Các lĩnh vực ứng dụng mạ bạc

So với tất cả các công nghệ xi mạ kim loại khác, bạc là kim loại được ứng dụng nhiều nhất so với tất cả các kim loại mạ khác. Ngoài ứng dụng phổ biến để mạ cho đồ trang sức, bạc được mạ trong rất nhiều lĩnh vực ứng dụng công nghiệp khác như:

− Bộ phận truyền tải và phân phối điện

− Sản phẩm thuộc ngành công nghiệp phụ trợ ô tô

− Sản phẩm linh kiện điện tử

− Ổ trục và truyền động

Ồ trục và bi thép được mạ bạc làm tăng hiệu suất và tuổi thọ của động cơ

 

Ưu điểm của lớp mạ bạc

Ngoài khả năng tạo được lớp phủ có giá trị cao về tính thẩm mỹ trong lĩnh vực mạ đồ trang sức và các sản phẩm trang trí, bạc là một trong những kim loại quý tạo được lớp phủ với những đặc tính hữu ích nổi bật như:

− Trong tất cả các kim loại, bạc có độ dẫn điện cao nhất, nên chúng là kim loại quý lý tưởng cho các ứng dụng truyền tải năng lượng cao.

− Bạc có độ dẫn nhiệt rất tốt, chỉ đứng sau đồng trong nhóm các kim loại có khả năng dẫn nhiệt cao. Nhờ đó, bạc có khả năng cho phép các quá trình kết nối truyền một lượng lớn năng lượng để điều chỉnh các điểm nóng nhiệt một cách tự nhiên, nhờ đó có thể ngăn chặn quá trình oxy hóa của vật liệu nền.

Nhờ có độ dẫn điện cao nhất nên bạc được ứng dụng mạ

cho các bộ phận truyền tải điện năng cao

 

− Bạc có khả năng bảo vệ chống ăn mòn cao, chúng thường được mạ trên lớp mạ niken lót. Việc mạ bạc cho các dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm giúp ngăn chặn được sự hình thành các hợp chất hoặc oxit kim loại, qua đó ngăn chặn được sự gia tăng điện trở tiếp xúc hoặc các điểm nóng nhiệt trong dây dẫn.

− Bạc có khả năng bôi trơn rất tốt ngay cả ở nhiệt độ khắc nghiệt đến 1250 ^oF (~ 676,7 ^oC), nên chúng thường được lựa chọn để mạ cho các bộ phận có dao động trượt ở nhiệt độ cao như trong động cơ tua-bin.

Công nghệ mạ bạc bằng dung dịch mạ từ muối bạc xyanua

Công nghệ mạ bạc theo phương pháp điện phân trên cơ sở dung dịch mạ được pha từ muối bạc xyanua đã và đang được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Theo đó có hai loại muối bạc xyanua, bao gồm:

● Muối bạc xyanua

− Tên tiếng Anh: Silver Cyanide

− Công thức hóa học: AgCN

− Hàm lượng bạc: 80 %

● Muối kali bạc xyanua

− Tên tiếng Anh: Potassium Silver Cyanide

− Công thức hóa học: KAg(CN)₂

− Hàm lượng bạc: 54 %

Hai loại muối bạc trên được sử dụng như là thành phần chính để cung cấp ion bạc cho dung dịch điện phân. Ngoài ra, người ta còn bổ sung thêm các loại hóa chất khác như: Kali xyanua (KCN) và kali cacbonat (K₂CO₃) và các phụ gia thường là tác nhân hữu cơ để đảm bảo lớp mạ đạt độ chui sâu tốt và độ bóng hoàn hảo nhất.

Tùy theo từng hệ phụ gia được sử dụng mà lượng ion bạc được khuyến nghị có thể khác nhau, thông thường ion bạc Ag⁺ trong dung dịch mạ ở phạm vi từ 25 – 40 g/L. Ngoài ra, trong thực tế, tùy thuộc vào độ dày lớp mạ bạc mong muốn, đặc trưng của chi tiết cần mạ và hình thức mạ là mạ quay hay mạ treo có thể lựa chọn điều kiện mạ tối ưu nhất về: Thời gian mạ, mật độ dòng điện, điện áp…

Ưu điểm của dung dịch mạ từ muối bạc xyanua

Ngoài muối bạc xyanua, có các loại hợp chất bạc khác nhau như bạc nitrat (AgNO₃), bạc sunfat (Ag₂SO₄)... Tuy nhiên, trong ứng dụng mạ bạc bằng phương pháp điện phân thì muối bạc xyanua dạng: Silver Cyanide (AgCN) hoặc Potassium Silver Cyanide (KAg(CN)₂) là một lựa chọn tốt nhờ những ưu điểm dưới đây:

Độ dẫn điện cao

Trong mạ điện, khi độ dẫn điện của dung dịch càng cao thì quá trình mạ điện có thể được hoàn thành càng nhanh. Dung dịch bạc xyanua có tính dẫn điện cao, khiến nó trở thành sự lựa chọn hiệu quả cho mạ điện.

Tạo được lớp mạ có kết tinh mịn và phẳng

Không giống như dung dịch điện phân được tạo thành từ muối bạc nitrat (silver nitrate – AgNO₃) chủ yếu chỉ chứa các ion Ag⁺ ở trạng thái tự do. Silver Cyanide (AgCN) hoặc Potassium Silver Cyanide (KAg(CN)₂) sẽ tạo được dung dịch điện phân chứa hàm lượng ion Ag⁺ tự do rất thấp đến mức gần bằng 0, bạc trong dung dịch này tồn tại ở dạng phức [Ag(CN)₂]⁻ bền và không bị phân ly thành ion Ag⁺ tự do. Quá trình tạo lớp kết tinh bạc kim loại trên bề mặt cathod (âm cực – là các chi tiết được mạ bạc) từ dung dịch này được diễn ra đồng đều trên toàn bộ bề mặt cathod. Điều này không thể thực hiện được bằng dung dịch điện phân được pha từ hợp chất bạc khác, như bạc nitrat, với tốc độ kết tinh quá nhanh của các ion Ag⁺ tự do sẽ chỉ tạo được lớp mạ bạc thô, hoàn toàn không có độ bằng phẳng và mịn.

Mạ bạc từ muối bạc xyanua tạo được lớp mạ có độ bằng phẳng cao

 

Như vậy, bạc là một kim loại quý có giá trị cao và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như điện, ô tô, điện tử... do các tính chất vượt trội của nó. Trong công nghệ mạ bạc, phương pháp điện phân với dung dịch chứa muối bạc xyanua đang được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Cụ thể, muối AgCN và KAg(CN)₂ là lựa chọn tốt nhất nhờ khả năng dẫn điện cao, tạo lớp mạ có kết cấu mịn và phẳng. Việc áp dụng công nghệ mạ bạc bằng phương pháp này cho phép tạo ra các sản phẩm có chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu khắt khe của ngành công nghiệp.