39. 니켈도금-광택니켈도금

 

1. 용액 조성

와트액(Watts bath)은 황산니켈, 염화니켈, 붕산의 세 가지 성분으로 이루어진다.

<각종 니켈 도금액의 조성 및 작업 조건>

 

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2. 도금액의 제조법

도금액의 제조는 다음의 순서에 따라서 행한다.

ⓐ 예비 탱크에 소요량의 3/5 정도의 물을 넣고, 50~60℃로 가열한다.

ⓑ강력한 기계 교반으로 계산량의 약품을 조금씩 투입해서 용해시킨다.

투입의 순서는 붕산, 황산니켈, 염화니켈 순으로 한다.

ⓒ약품이 완전히 용해된 것을 확인하고, 2~3g/ℓ 의 활성탄을 가해서 약 1시간 교반한다.

그 후 약 10~20시간 정도 방치한다.

ⓓ다음날 여과기를 통해서 맑은 상층액을 도금 탱크로 옮긴다.

액면 조절, pH 조정을 한 후 0.5~1 A/dm²의 저전류 밀도로 약 12시간 공전해한다.

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3. 도금액 성분의 역할

ㆍ황산니켈

와트액의 주성분으로 니켈 이온을 공급한다.

니켈 이온의 공급원으로서는 염화니켈도 사용할 수 있으나, 염화물은 니켈 도금의 내부 응력을 높이기 때문에 황산니켈을 니켈 이온의 주공급원으로 하는 것이 좋다. 농도가 높을수록 큰전류로 도금할 수 있으며 농도가 저하되면 광택이 떨어진다.

ㆍ염화니켈

염화니켈을 가하는 목적은 액 중의 염소 이온을 공급하는 것이며 동시에 니켈 이온도 공급하는 데 있다.

염소 이온은 니켈의 양극 용해에 꼭 필요한 성분이며 양극이 부동태화 되어 용해가 어렵게 되는 것을 방지한다. 동시에 액의 전도성을 좋게 하고 도금의 효율과 피복력을 좋게 하는 역할을 한다. 그러나 염소 이온이 많으면 도금막의 내부 응력을 증대시키고 적을 때에는 광택이 떨어지므로 항상 적정량이 존재하도록 도금액을 정기적으로 분석하여야 한다.

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ㆍ붕산

pH의 변동을 완화시키는 완충제로 사용되며 석출물을 개선해 준다.

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ㆍ광택제

니켈 도금액에서는 두 가지 종류의 유기 광택제를 첨가해 주고 있다.

첫번째 종류를 1차 광택제라고 하며, 이 자체는 광택을 주지는 못하지만 다음에 첨가되는 제 2차 광택제의 광택 범위를 넓혀 주며, 내부 응력의 증가를 감소 시켜 주는 역할을 한다.

제 2차 광택제는 도금면을 유리알 같이 좋은 광택을 만들어 준다.

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4. 작업 조건 및 관리

ㆍpH

일반적으로 pH는 4.0~4.5가 보통이나 pH의 변동이 심하다.

pH가 낮으면 수소가스가 발생하여 피트가 생기기 쉽고, pH가 높으면 취약하고 구름낀(흐린) 도금이 된다.

작업 중 pH를 낮추기 위해서는 황산 똔느 염산을 첨가하며, 높이기 위해서는 수산화니켈 또는 탄산니켈을 첨가한다.

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ㆍ전류밀도

보통 3~12A/dm² 이 적당하며, 작업 속도를 빠르게 하기 위하여 고전류 밀도를 사용할 때에는 액의 농도와 온도를 높이고 교반을 강하게 하여야 한다.

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ㆍ교반

액을 교반하면 액온을 높이는 것과 같이 신속하게 니켈 이온을 도금면에 공급하는 효과를 얻어 도금 속도가 빨라진다. 대부분 공기 교반을 한다.

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ㆍ액 온도

온도를 높이면 니켈 이온의 이동 속도, 확산 속도, 용해 속도, 전도율, 양극의 전류 효율 등을 좋게 하지만, 70℃ 이상에서는 광택제가 분해된다.

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ㆍ양극

니켈 양극에는 전해니켈, 설퍼니켈, 카보나지드 니켈 등의 조류가 있다. 이 중에 전해 니켈 이외의 것들은 가공 니켈 양극으로 부른다. 이들은 고전류 밀도에서의 양극 용해를 촉진하기 위하여 전해 니켈을 다시 가공한 것이다.

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자료 출처 :

세진사 [방식 및 표면처리]

문운당 [핵심 도금ㆍ표면처리]

교육부 [금속 표면 처리]