Platiranje: vodnik po kovinskih prevlekah, galvanizaciji in metodah

Platiranje je postopek površinske obdelave, pri katerem se ena kovina ali kovinska zlitina nanaša na drugo površino z namenom zaščite, izboljšanja videza ali spreminjanja funkcionalnih lastnosti. Platiranje se izvaja že več sto let in ima ključno vlogo v industriji, elektroniki, avtomobilski proizvodnji, nakitu in sodobni nanotehnologiji.

Pri platiranju predmete okrasimo, preprečimo korozijo, utrdimo površino, izboljšamo obrabno odpornost, zmanjšamo trenje, omogočimo barvanje ali spremenimo prevodnost. V nakitu se pogosto uporablja tanka prevleka za videz srebrne ali zlata. Prevleke so lahko izredno tanke — redko debeline znašajo le nekaj atomov — zato ima platiranje pomembno mesto tudi v nanotehnologiji. Poleg tega poznamo tudi tradicionalne postopke, kjer se trdna površina prekrije s kovinsko pločevino in nato s toploto in pritiskom združi (primer te metode je plošča Sheffield). Zelo razširjena in pogosto omenjena metoda je galvanizacija.

Zakaj se uporablja platiranje

Zaščita pred korozijo: npr. galvanizacija z ulitkom cinka za zaščito jeklenih delov.
Estetika: sijajne prevleke iz kroma, srebra ali zlata izboljšajo videz izdelka.
Funkcionalnost: izboljšana prevodnost (zlato, srebro), boljšanje spajkanja ali lepljenja, preprečevanje oksidacije kontaktov v elektroniki.
Odpornost proti obrabi: trše prevleke (npr. nikljanje, kromiranje) podaljšajo življenjsko dobo delov.
Specifične lastnosti: biokompatibilne prevleke za medicinske pripomočke ali protikorozijske plastike za industrijske aplikacije.

Glavne metode platiranja

Elektroplatiranje (elektrogalvanizacija): kovina se iz topila (elektrolita) porablja na katodi z uporabo električnega toka. Uporablja se za nikljanje, pozlačevanje, pozlačevanje kontaktov ipd.
Avtoelektrolitsko (chem. / electroless) platiranje: kemično izločanje kovine brez zunanjega vira toka (npr. nikljanje brez elektrode) — zagotavlja enakomerno plast na kompleksnih oblikah.
Toplo potapljanje (hot-dip galvanizing): potopitev jeklenih delov v taljeni cink — ustvari debelo zaščitno plast, pogosto za gradbene in cestne elemente.
Vakumske metode (PVD, CVD, sputtering): fizikalna ali kemična usedlina v vakuumu; omogoča tanke, zelo kontrolirane plasti za optične, elektronske in dekorativne namene.
Galvanično spajanje listov (Sheffield in sorodne tehnike): pritisk in toplota za spajanje kovinskih folij z osnovnim materialom.
Termično izhlapevanje in plazemski postopki: za specializirane nanoske plasti v industriji polprevodnikov in senzorike.

Osnovni koraki postopka

Priprava površine: čiščenje, razmaščevanje, peskanje ali kemično jedkanje, da se odstrani oksid, umazanija in nasičeni sloji.
Aktivacija in predobdelava: uporabljajo se kislinske zaužitke ali preslikovalne površinske plasti za boljšo adhezijo prevleke.
Depozicija: dejanski nanos kovine z izbrano metodo (elektro-, avtoelektrolitsko, PVD, ...).
Poobdelava: izpiranje, sušenje, poliranje, pasivacija ali toplotna obdelava za izboljšanje lastnosti prevleke in odpornosti.

