อ่าน 5 นาที
การชุบ
การชุบโลหะ เป็นกระบวนการตกแต่งพื้นผิวโดย การเคลือบ โลหะ ลงบนพื้นผิว การชุบโลหะมีมานานหลายร้อยปีแล้ว และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเทคโนโลยีสมัยใหม่ การชุบโลหะใช้เพื่อตกแต่งวัตถุ...
การชุบ

การชุบโลหะเป็นกระบวนการตกแต่งพื้นผิวโดย การเคลือบ โลหะลงบนพื้นผิว การชุบโลหะมีมานานหลายร้อยปีแล้ว และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเทคโนโลยีสมัยใหม่ การชุบโลหะใช้เพื่อตกแต่งวัตถุ ป้องกันการกัดกร่อน ปรับปรุงความสามารถในการบัดกรี เพิ่มความแข็งแรง ปรับปรุงความทนทาน ลดแรงเสียดทาน ปรับปรุงการยึดเกาะของสี ปรับเปลี่ยนการนำไฟฟ้า ปรับปรุงการสะท้อนรังสีอินฟราเรด ป้องกันรังสี และวัตถุประสงค์อื่นๆเครื่องประดับมักใช้การชุบโลหะเพื่อให้ได้ผิว สีเงินหรือสีทอง
การตกตะกอนฟิล์มบางสามารถเคลือบวัตถุที่มีขนาดเล็กเท่าอะตอมได้[ 1 ]ดังนั้นการเคลือบจึงมีประโยชน์ในด้านนาโนเทคโนโลยี
มีวิธีการชุบโลหะหลายวิธีและหลายรูปแบบ ในวิธีหนึ่ง พื้นผิวแข็งจะถูกเคลือบด้วยแผ่นโลหะ จากนั้นจึงใช้ความร้อนและแรงดันเพื่อหลอมรวมเข้าด้วยกัน (รูปแบบหนึ่งของการชุบแบบเชฟฟิลด์ ) เทคนิคการชุบโลหะอื่นๆ ได้แก่การชุบด้วยไฟฟ้าการตกตะกอนไอภายใต้สุญญากาศและการตกตะกอนแบบส ปัตเตอร์ ปัจจุบัน การชุบโลหะมักหมายถึงการใช้ของเหลวด้วย การเคลือบโลหะหมายถึงการเคลือบโลหะบนวัตถุที่ไม่ใช่โลหะ
การชุบด้วยไฟฟ้า
ในกระบวนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า โลหะ ไอออนิกจะได้รับอิเล็กตรอนเพื่อสร้างชั้นเคลือบที่ไม่ใช่ไอออนิกบนพื้นผิวระบบทั่วไปประกอบด้วยสารละลายเคมีที่มีโลหะในรูปไอออนิกขั้วบวก (ประจุบวก) ซึ่งอาจประกอบด้วยโลหะที่ต้องการชุบ ( ขั้วบวก ที่ละลายได้ ) หรือ ขั้วบวก ที่ไม่ละลายน้ำ (โดยทั่วไปคือคาร์บอน แพลทินัม ไทเทเนียม ตะกั่ว หรือเหล็ก) และสุดท้ายขั้วลบ (ประจุลบ) ซึ่งเป็นที่ที่อิเล็กตรอนถูกส่งเข้าไปเพื่อสร้างฟิล์มของโลหะที่ไม่ใช่ไอออนิก
การตกตะกอนแบบไม่ใช้ไฟฟ้า
การชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้าหรือที่รู้จักกันในชื่อการชุบทางเคมีหรือ การชุบ แบบเร่งปฏิกิริยา ด้วยตนเอง เป็นวิธีการชุบที่ไม่ใช้ไฟฟ้าซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาหลายอย่างพร้อมกันในสารละลายในน้ำซึ่งเกิดขึ้นโดยไม่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าจากภายนอก ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนถูกปล่อยออกมาโดยสารลดปฏิกิริยา ซึ่งโดยปกติ คือ โซเดียมไฮโปฟอสไฟต์ (หมายเหตุ: ไฮโดรเจนจะออกมาในรูปของไอออนไฮไดรด์) หรือไทโอยูเรียและถูกออกซิไดซ์ ทำให้เกิดประจุลบที่พื้นผิวของชิ้นส่วน วิธีการชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้าที่พบมากที่สุดคือการชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าแม้ว่าชั้นเงิน ทอง และทองแดงก็สามารถทำได้ด้วยวิธีนี้เช่นกัน เช่น ในเทคนิคการปิดทองแบบแองเจิล
