آبکاری رودیوم چیست؟

رودیوم یکی از فلزات گروه پلاتین است که در حالت جامد به رنگ نقره ای درخشان یافت می شود و در برابر سایش بسیار مقاوم است و درخشندگی بالایی دارد. رودیوم به دلیل کمیاب بودن و قیمت بالای آن معمولاً به صورت آلیاژ با پالادیوم یا پلاتین استفاده می شود. مقاومت بسیار زیاد رودیوم در برابر خوردگی و واکنش های شیمیایی این فلز را برای استفاده در محیط های بسیار داغ مانند ساخت ترموکوپل های کوره های صنعتی بسیار کاربردی کرده است. همچنین درخشندگی بسیار بالای این فلز در ساخت آینه های رودیومی و نورافکن های گران قیمت و پوشش دهی جواهرات زینتی بسیار حائز اهمیت است. فلز رودیوم در ساخت مبدل های کاتالیستی و موتورهای توربینی نیز کاربرد دارد. برای اطلاعات بیشتر مقاله ی رودیم را بشناسید را بخوانید.

آبکاری رودیوم نیز همانند آبکاری پلاتین در یک سلول الکترولیتی حاوی نمک رودیوم وافزودنی های دیگری انجام می شود. جریان الکتریکی منبع تغزیه از طریق دو الکترود متصل به سلول در الکترولیت اعمال می شود. در این سلول زیر لایه به کاتد متصل می شود و آند معمولا از جنس تیتانیوم پوشش داده شده با پلاتین است. عبور جریان الکتریکی از حمام یون های رودیوم حل شده در الکترولیت را به سمت کاتد حرکت می دهد، سپس پوششی نازک از رودیوم روی زیرلایه رسوب می کند. (رجوع کنید به مقاله روش های پوشش دهی فلزات و مقاله آبکاری الکتریکی چگونه انجام می شود)

 

کاربردهای آبکاری رودیوم:

• استفاده به عنوان کاتالیزور
• آبکاری سطح آینه‌های رودیومی و نورافکن‌های گران قیمت
• آبکاری زیورآلات برای جلوگیری از خوردگی و افزایش درخشندگی آنها
• آبکاری ابزارهایی که در محیط‌های داغ استفاده می شوند، مانند ترموکوپل‌ها و سنسورهای حرارتی

(برای مطالعه بیشتر رجوع کنید به مقاله رودیوم را بشناسید)

  

ویژگی های پوشش رودیوم:

رنگ	ضخامت µm	سختی	نقطه ذوب C°	رسانایی الکتریکی S/m	رسانایی گرمایی W/mK
نقره ای درخشان	0.05 تا 6.4	6 از 10	1964	107×2.3	150

مزایای آبکاری رودیوم:

• محافظت در برابر خوردگی: فلز رودیوم در واکنش با اکثر مواد از جمله اسیدها بی اثر است و در معرض رطوبت و هوا اکسید نمی شود. به همین دلیل آبکاری رودیوم بر روی قطعاتی که در معرض اسیدها یا رطوبت و دمای زیاد قرار دارند، از این قطعات در برابر خوردگی و تخریب جلوگیری می کند.
• افزایش درخشندگی سطح: استفاده از پوشش رودیوم مانع از کدر شدن سطح زیورآلات می شود و شفافیت و درخشندگی آنان را افزایش می دهد. بازتاب نور بسیار بالای این فلز در ساخت آینه های رودیومی و نورافکن های گران قیمت و پوشش دهی جواهرات زینتی بسیار حائز اهمیت است.
• مقاومت در برابر گرما: نقطه ذوب بالای رودیوم باعث شده است که آبکاری این فلز در ساخت قطعاتی مانند ترموکوپل های صنعتی، سنسورهای حرارتی و سیم های مقاوم به دمای بالا، بسیار پر کاربرد باشد.
• افزایش ضخامت: آبکاری رودیوم سطح زیرلایه را ضخیم تر می کند و در برابر آسیب از آن محافظت می کند، کیفیت و استحکام قطعه را افزایش می دهد. ضخامت پوشش رودیوم ایجاد شده وابسته به کاربرد آن از 0.05 تا 6.4 میکرومتر قابل تنظیم است.
• افزایش سختی: رودیوم فلزی نسبتا سخت است که چکش خواری و شکل پذیری دشواری دارد. آبکاری رودیوم سختی قطعات را افزایش می دهد و از ترک برداشتن یا ساییده شدن سطح جلوگیری می کند.
• خاصیت رسانایی: فلز رودیوم رسانای بسیار زیادی دارد و در مصارف الکترونیکی جایی که هزینه ی آبکاری مهم نباشد مناسب از پلاتین است.
• استفاده به عنوان کاتالیزور: حدود 80 درصد از کاربردهای رودیوم به تولید مبدل های کاتالیزوری کاهنده ی آلودگی هوا در صنایع خودروسازی اختصاص دارد. رودیم به همراه پلاتین و پالادیم در ساخت مبدل های کاتالیزوری خودرو برای کاهش گازهای سمی خروجی از اگزوز موتور استفاده می‌شود.

