Galvanotecnica: cosa comporta, processi, applicazioni ed esempi

La galvanoplastica è una tecnica che utilizza l'elettrodeposizione di metalli nel rivestimento di un elettrodo, per creare su questa una superficie con caratteristiche diverse da quelle del metallo allo stato puro. La galvanoplastica utilizza anche processi di placcatura e immersione, che non comportano l'uso di una corrente elettrica.

L'elettrodeposizione, tecnica utilizzata nella galvanoplastica, consiste in un processo elettrochimico che viene utilizzato per creare un rivestimento metallico su una superficie conduttiva, attraverso la precipitazione di cationi metallici presenti in una soluzione acquosa.

Anche se la placcatura elettrolitica è stata applicata per molti anni, inizialmente è stata utilizzata principalmente per scopi decorativi, fino a dopo la prima e la seconda guerra mondiale, ha iniziato ad essere utilizzata come tecnologia nel settore dell'elettronica, nella metallurgia, nell'elettrochimica, e in molti altri campi.

Cos'è la galvanoplastica?

Come descritto in precedenza, la placcatura elettrolitica comporta la modifica delle caratteristiche superficiali di alcuni materiali attraverso l'accumulo di metalli su di essa mediante deposizione.

In questo modo, le proprietà vengono modificate dalla formazione di uno strato o rivestimento sul materiale, utilizzando lo stesso principio di celle elettrolitiche, dove la superficie da galvanizzare funziona come la parte catodica del circuito, mentre l'anodo è costituito per il metallo che verrà elettrodepositato sul pezzo.

Sia l'anodo che il catodo sono immersi in una soluzione composta da uno o più sali di metalli disciolti, nonché da alcune specie ioniche che contribuiscono al flusso della corrente elettrica.

Quando viene collegata una fonte di alimentazione, il circuito viene completato e due processi diversi si verificano sull'anodo e sul catodo, che si trovano nella soluzione chiamata elettrolita.

Da un lato, l'anodo riceve il flusso di corrente e l'ossidazione produce le specie metalliche di cui è costituito, aiutandole a dissolversi nell'elettrolito.

D'altra parte, nel catodo, la riduzione degli ioni dei metalli che si sono sciolti nell'interfaccia formata tra il catodo e l'elettrolita è originata, in modo che possano "estendersi" verso il catodo.

Processi legati alla galvanoplastica

Elettrodeposizione spazzando

È una tecnica strettamente correlata alla galvanoplastica, in cui aree specifiche e persino oggetti completi sono rivestiti usando un pennello saturo con la soluzione di rivestimento.

Questo pennello è realizzato in acciaio inossidabile e ricoperto da un panno assorbente, che mantiene all'interno la soluzione di rivestimento e impedisce il contatto diretto con il materiale da rivestire. È immerso nella soluzione e applicato uniformemente nel materiale.

Elettrodeposizione ad impulsi

Questo metodo è una semplice alterazione del concetto di elettrodeposizione e consiste nella variazione della corrente o del potenziale in modo rapido tra due valori diversi, da cui risulta una catena di impulsi che hanno la stessa polarità, durata e ampiezza e che sono divisi da una corrente il cui valore è uguale a zero.

Se la larghezza o l'ampiezza dell'impulso viene modificata durante l'uso di questo metodo, anche lo spessore e persino la composizione dello strato di rivestimento depositato possono essere modificati.

Deposizione elettrochimica

Allo stesso modo, la deposizione elettrochimica viene normalmente utilizzata per condurre ossidi di metalli e per l'accumulo di metalli in certe superfici a causa dei vantaggi che presenta, come il suo basso costo in relazione ad altre tecniche o che non ha bisogno di alte temperature di lavorazione.

È ampiamente usato nella sintesi di rivestimenti relativamente compatti e uniformi di determinate strutture basate su un modello, e anche per ottenere tassi più elevati di deposizione di metalli, tra le altre applicazioni.

sciopero

Esiste un processo chiamato strike che si basa sull'utilizzo di un sedimento con caratteristiche speciali per il rivestimento, al fine di produrre un rivestimento sottile che aderisce bene al substrato e presenta un'alta qualità.

Questa tecnica offre una buona base per i rivestimenti successivi e, a sua volta, può essere combinata con altri metodi per ottenere un risultato migliore.

Applicazioni della galvanoplastica

Sono note un gran numero di applicazioni che sono state date a questo processo di elettrodeposizione. Successivamente descriveremo i più rilevanti:

- Aumento dello spessore di oggetti o pezzi con dimensioni insufficienti per funzioni determinate nel settore.

- Rinforzo di proprietà come la durezza o la resistenza di determinati metalli attraverso rivestimenti successivi.

- Fabbricazione di pezzi mediante elettroformatura (metodo per la creazione di parti metalliche mediante l'accumulo di metalli su modelli specifici).

- Riproduzione di elementi decorativi mediante tecniche elettrochimiche che utilizzano metalli diversi.

- Protezione di vari materiali attraverso il rivestimento della sua superficie mediante film protettivi di leghe metalliche.

Esempi

Nella vita di tutti i giorni ci sono diversi usi di elettrodeposizione, uno dei più comuni è la produzione di monete (che sono forgiate con lo zinco) con rivestimento in rame per proteggerle dalla corrosione.

Un altro esempio che può essere spesso osservato è il rivestimento di pezzi di ferro con film di zinco, per impedire che vengano ossidati quando esposti all'ossigeno presente nell'aria.

Nel caso di elementi ornamentali, vi è la copertura di gioielli con metalli preziosi come oro o argento, così come altri più difficili da ottenere a seconda dello scopo desiderato.

Infine, oltre all'esistenza di molti altri esempi dell'uso di questa tecnica utile, abbiamo la nichelatura (rivestimento in nichel) di oggetti in acciaio per migliorare le loro capacità anticorrosive.