Tìm hiểu về công nghệ mạ kẽm

Đề tài: Cơng nghệ mạ kẽm
Thành viên nhóm:


Đặc điểm và ứng dụng của lớp mạ kẽm

Đặc  điểm
- Kẽm là kim loại màu trắng xám. Giòn ở nhiệt độ thường, dẻo
ở giòn và dễ tán thành bột ở nhiệt độ lớn hơn
- Kẽm là kim loại hoạt động, là chất khử mạnh nhưng bền
trong nước, trong khơng khí ẩm vì khi đó chúng được che kín
bằng cắc hợp chất oxit và cacbonat
- Điện thế tiêu chuẩn -0,76V âm hơn kim loại đen nên là lớp
mạ anot đối với thép, đồng, kền và bảo vệ chúng rất tốt


Ứng dụng
- Lớp mạ kẽm thường được dùng để bảo vệ kim loại nền sắt thép
trong mơi trường khí quyển.
- Trong quá trình bảo vệ, bề mặt bị xấu đi nhưng ko ảnh hưởng đến
khả năng bảo vệ của lớp mạ
- Sản phẩm tạo ra của lớp mạ kẽm có giá thành rẻ, khả năng bảo
vệ trang trí tốt
- Lớp mạ kẽm được tạo ra bằng pp nhúng nóng hay mạ điện phân
- Sản phẩm kẽm được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau
như trong xây dựng nhà thép cơng nghiệp, các cơng trình truyền tải
điện năng, các cơng trình cơng cộng như đèn chiếu sáng, đèn
đường…

1.Mạ kẽm từ dung dịch Sunfat
• Dung dịch này chỉ mạ cho các vật có hình dạng đớn giản như tấm, băng, dây…
cho tốc độ mạ cao, hiệu suất dòng điện lớn, lớp mạ ít bị giịn Hydro, dung dịch
khơng độc
• Chiều dày lớp mạ được tính theo cơng thức:

• Thành phần dd mạ ZnSO4
- ZnSO4.7H2O muối chính
- Na2SO4 chất dẫn điện tăng kn dẫn điện cho dd
- Al2(SO4)3 chất đệm  tăng độ dẫn điện khi dd thiếu axit
Al2(SO4)3 + H2O  H2SO4 + Al(OH)3
- Chất hoạt động bề mặt: dextrin có tác dụng làm tăng phân cực nên để cải
thiện tính chất lớp kết tủa.
- Dung dịch kẽm thường nhạy cảm với tạp chất.
- Ion tạp chất nào có điện thế dương hơn kẽm sẽ được giải phóng trên catot
cùng với kẽm.


Một số dung dịch mạ kẽm thường dùng

Dung dịch 1 mạ kẽm mờ
Dung dịch 2 và 4 chủ yếu để mạ kẽm quay
Dung dịch 3 mạ treo
Dung dịch 5 mạ liên tục cho dây, băng, tấm…
Dextrin, urotropin, polyacrilamit, U-2, DSU,… là các chất
hoạt động bề mặt, chất bóng


•Tạp
  chất có hại và khắc phục

• Những kim loại dương hơn kẽm, chúng thốt ra tại dịng giới
hạn làm cho lớp mạ bị sùi, xám hoặc đen  xử lí điện ở điện
thế 1-2V và Dc = 0,5-0,8
• Loại sắt bằng H2O2 (0,5ml cho 1 lit dd) để oxy hóa thành , sau
đó kết tủa dạn Fe(OH)3 nhờ NaOH hay Na2CO3
• Dextrin kém chất lượng có thể gât chấm đen trên lớp mạ  xử
lí điện ở pH 2-3, khuấy bằng khí nén và them 0,5-1ml/l H 2O2
vào
• Chất hữu cơ quá nhiều khiến lớp mạ giòn  xử lí và lọc qua
than hoạt tính hoặc dung tanin
• pH cao và mật độ dòng điện lớn sẽ sinh ra Zn(OH) 2 làm lớp
mạ tối, xùi và bở; nồng độ kẽm loãng dễ sinh gai, cây


2.Mạ kẽm từ dung dịch Floborat
• Chỉ mạ cho vật có hình dạng đon giản; tốc độ mạ cao
• chế floborat từ kẽm oxit và axit floboric
ZnO + 2HBF4  ZN(BF4)2 + H2O
• Tăng độ dẫn điện phải cho them NH4Cl vào dung dịch,
NH4BF4 được sinh ra có tác dụng tang phân cực catot
• H3BO3  duy trì độ axit ch dung dịch
• Chất hoạt động bề mặt  cải thiện cấu trúc lớp mạ
• Tăng pH: thêm NH4OH, ZnO, ZnCO3; giảm pH: thêm
HBF4 49%. Kiểm tra bằng mắt hay bình Hull


Một số dung dịch mạ kẽm floborat

•• Dung
dịch 1 mạ tĩnh

 

