دانستنی های صنعت آبکاری- آبکاری نقره

نقره عنصری فلزی به رنگ نقره ای است که تقریبا کمیاب و البته گران قیمت است.  این فلز در آب و هوای خالص پایدار است ولی در معرض ازن ، سولفید هیدروژن و هوای دارای سولفور کدر می‌شود . نقره خالص بالاترین هدایت الکتریکی و گرمایی و پایین ترین مقاومت را در بین تمام فلزات داشته و در سنگ معدن های دارای آرژنتیت ، سرب ، سرب و روی ، مس و طلا یافت می شود .

این فلز یک عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که عدد اتمی آن ۴۷ و نماد آن Ag می باشد. نقره فلزی نرم و براق است که در میان فلزات بیشترین خاصیت رسانایی الکتریکی و گرمایی را داشته و در کانی ها بصورت خالص بوجود می آید.

در کتاب Genesis به فلز نقره اشاره شده که اولین بار از سرباره های آتشفشانی در آسیای صغیر در دریای اژه پیدا شده و نشان می دهد که ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح انسانها توانایی این را داشتند که نقره را از سرب جدا کنند.

نقره آبی(Watery) به نام Hydrargyrum نامیده می شود و واژه Quick Silver (جیوه) این مطلب را اثبات می کند. در نسب شناسی، رنگ سفید اشاره به نقره خام می کند و جیوه ظاهری شبیه نقره دارد. اروپائی ها مقادیر عظیم نقره را درZacatacas‌، مکزیک و Potosi یافتند که با یک دوره تورم در اروپا آغاز شده است. Rio de la plata‌ بعد از کشف نقره (که در اسپانیایی Plata می گویند)، به نام Argentina نامیده شد.

این عنصر با قدمت هزاران ساله به صورت وسایل تزئینی و ظروف آشپزخانه، اهداف تجاری(صنعتی) و در سیستم های پولی استفاده می شده و به عنوان دومین فلز قیمتی بعد از طلا از گذشته دور مدنظر بوده است.

نقره هم به صورت آزاد و هم به صورت ترکیب در کانی آرژنیت  Ag₂S در طبیعت وجود داشته و ترکیبات آن با عناصر مختلف مانند کلرید نقره، سرب ، سرب – روی، مس ، طلا و نهشته های نیکل – مس که منبع اصلی نقره هستند، انجام می شود.

معادن بزرگ نقره در کشورهای مکزیک، کانادا، پرو، آمریکا یافت می شود و مهمترین معدن نقره جهان در نیم کره غربی جهان وجود دارد.

این عنصر از خالص کردن و پالایش الکتریکی مس به دست می آید و برای کاربردهای تجاری دارای خلوص ۹۹٫۹ درصد است.

ترکیبات نقره

نقره در ترکیباتش اکثرا بصورت یک ظرفیتی است. اما اکسید ، فلوئورید و سولفید دو ظرفیتی نقره نیز ملاحظه شده است. تعدادی از ترکیبات مهم نقره عبارتند از:

• نیترات نقره :(AgNO₃)ترکیبی بی‌رنگ ، بسیار محلول ، اساسا سمی و به سادگی به نقره فلزی احیا می‌شود و از آن در تهیه ترکیبات نقره ، آئینه های نقره ، جوهرها استفاده می‌شود.
• هیدروکسید دی آمین نقره :[Ag(NH₃)₂]OHترکیب کوئوردیناسیونی محلول در آب که به وسیله افزودن هیدروکسید آمونیوم به محلولهای املاح نقره ، تشکیل می‌شود. این ترکیب در اثر ماندن تشکیل ترکیب بسیار منفجره نقره فولمینات شده را می‌دهد.
• سیانید نقره: (AgCN)مورد مصرف بوسیله سیانید سدیم یا پتاسیم اضافی در آبکاری برای تشکیل یونهای کمپلکس Ag (CN)₂و Ag (CN)₃که به فلز نقره احیا می‌شوند.
• کلرید نقره : (AgCl)ترکیب سفید نامحلول که در هیدروکسید آمونیوم حل شده تشکیل یونهای کمپلکس

Ag (NH₃)₂ می‌دهد. در عکاسی و نیز بعنوان آشکار کننده یونیزاسیون برای اشعه های کیهانی، کاربرد دارد.

