Principios básicos y flujo del proceso de galvanoplastia

El proceso de galvanoplastia es un método que consiste en aplicar una capa de metal sobre un conductor mediante el principio de la electrólisis. La galvanoplastia se refiere a un procedimiento de tratamiento superficial en el que se utiliza como cátodo una sal del metal que se va a platear, y los cationes de dicho metal se depositan sobre la superficie del metal base por medio de la electrólisis, formando así un recubrimiento. A continuación, le presentaré el principio básico y el proceso de la galvanoplastia.

1. Principios básicos del proceso de galvanoplastia

La galvanoplastia es un proceso electroquímico y también un proceso de oxidación‑reducción. El proceso básico de la galvanoplastia consiste en sumergir una pieza en una solución de una sal metálica, utilizando como cátodo dicha pieza y como ánodo una placa metálica. Tras conectar la fuente de alimentación de corriente continua, se lleva a cabo el recubrimiento deseado. Por ejemplo, en el caso del niquelado, el cátodo es la pieza que se va a recubrir y el ánodo es una placa de níquel puro. En el cátodo y en el ánodo tienen lugar, respectivamente, las siguientes reacciones:

Cátodo (galvanoplastia): Ni2++ + 2e− → Ni (reacción principal)
2H⁺ + 2e⁻ → H₂ ↑ (Reacción secundaria)

Ánodo (placa de níquel): Ni-2e → Ni2 + (reacción principal)
4OH⁻ − 4e⁻ → 2H₂O + O₂ (reacción secundaria)

No todos los iones metálicos pueden depositarse a partir de una solución acuosa. Si la reacción secundaria de reducción de los iones hidrógeno a hidrógeno en el cátodo predomina, resulta difícil que los iones metálicos se precipiten sobre el cátodo. Según los experimentos, la posibilidad de que los iones metálicos se electrodepositen desde soluciones acuosas sigue un cierto patrón que puede deducirse de la tabla periódica.

Los ánodos se clasifican en ánodos solubles y ánodos insolubles. La mayoría de los ánodos son solubles y corresponden al proceso de galvanoplastia; por ejemplo: los ánodos de zinc son ánodos de zinc, los ánodos de plata son ánodos de plata, y las aleaciones de estaño‑plomo son ánodos de aleación de estaño‑plomo; sin embargo, algunos se emplean mediante electrodeposición. Debido a la dificultad de disolución del ánodo, se utilizan ánodos insolubles.

Para el chapado ácido en oro, se emplean principalmente ánodos de platino o de titanio. El ion salino principal de la solución de chapado se complementa mediante la adición de una solución estándar preparada que contiene oro. Los ánodos utilizados en el chapado con cromo son de plomo puro y de aleaciones de plomo‑estaño. Se emplean también ánodos insolubles, como las aleaciones de plomo‑antimonio.

Tras leer los principios básicos del proceso de galvanoplastia mencionados anteriormente, es posible que muchas personas que no son estudiantes de ciencias aún no comprendan con exactitud cómo funciona la galvanoplastia. A continuación, explicaré los aspectos específicos de este proceso en un lenguaje más sencillo. ¡Así es como funciona!

La galvanoplastia requiere una fuente de alimentación de bajo voltaje y alta corriente para el tanque de baño, así como un dispositivo electrolítico compuesto por una solución de galvanoplastia, la pieza a recubrir (cátodo) y un ánodo. La composición de la solución de galvanoplastia varía según el recubrimiento deseado, pero en todos los casos incluye una sal principal que aporta iones metálicos, un agente complejante capaz de formar complejos con los iones metálicos de la sal principal y un agente amortiguador para estabilizar el pH de la solución.

Activador de ánodo y aditivos especiales. El proceso de galvanoplastia es un proceso en el que los iones metálicos presentes en una solución de baño se reducen a átomos metálicos mediante una reacción electroquímica, bajo la acción de un campo eléctrico externo, y la deposición del metal tiene lugar sobre un cátodo. Por lo tanto, se trata de un proceso de electrodeposición metálica que incluye transferencia de masa en fase líquida, reacción electroquímica y cristalización en el electrodo.

En el tanque de galvanoplastia que contiene la solución de galvanoplastia, la pieza a galvanizar, previamente limpiada y sometida a un pretratamiento especial, se utiliza como cátodo, mientras que el ánodo está constituido por el metal a depositar; ambos electrodos se conectan respectivamente al polo positivo y al polo negativo de una fuente de alimentación de corriente continua. La solución de galvanoplastia está compuesta por una disolución acuosa que contiene un compuesto del metal a depositar, una sal conductora, un tampón, un ajustador de pH y un aditivo.

2. Proceso de galvanoplastia

Generalmente incluye tres etapas: pre‑galvanizado, galvanizado por electrólisis y post‑galvanizado. El proceso completo:

(1.) Decapado ácido → galvanoplastia de cobre en placa completa → transferencia de patrón → desengrase ácido → enjuague secundario a contracorriente → micrograbado → lixiviación secundaria → estañado → enjuague secundario a contracorriente

(2.) Enjuague en contracorriente → decapado → galvanoplastia de cobre por proceso gráfico → enjuague secundario en contracorriente → niquelado → lavado secundario con agua → inmersión en ácido cítrico → dorado → reciclaje → lavado con agua pura de grado 2‑3 → secado

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