Este resumen cubre los términos y procesos clave utilizados en la galvanoplastia.
Fundamentos de la galvanotecnia
Galvanización:
- Proceso electroquímico de deposición de capas metálicas sobre un sustrato conductor de la electricidad.
- Utiliza una célula electrolítica para transferir iones metálicos de una solución a un sustrato.
Electrolito:
- Líquido conductor que contiene los iones metálicos que se van a depositar.
- Ejemplos: Solución de sulfato de cobre para la deposición de cobre, solución de sulfato de níquel para la deposición de níquel.
Ánodo:
- Electrodo en el que se produce la oxidación.
- En galvanoplastia, suele ser el metal que se va a depositar (por ejemplo, un ánodo de cobre para la deposición de cobre). El cromo es una excepción. Los ánodos de cromo no deben utilizarse con electrolitos de cromo (basados en cromo trivalente), ya que pueden producir cromo hexavalente altamente tóxico (cromo VI).
- Si no se dispone de ánodos del material del electrolito, es posible utilizar ánodos inertes como el platino (ánodo de titanio platinizado) o el grafito.
- Los ánodos de grafito tienen la desventaja de que la resistencia en el ánodo puede aumentar significativamente, haciéndolo inutilizable. Aunque los ánodos de grafito pueden utilizarse de forma muy universal, no los recomendamos, ya que no se disuelven químicamente, sino que entran partículas en el baño y lo enturbian debido al desarrollo de oxígeno en el ánodo. A medida que avanza el proceso, estas partículas también se depositan y la superficie producida se oscurece. Por ello, son preferibles los ánodos metálicos.
Cátodo:
- Electrodo en el que se produce la reducción.
- El sustrato sobre el que se deposita el metal.
Fuente de corriente:
- Fuente de corriente continua que suministra la energía necesaria para impulsar la reacción electroquímica.
Términos y procesos importantes
Electrólisis:
- Proceso en el que se inician reacciones químicas en la solución electrolítica mediante la aplicación de una corriente eléctrica.
Reducción:
- Proceso químico en el que un átomo o ion gana electrones.
- En la deposición metálica, un ion metálico (por ejemplo, Cu²⁺) se reduce a un átomo metálico (Cu).
Oxidación:
- Proceso químico en el que un átomo o ion pierde electrones.
- En la deposición de metales, el ánodo suele oxidarse para liberar iones metálicos en la solución.
Densidad de corriente:
- La corriente por unidad de superficie del electrodo.
- Es un parámetro importante que influye en la calidad y velocidad de la deposición metálica.
- La densidad de corriente catódica es importante para la calidad del revestimiento de la pieza (cátodo). Cada electrolito tiene un rango óptimo de densidad de corriente dentro del cual se consigue una deposición con buenos resultados. Si la densidad de corriente está fuera de los parámetros, el revestimiento puede volverse mate.
- En el lado del ánodo, está la densidad de corriente anódica. Esto es especialmente importante para la estabilidad del electrolito. Debe disolverse tanto metal como el depositado en el cátodo (pieza).
- Idealmente, el ánodo se disuelve tan rápido como el metal depositado en el cátodo, por lo que el electrolito duraría mucho tiempo. En la práctica, sin embargo, hay una desviación.
- Por ejemplo, los Electrolitos de cinc ácidos se enriquecen más rápido de lo que se deposita el metal, lo que provoca el enturbiamiento de los electrolitos tras un periodo de tiempo más largo.
- En el caso del níquel, el ánodo se disuelve más lentamente y el electrolito se empobrece poco a poco en iones de níquel. En este caso, podrían añadirse sales de níquel adecuadas para aumentar de nuevo el contenido. Sin embargo, las sales de níquel no pueden venderse libremente debido a su clasificación de peligrosidad. Para mejorar la solubilidad del ánodo y reducir la pasivación, el fabricante también añade iones de cloruro al electrolito.
Sobrepotencial:
- La tensión adicional necesaria por encima del potencial de equilibrio teórico para impulsar la reacción electroquímica.
- Afecta a la eficacia y a las propiedades de la capa metálica depositada.
Composición del baño:
- La composición química del electrolito que influye en las propiedades de la capa metálica depositada.
- A menudo se utilizan aditivos como abrillantadores, agentes humectantes y soluciones tampón para mejorar las propiedades del revestimiento.
Tipos de recubrimientos galvánicos
Cincado:
- Deposición de cinc sobre acero o hierro para aumentar la resistencia a la corrosión.
Niquelado:
- Deposición de níquel con fines decorativos o como base para posteriores chapados.
Dorado:
- Deposición de oro con fines decorativos o para contactos eléctricos debido a su excelente conductividad y resistencia a la corrosión.
Plateado:
- Deposición de plata, a menudo para contactos eléctricos o para mejorar la conductividad.
Cobreado:
- Deposición de cobre, a menudo como capa intermedia o para pistas conductoras en electrónica.
Parámetros importantes y control
Valor del pH:
- La acidez de la solución electrolítica, que influye en la eficacia y la calidad de la deposición.
La temperatura:
- La temperatura de funcionamiento del baño electrolítico, que influye en la velocidad de reacción y en las propiedades de la capa.
- Para obtener los mejores resultados posibles, debe tenerse en cuenta la temperatura de trabajo del electrolito correspondiente. Muchos electrolitos ya funcionan de forma óptima a temperatura ambiente. Esto significa que no se necesita ningún agente de calentamiento externo.
En general, puede decirse que casi ningún electrolito funciona bien por debajo de 15°C, por lo que es importante prestar atención a la temperatura si se observan problemas con el electrolito. También hay que tener en cuenta la temperatura de la pieza, especialmente en el caso de la Galvanización con pasador.
Sistemas de agitación:
- Sistemas de agitación de la solución electrolítica para asegurar una deposición uniforme y evitar gradientes de concentración.
Aspectos de seguridad
Ropa de protección:
- Uso de guantes, gafas y batas para evitar el contacto con productos químicos.
Ventilación:
- Asegurar una buena ventilación para evitar la acumulación de vapores y gases.
Manipulación de productos químicos:
- Manipulación y eliminación seguras de los productos químicos de acuerdo con la normativa local.
