رُبّما سمعت عن تغطية معدن رخيص قابل للتآكل بمعدن ثمين للحماية من التآكل وبهدف تجميل المعدن، هذه العمليّة تسمّى الطلاء بالتحليل الكهربي، يكون ذلك بتنظيف المعدن المراد طلاؤه بشكل جيد، ووضعه ضمن خليّة كهربائيّة يكون فيها هذا المعدن مهبطاً، بينما المعدن الذي يمُثل الطلاء وسط ناقل بينما المصعد هو مادة من نفس الفلز ويتم تدوير المهبط حول المصعد أو إحاطة المهبط بمجموعة من المصاعد، هذه التقنيّة بسيطة وتستخدم لأهداف متعددة بالإضافة لما ذكرناه حيث يبعث المعدن عند تغذيته بتيار كهربائي أيونات تطلي المادة.

الخليّة الكهربائيّة المستخدمة تتكون من لبوسين يتم فصلهما باستخدام محلول يحوي أيونات موجبة وأيونات سالبة كمحلول كبريتات النحاس CuSo4:

  • لبوس موجب (المصعد): الأنود وهو المادة الذي يُراد الطلاء به كالنحاس.
  • لبوس سالب: الكاثود وهو المعدن أو المادة المراد طلاؤها كالكربون.

الطلاء الكهربي

في الصورة المرفقة خزان لطلاء كهربي، يكون المحلول مُغذّى بتيار كهربائي من مولد كهربائي (Dynamo)، عندما تصبح الدارة مغلقة تنتقل الإلكترونات المشحونة بشحنة سالبة من الكاثود نحو أيونات النحاس الموجبة (Cu+2) المتحررة من صفيحة النحاس، وتلقائيّاً تأخذ ذرات النحاس موقعاً لها على سطح الكاثود وتصبح مطليّة بالنحاس كهربائيّاً، وفي ذات الوقت الأيونات السالبة( So4 ^-2) تتفرغ على الأنود ويتشكّل المحلول الكهربي من جديد ويعاد تكوينه وبذلك تكتمل عمليّة التحليل الكهربي الطلائي، يتم تنظيف المعدن بشكل جيّد قبل طلاؤه ونتيجة لذلك قد تأخذ ذرات النحاس موقعاً لها بين ذرّات المعدن المراد طلاؤه، ويكون التنظيف بنوعين:

  • تنظيف كيميائي: تستخدم بعض المذيبات لإزالة الرواسب عبر تفاعلها مع المعدن.
  • تنظيف مادي: تستخدم الطاقة الميكانيكيّة لتنظيف الرواسب العالقة والأوساخ.

بدأ استخدام الطلاء بشكل واسع عام 1800 رغم وجوده منذ العصور القديمة حيث تم استخدام البطاريّة للطلي بالنحاس والفضة والرصاص، لكن لم يتوسعوا لأن النحاس تعذّر إزالته بعد طليه على الفضّة ، ذلك حتّى العام 1840 عندما اعتمدوا محلول سيانيد البوتاسيوم للطلاء بالفضة والذهب والنحاس وإلى الوقت الحالي يتم اعتماد هذا المحلول حيث يتشّكل طلاء يتم إزالته لاحقاً ولكن كان  الأمر مقتصراً حينها على طلاء المعادن حتّى منتصف القرن العشرين فتّم طلي البلاستك وهو مادة غير معدنيّة لأول مرة، ويتم الآن الطلي بالذهب والحديد والكوبالت والنيكل والنحاس والزنك والبلاتين والرصاص والروديوم والفضة والبلاديوم ويتم اعتماد المواد التي تجعل العمليّة أرخص ثمناً.

بعض استخدامات الطلاء الكهربي:

  • يتم استخدام الطلاء الكهربي لمنع تصلب الفولاذ ويكون الطلاء جزئي أو كامل حسب الهدف المرغوب.
  • يتم طلي أدوات الطعام كالمعالق بالفضة.
  • يتم طلي بعض المجوهرات والساعات بطلاء الفضة والذهب لأهداف جماليّة حيث تصبح أكثر لمعاناً لعمر طويل.
  • يتم طلي السيارات والأدوات المنزليّة بالنيكل والكروم.

أنواع الطلاء الكهربي:

  • الطلاء الشامل (Mass plating): يكون هذا الطلاء فعّالاً لطلي عدد هائل من الأشياء، لكنّه أقل فعاليّة للأجزاء المخدوشة.
  • الطلاء الصندوقي (Rack plating): يكون هذا النوع فعّالاً للأجزاء الكبيرة والحساسة بتكلفة أكبر مقارنة مع النوع الأول.
  • الطلاء المستمر (Continuous plating): يكون الطلاء رخيصاً بهذا النوع ويستخدم بشكل واسع لطلاء الأسلاك والأنابيب عبر تمرير مستمر للمصاعد حولها.
  • الطلاء الخطّي (Line plating): يكون الطلاء هنا رخيصاً وبسيطاً بسبب استخدام عدد قليل من المواد الكيميائيّة.

