượng (g/l)

Tạo màng

Tẩy màng

Trung hòa

Thành phần và chế độ

1

CrO3

30-50

NaCl

1-2,5

Cr2O7

3-5

K2Cr2O7

10-15

HNO3(1,42)

5-10

5%-10%

pH

1,5-1,9

0
Nhiệt độ ( C)

thường

thường

thường

Thời gian (giây)

10-15

10-20

3-5


Thụ động điện hóa
Chi tiết mạ bạc qua tẩy bóng ( hoặc chưa tẩy bóng) tiến hành thụ động hóa trên catot, tạo màng thụ động. Lớp màng này có bề mặt đẹp, chống sự thay

đổi màu, đảm bảo mối hàn chi tiết.

Pha chế
Hàm lượng (g/l)

1

2

3

45-67

30-40

4

Thành phần và chế độ
K2CrO4

8-10

K2Cr2O7

K2CO3

25-35

6-8

KNO 3

10-15

Al(OH)3

0,5-1

pH

9-10

7-8

5-6

0
Nhiệt độ ( C)

10-35

10-35

10-35

6-9


b, Thu hồi bạc trong dung dịch mạ hỏng



Phương pháp khác là kết tủa bạc dưới dạng AgCl bằng HCl, sau đó hòa tan kết tủa bằng HNO 3 để được AgNO3



Có thể thu hồi bạc bằng bột kẽm hay bột nhôm vì chúng có khả năng đẩy bạc ra khỏi muối dung dịch. Kết tủa bạc thu được còn lẫn bột kim
loại cần hòa tan chúng trong HCl nóng nếu dùng bột kẽm hay trong NaOH nếu dùng bột nhôm.



Tách chiết bạc bằng dung dịch kiềm amon bậc bốn 0,5M trong tetracloetylen có them một ít rượu decilic là Phương pháp rất tiện lợi. Sau đó
rút bạc ra bằng dung dịch KCN và KOH sẽ thu được dung dịch KAg(CN)2 bão hòa


IV



Tổng Kết

Kỹ thuật mạ điện ngày nay đã có những bước tiến nhảy vọt, thỏa mãn được nhiều yêu cầu kỹ thuật quan trọng
trong sản xuất và đời sống.



Song song với đó, công nghệ mạ hóa học dựa trên những tiến bộ khoa học đang từng bước loại bỏ những kỹ
thuật sử dụng các nguyên liệu độc hại cho sức khỏe con người. Thay vào đó là những sản phẩm mạ tinh xảo hơn,
sang trọng hơn nhưng không gây nguy hiểm cho con người và môi trường, góp phần đáp ứng nhu cầu của thị
trường ngày càng khó tính.