전기도금 (electroplating) 및 무전해도금 (electroless plating)

 

 

 

 

 

 

전기 도금

 

전착 (electrodepostion) 원리를 이용하여 제품의 표면에 금속의 피막을 입히는 코팅 방법이다. 

 

도금 대상물(제품)인 금속 제품을 음극(-,cathode)에 연결하고, 표면에 피막이 되는 금속을 양극(+,anode)에 연결하여 전해액(electrolyte)에 두 금속을 담그고 전기 전원을 인가하여 제품의 표면에 금속의 피막을 입히는 코팅 방법이다. 아래 그림에서 도금액에 담겨진 Me 금속 제품을 Cu (구리) 로 도금하게된다.

 

 

도금 전에 대상물의 청정도가 중요하게 되며 도금 전에 여러가지 방법의 세척(산세, 수세 등)을 수행하게 된다. 

 

 

여러 전기 도금의 예

 

금 도금

 

주로 구리나 은에 도금이 되며 전기 도금 뿐만 아니라 무전해 도금도 가능하다. 전기 기기에 많이 사용되며 부식 저항성을 가지게 된다. PCB 판에 금도금이 된 경우가 있다 (그 노란게 금이었다니!)

 

 

금이다! 하지만 도금이라는게 함정 (수~수십 마이크로미터)

 

 

은 도금

 

은 자체는 인체에 무해하고 전기전도도나 열전도도가 높고 윤활성과 내열성이 좋다. 전기저항성이 낮아 전기부품용 동에 도금하는 경우가 있다. 이러한 경우에 높은 습도에서 은도금층에 작은 구멍이 있거나 금이 있으면 내부의 동이 쉽게 산화된다. 

 

 

크롬 도금

 

보통 크롬 도금은 장식의 목적으로 니켈 도금 위에 10 마이크로미터 정도로 수행하면 거울과 같은 표면을 가진다. 예를 들면 자동차 핸들이 있다. 강에 도금할 경우에는 부착력 향상을 위해 구리 도금을 하고 니켈 도금을 한다. 경질 크롬도금은 앞선 장식 목적과 달리 최대 1000 마이크로미터 의 니켈 도금으로 마찰이나 마멸 성능을 향상이기 위해 산업용 장비에 많이 사용된다.

 

장식용 크롬 도금 (멋지다)

 

경질 크롬 도금 (멋없지만 강하다)

 

아연 도금 (Galvanizing)

 

아연 도금은 산화 (녹스는 것) 를 방지한다. 표면에 생성되는 산화 아연은 알루미늄이나 스테인리스강의 산화제 층처럼 산화를 방지한다. 대부분의 제품은 카드뮴 도금 대신에 아연 도금을 수행한다. 

 

 

TIN 도금

 

철금속 뿐만아니라 비철금속에도 많이 사용된다. 독성이 없고, 연성이 좋으며 부식저항성이 좋아서 음식 공장에서 많이 사용된다. 특히 연성이 좋아서 금속 판재 재질에 많이 사용된다. 

 

 

카드뮴 도금

 

카드뮴 도금은 환경적인 독성으로 인해 사용이 점차 줄어드는 추세이다. 그러나 항공우주 분야의 볼트, 너트 에서는 아직도 널리 사용되고 있으며 상당히 많은 미국의 군사 (MIL) 및 해군 규격 (NAVY) 에서는 여전히 사용되고 있다.

 

 

니켈 도금

카드뮴 도금 대비하여 밝고 경도가 높으나 낮은 부식저항성, 윤활성을 가져서 추가 가공 공정에서 금이 가거나 떨어져 나올 수 있다.

 

 

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무전해 도금

 

전기를 사용하지 않는 무전해 (electroless plating) 도금도 있다. 화학 혹은 자기촉매 도금이라고도 한다. 여러 도금이 있으나 실제 이용되고 있는 것은 니켈 도금과 동 도금이 대부분이다. 전기도금에 비하여 전기 전원이 필요없고 제품의 형상에 무관하게 사용할 수 있으며 촉매를 잘 선정하면 비전도성 물질에도 적용할 수 있는 장점이 있다. 전기 도금은 깊은 구멍이 있거나 형상이 복잡하면 도금이 어려운 경우가 있다. 

 

무전해 니켈 도금 (electroless nicket plating, EN)은 자기촉매 기술을 이용하여 니켈-인 혹은 니켈-보론 합금 층을 금속에 입히는 작업이다. 

 

 

무전해 니켈 도금의 예

 

 

무전해 니켈 도금 관련 국제 표준은 아래와 같다.

 

AMS-2404AMS-C-26074ASTM B-733ASTM-B-656

 

MIL-DTL-32119

 

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