กรณีเฉพาะ
การชุบทอง
การชุบทองเป็นวิธีการเคลือบทองคำบางๆ ลงบนพื้นผิวของแก้วหรือโลหะ ซึ่งส่วนใหญ่มักใช้ทองแดงหรือเงิน
การชุบทองมักใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อสร้าง ชั้นนำไฟฟ้าที่ทนต่อ การกัดกร่อนบนพื้นผิวทองแดง โดยทั่วไปจะใช้ในขั้วต่อไฟฟ้าและแผ่นวงจรพิมพ์หากชุบทองลงบนทองแดงโดยตรง อะตอมของทองแดงมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายผ่านชั้นทอง ทำให้พื้นผิวหมองคล้ำและเกิดชั้นออกไซด์/ซัลไฟด์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเคลือบชั้นโลหะกั้น ที่เหมาะสม ซึ่งโดยปกติคือ นิกเกล ลงบนพื้นผิวทองแดง ทำให้เกิดโครงสร้างแบบแซนด์วิชทองแดง-นิกเกล-ทอง
โลหะและแก้วอาจถูกเคลือบด้วยทองคำเพื่อจุดประสงค์ในการตกแต่ง โดยใช้กระบวนการต่างๆ ที่โดยทั่วไปเรียกว่าการชุบทอง
แซฟไฟร์ พลาสติก และคาร์บอนไฟเบอร์ เป็นวัสดุอื่นๆ ที่สามารถชุบได้โดยใช้เทคนิคการชุบขั้นสูง วัสดุพื้นฐานที่สามารถใช้ได้นั้นแทบจะไม่มีขีดจำกัด[ 2 ]
การชุบเงิน

การชุบเงินถูกนำมาใช้ตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 เพื่อผลิตของใช้ในครัวเรือนที่มีราคาถูกกว่า ซึ่งหากไม่ชุบเงินจะต้องทำจากเงินแท้ เช่นมีด ช้อนส้อม ภาชนะชนิดต่างๆ และเชิงเทียน ในสหราชอาณาจักรสำนักงานตรวจสอบโลหะมีค่า และผู้ค้าและนักสะสมเงิน ใช้คำว่า "silver plate" สำหรับสิ่งของที่ทำจากเงินแท้ ซึ่งมาจากคำภาษาสเปนว่า "plata" ที่แปลว่าเงิน ก่อนที่จะมีการคิดค้นการชุบเงินเสียอีก เนื่องจากเงินที่ยึดได้จากเรือสเปนที่บรรทุกเงินจากอเมริกาเป็นแหล่งเงินขนาดใหญ่ในสมัยนั้น สิ่งนี้อาจทำให้เกิดความสับสนเมื่อพูดถึงสิ่งของที่ทำจากเงิน ในสหราชอาณาจักร การเรียกสิ่งของที่ชุบเงินว่า "silver" นั้นผิดกฎหมาย แต่การเรียกสิ่งของที่ชุบเงินว่า "silver plate" นั้นไม่ผิดกฎหมาย แม้ว่าจะผิดหลักไวยากรณ์ก็ตาม
รูปแบบการชุบเงินที่เก่าแก่ที่สุดคือการชุบแบบเชฟฟิลด์เพลทซึ่งเป็นการนำแผ่นเงินบางๆ มาหลอมรวมกับชั้นหรือแกนกลางของโลหะพื้นฐาน แต่ในศตวรรษที่ 19 ได้มีการนำวิธีการผลิตใหม่ๆ (รวมถึงการชุบด้วยไฟฟ้า) มาใช้โลหะบริทาเนียเป็นโลหะผสมของดีบุกพลวงและทองแดง ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อใช้เป็นโลหะพื้นฐานสำหรับการชุบด้วยเงิน
อีกวิธีหนึ่งที่สามารถใช้ในการเคลือบเงินบางๆ บนวัตถุต่างๆ เช่น แก้ว คือการใส่สารละลายโทลเลนส์ลงในแก้ว เติมกลูโคส/เดกซ์โทรส แล้วเขย่าขวดเพื่อกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยา
สำหรับการใช้งานในด้านอิเล็กทรอนิกส์ บางครั้งมีการใช้เงินในการชุบทองแดง เนื่องจากมีความต้านทานไฟฟ้าต่ำกว่า (ดูความต้านทานของวัสดุต่างๆ ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความถี่สูงเนื่องจากปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์ตัวเก็บประจุแบบปรับค่าได้ถือว่ามีคุณภาพสูงสุดเมื่อมีแผ่นชุบเงิน ในทำนองเดียวกัน สายเคเบิลชุบเงิน หรือแม้แต่สายเคเบิลเงินแท้ ก็เป็นที่ต้องการใน การใช้งาน ด้านเครื่องเสียงอย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญบางคนพิจารณาว่าในทางปฏิบัติ การชุบมักทำได้ไม่ดี ทำให้ผลลัพธ์ด้อยกว่าสายเคเบิลทองแดงที่มีราคาใกล้เคียงกัน[ 3 ]
ควรระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อชิ้นส่วนสัมผัสกับ สภาพแวดล้อมที่ มีความชื้น สูง เพราะในสภาพแวดล้อมเช่นนั้น เมื่อชั้นเงินมีรูพรุนหรือมีรอยแตก ทองแดงที่อยู่ด้านล่างจะเกิดการกัดกร่อนแบบกัลวานิก อย่างรวดเร็ว ทำให้ชั้นเงิน หลุดลอกออกและเผยให้เห็นทองแดงด้านใน ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า " โรคระบาดสีแดง " ทองแดงชุบเงินที่เก็บรักษาไว้ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากความชื้นจะไม่เกิดการกัดกร่อนประเภทนี้
การชุบทองแดง
การชุบทองแดงเป็นกระบวนการสร้างชั้นทองแดงบนพื้นผิวของสิ่งของโดยใช้ไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้วมักใช้เป็นทางเลือกที่ถูกกว่าการชุบเงิน เนื่องจากทองแดงมีราคาถูกกว่าเงินมาก
การชุบโรเดียม
บางครั้งการชุบ โรเดียมจะใช้กับทองคำขาว เงิน หรือทองแดงและโลหะผสม โดยปกติแล้วจะมีการเคลือบชั้นกั้นของนิกเกิลบนเงินก่อน แม้ว่าในกรณีนี้จะไม่ใช่เพื่อป้องกันการเคลื่อนตัวของเงินผ่านโรเดียม แต่เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของอ่างโรเดียมด้วยเงินและทองแดง ซึ่งละลายเล็กน้อยในกรดซัลฟิวริกที่มักมีอยู่ในส่วนประกอบของอ่าง[ 4 ]
การชุบโครเมียม
การชุบโครเมียมเป็นการตกแต่งผิวโดยใช้กระบวนการตกตะกอนด้วยไฟฟ้าของโครเมียมรูปแบบการชุบโครเมียมที่พบมากที่สุดคือการชุบโครเมียมบางๆ เพื่อความสวยงามซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นชั้นบางๆ ประมาณ 10 ไมโครเมตร เคลือบอยู่บนชั้น นิกเกิลด้านล่างเมื่อชุบลงบนเหล็กหรือเหล็กกล้า ชั้นทองแดงด้านล่างจะช่วยให้นิกเกิลยึดเกาะได้ดี รูพรุน (รูเล็กๆ) ในชั้นนิกเกิลและโครเมียมช่วยลดความเครียดที่เกิดจากการขยายตัวทางความร้อนที่ไม่ตรงกัน แต่ก็ส่งผลเสียต่อความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคลือบด้วย ความต้านทานการกัดกร่อนขึ้นอยู่กับสิ่งที่เรียกว่าชั้นพาสซิเวชันซึ่งกำหนดโดยองค์ประกอบทางเคมีและกระบวนการผลิต และจะเสียหายได้จากรอยแตกและรูพรุน ในกรณีพิเศษ รูพรุนขนาดเล็กสามารถช่วยกระจายศักยภาพทางไฟฟ้าเคมีที่เร่งการกัดกร่อนแบบกัลวานิกส์ระหว่างชั้นนิกเกิลและโครเมียมได้ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน สารเคลือบที่มีความหนาต่างกันจะต้องการความสมดุลของคุณสมบัติที่กล่าวมาข้างต้นแตกต่างกัน การชุบโครเมียมบางๆ ที่เงางามจะให้ ผิวสัมผัสเหมือน กระจกแก่สิ่งของต่างๆ เช่น โครงเฟอร์นิเจอร์โลหะและชิ้นส่วนตกแต่งรถยนต์ ชั้นเคลือบที่หนาขึ้น สูงสุดถึง 1000 ไมโครเมตร เรียกว่าโครมแข็งและใช้ในอุปกรณ์อุตสาหกรรมเพื่อลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ
สารละลายดั้งเดิมที่ใช้ในการชุบโครมแข็งในอุตสาหกรรมประกอบด้วย CrO₃ ประมาณ 250 กรัม/ลิตรและSO₄⁻ประมาณ 2.5 กรัม/ลิตรในสารละลาย โครมจะอยู่ในรูปของกรดโครมิก หรือที่รู้จักกันในชื่อโครเมียมเฮก ซาวาเลน ต์ใช้กระแสไฟฟ้าสูงเพื่อช่วยให้ชั้นบางๆ ของโครเมียม(+2) ที่ผิวชิ้นงานชุบมีความเสถียร โครมที่เป็นกรดมีคุณสมบัติในการกระจายตัวไม่ดี รายละเอียดเล็กๆ หรือรูต่างๆ จะอยู่ห่างออกไปและได้รับกระแสไฟฟ้าน้อยลง ส่งผลให้การชุบไม่ดี
การชุบสังกะสี
การเคลือบสังกะสี ช่วยป้องกัน การเกิดออกซิเดชันของโลหะที่ได้รับการปกป้องโดยการสร้างเกราะป้องกันและทำหน้าที่เป็นขั้วบวกที่เสียสละหากเกราะป้องกันนี้เสียหายสังกะสีออกไซด์เป็นผงสีขาวละเอียด (ซึ่งแตกต่างจากเหล็กออกไซด์ ) ที่ไม่ทำให้ความสมบูรณ์ของพื้นผิวของวัสดุพื้นฐานเสียหายเมื่อเกิดขึ้น อันที่จริง สังกะสีออกไซด์ หากไม่ถูกรบกวน สามารถทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมได้ ในลักษณะที่คล้ายกับการป้องกันที่ ชั้น ออกไซด์ของอะลูมิเนียมและเหล็กกล้าไร้สนิม ได้รับ ชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่เคลือบด้วยสังกะสีมากกว่าเคลือบด้วยแคดเมียม[ 5 ]
การชุบสังกะสี-นิกเกิล
การชุบสังกะสี-นิกเกิลเป็นหนึ่งในวิธีการเคลือบผิวที่ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีที่สุด โดยให้การป้องกันมากกว่าการชุบสังกะสีแบบธรรมดาถึง 5 เท่า และมีประสิทธิภาพในการทดสอบการพ่นละอองเกลือที่เป็นกลางได้นานถึง 1,500 ชั่วโมง การชุบนี้เป็นการผสมผสานระหว่างโลหะผสมสังกะสี-นิกเกิลที่มีนิกเกิลสูง (10–15% นิกเกิล) และโครเมตชนิดต่างๆ โครเมตผสมที่พบได้บ่อยที่สุด ได้แก่ โครเมตเฮกซาวาเลนต์แบบเหลือบสี โครเมตไตรวาเลนต์ หรือโครเมตไตรวาเลนต์สีดำ การชุบที่เป็นกรดนี้ใช้เพื่อปกป้องเหล็ก เหล็กหล่อ ทองเหลือง ทองแดง และวัสดุอื่นๆ และเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม[ 6 ]โครเมตเฮกซาวาเลนต์ได้รับการจัดประเภทเป็นสารก่อมะเร็งในมนุษย์โดย EPA และ OSHA [ 7 ] [ 8 ]
การชุบดีบุก
กระบวนการ ชุบ ดีบุกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อปกป้องพื้นผิวทั้งเหล็กและอโลหะดีบุกเป็นโลหะที่มีประโยชน์ใน อุตสาหกรรม แปรรูปอาหารเนื่องจากไม่เป็นพิษ มีความยืดหยุ่น และทนต่อการกัดกร่อนความยืดหยุ่น ที่ดีเยี่ยม ของดีบุกช่วยให้แผ่นโลหะฐานที่เคลือบดีบุกสามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงต่างๆ ได้โดยไม่ทำให้ชั้นดีบุกบนพื้นผิวเสียหาย นอกจากนี้ยังให้การป้องกันแบบเสียสละสำหรับทองแดง นิกเกล และโลหะอโลหะอื่นๆ แต่ใช้ไม่ได้กับ เหล็กกล้า
ดีบุกยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน อุตสาหกรรม อิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากความสามารถในการปกป้องโลหะพื้นฐานจากการออกซิเดชัน จึงช่วยรักษาคุณสมบัติการบัดกรีไว้ได้ ในการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ อาจมี การเติมตะกั่ว 3% ถึง 7% เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการบัดกรีและป้องกันการเจริญเติบโตของ "หนวดโลหะ" ในบริเวณที่มีแรงกด ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรได้ อย่างไรก็ตาม ข้อกำหนด RoHS (Restriction of Hazardous Substances) ที่บังคับใช้ตั้งแต่ปี 2549 กำหนดว่าห้ามเติมตะกั่วโดยเจตนา และเปอร์เซ็นต์สูงสุดต้องไม่เกิน 1% มีการยกเว้นข้อกำหนด RoHS สำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญบางประการ เนื่องจากทราบกันดีว่าความล้มเหลวเกิดขึ้นจากการก่อตัวของหนวดดีบุก
การชุบโลหะผสม
ในบางกรณี การนำโลหะสองชนิดขึ้นไปมาชุบร่วมกันเพื่อให้ได้โลหะผสมด้วยไฟฟ้าเป็นสิ่งที่พึงประสงค์ ขึ้นอยู่กับระบบโลหะผสมนั้น โลหะผสมที่ชุบด้วยไฟฟ้าอาจเสริมความแข็งแรงด้วยสารละลายของแข็งหรือเสริมความแข็ง ด้วยการตกตะกอน โดยการอบชุบความร้อนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของชั้นชุบ นิกเกล-โคบอลต์เป็นโลหะผสมที่นิยมใช้ในการชุบด้วยไฟฟ้า
การชุบคอมโพสิต
การชุบเคลือบ ด้วยวัสดุผสมเมทริกซ์โลหะสามารถทำได้โดยการชุบวัสดุพื้นผิวในอ่างที่มีสารแขวนลอยของอนุภาคเซรามิก การเลือกขนาดและองค์ประกอบของอนุภาคอย่างระมัดระวังสามารถปรับแต่งการเคลือบผิวให้มีคุณสมบัติทนต่อการสึกหรอ ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง หรือความแข็งแรงเชิงกลได้ดีทังสเตนคาร์ไบด์ซิลิคอนคาร์ไบด์โครเมียมคาร์ไบด์และอะลูมิเนียมออกไซด์ (อะลูมินา) เป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปในการชุบเคลือบด้วยไฟฟ้าแบบผสมเมทริกซ์
การชุบแคดเมียม
การชุบ แคดเมียมกำลังถูกตรวจสอบเนื่องจากความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมของโลหะแคดเมียม การชุบแคดเมียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในบางการใช้งานในด้านอวกาศ การทหาร และการบิน อย่างไรก็ตาม กำลังถูกทยอยเลิกใช้เนื่องจากความเป็นพิษ[ 9 ]ผู้ผลิตชิ้นส่วนทางทหารและอวกาศ เช่นAmphenol Aerospaceได้สำรวจการทดแทนการชุบด้วยไฟฟ้าแบบดรอปอินเพื่อใช้กับอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน เพื่อสนับสนุนการทยอยเลิกใช้การเคลือบผิวที่เป็นอันตราย[ 10 ]