• برمید نقره : (ArBr)ترکیب نامحلول زرد روشن که نسبت به AgCl نامحلولتر است و بیشتر در عکاسی به مصرف می‌رسد.
• یدید نقره : (AgI)ترکیب نامحلول زرد رنگ و نامحلولتر از AgBr است و برای اصلاح وضعیت ابرها به منظور بارندگی (Cloud Seading) و در عکاسی کاربرد دارد.
• سولفید نقره : (Ag₂S)نامحلولترین نمک نقره ، سیاه رنگ و جزء اصلی تشکیل دهنده تیرگی ظروف نقره می‌باشد.

آبکاری نقره

نقره به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود، که برخلاف بسیاری از فلزات دیگر است، به خوبی برای آبکاری قطعات مورد استفاده قرار می گیرد. قرن ها است که مردم از نقره در صنایع مختلف استفاده می کنند. ویژگی های تعیین کننده نقره در کاربردهای مختلف صنعتی، باعث پوشش فلزی با دوام بالا، ارزان و سخت تر از بقیه پوشش ها را ایجاد می کند. اگر به دنبال یک محلول مناسب برای آبکاری هستید، نقره یک انتخاب عالی است. با تأکید بر کیفیت و عملکرد، این فلز فضای ارزشمندی را در بین فلزات محبوب مورد استفاده برای آبکاری بدست آورده است.

قابلیت های آبکاری نقره

انواع مختلف پوشش های نقره وجود دارد که برحسب خلوص، سختی و پایان از یکدیگر جدا می شوند. خلوص نقره به سه دسته مختلف تقسیم می شود – نوع I ، II و III. درجه های سختی در مشخصات A ، B ، C یا D وجود دارد.  مشخصات پوشش نقره را دقیقاً مانند خلوص آن در سه نوع مختلف طبقه بندی می کنند.

روش های آبکاری نقره ای

نقره را می توان با استفاده از چندین روش بر روی یک لایه آبکاری کرد. رایج ترین تکنیک ها شامل آبکاری بارل و شابلون بندی است:

آبکاری بارل: اگر قطعات کوچک زیادی برای آبکاری دارید از این روش استفاده کنید. قطعات به داخل یک ظرف بشکه ای شکل بارگیری می شوند که این بشکه از یک ماده غیر رسانا(پلی اتیلن، پلی پروپیلن) تشکیل شده است. این بشکه در یک محلول الکترولیتی از یونهای نقره غوطه ور می شود، جایی که هر قطعه تماس دو قطبی با یکدیگر برقرار می کند. که این امر منجر به بهره وری بالاتر و یکنواخت تری از آبکاری می شود.

آبکاری شابلون بندی: قطعات با استفاده از سیم یا قلاب به یک رک یا شابلون متصل می شود – سپس قسمت فلزی شابلون را در یک محلول یونی غوطه ور می کنند. با وصل کردن اتصالات به یک رکتیفایر جریان الکتریکی درون محلول ایجاد می شود که باعث رسوب یونهای نقره روی قطعات می شود. اگر با قطعات بزرگتر و ظریف تری کار می کنید، این آبکاری مناسب است.

