Gümüşün diğer temel malzeme yüzeylerine elektrokaplanması, gümüş kaplama olarak bilinir. Gümüşün elektrokaplanması, 1840'lardan beri bileşeni korozyona karşı dayanıklı hale getirmek ve görünümünü çekici kılmak için kullanılmaktadır. Gümüş kaplama, bileşenlerin yüzeyine lehimleme ve elektrik iletkenliğini artırma gibi olağanüstü özellikler kazandırır.
Gümüş Kaplama İşlemi
Gümüş kaplama işleminin adım adım yapılışı şöyledir:
Kaplama Banyosunun Hazırlanması
Öncelikle, alkali siyanür çözeltisi kullanılarak bir gümüş kaplama banyosu hazırlanır. Bu çözelti genellikle potasyum gümüş siyanür (KAg(CN)₂) veya siyanürsüz işlem için tiyosülfat formunda gümüş içerir. İdeal çözelti 30-45 g/L gümüş içerir.
Elektrokaplama Hücresinin Kurulumu
Şimdi bu amaçla elektrokimyasal hücre kuruluyor:
- Kaplanacak parça temizlenir ve güç kaynağının negatif ucuna bağlanır, katot görevi görür.
- Anot olarak en az %99 saflıkta bir gümüş bloğu kullanılır.
- Son olarak her iki elektrot, sıcaklığı 20-30°C ve akım yoğunluğu 1-5 A/dm² olan kaplama çözeltisine daldırılır.
Elektroliz
Her iki elektrot çözeltiye daldırıldıktan sonra hücreye DC uygulanır.
Bu akım reaksiyonu başlatır ve çözeltideki gümüş iyonları katoda doğru hareket ederek ince bir metalik tabaka oluşturur. Gümüş tabakasının düzgün uygulanması için uygun akım yoğunluğu korunur.
Genel raf/varil kaplama: orta akım kullanın.
Yüksek Hızlı Seçici Kaplama Parametreleri
- Akım yoğunluğu:8–37.7 A/dm²
- Platin bazlı anotlar ve hafif alkali, siyanür içermeyen tamponlu çözeltiler kullanır
- Tipik gümüş konsantrasyonu: 65–82 g/L
- pH aralığı: 8.5–9.5
- Mevduat kalınlığı: 175–4.5 saniyede ~1.5 µin (5 µm)
- Katkı:
Parlatıcılar: Organik (kükürt bazlı) veya üç değerlikli antimon (Sb³⁺). Sb³⁺ sertliği ve elektrik direncini artırır
Tahıl Rafineri: Selenyum, <5 mg/L'de etkilidir, özellikle elektronik konnektörler için,
Kaplama Sonrası Tedavi
Elektrokaplama işlemi tamamlandıktan sonra bileşenler aşağıdaki gibi bazı son işlemlere tabi tutulabilir:
Kararmayı Önleme:
Gümüşün kararmasını önlemek için iletken olmayan kısımlara şeffaf lake veya elektroforetik olarak biriktirilmiş epoksi uygulanır.
Hidrojen Kırılganlığının Giderilmesi
Yüksek dayanımlı çelikler (UTS ≥ 1000 MPa) için Hidrojen gevrekleşmesini önlemek amacıyla ASTM B190'ye göre 220–2 °C'de 3–850 saat fırınlanır.
Sıcak Suda Bekletme
Bazen, elektrokaplama işlemi uygulanan bileşenler en az 90 dakika boyunca 2 °C ve üzeri sıcaklıktaki suya daldırılır. Bu, siyanür kalıntılarını gidermek ve yan yüzey renk bozulmasını önlemek için yapılır.
Gümüş Kaplama Yöntemleri
Gümüş kaplama, yüzeylere farklı yöntemlerle uygulanabilir. En yaygın iki yöntem şunlardır:
Fıçı Gümüş Kaplama
Bu yöntemde, aynı anda çok sayıda küçük parça kaplayabilirsiniz. Bu amaçla, kaplanacak bileşenler genellikle iletken olmayan malzemeden yapılmış, namlu şeklindeki bir kafese yerleştirilir. Bu kafes, kaplama için gümüş iyonu içeren bir çözeltiye daldırılır.
Raf Kaplama
Bu yöntem, daha büyük veya daha hassas parçaların kaplanması için kullanılır. Bu işlemde, kaplanacak bileşenler iletken vidalar veya kancalar kullanılarak bir rafa sabitlenir. Raf daha sonra iyonik gümüş çözeltisine yerleştirilir ve vidalar, parçanın yüzeyine gümüş biriktirmek için gereken elektrik akımını iletir.
Gümüş Kaplama Standartları
Gümüş elektrokaplama için yaygın olarak başvurulan iki standart ASTM B700 ve daha eski olan MIL-QQ-S-365'tir.
ASTM B700
Bu standart, mühendislik uygulamalarında gümüş kaplama için kullanılır. Gümüş saflığı, sertliği ve son işlem için özel gereklilikleri tanımlar. Gümüş saflığını üç türe ayırır:
- En az %99.9 gümüş içeren Tip I,
- En az %99.0 Tip II
- Tip III, minimum %98.0.