Pogosti materiali za prevleke

Zlato in srebro — estetika, dobra prevodnost, odpornost proti oksidaciji (pogosto v elektroniki in nakitu).
Nikelj — za trdoto, barvno osnovo in korozijsko zaščito (pogosto kot temeljna plast).
Krom — dekorativne in obrabno odporne prevleke (avtomobilske in gospodinjske armature).
Cink — zaščita jekla (galvanizacija).
Baker — kot vmesna plast za izboljšanje adhezije in prevodnosti.
Platina, paladij — specialne elektronske, kemične in katalitične uporabe.

Merjenje in nadzor kakovosti

Debelina prevleke: merjena z metodami kot so XRF (rentgenska fluorescenca), Coulometry, mikroskopski prerezi.
Adhezijski testi: z upogne ali strgalnimi testi ter toplotnim ciklanjem preverimo odpornost plasti proti odstopanju.
Preizkusi korozijske odpornosti: soli in vremenski testi za oceno zaščitnih lastnosti prevlek.

Okoljski in varnostni vidiki

Platiranje pogosto vključuje nevarne kemikalije in težke kovine (npr. cianidi pri pozlati, heksavalentni krom). Upoštevanje predpisov (lokalnih, EU direktiv, REACH) in pravilno čiščenje odpadnih voda sta nujna.
Moderne tehnologije stremijo k manj strupenim kopičnim postopkom, recikliranju kopalnih kopalnic ter nadomestitvi nevarnih reagentov.
V delavnicah je obvezna osebna zaščitna oprema in ustrezna ventilacija.

Uporaba in primeri

Elektronika: pozlačeni stiki zaradi zanesljive prevodnosti in odpornosti proti oksidaciji.
Avtomobilska industrija: cinkanje karoserijskih delov za zaščito proti rji.
Nakit: tanek sloj zlata ali srebra za estetiko in barvno stabilnost.
Orodja in industrijske komponente: nikl-krom prevleke za odpornost proti obrabi.
Medicinski pripomočki: biokompatibilne prevleke za implantate in instrumente.

Platiranje je raznoliko področje, ki povezuje kemijo, elektrotehniko in materialno znanost. Pravilna izbira metode, materialov in nadzora je ključna za doseganje želenih lastnosti, trajnosti in skladnosti z varstvenimi zahtevami.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je platiranje?

O: Pokrivanje je postopek, pri katerem se kovina nanese na drugo kovinsko površino. Izvaja se že več sto let in se v sodobni tehnologiji uporablja za različne namene.

V: Katere so nekatere uporabe galvanizacije?

O: Platiranje se uporablja za okraševanje predmetov, preprečevanje korozije, utrjevanje, izboljšanje obrabljivosti, zmanjšanje trenja, omogočanje barvanja, spreminjanje prevodnosti in za druge namene.

V: Kakšen je namen uporabe prevleke pri izdelavi nakita?

O: Platiranje se običajno uporablja pri izdelavi nakita za srebrni ali zlati zaključek.

V: Kaj je nanotehnologija in kako se v njej uporablja galvanizacija?

O: Nanotehnologija je študija izjemno majhnih delcev in materialov. Platiranje se lahko uporablja v nanotehnologiji, ker lahko ustvari filme, tanke kot en sam atom.

V: Katere so različne metode galvanizacije?

O: Obstaja več metod galvanizacije, vendar je galvanizacija zelo pogosta metoda. Druge metode vključujejo prekrivanje trdne površine s kovinsko pločevino in nato njuno spajanje s pomočjo toplote in pritiska ter Sheffieldovo ploščo.

V: Kaj je Sheffieldova plošča?

O: Sheffieldova plošča je metoda galvanizacije, pri kateri se trdna površina prekrije s kovinsko pločevino, nato pa se s toploto in pritiskom združita. Gre za različico prekrivanja trdne površine s kovinsko pločevino.

V: Zakaj je pokovka pomembna za sodobno tehnologijo?

O: Pokrivanje je pomembno za sodobno tehnologijo, ker se uporablja na različnih področjih, od izdelave nakita do nanotehnologije. Pomaga izboljšati funkcionalnost in estetiko predmetov ter preprečiti korozijo, obrabo in druge težave.