آبکاری الکترولس
آبکاری الکترولس ( Electroless plating ) یک فرآیند برای ایجاد پوشش فلزی روی سطوح مختلف است که در آن پوشش به طور کاملا اتوماتیک و خودکار و به طورکاملا یکسان و مساوی روی سطح قرار می گیرد .
در این روش از آبکاری واکنش های شیمیایی در محلول باعث تخریب یون های فلزی به طور تدریجی شده بنابراین یون های فلزی به صورت الکترولیتی روی سطح مورد نظر رسوب می کنند.ایجاد رسوب در این روش به طور تساوی و تدریجی از مشخصه ها و ویژگی های اصلی این فرایند است. این روش از آبکاری برای ایجاد پوشش روی سطوحی که میخواهند از نظر الکتریکی هادی جریان برق نباشند برای مثال روی کربن ، پلاستیک و ... مفید می باشد . برخی از فواید و مزایای آبکاری الکترولیتی عبارتند از : عدم نیاز به مخزن الکتریکی برای انجام فرآیند ، امکان پوشش دهی روی سطوح مختلف از جمله پیچیده و خمیده و امکان پوشش دهی به صورت شکل ها و زوایای مختلف ، عدم نیاز به مخزن الکتریکی برای انجام فرآیند . این روش از آبکاری الکترولیتی یک روش مقرون به صرفه و کارامد در تولید محصولات صنعتی و اجزای آن است.
آبکاری الکترولس مس ونیکل از محلول های آبی نمک های آنها انجام می شود . محلول های قلیایی برای هر دو فلز به کار می رود و محلول اسیدی نیز ممکن است برای نیکل استفاده شود عامل اصلی برای این حمام ها مواد احیا کننده و بافر هستند ، مواد پایدارکنند و تسریع کننده نیز ممکن است به حمام ها افزوده شوند . مواد احیا کننده ای که در حمام های مس به کار می وند فرمالدئید یا هیدرازین هستند و از هیپوفسفیت و بوروهیدرید نیز در حمام های نیکل استفاده می شود. حمام های آبکاری الکترولس مس در دمای اتاق و یا کمی بیشتر از ان بخ کار می روند . این حمام ها تاحدودی ناپایدارند از این رو مواد احیا کنند تا قبل ازاستفاد از حمام ها به آن ها افزوده نمی شوند و بعد از کار با حمام ، آن را دور می ریزند .
حمام های آبکاری الکترولس نیکل را در دمای 60 تا 100 درجه به کار می برند ، این حمام ها پایدارترند . می توان تمام مواد لازم برای این حمام ها را تهیه کرد و در دمای اتاق ذخیره کرد و هم می توان به مدت طولانی با تنظیم ترکیب حمام آن ها را به کار برد . در عمل فلز زمینه به عنوان کاتالیز.ر عمل می کند و باعث می شود تا ماده احیا کننده یون های مس یا نیکل را احیا کند به طوری که همرا با رسوب ، هیدروژن متصاعد شود . ابکاری الکترولس بسیار گران است لیکن ضخامت لیکن ضخامت رسوب به شکل قطعه بستگی ندارد ودر همه جا یکنواخت است. همین طور در مورد نیکل رسوب همزمان فسفر ویا بران باعث افزایش سختی وتردی می شود و در مقایسه با پوشش های خالص الکترولیزی خواص خوردگی را تغییر میدهد. این خواص پوشش های نیکلی را با عملیات حرارتی بعدی می توان بهبود بخشید . چسبندگی پوشش به پیوند شیمیایی و چسبندگی مکانیکی بر اثر زبری سطح بستگی دارد و لایه آلیاژی تشکیل نمی شود مگر آنکه باعملیات حرارتی عمل نفوذ صورت گیرد . قبل از آبکاری الکترولس باید عملیات دیگری با دقت روی قطعات انجام شود . فولاد را باید به طریق الکتریکی پاک و در اسید حک کاری کرد تا سطح ان در حد میکروسکوپی زبر شود . الیاژ های مس را باید پاک و حک کاری کرد . چون نیکل به طور مستقیم روی مس احیا نمی شود باید سطح را با کلرور پالادیم قبل از فرو بردن در حمام و آبکاری الکترولس نیکل حساس کنیم .البته مقدار اضافی کلرور پالادیم را باید قبل از آبکاری شیمیایی شست . آلیاژهای آلمینیوم را می تون پس از تمیز کردن و حک کاری با نیکل الکترولس پوشاند لیکن اگر قبل از این کار این آلیاژ را در حمام زینکات پوشش روی بدهیم و بعد در حمام الکترولس نیکل فرو ببریم نتایج بهتری بدست می آید .در مورد غیر فلزات ، نظیز پلاستیک ها ، لازم است که ابتدا سطح غیر فلز را از حال دافع آب به حالت جاذب آب تبدیل کنیم و سطح را با استفاده از حلال یا حک کاری در اسید در حد میکروسکوپی زبر کنیم .سپس باید سط را با کلرور پالادیم حساس کنیم و بشوییم و بعد در حمام آبکاری شیمیایی نیکل و یا مس فرو ببریم.ضخامت پوشش های الکترولس چندین میکرون است ، لیکن پوشش های غوطه وری بسیار نازک اند وضخامت ان ها معمولا در حد چند نانومتر است . در صنعت به هر دو نوع غوطه وری والکترولس نیاز هست . هدف اولیه در ایجاد پوشش های غوطه وری کاهش انرژی آزاد سطحی فعالیت سطوح فلزی می باشد درحالی که در روش الکترولس ضخامت بیشتری ایجاد می شود . یکی از مزایای پوشش های حاصل از حمام الکترولس پوشاندن یکنواخت اشکال قطعات می باشد که در مقایسه با پوشش های الکترولیزی مهم است ولذا این دو فرآیند در مقابل یکدیگر قرار می گیرند وبا هم رقابت می کنند . از طرفی سرعت رسوب در روش آبکاری الکترولس خصوصا در مورد مس کمتر از سرعت آن در روش الکترولیزی است . همچنین رسوب های حاصل از حمام الکترولس معمولا بیشتر به صورت آلیاژی هسند تا به صورت خالص. مثلا رسوبات حاصل از حمام الکترولس نیکل از محلول هیپوفسفیت دارای مقداری فسفر است . علاوه بر آن فلزات دیگری نظیر کبالت ، آهن ، تنگستن ، ذوی و رنیم به هنگام رسوب نیکل حاصل از حمام الکترولس همزمان با نیکل رسوب می کنند و بلاخره خواص فیزیکی نظیر سختی ، خاصیت مغناطیسی و خواص کشش ، پوشش های الکترولیزی و پوشش های حاصل از حمام الکترولس باعم فرق دارد . پوشش حاصل از حمام الکترولس بدون استفاه از جریان است و سطح فلز پایه باید با یک کاتالیزور آماده شود تا رسوب بعدی صورت گیرد . ماده احیا کننده موجود در حمام ، روی خواص فیزیکی رسوب تاثیر می گذارد . مثلا گاهی مواد ناشی از اسیداسیون و احیا در رسوب دخالت می کنند و روی واص فیزیکی و شیمیایی رسوب اثر می گذارند. در صنعت این مواد احیا کننده برای آبکاری شیمیایی از محلول های آبی به کار ی روند : هیپوفسفیت سدیم ، فرم آلدئید ، هیدرازین . رسوب حاصل از آبکاری شیمیایی نیکل با استفاده از هیپوفسفیت را برنر ابداع کرده است و کاربرد صنعتی زیادی دارد . این نوع رس.ب نیکل را می توان از حمام های قلیایی و اسیدی ایجاد کرد و گرچه پوشش های حاصل از هر دو روش خواص فلزی مشابهی دارند لیکن مشکلات این دو فرآیند با هم کاملا متفاوت است .
