[재료공학기초실험]무전해 도금 - 화학환원도금

실험 목적

무전해도금 중 화학환원도금의 원리를 이해한다.

 

실험 이론 및 원리

1. 무전해 도금

전기를 사용하지 않고 화학반응을 통해 도금되는 방식이다. 하지만 무전해도금의 일부인 화학환원도금이 일반화되어 널리 이용되고 있기 때문에 일반적으로 무전해 도금을 화학도금이라고 부르고 있다. 화학 환원 도금의 원리는 환원제가 되는 약품을 이용하여 금속염 용액으로부터 화학적으로 금속이온을 석출시키는 것으로서 플라스틱 도금에 보급되고 있는 무전해 구리도금이나 무전해 니켈도금이 대표적인 예 인 것이다. 화학 환원 도금은 치환도금과는 달라서 금속이나 부도체의 표면에 그때 그때의 적당한 처리를 함으로서 희망하는 두께와 밀착이 좋은 피막을 얻을 수 있다.

 

2. 전해도금과 무전해도금의 차이점

 

3. 무전해 도금의 장단점

장점	단점
부도체나 분말상에 도금가능 균일한 두께로 할 수 있다. 내마모성 있음 크기 형상에 제한이 없다. 내열성이 있다.	도금 속도가 느림 도금액의 수명이 짧음 가격이 비싸다

 

4. 무전해도금의 활용

 

실험 장치 및 기기

1. 실험 재료

정류기, 건조기, 온도계, 여과기, 비커, 피도금체

실험 방법

1. 실험 과정

①실험 계획을 세우고 각종 장치의 이상 유무를 점검한다.

②황산동용액(산성욕)을 만들고 PH를 조절한다.

③화학 동도금을 한다.

④ 도금 표면을 수세하고 건조시킨다.

⑤ 도금층의 밀착성 검사 및 도금두께를 측정한다.

 

주의 사항

① 에칭욕은 강산과 60-80℃의 온도에 견디어야 하므로 철제탱크에 납라이닝 한 것을 사용하도록 한다.

② 실험중 발생하는 가스의 제거에 유의해야 한다.

③ 피도금체가 금속일 경우에는 수소취성을 방지하기 위해 도금후 열처리를 한다.

④ 도금 종료시에는 도금액을 냉각시키고 정기적으로 여과하여 수명을 연장한다.

⑤ 도금조에도 도금이 되므로 약품의 보충에 유의해야 한다.

⑥ 도금두께의 관리가 어려우므로 유의한다.

⑦ 도금을 하지 않을 때는 도금약품이 분해 되어 소모되는 점을 주의한다.

⑧ 도금피막은 표면이 부동태화 되기 쉬어 활성화가 곤란함으로 밀착불량이 생길 우려가 있으므로 유의한다.

 

실험 결과 및 토의

1. 실험 고찰

무전해 도금은 말 그대로 전기를 사용하지 않고 화학반응을 통해 도금되는 방식이다. 다시 말해서 도금이란 금속이온이 전자를 받아서 환원이 되어 특정표면에 달라붙는 것을 말하는데 일반적으로 알고 있는 도금은 정류기를 통해 나온 전기를 이용하여 도금하는 방식이 가장 많이 쓰인다. 

무전해 도금은 도금액의 수명이 짧고 가격이 비싸며 도금 속도가 느릴 뿐만 아니라 금방 도금이 벗겨지기 때문에 요즘에는 거의 사용하지 않는다고 하였는데 수명이나 가격은 실험시간에 알 도리가 없었고 도금시간이 오래 걸린다는 것도 실험시간에서는 증명할 방법이 없었다. 가열하는 시간이 오래 걸렸지 도금하는 시간은 5분내외로 끝났기 때문이다. 다만 도금이 잘 벗겨진다는 것은 위에 사진처럼 핀셋으로 긁어서 ‘김’이라는 글자를 쓴 것으로 잘 알 수 있었다.