آبکاری در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی و تجاری مدرن، با استفاده از قدرت الکتریسیته برای رسوب فلز روی سطح انواع مختلف اجسام استفاده می شود. این جسم به عنوان کاتد عمل می کند، در حالی که مواد پوشش داده شده به عنوان یک آند عمل می کند، که توسط بار اکسید شده و کاهش یافته و روی کاتد رسوب می کند. در حالی که به نظر می رسد این یک تکنیک پیشرفته مناسب عصر جدید باشد، این روند در واقع به اوایل قرن نوزدهم برمی گردد. در نتیجه هزاران سال پیشرفت و کشف فناوری، آبکاری در دو قرن گذشته بیشتر تکامل یافته و به عنوان اصلی ترین صنایع مختلف شناخته شده است، به گونه ای که مخترعان نمی توانستند رویای آن را داشته باشند. این مقاله تاریخچه آبکاری را پوشش می دهد – چگونه توسعه یافته است، چه کسی آبکاری آبکاری را اختراع کرده است و چگونه در طول سال ها تغییر کرده است و به شکل امروزی تبدیل شده است.
ساخت و ساز برقی
آبکاری ممکن است جدیدترین روش رسوب فلز بر روی سطح باشد ، اما نیاز به روکش اجسام با فلز برای هزاران سال وجود داشته است. تمدن اولیه چه برای تزئین و چه برای عملکرد، از روش های متعددی برای اعمال فلز بر روی سطوح استفاده کرد، که تکنیک ها و تلاش های آن ها در نهایت منجر به توسعه آبکاری شد. دوره های کلیدی و شیوه های مرتبط در زیر ذکر شده است:
- عصر مفرغ: عصر مفرغ از چهارم تا هزاره دوم قبل از میلاد ادامه داشت. در حالی که خوردگی تاریخ دقیق تکنیک های تکمیل شده را دشوار کرده است ، باستان شناسان تخمین می زنند که اولین موارد منبت کاری فلزی مربوط به هزاره سوم قبل از میلاد است. در این یافته ها از خاورمیانه و مصر ، ورقه و سیم فلزی در شیارهای منبت کاری شده ، دور اجسام پیچیده شده یا بر روی اجسام چروکیده شده تا ظاهر ظاهری آنها تغییر کند. با گذشت زمان ، به نظر می رسد لایه ها نازک شده اند ، با یافته های مربوط به هزاره دوم پیش از میلاد از تزئینات مجسمه به جای فویل از ورق فلزی استفاده شده است.
- عصر آهن: عصر آهن از قرن دوازدهم تا پنجم قبل از میلاد به طول انجامید و اولین نمونه های آبکاری کامل اجسام را مشاهده کرد که در یونان باستان با استفاده از ورقه فلزی و سیم در اطراف یک کل شی به دست آمد.
- دوره رومی: به نظر می رسد رومی ها اولین کسانی بودند که از روکش جابجایی برای پوشش اجسام استفاده کردند. در دوره اوایل روم بین قرن اول و چهارم میلادی، آثار باستانی شواهدی از آبکاری الکتروشیمیایی با استفاده از تفاوت پتانسیل طبیعی بین انواع مختلف فلز را نشان می دهد. روش پوشش دیگر، طلاکاری جیوه، در همان زمان توسعه یافت. اگرچه تذهیب جیوه در آسیای مرکزی اختراع شد، پلینیوس بزرگتر اولین کسی بود که این روند را در قرن اول میلادی توصیف کرد. در این فرایند، که به آن طلاکاری طلا نیز گفته می شود، قطعات کوچک طلا با جیوه به نسبت یک به هشت مخلوط می شوند و یک آمالگام چسبناک ایجاد می کنند که می توان آن را بر روی سطح یک لایه قرار داد. پس از تکمیل، جسم گرم شد تا جیوه بخار شد و روکش طلا را پشت سر گذاشت. این تکنیک همچنین تکنیک شاگرد گم شده نامیده شد زیرا این فرآیند بخارات سمی جیوه ایجاد می کرد، که وقتی با تهویه نامناسب ترکیب می شد، منجر به مسمومیت با جیوه می شد که عقل سلیم را از بین می برد و سپس طلا را پس از حدود چهار پوشش از بین می برد.