مشخصات آبکاری نقره

هنگام انجام آبکاری نقره ، ممکن است لازم باشد که مشخصات مهندسی مشخص شده را دنبال کنید تا بهترین نتیجه را بگیرید. هنگام ساخت قطعات فلزی، همیشه می خواهید نتیجه مطلوب را برای وقت و پول خود بدست آورید. یادگیری و پیروی از مشخصات می تواند به شما در دستیابی به آن کمک کند. دو استاندارد متفاوت وجود دارد:

1. ASTM B700

این مجموعه مشخصات در مورد آبکاری نقره که برای مهندسی استفاده می شود، اعمال می شود. جایگزین استاندارد نقره فدرال ، MIL-QQ-S-365 شده است. این شامل مجموعه ای از معیارهای حداقل خلوص است که به صورت زیر است:

نوع: I  حداقل 9/99درصد نقره

نوع II: حداقل 99 درصد نقره

نوع III: حداقل 98 درصد نقره

ASTM B700 همچنین شامل طیف وسیعی از الزامات مربوط به سختی نقره و مراحل بعد از آبکاری است. در معیارهای آن مشابه QQ-S-365 است اما خاص تر است:

درجه A: مات – هیچ ماده براق کننده ای در محلول آبکاری وجود ندارد.

درجه B: براق – مواد براق کننده که در محلول آبکاری قرار می گیرند.

درجه C: براق – نقره ای که با پرداخت مکانیکی یا شیمیایی براق شده است.

درجه D: نیمه براق – مواد براق کننده که در محلول آبکاری قرار می گیرند.

درجه N: بدون پسیو کردن با کروماته.

درجه S: پسیو کردن با آنتی تارنیش.

2. MIL-QQ-S-365

ASTM B700 جایگزین این استاندارد فدرال شده است، اما بسیاری از سازمانهای مهندسی هنوز از آن استفاده می كنند، كه دانستن آن را ضروری می كند. این مجموعه از الزامات انواع پایان و درجه سختی نقره را مشخص می کند:

نوع I: رنگ مات

نوع II: نیمه براق

نوع III: براق

درجه A: استفاده از ضد لک مقاوم در برابر لکه

درجه B: عدم استفاده از ضد لک مقاوم در برابر لکه

این نیاز همچنین حکم می کند که ضخامت آبکاری نقره باید حداقل 0005/0 اینچ باشد، به خصوص هنگام استفاده از آبکاری نقره به دلایل عملکردی.

درجه A: مات، بدون مواد براق کننده در حمام آبکاری استفاده می شود.

درجه B: به دلیل مواد براق کننده که در حمام آبکاری قرار می گیرند ، براق است.

درجه C: به دلیل پرداخت شیمیایی یا مکانیکی پوشش های نقره درجه A ، براق شده اند.

درجه D: به دلیل براق کننده هایی که در حمام آبکاری قرار می گیرند ، نیمه براق است.

کلاس N: هیچ پسیوی با کروماته ایجاد نمی شود

کلاس S: پسیو کردن با ضد لک مقاوم در برابر لکه

همچنین ممکن است لازم باشد محصولات شما به استفاده از زیر لایه هایی نیاز داشته باشد. اگر نقره کاری روی سطح استیل، روی یا آلیاژ های روی باید انجام شود، باید قطعات خود را ابتدا مس و نیکل به عنوان زیر لایه دهید. آبکاری نقره روی محصولات مس یا آلیاژ مس نیاز به زیرلایه نیکل دارند.

کاربردهای آبکاری نقره:

هوا فضا: اتصال دهنده ها (روان سازی و محافظت در برابر خوردگی) ، اتصال دهنده ها و قطعات توربین، سطوح تحمل کننده ، اتصالات الکترونیکی ، چرخ دنده های روتور کرافت و سایر موارد

اجزای الکتریکی: پوشش های اتصال دهنده هایی که در بارهای  بالاتر و کمتری کار می کنند

فریم های سرب نیمه هادی: تکنیک های اتصال که به یک فلز گرانبها نیاز دارد

سطوح بلبرینگ: کاربردهای زیاد در مایعات با روانکاری کم

مخازن ذخیره سازی: مخازن ذخیره مواد شیمیایی مقاوم در برابر خوردگی