أكمل القراءة

يدلّ مُصطلح الطلاء الكهربي (Electroplating) على عمليةٍ كيميائية اكتشفها المخترع الإيطالي لويجي فالنتينو بروغناتيلي (Luigi Valentino Brugnatelli) في عام 1805، وتقوم هذه العملية بشكلٍ رئيسي على طلاءِ معدنٍ بمعدنٍ آخر بواسطة التحلل المائي.

تقوم فكرة الطلاء الكهربي على خلية تحليل الكتروليتية تتكوّن من مهبط ومصعد، يُشكِّل المعدن المراد طلائه المِهبَط (اللبوس السالب) أمّا المصعد (اللبوس الموجب) فيُشكّل المعدن المراد الطلاء بهِ ويكون غالبًا إمّا بلاتيني أو كربوني؛ حيث يُغمَس المعدن المراد طلائه في محلول ملحي معدني مغذّى بتيار كهربائي، مما يأمن تحرير الالكترونات وانتقالها من القطب الموجب إلى القطب السالب، مما يؤدّي إلى إتمام عملية طلاء المعدن بشكل كامل.

الطلاء الكهربي

لكن أثناء عملية الطلاء عليك الانتباه جيّدًا إلى ضرورة تنظيف المعدَن المراد طلائه قبل البدء بالعملية لمنع ترسيب الملوّثات وضمان التصاق الطلاء، ويكون وذلك:

  • إما من خلال استخدام بعض المُذيبات الكيميائية التي ستتفاعل مع المعدن وتُنتِج الرواسِب.
  • أو من خلال استخدام الطاقة الميكانيكية بشكل مادّي مثل التحريض بالموجات فوق الصوتية أو الفرشاة والمواد المادية لإزالة الرواسب.

بعض المعادن المُستخدَمة كمادة طلاء في عملية الطلاء الكهربي:

  • الفضة.
  • الذهب.
  • النيكل.
  • الكروم.
  • نحاس.
  • بلاتين.

يُمكِن تقسيم الطلاء الكهربي إلى أربعة أنواع:

  • الطلاء الشامل (Thorough polish) أو (Mass plating): على الرغم من شمولية هذا النوع وتغطيته لجزء كبير من المعدن إلا أنّه لا يُعتبَر جيّدًا إلى حدٍّ ما في تغطية الخدوش أو الحماية منها.
  • طلاء الرف (Shelf plating) أو (Rack plating): تكون كلفة هذا النوع من الطلاء أغلى من كلفة الطلاء الشامل، ويركّز بشكل أساسي على طلاء الأجزاء الكبيرة والحسّاسة من الأجهزة.
  • الطلاء المستمر (Continuous plating): تكون كلفة هذا النوع أرخص من النوعين السابقين ويُطبَّق على أجزاء محدّدة مثل الأنابيب أو الأسلاك.
  • الطلاء الخطي (Line plating): وهو أرخص أنواع الطلاء الكهربائي بحيث يُستخدَم مواد كيميائية قليلة وغير مُكلِفة أثناء تطبيقه.

والآن سأستعرضُ لك يعضًا من استخدامات وتطبيقات الطلاء الكهربي في الحياة العملية:

  • قد يلجأُ له بعض المصنّعين في المجال الصناعي والتجاري لتدعيم صناعاتهم من حيث المنظر والجودة والمتانة، ففي أغلب الصناعات الاستهلاكية تُستخدَم معادن غير مُكلِفة ماديًا مثل الفولاذ أو الزنك ومن ثم يُطلى السطح الخارجي لهذه المنتجات بمعادن أكثر متانة من جهة وألطف بالمظهر الخارجي من جهة أخرى مثل الذهب أو الكروم أو النحاس.
  • يحمي الطلاء الكهربائي المعادن والأسطح بشكل عام من التآكل والصدأ ويزيد مقاومتها تجاه العوامل الخارجية التي قد تؤثّر عليها.
  • يُستخدَم الطلاء الكهربائي في تركيب بعض الأجهزة الطبية، وتحديدًا التي يدخل في تكوينها النيكل كونه من غير الجيّد تماس معدن النيكل مباشرةً مع جسم الإنسان ولذلك تُطلى أسطح النيكل الموجودة في الأجهزة بالبلاديوم أو الذهب.
  • يُستخدَم الطلاء الكهربائي لأغراض الزينة والديكور، كأن تُطلى المعالِق المعدنية بالفضة أو الذهب أو طلاء المجوهرات والأدوات المنزلية بهدف تجديدها وإعادة الرونَق المعدني لها.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما معنى الطلاء الكهربي"؟