TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
CHUYÊN NGÀNH NĂNG LƯỢNG VÀ ỨNG DỤNG
Báo cáo thí nghiệm nhóm 1

GVBM: Bùi Thị Thảo Nguyên
DANH SÁCH THÀNH VIÊN
Họ và tên
Trương Tùng Khương
Nguyễn Vũ Tự
Nguyễn Khánh Đạt
Huỳnh Long Châu
Huỳnh Thanh Duy
Vũ Hồng Hiếu
Nguyễn Công Tuấn Anh

MSSV
1414987
1414576
1410805
1410341
1410558
1411214
1410083

Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 11 năm 2016

Bài thí nghiệm mạ điện
I.
1.

Cơ sở lý thuyết:
Giới thiệu chung:


Kỹ thuật mạ điện hay kỹ thuật Galvano (lấy theo tên nhà khoa học Ý
Luigi Galvani), là tên gọi của quá trình điện hóa phủ lớp kim loại lên một
vật.
- Mạ điện là một công nghệ điện phân, tạo ra một lớp phủ lên bề mặt cần
mạ.
- Người ta mạ điện để: bảo vệ vật cần mạ, tăng độ bền, trang trí,…
Quy trình mạ điện:
• Quá trình xử lý bề mặt:
 Gia công cơ học:
- Làm bề mặt vật mạ có độ đồng đều, độ nhẵn cao, bóng sáng, bong lớp gỉ,
giúp lớp mạ bám chắc và làm đẹp.
- Thực hiện gia công cơ học bằng nhiều cách: mài, đánh bóng, quay bóng,
phun cát, chải sạch. Vật liệu mài và đánh bóng: Hạt mài, bánh mài, bột
mài, vật liệu đánh bóng (, vôi tôi, marsalit, tripoli, sắt oxit). Thuốc đánh
bóng: tùy vật liệu cần mạ mà có thuốc khác nhau. Vd: nếu vật liệu cần
đánh bóng là nhôm, đồng thì dùng hỗn hợp gồm: , , vôi.
- Quá trình gia công cơ học làm lớp kim loại bề mặt sản phẩm bị biến dạng,
làm giảm độ gắn bám của lớp mạ sau này. Vì vậy trước khi mạ cần phải
hoạt hóa bề mặt trong axit loãng rồi đem mạ ngay.
 Tẩy dầy mỡ (có thể sử dụng nhiều cách khác nhau):
- Cách 1: Tẩy trong dung môi hữu cơ như tricloetylen , tetracloetylen ,
cacbontetraclorua , benzen, toluen… rồi sau đó tẩy tiếp trong dung dịch
kiềm, chúng có đặc điểm là hòa tan tốt nhiều loại chất béo, không ăn mòn
kim loại, không bắt lửa.
- Cách 2: Tẩy trong dung dịch kiềm nóng NaOH có bổ sung thêm một số
chất nhũ tương hóa như Na2SiO3, Na3PO4… Với các chất hữu cơ có

nguồn gốc động thực vật sẽ tham gia phản ứng xà phòng hóa với NaOH
và bị tách ra khỏi bề mặt. Với những loại dầu mỡ khoáng vật thì sẽ bị tách
ra dưới tác dụng nhũ tương hóa của Na2SiO3.
- Cách 3: Tẩy trong dung dịch kiềm bằng phương pháp điện hóa, dưới tác
dụng của dòng điện, oxy và hidro thoát ra có tác dụng cuốn theo các hạt
mỡ bám vào bề mặt. tấy bằng phương pháp này dung dịch kiềm chỉ cần
pha loãng hơn so với tẩy hóa học đã đạt hiệu quả.
- Cách 4: Tẩy dầu mỡ siêu âm là dùng sóng siêu âm với tần số dao động
lớn tác dụng lên bề mặt kim loại, những rung động mạnh sẽ giúp lớp dầu
mỡ tách ra dễ dàng hơn.
 Tẩy gỉ:
-

2.


