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admin

2017-01-16 10:49:42

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전기도금[electroplating]

전기화학적으로 금속이온을 환원하여 재료표면에 금속피복을 석출시키는 방법. 도금이라고 하면 재료표면에 금속을 피복하는 것으로 도금의 대부분이 이 전기도금이다. 전해질용액에 금속이온을 용해하여 피도금금속을 캐소드로 하고 애노드에는 도금금속과 동일한 금속의 가용성전극 또는 귀금속 피복티탄의 전극과 같은 불용성애노드나 스테인리스강과 같은 내식합금을 이용, 전류를 통전하여 도금한다.

전류 I를 시간 t 통전했을 때의 도금두께 x는

x=ηIMt/AρnF

에 의해 주어진다. 여기서 η은 전류효율, A는 면적, M, ρ, n은 석출금속의 몰질량과 밀도와 이온전하이고, F는 패러데이상수이다.

표면이 평활하고 균일한 도금막을 얻기 위해서는 전류밀도 (=I/A)의 선택이 중요하다. 가능한 신속하게 도금막을 생성하는 데는 큰 전류밀도가 필요하지만 너무 큰 전류밀도를 사용하면 부반응인 수소발생이 생기고, 또 확산전류밀도에 가까운 값에서는 석출하는 금속은 분말상으로 되기 쉽다. 확산전류밀도보다 작은 전류밀도로부터 평활한 도금이 얻어진다. 실제의 도금에서는 피도금물의 형상이 복잡한 것이 많고, 피도금면과 애노드의 거리는 장소에 따라 다르다. 거리에 따라 용액 내의 저항강하가 다르기 때문에 전류밀도분포가 불균일하게 되면 그것에 대응하여 도금막의 두께가 불균일해 진다. 이와 같은 전류분포의 불균일성과 이것에 대응한 도금막 두께의 불균일성을 나타내는 것이 균일전착성(throwing power)이다. 균일전착성을 측정하기 위해서는 해링셀이 쓰인다. 도금욕(鍍金浴) 속에는 금속이온 외에 금속이온을 안정화하는 착화제, 도금표면을 평활하게 하기 위한 첨가제, 광택을 주기 위한 광택제, pH를 일정하게 유지하는 완충제 등이 포함된다. 구리, 니켈, 크롬, 아연, 카드뮴, 주석, 납 등의 비금속의 전석(電析)에 의한 도금은 철강재료의 내식성이나 내마모성 향상을 위해 대규모로 하고 있고, 또 귀금속도금(금, 은, 백금, 로듐, 팔라듐, 인듐)은 장식 목적 외에 전자재료용 등에 다용되고 있다. 또 장식, 내식, 베어링, 납땜, 전자부품용에 각종의 합금도금이 쓰이고 있다. 무기 또는 유기화합물을 금속의 전석과 함께 석출시키는 복합도금도 내마모성의 향상에 유효하다.