Page 94 - Công nghệ kỹ thuật và công nghệ thông tin trong tiến trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa Đồng bằng sông Cửu Long
P. 94
Quá trình mạ crom được cho là khá nhạy cảm với các thông số điều
kiện vận hành (nhiệt độ và mật độ dòng điện) khi so sánh với các loại mạ kim
loại khác. Mật độ dòng điện của quá trình mạ crom thường cao gấp đôi, gấp
ba so với quá trình mạ kẽm hay niken. Còn nhiệt độ của quá trình mạ thì tỷ lệ
o
nghịch với hiệu suất dòng điện, do đó khi nhiệt độ tăng lên cao (lớn hơn 60 C)
hiệu quả của quá trình mạ crom sẽ giảm xuống đáng kể. Điểm tích cực của
mạ crom so với các loại mạ kim loại khác là ít nhạy cảm với các tạp chất xuất
hiện trong dung dịch mạ, vì thế điện cực dương không cần phải dùng đến
những kim loại hay hợp kim trơ về mặt điện hóa. Điện cực dương thường
được làm bằng chì hoặc hợp kim chì, với bất kỳ hình dạng nào.
5.2.2 Quá trình mạ Cr(III)
Từ những năm đầu của thập niên 90, công nghệ mạ crom sử dụng dung
dịch mạ chứa Cr(III) thân thiện hơn với môi trường và cơ thể người đã được
nghiên cứu rộng rãi để thay thế dần cho công nghệ mạ crom truyền thống (sử
dụng dung dịch mạ chứa Cr(VI)). Tuy nhiên, công nghệ mạ crom sử dụng
dung dịch mạ chứa Cr(III) vẫn còn là công nghệ non trẻ và tồn tại nhiều vấn
đề cần được cải thiện để nâng cao hiệu quả. Thứ nhất, quá trình mạ điện
Cr(III) cho hiệu suất dòng điện không cao, dẫn đến khó tạo ra được lớp mạ
dày hoặc phải mạ trong thời gian rất dài (Giovanardi, 2011). Thứ hai, quá
trình oxy hóa Cr 3+ để tạo thành Cr 6+ xảy ra gần cực dương, dẫn đến nhiễm
bẩn trong dung dịch mạ (Danilov & Velichenko, 1993). Thứ ba, sự xuất hiện
của nhiều lỗ rỗng với những kích thước khác nhau và các vết nứt tế vi trên bề
mặt lớp mạ được coi là các tác nhân chính gây sự ăn mòn (Giovanardi, 2011).
Hơn nữa, sự phức tạp của các phản ứng trong quá trình khử điện hóa ảnh
hưởng đáng kể đến độ ổn định của dung dịch mạ (Survilienė, Nivinskienė,
Češunienė, & Selskis, 2006).
Ngoài ra, các thông số điều kiện của quá trình mạ khi sử dụng dung
dịch mạ chứa Cr(III) bao gồm nhiệt độ, mật độ dòng diện và pH cũng ảnh
hưởng đáng kể đến quá trình mạ. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra khoảng
nhiệt độ phù hợp cho quá trình điện hóa Cr(III) vào khoảng 25°C đến 40°C
(Wang, 2014). Nhiệt độ quá thấp dẫn đến độ nhớt của dung dịch mạ cao gây
ra khó khăn cho quá trình mạ, trong khi nhiệt độ quá cao sẽ kích thích quá
trình tạo khí H2 tại điện cực âm. Mật độ dòng điện của quá trình mạ Cr(III)
được xác định sơ bộ dễ dàng qua thiết bị Hull Cell, dựa vào tính toán chiều
dài lớp mạ bám trên vật liệu nền. Giá trị của pH cũng được xem là yếu tố ảnh
hưởng phức tạp đến quá trình mạ khi sử dụng dung dịch mạ chứa Cr(III), do
80