MIL-QQ-S-365
Bu, ASTM B700'ün yerini aldığı gümüş kaplama standardının eski versiyonudur. Ancak standart, hala yaygın olarak tanınmakta ve birçok sektörde kullanılmaktadır. Bu standardın da üç türü vardır.
- Mat yüzeyler için Tip I,
- Yarı parlak yüzeyler için Tip II
- Parlak yüzeyler için Tip III.
Gümüş Kaplama Yapılabilen Malzemeler
Yüzey özelliklerini geliştirmek için gümüş kaplanabilen metaller şunlardır:
- Alüminyum
- Bronz
- Bakır ve bakır alaşımları: Bakır ve alaşımlarının üzerine gümüş kaplama yapılması için nikel alt kaplama gereklidir.
- Çelik ve paslanmaz çelik alaşımları
Gümüş Kaplama Nerelerde Kullanılır?
Gümüş kaplama, mükemmel iletkenliği, korozyon direnci ve dayanıklılığı nedeniyle çeşitli amaçlar için kullanılır.
Elektrikli ve Elektronik Bileşenler
Gümüş kaplama genellikle konnektörler, yarı iletkenler, baralar ve antenler gibi yüksek ısı iletkenliği gerektiren parçalara uygulanır.
Yüksek Sıcaklık ve Yüksek Aşınma Uygulamaları
Gümüş kaplama, sağlamlığı ve dayanıklılığıyla bilinir ve bu nedenle aşırı koşullara maruz kalan bileşenlerde de kullanılır. Bu bileşenler arasında, stres altında çalışan rulmanlar ve bağlantı elemanları bulunur.
Yansıtıcı ve İletken Yüzeyler
Gümüşün, ışık veya enerjiyi ileten sistemlerde (örneğin LED düzenekleri ve elektrik kontakları üzerindeki kaplamalar) kullanılmaya uygun, dikkate değer yansıtıcı ve iletken özelliklere sahip olduğunu biliyoruz.
Hijyenik ve Uzun Ömürlü Bileşenler
Gümüş kaplama, temizlik, uzun ömür ve kirlenmeye karşı dayanıklılık gerektiren bileşenlere de değer katar. Korozyona dayanıklılığı ve antibakteriyel özelliği sayesinde tıbbi aletler ve giyilebilir tıbbi sensörler için uygundur.
Dekoratif Kaplamalar
Dekoratif uygulamalarda gümüş kaplama, mücevherlerin, gümüş eşyaların, kupaların ve el yapımı nesnelerin görünümünü güzelleştirir.
Gümüş Kaplamanın Faydaları
- Gümüş kaplama, aşındırıcı ortamlarda korozyona karşı yüksek direnç sağlayarak, bileşenin yüzeyine dayanıklılık kazandırır.
- Gümüş, elektrik ve ısıyı iyi ileten bir metaldir. Bu nedenle gümüş kaplama, bileşenlerin ısı ve elektrik iletkenliğini artırır.
- Gümüş kaplama sadece korozyona dayanıklı olmakla kalmaz, aynı zamanda bileşenin yüzeyine olağanüstü antibakteriyel özellikler de kazandırır.
- Gümüş kaplama, bileşenlerin görsel olarak çekici olmasını sağlayan ve görünümünü geliştiren ince bir cilalı yüzey sunar.
Gümüş Kaplamanın Sınırlamaları
- Gümüş, sülfür oluşumu nedeniyle zamanla yüzey kararmasına maruz kalır. Bu nedenle, gümüş kaplama ürünler genellikle şeffaf cilalar veya özel kaplamalar gibi ek koruyucu işlemler gerektirir.
- Yüksek mukavemetli çelik gibi bazı yüzeylerdeki gümüş birikintileri hidrojen kırılganlığına neden olabilir. Bunu önlemek için, kaplama sonrası yaklaşık 190-220 °C'de 2 ila 3 saat fırınlama yapılması gerekir.
- Siyanür kaplama çözeltilerinde, daha az değerli metallerde daldırma gümüş tortuları oluşabilir. Gümüş kaplama kullanılmadığı takdirde, sonraki katmanlar için zayıf yapışmaya neden olur.
- Gümüş kaplama şüphesiz altın kaplamaya göre daha az maliyetlidir ancak gümüş kaplamanın kendisi özellikle büyük ölçekli projeler için oldukça yüksek maliyetlidir.
SSS
1. Gümüş Kaplama Kararır mı?
Evet, gümüş kaplama zamanla yüzeyde sülfür oluşumu nedeniyle kararır ve bu da renk bozulmasına neden olur.
2. Gümüş Kaplama Nasıl Çıkarılır?
Gümüş kaplama, ters elektrokaplama ile çıkarılabilir. Bu yöntemde, bileşen tuzlu su çözeltisine daldırılır ve bir bakır katoda bağlanır. Son olarak, akım uygulanarak yüzeyden çözünmesi sağlanır.
3. Oksitlenmiş Gümüş Kaplama Nedir?
Bazen kararmış gümüş olarak da adlandırılan oksitlenmiş gümüş kaplama, gümüş yüzeyini genellikle kükürt bileşikleriyle kimyasal bir reaksiyon yoluyla koyulaştırır. Kasıtlı olarak eskitilmiş veya antika bir görünüm yaratmak için kullanılır.