يُعرف طلاء الفضة الكهربائي على أسطح مواد أساسية أخرى باسم طلاء الفضة. وقد استُخدم طلاء الفضة الكهربائي منذ أربعينيات القرن التاسع عشر لجعل المكونات مقاومة للتآكل وجذابة المظهر. يُضفي طلاء الفضة خصائص مميزة على أسطح المكونات، مثل تحسين اللحام والتوصيل الكهربائي.
المحتويات
عملية طلاء الفضة
فيما يلي عملية طلاء الفضة خطوة بخطوة:
تحضير حمام الطلاء
أولاً، يُحضّر حمام طلاء الفضة باستخدام محلول سيانيد قلوي. يحتوي هذا المحلول عادةً على الفضة في صورة سيانيد فضة البوتاسيوم (KAg(CN)₂) أو ثيوكبريتات للمعالجة الخالية من السيانيد. يحتوي المحلول المثالي على 30-45 جم/لتر من الفضة.
إعداد خلية الطلاء الكهربائي
الآن، تم إعداد الخلية الكهروكيميائية لهذا الغرض:
- يتم تنظيف المكون المراد طلائه وتوصيله بالقطب السالب لمصدر الطاقة، ويعمل كقطب موجب.
- يتم استخدام كتلة من الفضة ذات نقاء لا يقل عن 99% كأنود.
- وأخيرا، يتم غمر كلا القطبين في محلول الطلاء، والذي يتم الحفاظ عليه عند درجة حرارة 20-30 درجة مئوية وكثافة تيار 1-5 أمبير/ديسيمتر مربع.
طلاء بالكهرباء
بعد غمر كلا القطبين في المحلول، يتم تطبيق تيار مستمر على الخلية.
يُفعّل هذا التيار التفاعل، فتنتقل أيونات الفضة من المحلول نحو الكاثود وتترسب في طبقة معدنية دقيقة. ويتم الحفاظ على كثافة تيار مناسبة لتطبيق طبقة الفضة بالتساوي.
طلاء الرفوف/الأسطوانات العامة:استخدم تيارًا معتدلًا.
معلمات الطلاء الانتقائي عالي السرعة
- كثافة التيار:8–37.7 أمبير/ديسيمتر مربع
- يستخدم أنودات قائمة على البلاتين ومحاليل مخزنة قلوية قليلاً وخالية من السيانيد
- تركيز الفضة النموذجي: 65–82 جم/لتر
- نطاق الرقم الهيدروجيني: 8.5–9.5
- سمك الرواسب: ~175 ميكرون (4.5 ميكرومتر) في 1.5–5 ثوانٍ
- المواد المضافة:
المُبيضات: الأنتيمون العضوي (الكبريتي) أو ثلاثي التكافؤ (Sb³⁺). يزيد Sb³⁺ من صلابته ومقاومته الكهربائية.
مُكرِّر الحبوب:السيلينيوم، فعال عند <5 ملغ/لتر، وخاصة للموصلات الإلكترونية،
علاج ما بعد الطلاء
بعد اكتمال عملية الطلاء الكهربائي، قد تخضع المكونات لبعض المعالجات اللاحقة، مثل:
منع التشويه:
لمنع تشويه الفضة، يتم وضع طبقة من الورنيش الشفاف أو الإيبوكسي المترسب كهربائيًا على الأجزاء غير الموصلة.
تخفيف التقصف بالهيدروجين
بالنسبة للصلب عالي القوة (UTS ≥ 1000 ميجا باسكال) يتم خبزه عند درجة حرارة 190–220 درجة مئوية لمدة 2–3 ساعات وفقًا لمعيار ASTM B850. لمنع هشاشة الهيدروجين.
النقع في الماء الساخن
أحيانًا، تُغمر المكونات المطلية كهربائيًا في ماء بدرجة حرارة ≥ 90 درجة مئوية لمدة دقيقتين على الأقل. يُجرى ذلك لإزالة بقايا السيانيد ومنع تغير لون السطح الجانبي.
طرق طلاء الفضة
يمكن طلاء الأسطح بالفضة بطرق مختلفة. إليك الطريقتان الأكثر شيوعًا:
طلاء البراميل بالفضة
في هذه الطريقة، يُمكن طلاء عدد كبير من القطع الصغيرة في آنٍ واحد. لهذا الغرض، تُوضع المكونات المراد طلائها في قفص أسطواني الشكل، مصنوع عادةً من مادة غير موصلة. يُغمر هذا القفص في محلول يحتوي على أيونات الفضة للطلاء.
تصفيح الرف
تُستخدم هذه الطريقة لطلاء الأجزاء الأكبر حجمًا والأكثر حساسية. في هذه العملية، تُثبّت المكونات المراد طلائها على رف باستخدام براغي أو خطافات موصلة. ثم يُوضع الرف في محلول الفضة الأيونية، حيث تُوصل البراغي التيار الكهربائي اللازم لترسيب الفضة على سطح القطعة.
معايير طلاء الفضة
هناك معياران شائعان للطلاء الكهربائي للفضة وهما ASTM B700 والمعيار الأقدم MIL-QQ-S-365.
أستم بكسنومكس
يُستخدم هذا المعيار في طلاء الفضة في التطبيقات الهندسية. وهو يحدد متطلبات محددة لنقاء الفضة وصلابتها ومعالجتها اللاحقة. ويصنف نقاء الفضة إلى ثلاثة أنواع:
- النوع الأول يحتوي على ما لا يقل عن 99.9% من الفضة،
- النوع الثاني بنسبة 99.0% على الأقل
- النوع الثالث بحد أدنى 98.0%.