• Dung dịch 2 mạ quay
• Dung dịch 3 vạn năng, nếu tăng nhiệt độ từ 20 lên 40 độ cho
phép tăng mật độ dòng điện mạ từ 4-5 lên 10 nên dung để mạ
nhanh và liên tục cho dây, bang, tấm


3.Mạ kẽm từ dung dịch xyanua
- Mạ được các vật có hình dạng phức tạp, lớp mạ
mịn kín. Tốc độ mạ chậm, độc hại, dễ bị cacbonat
hóa, đắt.
- Chiều dày lớp mạ kẽm từ dung dịch xyanua tính
theo cơng thức:


• Dung dịch 1: mạ cho vật có hình dạng khá phức tạp
• Dung dịch 2: cho tốc độ mạ cao
• Dung dịch 3: trước đây dùng để mạ bóng
• Dung dịch 4 và 5: là các dung dịch mạ bóng hiện đại
- Tạp chất: những ion dương hơn kẽm như Sn2+, Cu2+, Pb2+, As3+ … làm
cho lớp mạ bị xám, kém bóng, tốn nhiều chất bóng.
- Thành phần dung dịch: Cần giữ đúng tỉ lệ NaCN và NaOH trong dung
dịch mới thu được lớp mạ tốt và hiệu suất dòng điện cao.
- Nhiệt độ và mật độ dòng điện cần giữ đúng như quy định mới cho lớp


4.Mạ kẽm trong dung dịch Amon Clorua
• -Cấu tử chính của dung dịch là muối Zn(NH3)nCl2
được tạo thành khi hòa tan kẽm vào NH4Cl dư.

ZnO + n NH4Cl => Zn(NH3)nCl2 + H2O
• Trong dung dịch chúng phân li thành cation phức
Zn(NH3)n2+ bền trong mọi môi trường:
Zn(NH3)nCl2 => Zn(NH3)n2+ + 2ClZn(NH3)n2+ + nH2O  Zn2+ + nNH4+ + nOH• Một số dung dịch mạ amon clorua mạ kẽm dùng trong
CN có hiệu suất dòng điện 90-98%


Dung dịch 1 : mạ các vật bé trong thùng quay
Dung dịch 2: mạ với mật độ dòng điện lớn
Dung dịch 3: mạ các vật như nhíp, lị xo và các vật đã
thấm than
Dung dịch 4 và 5: cho lớp mạ bóng
• Chiều dày lớp mạ kẽm có thể đến 18.10-6 m


5.Mạ kẽm từ dung dịch Zincat
• Cấu tử chính của dung dịch Zincat là muối phức
kẽm Na2ZnO2 hay K2ZnO2.
• Sự phân li của phức này xảy ra theo từng nấc và
quá trình điện kết tủa xảy ra khi phân cực catot đủ
lớn:

• Nếu thêm 1 lượng nhỏ muối Sn4+ vào các hạt kẽm
kim loại sẽ được chuyển hoàn toàn thành ion Zn2+
2Zn + Sn4+ => Zn2+ + Sn
• Nồng độ kẽm trong các dung dịch thường dùng là
10-35 g/l tùy thuộc độ hòa tan của phức ban đầu.


•Tạp chất: Mn và Cr có hại cho dung dịch

•Khi lớp mạ gai, nhám phải lọc sạch dung dịch cho hết
các mùn cặn và tạp chất không tan, đồng thời phải
bao anot lại.


6.Mạ kẽm từ dung dịch Pyrophotphat
• Cấu tử chính của dung dịch là phức chất được tạo thành
khi cho ZnSO4 tác dụng với natri hay kali pyrophotphat.
Dung dịch cho phân cực catot lớn, độ dẫn điện cao nên
khả năng phân bố tốt, mạ được cho các vật có hình thù
phức tạp.
• Khi các cấu tử ban đầu tác dụng với nhau cho ra
pyrophotphat kết tủa, sau đó nó tác dụng tiếp với natri
pyrophotphat dư thành phức kẽm tan:


Dung dịch 1: dùng để mạ mờ
Dung dịch 2: mạ bóng
Dung dịch 3: để mạ tĩnh hoặc mạ quay
Dung dịch 4: nếu khuấy và tăng nhiệt độ 45-50 oC có thể tăng
mật độ dịng điện lên đến 5,5 A/dm2.
• Trong khi mạ nếu cường độ dòng điện giảm liên tục do anot
bị thụ động. Nếu khí thốt ra mạnh, hiệu suất dòng điện
giảm phải điều chỉnh lại thành phần dung dịch như ban đầu


Hồn thiện lớp mạ
1. Cromat hóa
2. Sơn lên lớp mạ kẽm
3. Nhuộm màu lớp mạ kẽm

4. Oxy hóa lớp mạ kẽm
5. Photphat hóa lớp mạ kẽm
6. Khử giịn Hidro