-


-

-


-

•
-

Bề mặt kim loại nền thường phủ một lớp oxit dày, gọi là gỉ. tẩy gỉ hóa

học cho kim loại đen thường dùng axit loãng H2SO4 hay HCl hoặc hỗn
hợp của chúng. Khi tẩy thường diễn ra đồng thời 2 quá trình: hòa tan oxit
và kim loại nền. Tẩy gỉ điện hóa là tẩy gỉ hóa học đồng thời có sự tham
gia của dòng điện. Có thể tiến hành tẩy gỉ catot hoặc tẩy gỉ anot.
Tẩy gỉ anot lớp bề mặt sẽ rất sạch và hơi nhám nên lớp mạ sẽ gắn bám rất
tốt.
Tẩy gỉ catot sẽ sinh ra H mới sinh, có tác dụng khử một phần oxit. Hidro
sinh ra còn góp phần làm tơi cơ học màng oxit và nó sẽ bị bong ra.
Tẩy gỉ bằng catot chỉ áp dụng cho vật mạ bằng thép cacbon, còn với vật
mạ Ni, Cr thì không hiệu quả lắm.
Tẩy bóng điện hóa và hóa học:
Tẩy bóng điện hóa cho độ bóng cao hơn gia công cơ học. lớp mạ trên nó
gắn bám tốt, tinh thể nhỏ, ít lỗ thủng và tạo ra tính chất quang học đặc
biệt. Khi tẩy bóng điện hóa thường mắc vật tẩy với anot đặt trong một
dung dịch đặc biệt. Do tốc độ hòa tan của phần lồi lớn hơn của phần lõm
nên bề mặt được san bằng và trở nên nhẵn bóng.
Cơ chế tẩy bóng hóa học cũng giống tẩy bóng điện hóa. Khi tẩy bóng hóa
học cũng xuất hiện lớp màng mỏng cản trở hoặc kìm hãm tác dụng xâm
thực của dung dịch với kim loại tại chỗ lõm.
Tẩy nhẹ:
Tẩy nhẹ hay còn gọi là hoạt hóa bề mặt, nhằm lấy đi lớp oxit rất mỏng,
không nhìn thấy được, được hình thành trong quá trình gia công ngay
trước khi mạ. khi tẩy nhẹ xong, cấu trúc tinh thể của nền bị lộ ra, độ gắn
bám sẽ tăng lên.
Nguyên lý hoạt động:
Trong quá trình mạ điện, vật cần mạ được gắn với cực âm catôt, kim loại
mạ gắn với cực dương anôt của nguồn điện trong dung dịch điện môi.
Cực dương của nguồn điện sẽ hút các electron e- trong quá trình ôxi hóa
và giải phóng các ion kim loại dương, dưới tác dụng lực tĩnh điện các ion
dương này sẽ di chuyển về cực âm, tại đây chúng nhận lại e- trong quá

trình ôxi hóa khử hình thành lớp kim loại bám trên bề mặt của vật được
mạ. Độ dày của lớp mạ tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện của nguồn và
thời gian mạ.


Ví dụ: mạ đồng trong dung dịch điện môi SO42-, tại cực dương:
Cu → + 2e+ → CuSO4
- CuSO4 dễ tan trong dung dịch, tại cực âm
CuSO4 → +
+ 2e- → Cu
- Kim loại mạ thường là vàng, bạc, đồng, niken và được dùng trong việc
sản xuất đồ trang sức, linh kiện điện tử, tế bào nhiên liệu, đồ gia dụng
không gỉ,...
Mục đích thí nghiệm:
- Giúp sinh viên hiểu biết về kỹ thuật anode hóa (mạ điện).
- Hiểu biết hơn về các loại giấy mài (từ thô đến mịn).
- Cách gia công bề mặt kim loại.
Các bước thí nghiệm:
Chuẩn bị nguyên liệu:
- Ta lấy một miếng kim loại đồng có bề mặt tương đối phẳng.
- Mua giấy nhám P800 ().
- Ta thực hiện các bước mài sau:
+ Đặt giấy nhám lên mặt phẳng, sau đó lấy miếng đồng mài lên bề mặt
nhám theo một chiều sao cho xuất hiện các vết xước song song.
-

II.