MIL-QQ-S-365
هذا هو الإصدار الأقدم من معيار طلاء الفضة، الذي حل محله معيار ASTM B700. ومع ذلك، لا يزال هذا المعيار معترفًا به على نطاق واسع ويُستخدم في العديد من الصناعات. ويشتمل هذا المعيار أيضًا على ثلاثة أنواع.
- النوع الأول للتشطيبات غير اللامعة،
- النوع الثاني للتشطيبات شبه اللامعة
- النوع الثالث للتشطيبات اللامعة.
المواد التي يمكن طلائها بالفضة
وفيما يلي المعادن التي يمكن طلائها بالفضة لتعزيز خصائص سطحها:
- الامونيوم
- برونز
- النحاس وسبائك النحاس: يتطلب طلاء الفضة فوق النحاس وسبائكه طبقة أساسية من النيكل.
- سبائك الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ
ما هي استخدامات طلاء الفضة؟
يتم استخدام الطلاء الفضي لأغراض مختلفة بسبب موصليته الممتازة ومقاومته للتآكل ومتانته.
المكونات الكهربائية والإلكترونية
يتم تطبيق الطلاء الفضي عادة على الأجزاء التي تتطلب موصلية حرارية عالية، مثل الموصلات، وأشباه الموصلات، وقضبان الحافلات، والهوائيات.
تطبيقات درجات الحرارة العالية والتآكل العالي
يُعرف طلاء الفضة بمتانته وثباته، ولذلك يُستخدم أيضًا في المكونات المعرضة لظروف قاسية، مثل المحامل وأدوات التثبيت التي تعمل تحت الضغط.
الأسطح العاكسة والموصلة
نحن نعلم أن الفضة تتمتع بخصائص عاكسة وموصلة رائعة، مما يجعلها مناسبة للأنظمة التي تنقل الضوء أو الطاقة، مثل الطلاءات الموجودة على مجموعات LED والاتصالات الكهربائية.
المكونات الصحية وطويلة العمر
يُضيف طلاء الفضة قيمةً للمكونات التي تتطلب نظافةً وعمرًا طويلًا ومقاومةً للتلوث. وبفضل مقاومته للتآكل وخصائصه المضادة للبكتيريا، فهو مناسبٌ للأدوات الطبية وأجهزة الاستشعار الطبية القابلة للارتداء.
التشطيبات الزخرفية
في التطبيقات الزخرفية، يعمل طلاء الفضة على تحسين مظهر المجوهرات والأواني الفضية والجوائز والأشياء المصنوعة يدويًا.
فوائد طلاء الفضة
- تتمتع طبقة الفضة بمقاومة عالية للتآكل في البيئات المسببة للتآكل، مما يوفر المتانة لسطح المكون.
- الفضة معدن جيد التوصيل للكهرباء والحرارة. ولذلك، يُحسّن طلاء الفضة التوصيل الحراري والكهربائي للمكونات.
- لا يعد طلاء الفضة مقاومًا للتآكل فحسب، بل يوفر أيضًا خصائص مضادة للبكتيريا لسطح المكون.
- يوفر الطلاء الفضي لمسة نهائية مصقولة رائعة مما يجعل المكونات جذابة بصريًا ويعزز مظهرها.
حدود طلاء الفضة
- يتعرض سطح الفضة للتشوه بمرور الوقت نتيجةً لتكوين الكبريتيد. ونتيجةً لذلك، غالبًا ما تتطلب القطع المطلية بالفضة معالجات وقائية إضافية، مثل الورنيش الشفاف أو الطلاءات المتخصصة.
- قد تُسبب رواسب الفضة على بعض المواد، مثل الفولاذ عالي القوة، هشاشة الهيدروجين. لتجنب ذلك، يلزم الخبز بعد الطلاء على درجة حرارة تتراوح بين ١٩٠ و٢٢٠ درجة مئوية لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات.
- في محاليل طلاء السيانيد، قد تتشكل رواسب فضة مغمورة على معادن أقل نبلاً. وهذا يُسبب ضعف التصاق الطبقات اللاحقة ما لم يُستخدم طلاء الفضة.
- لا شك أن تكلفة طلاء الفضة أقل مقارنة بالطلاء الذهبي، ولكن تكلفة طلاء الفضة نفسها مرتفعة بشكل ملحوظ خاصة للمشاريع الكبيرة.
الأسئلة الشائعة
1. هل طلاء الفضة يتغير لونه؟
نعم، يتغير لون طلاء الفضة مع مرور الوقت بسبب تكوين الكبريتيد على السطح، مما يسبب تغير اللون.
2. كيفية إزالة طلاء الفضة؟
يمكن إزالة طلاء الفضة بالطلاء الكهربائي العكسي. في هذه الطريقة، يُغمر المكوّن في محلول ملحي ويُوصل بكاثود نحاسي. أخيرًا، يُمرّر تيار كهربائي، مما يؤدي إلى ذوبانه من السطح.
3. ما هو طلاء الفضة المؤكسدة؟
طلاء الفضة المؤكسد، المعروف أحيانًا بالفضة المسودة، يُغمق سطح الفضة من خلال تفاعل كيميائي، عادةً مع مركبات الكبريت. ويُستخدم لإضفاء مظهر عتيق أو عتيق.