การชุบแคดเมียม (หรือการชุบแคดเมียม ) มีข้อดีทางเทคนิคมากมาย เช่น ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมแม้ในความหนาที่ค่อนข้างต่ำและในบรรยากาศที่มีเกลือ ความอ่อนนุ่มและความอ่อนตัวปราศจากผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนที่เหนียวและ/หรือเป็นก้อน ความเข้ากันได้ทางไฟฟ้ากับอะลูมิเนียม ปราศจากการลื่นไถลทำให้สามารถขันเกลียวที่ชุบได้อย่างน่าเชื่อถือ สามารถย้อมสีได้หลายสีและใส มีคุณสมบัติในการหล่อลื่นและการบัดกรีที่ดี และใช้งานได้ดีทั้งเป็นผิวเคลือบขั้นสุดท้ายหรือเป็นฐานสี[ 5 ] [ 11 ]
หากคำนึงถึงสิ่งแวดล้อม ในหลายๆ ด้าน การชุบแคดเมียมสามารถทดแทนได้โดยตรงด้วยการชุบทอง เนื่องจากมีคุณสมบัติทางวัสดุคล้ายคลึงกัน แต่ทองมีราคาแพงกว่าและไม่สามารถใช้เป็นฐานสีได้
การชุบนิกเกิล
นิกเกิลจะถูกชุบด้วยไฟฟ้าโดยใช้Watts bathซึ่งเป็นเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่มีขั้วบวกนิกเกิลและอิเล็กโทรไลต์ที่มีนิกเกิลซัลเฟตนิกเกิลคลอไรด์และกรดบอริก [ 12 ] บาง ครั้งอาจใช้ เกลือนิกเกิลอื่นๆ เช่นนิกเกิลแอมโมเนียมซัลเฟตแทนนิกเกิลซัลเฟต
การชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า
การชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า หรือที่รู้จักกันในชื่อเอนิกเกลและNiPมีข้อดีหลายประการ ได้แก่ ความหนาของชั้นที่สม่ำเสมอเหนือพื้นผิวที่ซับซ้อนส่วนใหญ่ การชุบโลหะเหล็ก (เหล็กกล้า) โดยตรง ความต้านทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับนิกเกิลหรือโครเมียมที่ชุบด้วยไฟฟ้า การชุบโครเมียมส่วนใหญ่ที่ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศสามารถแทนที่ได้ด้วยการชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้า นอกจากนี้ ต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อม ต้นทุนการกำจัดของเสียโครเมียมเฮกซาวาเลนต์ และแนวโน้มที่ทราบกันดีของการกระจายกระแสไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอ ทำให้การชุบนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าเป็นที่นิยมมากกว่า[ 13 ]
การชุบนิกเกิลแบบไร้กระแสไฟฟ้าเป็นกระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยตัวเอง ชั้นนิกเกิลที่ได้จะเป็นสารประกอบ NiP ซึ่งมีปริมาณฟอสฟอรัส 7–11% คุณสมบัติของชั้นที่ได้ เช่น ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากตามองค์ประกอบของสารละลายและอุณหภูมิการชุบ ซึ่งควรควบคุมด้วยความแม่นยำ 1 °C โดยทั่วไปอยู่ที่ 91 °C