III.
1.



+ Xoay miếng đồng lại , mài mẫu cho đến khi xuất hiện các vết xước
sông mới nhưng mịn hơn.
+ Thực hiện quá trình đó nhiều lần cho đến khi bề mặt mẫu sáng bóng.

-

+ Sau khi mài xong, để mẫu dưới vòi nước xịt qua bề mặt, dùng khăn
giấy thấm nhẹ lên bề mặt mẫu và để mẫu trên một tờ khăn giấy tránh bị
xước bề mặt.
(Lưu ý: Mãi kỹ các góc cạnh của bề mặt miếng đồng vì những nơi đó khó
mài nhất và khi mạ điện bề mặt sẽ khó tiếp xúc với dung dịch mạ.)
Ta lần lượt pha các dung dịch tẩy dầu, tẩy gỉ và dung dịch mạ.
• Pha dung dịch tẩy dầu:
+ Cân 2g () rồi cho vào 100ml nước cất.
+ Cân 2g NaOH khan rồi tiếp tục cho vào dung dịch trên.
+ Cân 2g rồi tiếp tục cho vào hỗn hợp trên.
+ Khuấy đều hỗn hợp cho đến khi tan hết các chất.


•

Pha dung dịch tẩy gỉ:

+ Cân 5g axit oxalic khan rồi cho vào 100ml nước cất.
+ Cân 10g axit citric khan rồi cho tiếp vào dung dịch trên.
+ Khuấy đều cho đến khi tan hết các chất.
(Lưu ý: Cho axit vào nước cất và tuyệt đối không làm ngược lại).


•

Pha dung dịch mạ:

+ Cân 2.5g rồi cho vào 100ml nước cất.
+ Cân 6g rồi tiếp tục cho vào dung dịch trên.
+ Cân 3g rồi cho tiếp vào hỗn hợp
+ Khuấy đều cho đến khi tan hết các chất.
(Lưu ý: Có thể gia thêm nhiệt tầm để đẩy nhanh quá trình hòa tan.)


2.

Tiến hành thí nghiệm:
- Sau khi chuẩn bị xong nguyên liệu, ta thực hiện các bước sau:
+ Bước 1: Lấy mẫu đã mài xong cho vào dung dịch tẩy dầu ngâm vài
phút.
+ Bước 2: Sau đó lấy mẫu ra rửa lại bằng nước cất (tránh để tay tiếp xúc
với bề mặt mẫu), rồi tiếp tục ngâm vào dung dịch tẩy gỉ vài phút.
+ Bước 3: Chuẩn bị điện cực dương (điện cực trơ): Chà sạch lớp oxi hóa
trên lưới cực rồi rửa với nước cất -> ngâm vào dung dịch tẩy dầu -> rửa
lại với nước cất -> ngâm vào dung dịch tẩy rỉ -> rửa lại bằng nước cất ->
Dùng khăn giấy lau khô -> Lắp đặt.
+ Bước 4: Quá trình điện phân (Do áp, do người, thiết bị không ổn định
nên không áp dụng phương trình Faraday để tính toán). Ta có một nguồn
điện, cực dương (+) nối với bản mạch graphit, cực âm (-) nối với vật cần


mạ, sau đó ngâm kim loại vào dung dịch mạ điện. Khi cho dòng điện
chạy qua, Ni ở cực âm (-) sẽ được chuyển đến cực dương (+) và bám vào

những chỗ dẫn điện ở bản mạch graphit và tạo nên mạch in.

+ Bước 5: Ngâm trong dung dịch điện phân tầm 5 phút rồi lấy ra.


+ Bước 6: Rửa lại bằng nước. Ta có thể mài nhẹ để thu được bề mặt mạ
sáng bóng hơn.