Galvanizare

Acoperirea unui metal (Me) cu cupru (Cu) prin galvanizare.

Galvanizarea (compusă din galvano- și din grecescul στέγω, „a acoperi” ^[1] ) este o tehnică, utilizată mai ales în domeniul industrial , care permite acoperirea unui metal neprețios cu un strat subțire de metal mai prețios sau mai nobil sau pasiv prin exploatarea depunerii electrolitice .

Acest proces este de obicei utilizat pentru a proteja structurile metalice de coroziune , dar poate avea și scopuri decorative. De exemplu, prin galvanizare este posibilă acoperirea cuprului cu argint sau oțel cu zinc , staniu , nichel sau crom .

fundal

Reprezentarea unui echipament antic folosit pentru realizarea galvanizării

Descoperirea tehnicii galvanice a început în 1791 când Luigi Galvani a descoperit fluidul electric , motiv pentru care toate procedurile de electroliză sunt numite galvanizare, care derivă din numele său de familie Galvani.

Primul echipament pentru realizarea galvanizării a fost dezvoltat de Johann Wilhelm Ritter în 1800 , folosind curentul electric produs de o grămadă voltaică . În timpul experimentelor sale cu galvanizare, Ritter a descoperit că cantitatea de metal depusă depinde de distanța la care sunt așezați electrozii. ^[2]

În 1840, fizicianul elvețian August de La Rive a dezvoltat o metodă de electrodepunere a argintului și alamei , pentru care a fost premiat de Academia Franceză de Științe .

Termenul „galvanizare” a fost folosit pentru prima dată de francezul Albert Sorel , care în 1837 a obținut primele brevete pentru zincarea la cald.

Execuție practică

Următoarea este procedura normală pentru efectuarea unui tratament de galvanizare.

Într-un rezervor, care constituie așa-numita baie galvanică , care conține o soluție apoasă de sare a metalului care urmează să fie depus, sunt imersați doi electrozi : catodul este constituit de obiectul care urmează să fie acoperit, în timp ce anodul poate fi constituit de metalul de depus., dintr-un alt metal inert sau din grafit . O diferență de potențial este impusă acestor doi electrozi prin intermediul unui generator de curent . În aceste condiții, cationii metalului de depus se vor deplasa spre catod (încărcat negativ), în timp ce anionii se vor deplasa spre anod (încărcat pozitiv).

Următoarele fenomene apar la cei doi electrozi:

achiziționarea de electroni la catod ( reducere );
producerea de electroni la anod ( oxidare ).

Cationii sunt apoi depuși pe catod, care dobândesc electroni din anod și sunt transformați în atomi de metal. În acest fel, catodul este acoperit încet cu un strat subțire de metal, în timp ce anodul, atunci când este sacrificat , este consumat lent eliberând ioni în soluție. În raport cu stratul metalic de depus, care este de obicei zeci de microni sau mai puțin, pentru o anumită valoare a densității de curent (exprimată în A / dm ² ) la care funcționează baia și cunoașterea vitezei de depunere, trebuie doar să setați timpul necesar pentru formează un depozit de grosimea dorită. Unele băi, precum cele utilizate pentru depunerea metalelor nobile precum argintul sau aurul , folosesc, de asemenea, o soluție de ioni de cianură și din acest motiv sunt denumite „băi de cianură”. Acest tip de baie necesită, prin lege, operatorii autorizați să utilizeze cianură, calificare recunoscută prin acordarea unei licențe reînnoibile. Rodiul , nichelul , cuprul , cromul și zincul sunt alte metale care sunt utilizate în mod obișnuit în galvanizarea.

Aplicații

Un artefact din oțel galvanizat (sau "galvanizat")

Unele aplicații ale galvanizării sunt:

galvanizare (sau galvanizare ): acoperire cu un strat de zinc din materiale feroase , de exemplu oțel și oțel moale (uneori denumit în mod necorespunzător „fier”); este folosit pentru a contracara oxidarea sa (formarea ruginii );
cromare : acoperire cu un strat de nichel cu o bliț cromată , practicată și mai ales pe oțel și oțel moale, atât pentru a crește rezistența lor, cât și pentru a preveni coroziunea ;
nichelare : acoperirea diferitelor metale cu un strat de nichel ; contribuie la creșterea rezistenței sale mecanice și a rezistenței la coroziune.
aurire electrolitică: permite realizarea unei auriri uniforme cu cantități minime de aur ; este utilizat în industria de aur și electronică .