ในระหว่างการหมุนเวียนของสารละลายชุบ อนุภาคใดๆ ในนั้นก็จะถูกชุบด้วยนิกเกิลไปด้วย ผลกระทบนี้ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในกระบวนการชุบด้วยอนุภาค เช่น ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) หรือโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE) แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่ากระบวนการชุบอื่นๆ หลายกระบวนการ แต่ก็มีราคาแพงเนื่องจากกระบวนการมีความซับซ้อน ยิ่งไปกว่านั้น กระบวนการยังใช้เวลานานแม้แต่สำหรับการชุบชั้นบางๆ เมื่อต้องการเพียงแค่ความต้านทานการกัดกร่อนหรือการปรับสภาพพื้นผิว ไม่จำเป็นต้องมีการควบคุมส่วนประกอบของสารละลายและอุณหภูมิอย่างเข้มงวดมากนัก และกระบวนการนี้ใช้สำหรับการชุบโลหะหลายตันในสารละลายเดียวในคราวเดียว
ชั้นเคลือบด้วยนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าเป็นที่รู้จักกันดีว่าให้การยึดเกาะพื้นผิวที่สูงมากเมื่อทำการเคลือบอย่างถูกต้อง นิกเกิลที่เคลือบแบบไม่ใช้ไฟฟ้าไม่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กและเป็นอสัณฐาน ชั้นเคลือบนี้ไม่สามารถบัดกรีได้ง่าย และไม่ติดขัดกับโลหะอื่นหรือชิ้นงานที่เคลือบด้วยนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าชิ้นอื่นภายใต้แรงกด คุณสมบัตินี้เป็นประโยชน์ต่อสกรูที่เคลือบด้วยนิกเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าซึ่งทำจากวัสดุที่อ่อนตัวได้ เช่น ไทเทเนียม อย่างไรก็ตาม ความต้านทานไฟฟ้าจะสูงกว่าเมื่อเทียบกับการเคลือบด้วยโลหะบริสุทธิ์
การชุบอะลูมิเนียม
"การชุบอะลูมิเนียม" อาจหมายถึงการชุบอะลูมิเนียม[ 14 ]หรือการชุบอะลูมิเนียมบนวัสดุอื่น[ 15 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- สารานุกรมเคมีไฟฟ้า
- เทคโนโลยีการเคลือบนาโนเซรามิกแบบใหม่ทำให้การชุบสังกะสีปราศจากโครเมตและไอออนโลหะหนักโดยสิ้นเชิง
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การชุบ
การชุบโลหะ เป็นกระบวนการตกแต่งพื้นผิวโดย การเคลือบ โลหะ ลงบนพื้นผิว การชุบโลหะมีมานานหลายร้อยปีแล้ว และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเทคโนโลยีสมัยใหม่ การชุบโลหะใช้เพื่อตกแต่งวัตถุ...
การชุบด้วยไฟฟ้า
ในกระบวนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า โลหะ ไอออนิก จะได้รับ อิเล็กตรอน เพื่อสร้างชั้นเคลือบที่ไม่ใช่ไอออนิกบนพื้นผิวระบบทั่วไปประกอบด้วยสารละลายเคมีที่มีโลหะในรูปไอออนิก ขั้วบวก (ประจุบวก) ซึ่งอาจประกอบด้วยโลหะที่ต้องการชุบ ( ขั้วบวก ที่ละลายได้ ) หรือ ขั้วบวก...
การตกตะกอนแบบไม่ใช้ไฟฟ้า
การชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้า หรือที่รู้จักกันในชื่อการชุบทางเคมีหรือ การชุบ แบบเร่งปฏิกิริยา ด้วยตนเอง เป็นวิธีการชุบที่ไม่ใช้ ไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาหลายอย่างพร้อมกันใน สารละลายในน้ำ ซึ่งเกิดขึ้นโดยไม่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าจากภายนอก ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่อ...
การชุบทอง
การชุบทอง เป็นวิธีการเคลือบทองคำบางๆ ลงบนพื้นผิวของแก้วหรือโลหะ ซึ่งส่วนใหญ่มักใช้ ทองแดง หรือเงิน