بسترهای مناسب آبکاری رودیوم:

رودیوم بر روی انواع بسترها از جمله برنج، مس، طلا، نقره، پلاتین، نیکل، سرب، نیوبیوم و تیتانیوم قابل آبکاری است اما معمولا پوشش بسیار نازکی از رودیوم برای افزایش درخشندگی جواهرات بر روی زیورآلاتی از جنس طلا، نقره و پلاتین آبکاری می شود.

روش های آبکاری رودیوم:

• آبکاری قفسه ای (آبکاری رک)

آبکاری قفسه ای روشی است برای آبکاری قطعات شکننده، بزرگ و پیچیده که به سختی با استفاده از فرآیندهای دیگر، آبکاری می شوند. در این روش قطعات بر روی یک فیکسچر که به عنوان "رک" شناخته می شود قرار داده می شوند و سپس در حمام حاوی الکترولیت آبکاری غوطه ور می شوند.

• آبکاری بشکه ای (آبکاری بارل)

در این روش آبکاری اجسام در یک بشکه ی نارسانا از جنس پلی پروپیلن که از حمام آبکاری حاوی الکترولیت پر شده است قرار می گیرند تا پوششی یکنواخت از فلز مورد نظر روی آنها ایجاد شود. بشکه حاوی میله های مرکزی است که جریان الکتریکی را هدایت می کنند و در حالی که از محلول آبکاری الکترولیتی پر شده است به آرامی می چرخد. این چرخش باعث می شود قطعات در حمام آبکاری بچرخند و پوشش یکنواختی بر روی سطح آنان ایجاد شود.

حمام های آبکاری رودیوم:

حمام اسیدی سولفات رودیوم-Rh₂(SO₄)₃:

رنگ حمام	ویژگی های پوشش	کاربردها	مزایای حمام	معایب حمام
قرمز-نارنجی	بسیار براق، منسجم، متراکم، بدون حفره و چسبنده	آبکاری زیورآلات و آیینه های رودیومی	عدم وجود یون کلر در حمام، چسبندگی ودرخشندگی بسیار زیاد	به دلیل اسیدی بودن حمام، اگر آماده سازی زیرلایه به درستی انجام نشود پوششی کدر با چسبنگی ضعیف ایجاد می شود که احتمال پوسته شدن آن بسیار زیاد است.

حمام اسیدی فسفات رودیوم-RhPo₄:

رنگ حمام	ویژگی های پوشش	کاربردها	مزایای حمام	معایب حمام
قرمز-نارنجی	بسیار براق، منسجم، متراکم، بدون حفره و چسبنده	آبکاری زیورآلات و آیینه های رودیومی	عدم وجود یون کلر در حمام، چسبندگی ودرخشندگی بسیار زیاد	به دلیل اسیدی بودن حمام، اگر آماده سازی زیرلایه به درستی انجام نشود پوششی کدر با چسبنگی ضعیف ایجاد می شود که احتمال پوسته شدن آن بسیار زیاد است.