Tìm hiểu về ngành xi mạ

Ngành xi mạ đang ngày càng phát triển, tuy nhiên vấn đề xử lý nước thải xi mạ đôi khi lại chưa được chú trọng theo đúng tầm quan trọng của chúng. Nước thải xi mạ chứa nhiều thành phần phức tạp theo quy trình sản xuất của chúng, để hiểu rõ về đặc tính và phương pháp xử lý, trong series về phương pháp xử lý nước thải xi mạ, tại bài viết này chúng tôi trước hết trình bày về tổng quan ngành xi mạ, Quy trình công nghệ quá trình xi mạ vật liệu.

1. Xi mạ là gì?

Xi mạ là một quá trình điện kết tủa kim loại lên trên một bề mặt nền để đạt được những tính chất cơ lý hóa như mong muốn.

Có thể hiểu ngắn gọn xi mạ chính là thêm vào bên ngoài của vật liệu một lớp mỏng kim loại, được thực hiện qua quá trình phản ứng điện hóa. Quá trình điện phân này thường được tiến hành trong một bể mạ điện.

Kỹ thuật mạ điện còn được gọi là Kỹ thuật Galvano (được lấy tên theo nhà khoa học Ý Luigi Galvani đã phát minh ra phương pháp này). Trong quá trình mạ, kim loại mạvật cần mạ được gắn với 2 cực của nguồn điện và được đặt hoàn toàn trong dung dịch điện môi (kim loại mạ gắn với cực dương – anot; vật cần mạ gắn với cực âm – catot).

Cực dương nguồn điện (Anot) sẽ hút các electron (e-) trong quá trình oxy hóa và giải phóng ra các ion kim loại dương. Các ion kim loại dương dưới tác dụng của lực tĩnh điện sẽ di chuyển đến cực âm (Catot – là nơi đang đặt vật cần mạ) để nhận lại electron và tạo thành một lớp kim loại dính bám trên bề mặt của vật được mạ. Độ dày của lớp kim loại được phủ sẽ phụ thuộc vào cường độ dòng điện của nguồn và thời gian mạ (tỷ lệ thuận).

Kim loại mạ thường được sử dụng là đồng, bạc, vàng, niken, crom, thiếc… được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất linh kiện điện tử, đồ trang sức, đồ gia dụng không gỉ…

Ví dụ: Phương pháp mạ đồng trong môi trường điện môi SO42- xi mạ đồng

Tại cực dương:

Cu → Cu2+ + 2e

Cu2+ + SO42- → CuSO4 

Tại cực âm:

CuSO4 → Cu2+ + SO42-

Cu2+ + 2e → Cu

Kết thúc quá trình, một lớp kim loại đồng sẽ bám lên trên bề mặt của kim loại cần mạ.

Phân loại: Có 2 loại mạ hiện đang được áp dụng là:

  • Điện tranh  Như ví dụ mạ đồng bên trên được gọi là công nghệ điện tranh: một cực ion kim loại nhằm cung cấp các điện tử tạo thành lớp phủ, được đặt trong dung dịch mạ. Thường được ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô, điện tử và chống ăn mòn.
  • Mạ điện  Là quá trình mà các điện cực tham gia các phản ứng đồng thời trong dung dịch tạo thành lớp phủ và không sử dụng đến điện năng. Mạ Niken là phương pháp mạ điện thường thấy.

Thông thường các vật liệu mạ hay được sử dụng nhằm đóng vai trò khác nhau:

  • Mạ vàng, bạc – thường dùng trong chế tác đồ điện tử, đồ trang sức
  • Mạ Thiếc – không chứa sắt và trơ nên được sử dụng rộng rãi để bảo vệ bề mặt sắt
  • Mạ Crom – gia tăng độ bền, độ cứng cho bề mặt, thường sử dụng cho các thiết bị công nghiệp
  • Mạ Rhodium – thường áp dụng cho đồ trang sức do độ bóng cao và gần như không bị mài mòn
  • Mạ Niken – tăng độ cứng nhưng khả năng chống ăn mòn thấp hơn

xi mạ vàng


2. Tại sao phải xi mạ?

Như đã nêu trên, kết thúc quá trình xi mạ, kim loại được phủ kín bên ngoài một lớp phủ, giúp đạt được những mục đích nhất định tốt hơn như:

  • Chống ăn mòn kim loại
  • Chống lại sự tác động của thời tiết
  • Giảm ma sát
  • Cải thiện độ bám dính (của lớp sơn bên ngoài)
  • Nhằm thay đổi độ dẫn (dẫn điện, dẫn nhiệt)
  • Cải thiện được độ phản xạ của hồng ngoại
  • Nhằm mục đích trang trí

Nhờ những ưu điểm trên, công nghệ xi mạ ngày càng được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp.

