Міднення

Мі́днення (англ. coppering, copper cladding (deposition)) — нанесення мідних покрить хімічним, гальванічним (електрохімічним) або металургійним методом на попередньо підготовлені поверхні виробів зі сталі, цинку, цинкових та алюмінієвих сплавів, а також неметалів.

Обладнання по виготовленню покритих міддю пластин для друкованих плат

Схема устаткування електролітичного осадження міді

Використання

Міднення часто застосовується для захисту окремих ділянок сталевих виробів від цементації (навуглецьовування), котрі у подальшому підлягають обробці різанням. Найпоширенішою областю застосування міднення є захисно-декоративне хромування сталевих або цинкових виробів, при якому мідь грає роль проміжного шару, по якому наноситься шар нікелю, а на нього дуже тонкий (~ 0,25 мм) шар хрому.

Міднення застосовують також, при виготовленні барельєфів, хвилеводів, труб, копій з металевих і неметалевих оригіналів тощо.

Хімічне міднення знайшло застосування у виробництві друкованих плат. Воно застосовується для металізації наскрізних отворів простих і багатошарових двосторонніх друкованих схем. При металізації пластмас на них спочатку наносять мідь хімічним способом що виконує роль струмопровідного підшару, який нарощують електрохімічно, а потім, також електрохімічно осаджують декоративні і корозійно-стійкі нікелеві, хромові та інші покриття. Металізація пластмас забезпечує покращення зовнішнього вигляду виробів та оберігає пластмаси від старіння.

Методи міднення

Процес хімічного міднення базується на відновленні міді з його комплексної солі формальдегідом в лужному середовищі за рівнянням:

Cu²⁺ + 2HCOHO + 4OH^- = Cu + H₂ + 2HCOO^- + 2 H₂O.

Розчини хімічного міднення можуть бути концентровані (швидкої дії) і неконцентровані (повільної дії). Концентрація солей двовалентної міді, що входять до складу розчину, забезпечує потрібну швидкість міднення. Основним відновником є формальдегід. Як відновник також можна застосовувати гіпофосфіт і гідразин, але вони менш зручні, тому що їх відновлювальні властивості виявляються лише при підвищеній температурі.

При електрохімічному мідненні мідь наносять в спеціальних гальванічних ваннах, в яких анодами є мідні пластини, а катодами заготовки, що підлягають покриванню. Процес полягає в окисленні атомів міді до іонів, які пересуваючись в електроліті відновлюють на катоді до металічної міді і осаджуються на його поверхні.

На аноді проходять реакції: Cu⁰ — 2 e → Cu²⁺ та Cu⁰ — е → Cu⁺.

При електролізі на катоді відбуваються такі електрохімічні реакції: Cu²⁺ + 2 e → Cu0 ; Cu ²⁺ + e → Cu⁺ та Cu⁺ + e → Cu⁰.

В електрохімічних методах розрізняють два типи мідних електролітів, що використовуються для міднення: кислі та лужні. Цинкові вироби складної форми мідняться лише в лужних (ціанідних) електролітах.

Сталеві дріт та стрічку покривають міддю, використовуючи електролітичні або металургійні способи. Електролітичне міднення проводять у нетоксичному пірофосфатному електроліті.

Металургійний спосіб нанесення міді на дріт (отримання біметалевого сталевомідного дроту) полягає у встановленні сталевого стрижня у мідний виливок з подальшим його вальцюванням та волочінням. Недолік способу — нерівномірний розподіл мідного покриття у поперечному перерізі дроту; велика витрата міді на одиницю готової продукції; розчинення заліза і міді у процесі зварювання зі сталлю, що різко знижує електропровідність та супроводжується перевитратою міді.

Для виготовлення найтоншого сталевомідного дроту з високою електропровідністю і міцністю використовують електролітичне міднення заготовки і подальше волочіння її на дріт заданого розміру. При цьому в залежності від необхідних механічних та електротехнічних властивостей готового дроту на заготовку наносять шар міді від 20 до 40% (об'ємних). При виробництві сталевомідної стрічки для електротехнічної промисловості на смугу наносять мідь також електролітичним способом. Така технологія дозволяє отримувати стрічку з перетином 0,1 х (10…30) мм з високими механічними та електротехнічними властивостями.

При волочінні сталевого дроту вихідну заготовку часто міднять контактним способом, занурюючи її в розчин мідного купоросу. У цьому випадку мідь на поверхні заготовки виконує роль змащувального покриття, яке зменшує зусилля волочіння.

Див. також

• Гальваностегія
• Електроліз
• Нікелювання

Джерела

• Беленький М. А. Электроосаждение металлических покрытий. М.: Металлургия, 1985. — 289 с.
• Вансовская К. М. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом. — Л.: Машиностроение, 1985. — 103 с.
• Ямпольский А. М. Меднение и никелирование . — 3-е изд.,доп.и перераб. — Л. : Машиностроение, 1971. — 136с.
• Вишенков С. А. Химические и электротермохимические способы осаждения металлопокрытий. — М.: Машиностроение, 1975. — 312 с.

Посилання

• Міднення [Архівовано 11 лютого 2015 у Wayback Machine.] // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985..
• Міднення в домашніх умовах на сайті «Constructing».