- دوره قرون وسطی: دوره قرون وسطی بین قرنهای پنجم و پانزدهم شاهد گسترش تکنیکهای توسعه یافته در دوره روم بود. در قرن نهم، اروپایی ها تکنیک های جابجایی جابجایی برای زره آهنی را توسعه دادند، که سطح زره را با مس پوشاند تا آن را برای تذهیب جیوه آماده کند. Damascene نیز در این دوره توسعه یافت ، به نام دمشق، سوریه، جایی که بیشتر دیده می شد. این تکنیک خاتم شامل برش یک طرح به یک فلز بستر، سپس برش و چکشاندن یک فلز تزئینی به زیر لایه است. داماسن کاذب نیز توسعه داده شد، که از یک فرآیند مشابه استفاده می کند اما شامل به ثمر رساندن فلز بستر به جای برش در آن است.
- رنسانس: دوره رنسانس از قرن پانزدهم تا هفدهم شاهد توسعه بیشتر آبکاری جابجایی بود – به عنوان مثال صفحه های ساعت با نقره با استفاده از نمک های نقره ای به عنوان خمیر و محلول استفاده می شد.
- انقلاب صنعتی: در حالی که تکنیک های قبلی از آبکاری جابجایی استفاده می کردند و زمینه را برای توسعه آبکاری فراهم می کردند، منشاء واقعی آبکاری در طول انقلاب صنعتی ، که بین اواخر قرن ۱۸ و اوایل قرن ۱۹ رخ داد، پدید آمد. الساندرو ولتا اولین باتری الکتریکی را در سال ۱۸۰۰ اختراع کرد. شمع ولتایی که پس از ولتا نامگذاری شد، سلول های گالوانیکی را روی هم قرار داد تا جریان الکتریکی ایجاد کند. اختراع ولتا توسط امپراتور فرانسه ناپلئون بناپارت مورد ستایش قرار گرفت و ولتا را برای آثار خود به حساب آورد. این اختراع کلیدی کاتالیزور مورد نیاز برای انتقال آبکاری جابجایی به سطح بعدی بود که اندکی پس از اختراع ولت رخ داد.
چه کسی پوشش طلا را اختراع کرده است؟
پس از اختراع و انتشار یافته های ولتا بر روی باتری های الکتروشیمیایی اش، بسیاری از مردم شروع به آزمایش این تکنیک برای کشف کاربردهای جدید کردند. در دهه های بعد بود که آبکاری متولد شد. با این حال، چندین نام و رویداد مهم در ارتباط با اختراع و توسعه اولیه آبکاری وجود دارد – عمده دوره ها و رویدادها در زیر شرح داده شده است:
- ۱۸۰۰-۱۸۰۴: Cruikshank ابتدا آبکاری را توضیح داد. دانشمند انگلیسی ویلیام کرویکشانک برای اولین بار در سال ۱۸۰۱ در مورد آبکاری گزارش داد. در انتشار خود، Cruickshank آزمایش خود را در مورد رسوب سرب و مس دندریتیک فلزی روی سطحی با استفاده از شمع های ولتا توضیح داد. Cruickshank با اتصال سیم های نقره به لایه های بالا و پایین شمع ولتا و قرار دادن انتهای آن در محلول استات، سپس محلول مس در آزمایش های بعدی، به این مهم دست یافت. در نتیجه، سوزن های نازک از مواد فلزی در کف شمع ولتا رسوب می کنند. با این حال، در حالی که آزمایش Cruickshank اولین مورد گزارش شده از آبکاری بود ، وی اختراع آبکاری را اعتبار نمی داند، زیرا این تکنیک تا دو سال دیگر به طور کامل مورد بررسی قرار نگرفته است.
- ۱۸۰۵-۱۸۳۰: بروگناتلی آبکاری را اختراع کرد. لوئیجی بروناتلی، شیمیدان ایتالیایی، بیشترین اعتبار را برای اختراع آبکاری دارد. بروگناتلی یافته های خود را در مورد استفاده از شمع های ولتا برای قرار دادن یک لایه طلا بر روی سطح فلزی در سال ۱۸۰۵ منتشر کرد. با استفاده از تکنیکی مشابه با روش Cruickshank، بروگناتلی با فرو بردن آن ها در یک “آمونیور طلا” طلا را روی مدالهای نقره قرار داد. اعمال شارژ با استفاده از شمع ولتا. مجله فیزیک و شیمی بلژیک یافته های او را منتشر کرد، اما کار او در جامعه علمی گسترده مورد استقبال قرار نگرفت. در حالی که ناپلئون جشن ولتا را جشن می گرفت، امپراتور فرانسه کار بروناتلی را نپذیرفت. به نظر ناپلئون، این کشف باعث می شود که طلا برای طبقه پایین در دسترس باشد، که از نظر او غیرقابل قبول بود. مخالفت ناپلئون متعاقباً آثار بروگناتلی را از آکادمی علوم فرانسه منع کرد و از رسیدن آن به جامعه علمی گسترده تر جلوگیری کرد.
- ۱۸۳۰-۱۸۴۰: Elkingtons چندین فرآیند آبکاری را ثبت کرد. پس از خاموش شدن م Bثر بروگناتلی، آبکاری برای دهه ها عمدتا فراموش شد. این روند تا دهه ۱۸۳۰ دوباره ادامه پیدا نکرد، زمانی که چندین دانشمند آن را به طور مستقل کشف کردند. در سال ۱۸۳۹، مخترعین روسی و انگلیسی فرایندهایی را برای آبکاری صفحات چاپ مس توسعه دادند و مخترع انگلیسی جان رایت متوجه شد که می تواند از سیانید پتاسیم به عنوان الکترولیت برای آبکاری استفاده کند. در سال ۱۸۴۰، رایت شروع به همکاری با عموزاده های الکینگتون، جورج و هنری کرد، که ثبت اختراع رایت را خریداری کردند و چندین مورد دیگر را برای فرآیندهای مشابه آبکاری با استفاده از طلا و نقره دریافت کردند.
با تلاش این افراد و افراد دیگر، سرانجام آبکاری به صحنه وارد شد. به سرعت مشخص شد که آبکاری به دلیل روندهای انقلاب صنعتی همراه با ظهور امپراتوری بریتانیا کاملاً آماده تسخیر بازار است.
آبکاری در عصر طلاکاری
آبکاری بلافاصله پس از ثبت توسط Elkingtons بسیار محبوب شد. تا دهه ۱۸۵۰، Elkington & Co به دلیل استقبال زیاد از روکش سطوح مختلف با طلا، نقره، مس و سایر فلزات، موفقیت گسترده ای را تجربه کرد. اما چرا Elkingtons در جایی که Brugnatelli شکست خورد غلبه کرد و چرا آبکاری آن بلافاصله محبوب شد؟ دلایل متعددی وجود دارد:
- جمعیت تازه ثروتمند: با انقلاب صنعتی، طبقه ثروتمند جدیدی بوجود آمد که با گسترش کارخانه ها و فرصت های فراوان کار در شهرها به وجود آمد. به نمایش درآوردن این ثروت به هر وسیله ای که مد شد، مد شد و سبک های تزئینی دوره های اخیر باروک و روکوکو مناسب به نظر می رسید. محصولات یادآور این دوره های سبکی را می توان با استفاده از تکنیک های ساخت و آبکاری ارزان تر تهیه کرد و به همین دلیل مقرون به صرفه تر و در دسترس تر شد.
- اشرافیت روسیه: در حالی که توده های اروپای غربی برای خرید محصولات آبکاری شده تلاش می کردند، روسیه هجوم مشابهی برای آبکاری طلا در بین نخبگان مذهبی و اقتصادی خود تجربه کرد. کلیسای ارتدوکس شرقی سرمایه گذاری زیادی روی قاب نمادهای طلاکاری شده، مجسمه ها و تزئینات دیگر برای کلیساهای خود کرد، در حالی که خانواده سلطنتی رومانوف ثروت عظیم خود را با وسایل روکش طلا در املاک خود به نمایش گذاشتند.
- اختراعات در برق: در سال ۱۸۷۱، مخترع بلژیکی زنوب گرام یک ژنراتور جریان مستقیم ایجاد کرد که از حرکت دوار استفاده می کرد. دینام گرام اجازه می دهد تا آبکاری بسیار مقرون به صرفه تر و در دسترس تر شود، با افزایش تعداد مشاغل آبکاری در سراسر اروپا.
- گسترش امپراتوری بریتانیا: در اواخر قرن نوزدهم شاهد گسترش عظیمی از امپراتوری بریتانیا در سراسر جهان بود و آبکاری به سرعت هر جا که امپراتوری رفت دنبال شد. گسترش فرهنگ، اختراعات و مدهای بریتانیایی نیز محبوبیت اقلام آبکاری شده را در بین افرادی که در غیر این صورت از این فناوری استفاده نمی کردند ، گسترش داد.
در حالی که این عوامل باعث می شد آبکاری سریع در قرن ۱۹ شکوفا شود، مشکلات متعددی بوجود آمد که مانع رشد آن شد. قابل توجه ترین این موارد این بود که آبکاری به عنوان یک تجارت تلقی می شد نه یک علم. در نتیجه، فرمول ها و فرایندهای آبکاری راز تجاری محسوب می شوند و از آنها محافظت می شود. این احتکار حساس اطلاعات مانع از انتقال آزادانه ایده ها و تحقیقات بین تولیدکنندگان شد و فرایند آبکاری را غیرقابل اعتماد و غیرقابل تولید کرد. این عمل در طول قرن ۱۹ و اوایل قرن ۲۰ ادامه داشت و منجر به کاهش کیفیت و نوآوری در صنعت آبکاری شد.
بازنگری آبکاری در قرن بیستم
در آغاز قرن بیستم، صنعت آبکاری عملاً به بن بست رسیده بود – رهبران صنعت از به اشتراک گذاری اطلاعات خودداری کردند، دانشمندان به سختی این روند را درک کردند و نوآوری عملاً وجود نداشت. با این حال، قرن بیستم زمان تغییر برای بسیاری از صنایع بود و آبکاری نیز از این قاعده مستثنی نبود.
- ۱۹۰۰-۱۹۱۳: آبکاری به یک علم تبدیل می شود. برای برطرف کردن مشکلات فعلی صنعت آبکاری ، انجمن الکتروشیمیایی آمریکا، پیشین انجمن الکتروشیمیایی، در سال ۱۹۱۳ سمپوزیومی را در زمینه قرارگیری الکتریکی فلزات برگزار کرد. انجمن فرانسیس سی فری را استخدام کرد و به او کمک کرد تمام دستور العمل های مربوط به آبکاری طلا و نقره را با استفاده از فرآیندهای الکترولیتی تهیه کند. در پایان دوره تحقیقاتی خود ، دکتر فراری ۱۹۳ دستور غذا را از منابع آلمانی، فرانسوی، انگلیسی و آمریکایی گردآوری کرده بود که همه آنها ارائه و منتشر شد. این نشریه نقطه عطفی در تاریخ آبکاری است و نقطه ای را نشان می دهد که آبکاری به جای یک راز تجاری به یک علم تبدیل شد.
- ۱۹۱۴-۱۹۳۹: جهان آبکاری را نادیده می گیرد. علیرغم این واقعیت که آبکاری مجدد بیشتر تکرار شده بود، این روش در کل جهان مورد پسند واقع نشد. طبقه متوسط جدید به ثروت خود عادت کرده بود و دیگر سعی نمی کرد با تزئینات طلاکاری شده آن را به نمایش بگذارد و انقلاب شوروی به افراط و تفریط خانواده رومانوف پایان داد. در دهه های بعد، جنگ ها و رکودهای اقتصادی، محبوبیت آبکاری طلا را در بازار وسیع تری کاهش داد، زیرا این صنعت در عوض بر حمایت از تلاش های جنگ متمرکز شده بود.