Xi mạ thông dụng được chia làm 3 nhóm chính:

  • Xi mạ kim loại: kim loại mạ dùng trực tiếp 1 trong các kim loại như: Cr, Zn, Ni, Cu, Pb, Au, Ag, Pt, Cd, Sn
  • Xi mạ hợp kim: Kim loại mạ là hợp kim Cu-Sn, Cu-Ni, Ni-Fe, Pb-Sn, Sn-Ni, Ni-Co và Ni-Cr
  • Xi mạ Coposit: là loại xi mạ các hợp chất không dẫn điện như Graphit, Al2O3, SiO2…

ngành xi mạ


3. Quy trình ngành mạ

  • Gia công bề mặt trước khi mạ

Làm sạch cơ học thường bao gồm các công đoạn: Gia công cơ học (làm nhẵn bề mặt), tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ, tẩy bóng điện hóa và hóa học, tẩy nhẹ.

Gia công cơ học: Bề mặt của vật liệu cần mạ phải được làm sạch để lớp mạ có độ bám dính cao và không có khuyết tật, giúp lớp mạ bám chắc, đẹp hơn, không bị khuyết tật – được thực hiện quá các quá trình mài, đánh bóng, quay xóc, phun tia cát hoặc tia nước dưới áp suất cao.

Tẩy dầu mỡ: Để làm sạch bề mặt trước hết phải tẩy rửa lớp mỡ bảo quản trên bề mặt bằng dung môi hữu cơ hoặc với dung dịch kiềm nóng, nhằm để vật liệu mạ tiếp xúc tốt hơn với dung dịch mạ. Dung môi thường sử dụng là loại hydrocacbon đã được clo hóa như tricloetylen, percloetylen. Dung dịch kiềm thường là hỗn hợp của xút, soda, trinatri photphat, popyphotphat, natri silicat và chất hoạt động bề mặt (tạo nhũ)… hoặc cũng có thể tẩy bằng các phương pháp khác như điện hóa, dùng sóng siêu âm…

Tẩy gỉ: thường sử dụng hóa chất là axit loãng (H2SO4, HCl hoặc hỗn hợp của chúng), nếu mạ với dung dịch  xianua (CN) thì chúng được nhúng vào dung dịch Natri Xianua.

Tẩy bóng điện hóa và hóa học: cho độ bóng cao hơn tẩy cơ học, nhằm tác dụng san bằng bề mặt (do trên bề mặt vật liệu thường vẫn còn phần lồi và phần lõm), bề mặt trở nên nhẵn bóng và giúp quá trình điện hóa sau này được đều hơn.

Tẩy nhẹ: (hoạt hóa bề mặt) của vật liệu mạ nhằm lấy đi lớp oxit rất mỏng, không nhìn thấy được. Kết thúc quá trình tẩy nhẹ, cấu trúc tinh thể của nền vật liệu cần mạ sẽ lộ ra làm tăng độ dính bám với vật liệu mạ.

Quy trình gia công bề mặt xi mạ

Quy trình gia công bề mặt

 

  • Giai đoạn mạ vật liệu

Giai đoạn mạ được tiến hành sau đó, dung dịch mạ ngoài muối kim loại còn chứa axit hoặc kiềm đối với trường hợp mạ có chứa xianua.

Để chia nhỏ ra có nhiều dạng phương pháp mạ khác nhau (mạ trống quay, mạ xoa, mạ cơ khí, mạ nhúng…) tuy nhiên đều không tách rời nguyên tắc đã nêu ở bên trên.

Sau từng bước, vật liệu mạ đều được tráng rửa với nước.

  • Hoàn tất

Các bước trên đã kết thúc quá trình chuẩn bị và tiến hành xi mạ. Trong công nghiệp, sau khi quá trình xi mạ hoàn tất sẽ tiến hành thêm các bước hoàn tất sản phẩm nhằm đem lại kết quả theo yêu cầu đặc trưng của sản phẩm hoặc nhằm mang lại các yếu tố như mong muốn như tạo độ bóng mờ, mịn hay thô, loại bỏ các yếu tố không hoàn hảo kháo hoặc sơn phủ, tạo lớp bề mặt, khắc bề mặt… trước khi đem đến cho người tiêu dùng.

Tiếp tục series, mời các bạn đọc tiếp các bài viết để tìm hiểu về Đặc trưng và Các phương pháp xử lý nước thải ngành xi mạ, hoặc tham khảo đến với một phương pháp hiện đại áp dụng Công nghệ mới xử lý nước thải xi mạ tốt và rẻ nhất hiện nay.

Cảm ơn đã đọc bài viết, trân trọng!


xu-ly-nuoc-logo

– For a GreenLife Better

Bình luận (2)

    1. Cảm ơn bạn, bên mình sẽ tư vấn hỗ trợ bạn hết sức có thể, bạn đừng ngần ngại nhé, hãy liên hệ để trao đổi với chúng tôi qua hotline ở bên dưới nhé.
      Trân trọng cảm ơn.

Trả lời

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *