پایان نامه بررسی چسبندگی پوشش الكترولس به زیر لایه پلاستیكی در فرآیند آبكاری پلاستیكها

پایان نامه بررسی چسبندگی پوشش الكترولس به زیر لایه پلاستیكی در فرآیند آبكاری پلاستیكها

چكیده :

در اواخر دهه 1970 استفاده از پلاستیكهای آبكاری شده به منظور كاهش وزن و ایجاد پوششهای تزئینی بر روی برخی از قطعات خودرو اهمیت یافتند. هم زمان با آن توسعه صنعت الكترونیك استفاده از پلاستیكهای آبكاری شده در ساخت صفحات مدارهای چاپی به منظور ایجاد خاصیت هدایت الكتریكی اهمیت یبشتری یافت، به طوری كه با پیشرفت روز افزون این صنعت، بررسی خواص چسبندگی پوششهای فلزی به زیر لایه پلاستیكی مهم به نظر می‌رسند.

در این تحقیق ضمن معرفی فرآیند آبكاری پلاستیكها به بررسی برخی از عوامل موثر بر چسبندگی پوشش به زیر لایه پرداخته شده، به طوری كه عواملی نظیر خواص فیزیكی و شیمیایی پوششهای فلزی، چگونگی آماده ساختن زیرلایه پلاستیكی و خواص فیزیكی و شیمیایی زیر لایه پلاستیكی به عنوان مهم ترین عوامل موثر بر چسبندگی پوششهای فلزی به زیر لایه پلاستیكی ارزیابی شده اند.

1- اهمیت آبكاری پلاستیكها

استفاده از قطعات پلاستیكی آبكاری شده در اواخر دهه 1970 در صنایع مختلف گسترش چشمگیری یافت، به طوری كه به سرعت در صنایعی نظیر خودرو سازی، الكترونیك و مصارف تزئینی به ویژه تولید وسایل خانگی كاربرد وسیعی یافتند[1]. مثالهایی كه از این كاربردها در ادامه آورده شده است.

الف – صنعت خودرو

پلاستیكهای آبكاری شده هم به منظور زیبایی و هم به منظور افزایش مقاومت به خوردگی در قسمتهای مختلف خودرو استفاده می‌شوند. به عنوان مثال برخی از پلاستیكهای آبكاری شده مقاوم به سایش نظیر پلی اورتان در قسمت‌های داخلی اتومبیل استفاده شده‌اند، ضمن این كه از قطعات پلاستیكی آبكاری شده كه دارای خاصیت مقاومت به ضربه باشند نیز می‌توان در سپرهای خودرو استفاده كرد. در شكل (1) نمونه ای از این كاربرد نشان داده شده است.

ب – صنعت الكترونیك

در صنعت الكترونیك ، آبكاری پلاستیكها به منظور ایجاد خاصیت هدایت الكتریكی انجام می شود كه نمونه بارز این كاربرد در ساخت صفحات مدارهای چاپی (P.C.B) Printed Circuit Board می‌باشد [2] .

شكل (2) نمونه ای از این كاربرد را در ساخت صفحات مدارهای چاپی نشان می‌دهد.

ج – جنبه های تزئینی

استفاده از پلاستیكهای آبكاری شده به دلیل خاصیت مقاومت به خراش و خواص زینتی پوششهای ایجاد شده به طور وسیع در تولید وسایل خانگی مورد توجه قرار گرفته اند.[1]

درشكل (3) نمونه‌ای از این كاربرد نشان داده شده است.

2- معرفی پوشش الكترولس

آبكاری الكترولس عبارت است از احیاء شیمیایی با اتوكاتالیتیكی یونهای فلزی موجود در وان الكترولس بر روی سطح قطعات. در این فرایند پوششی یكنواخت از فلز مورد نظر به وسیله یك سری واكنشهای شیمیایی بر روی سطح قطعه ایجاد می‌شود.

پرمصرف ترین پوشش‌های فلزی كه در آبكاری الكترولس مورد استفاده قرار می‌گیرند، مس و نیكل می‌باشند. كه درادامه به مكانیزم اصلی عملیات آبكاری الكترولس نیكل اشاره می‌شود[3].

3- اجزاء حمام الكترولس

به طور كلی در حمام الكترولس هشت جزء وجود دارد:

3-1- منبع یونهای نیكل

متداول‌ترین نمكهای به كار رفته در فرایند الكترولس نیكل، سولفات نیكل و كلرید نیكل می‌باشند، به طوری كه غلظت یونهای نیكل در حمام‌های اسیدی بین 4 تا 10 گرم در لیتر می‌باشند. [4و5]

3-2- هیپوفسفیت سدیم

این ماده یونهای نیكل را در محلول به شكل عنصر، احیاء می كند به طوری كه در طی فرایند احیاء آنیونهای هیپوفسفیت به ارتوفسفیت تجزیه شده و گاز هیدروژن ایجاد می‌گردد. ضمن آن كه درصد فسفر تا حدود 15 درصد نیز در رسوب نیكل ظاهر می‌شود. [3]

3-3- بافرها

وظیفه بافرها جلوگیری از تغییرات PH در حمام می‌باشد به طوری كه از افزایش بیش از حد اسیدیته محلول در طی رسوب گذاری جلوگیری می‌كنند.[3]

3-4- كمپلكس كننده ها

این اجزاء تقریباً اسیدهای آلی بوده كه معمولاً دی كربوكسیلاتها می‌باشند. این مواد تاثیر دو گانه ای دارند زیرا اولا باعث كاهش نرخ رسوب گذاری شده، ثانیاً همانند یك بافر عمل می كنند[3].

3-5- شتاب دهنده ها

شتاب دهنده‌هایی نظیر تركیبات فلوئوریدی و تیواوره در حد ppm2 تا 20 باعث افزایش نرخ رسوب گذاری می‌شوند [4].