- ۱۹۴۰-۱۹۶۹: احیای طلایی. در دهه ۱۹۴۰، فرایند آبکاری برای اولین بار از زمانی که رایت آن را ثبت کرد، تغییر کرد. افزایش صنعت الکترونیک به دلیل رسانایی عالی و مقاومت در برابر خوردگی ، استفاده از آبکاری طلا در مدارهای الکتریکی را افزایش داد. افزایش محبوبیت دانشمندان را بر آن داشت تا روش های آبکاری ایمن تر و موثرتری را ابداع کنند که از حمامهای خطرناک سیانور در دهه های گذشته استفاده نمی کردند. در نتیجه، صنعت حمام های سیانیدی خود را با حمام های اسیدی ایمن تری جایگزین کرد و شروع به استفاده از الکترولیت های طلا بدون سیانید اضافی کرد.
پیشرفت آبکاری تا پایان قرن بیستم و قرن بیست و یکم ادامه داشت، با تمرکز ویژه بر ایمنی و همچنین گسترش کاربردهای آبکاری. عصر کنونی، عصر سیلیکون، به طور رسمی در سال ۱۹۷۰ آغاز شد و شاهد تکامل مداوم آبکاری بود. آبکاری در دهه ۱۹۷۰ به سمت دفع آب سالم در مواجهه با نگرانی های زیست محیطی تکامل یافت و همزمان سخت افزارهای مربوطه را ارتقا داد تا به ساده سازی این روند کمک کند. این امر به صنعت ابعاد آبکاری در اندازه و دامنه کمک کرد و این فناوری را در طیف وسیعی از کاربردها گسترش داد.
پیشرفت ها و گرایش های مدرن در برقکاری
کاربردهای قدیمی زیبایی آبکاری طلا هنوز در جهان مدرن بسیار کاربرد دارد – در واقع، شرکت آبکاری الکینگتون هنوز ظروف غذاخوری با روکش طلا تولید می کند. با این حال، توسعه مداوم فناوری در صنعت آبکاری و بازار وسیعتر، منجر به فرصتهای زیادی برای آبکاری شده است که بروگناتلی در ابتدای توسعه این فناوری در سال ۱۸۰۵ احتمالاً تصور نمی کرد. برخی از قابل توجه ترین پیشرفت ها در زیر ذکر شده است:
- تراشه های رایانه ای: تراشه های رایانه ای نقطه عطف بزرگی در صنعت آبکاری هستند. IBM استفاده از آبکاری در تولید تراشه های رایانه ای را در دهه ۱۹۷۰ و همچنین تکنیک های داماسکین آغاز کرد. این استفاده از آبکاری در دهه های بعد گسترش یافت، با آبکاری طلا در الکترودهای پیل سوختی و در مخاطبین برد مدار و همچنین تراشه های رایانه استفاده شد. در واقع، آبکاری در حال حاضر به طور گسترده ای در سراسر صنعت الکترونیک برای پوشش های محافظ مخاطبین و سایر کاربردها مورد استفاده قرار می گیرد. پیشرفتهای بیشتر ممکن است باعث شود که آبکاری در فناوریهای پیشرفته تر، از جمله فناوری نانو نیز اعمال شود.
- آبکاری بدون الکترو: در حالی که آبکاری جابجایی از دوره روم شروع شده است، آبکاری بدون الکترو به معنای وسیع تر پیشرفت قابل ملاحظه ای جدیدتر است. در حالی که این موضوع در اواسط قرن ۱۹ مورد مطالعه قرار گرفته بود، آبنر برنر و E. ریدل در سال ۱۹۴۴ به طور تصادفی آبکاری بدون الکترو را هنگام تحقیق در مورد چگونگی صفحه بندی بشکه های مسلسل دوباره کشف کرد.
- به با آزمایش سطوح مختلف جریان، بستر، مواد افزودنی و سایر عوامل، آن ها سرانجام دریافتند که نیکل را می توان بدون برق با استفاده از هیپوفسفیت سدیم به عنوان منبع الکترون، آبکاری کرد. برنر یافته های خود را در سال ۱۹۴۸ منتشر کرد و از آن زمان آبکاری بدون الکترود برای قرار دادن نیکل، کبالت، مس، نقره، طلا یا فلزات مشابه بر روی بسترهای مختلف برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده شد.
- بسترهای غیر فلزی: آبکاری روی بسترهای غیر فلزی یکی دیگر از پیشرفتهای اخیر است که به دلیل توانایی در القای اجزای شکننده با خواص فیزیکی و مکانیکی فلزات، محبوبیت زیادی پیدا کرده است. برخی از نمونه های بسترهای غیر فلزی قابل روکش شامل شیشه، پلاستیک، سرامیک و کولار است. بسیاری از صنایع برای دستیابی به نتایج خاص، صفحات این مواد را انتخاب می کنند – برای مثال، صنعت خودرو اغلب پلاستیک را برای دستیابی به وزن کمتر خودرو بدون کاهش کیفیت پایان، پلاستیک می کند. هنگامی که فرایند آبکاری کامل می شود، این مواد آبکاری شده قوی تر، با دوام تر و مقاوم تر در برابر خوردگی هستند و این امر برای صنایع مختلف ارزشمندتر است.
این تحولات باورنکردنی است و تغییرات گسترده ای را در صنعت به طور کلی ایجاد کرده است. با این حال، برای استفاده بیشتر از این فناوری ها، مشاغل باید با شرکت های آبکاری کار کنند که آبکاری را از داخل و خارج می شناسند. فن آوری های آبکاری معاصر با تکنیک های تذهیب قرن ها پیش بسیار متفاوت است-فرآیند تذهیب آتش طلا با مرگ جیوه در دوره روم با فرآیند آبکاری سمی سیانید طلا در انقلاب صنعتی جایگزین شد، که دوباره جای خود را به آبکاری مجدد و ایمن داد. فرآیندهای توسعه یافته در قرن بیستم از هنر سیاه تا راز تجاری گرفته تا علم تکرارپذیر، آبکاری آبکاری در طول تاریخ طولانی و مشهور خود تحولات متعددی را پشت سر گذاشته است و به تکامل خود در آینده ادامه خواهد داد.
با رهبران صنعت که برای ده ها سال آبکاری شده است، روندهای متغیر آبکاری را پیگیری کنید. شرکت نانوپلاس خدمات آبکاری صنعتی را برای طیف وسیعی از صنایع ارائه می دهد و به طور مداوم فرآیندهای ما را مطابق با آخرین استانداردها و پیشرفت های تکنولوژیکی به روز می کند. از آبکاری پالادیوم گرفته تا آبکاری نیکل بدون الکترو، قابلیت های صنعتی آبکاری ما شامل همه چیزهایی است که شرکت شما برای موفقیت نیاز دارد. ما خدمات سفارشی آبکاری و تکمیل فلز را ارائه می دهیم تا مشتریان ما بتوانند ضمن کاهش هزینه های عملیاتی کلی، محصولات با کیفیت بالا را تولید کنند. از آبکاری مس، نقره و طلا گرفته تا آبکاری آلیاژ فلز، ما تمام مواد و حداکثر انعطاف پذیری را برای انجام کار به شما ارائه می دهیم. با ما تماس بگیرید!
درباره ی چشمه نور
کمپانی چشمه نور است با قدمتی ۳۰ ساله میباشد ؛ همه ی محصولات این شرکت دارای گارانتی ۱۲ ماهه میباشند، برای مشاهده ی آن ها میتوانید به سایت دکورشاپ مراجعه فرمایید.
امروزه ممکن است به دلیل مشغله ی کاری امکان خرید حضوری و یا حتی مشاهده ی مدل ها برایتان مشکل شده باشد ؛ یکی از سایت های معتبر که امکان خرید اینترنتی را برایتان ایجاد کرده است ، دکورشاپ میباشد .
البته این شرکت برای راحتی بیشتر شما ، امکان خرید اقساطی حتی بدون ضامن را در سایت فراهم کرده است و در صورتی که برای انتخاب محصول به مشکلی برخورد کردید میتوانید از پشتیبان های دکورشاپ به صورت رایگان مشاوره بگیرید .
برای مشاوره ی رایگان با شماره ی ۵۵۰۴۰۷۵۰-۰۲۱ تماس بگیرید.
برای مطالعه ی مطالب بیشتر درباره ی موضوعاتی مانند آبکاری و نانو میتوانید به وبلاگ نانوپلاس مراجعه کنید و پاسخ بسیاری از سوالات خود را بیابید.