목차
1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 실험 장치 및 준비
4. 실험 과정
5. 실험 결과
6. 토의 및 고찰
2. 관련 이론
3. 실험 장치 및 준비
4. 실험 과정
5. 실험 결과
6. 토의 및 고찰
본문내용
용도가 많다.
② 피로인산구리 도금
핀 홀이 적은 치밀한 전착 결정이 얻어지는 피로인산구리 도금은 이전부터 침탄질화 방지용 구리 도금으로서 사용되고 있었다. 근년 우수한 레벨링제의 개발과 액체 세제의 급속한 발달에 따라 빌러로서 사용되는 피로인산염의 수요 증가에 의한 코스트다운 및 공장폐수 규제의 강화 등에 의해 철강 및 아연 다이 캐스트 부품의 구리 도금으로서 시안화구리액 대신 피로인산구리액이 사용되어 가고 있다. 여기서 균일 전착성이 우수한 피로인산구리 도금이 프린트판의 양면 도통법으로서의 리벳법에 대신해서 스루홀 도금을 가능케 하여 다층 프린트판의 기술을 확립하였다. 또 아연 다이 캐스트 상에의 구리 도금으로서 피로인산 스트라이크욕의 개발에 따라 없어서는 안될 것으로 되어 가고 있다.
③ 황산구리 도금
일찍이 황산구리 도금은 공업적 가치가 인정되면서 수년전까지는 그 용도가 극히 좁은 범위에 한정되었다. 그 이유라고도 할 수 있는 황산구리 도금의 결점은 다음과 같았다.
1. 도금액의 부식성이 강하다.
2. 철 바탕이나 아연 다이 캐스트 바탕에는 구리가 치환 석출하므로, 직접적으로는 도금이 되지 않는다.
3. 균일 전착성이 시안화구리 도금에 미치지 못한다.
4. 광택이나 레벨링의 양호함은 인정되면서도 우수한 광택제가 없어서 줄무늬 모양의 석출 을 일으키지 쉽다.
그런데, 1963년경 미국에서 실용성이 우수한 첨가제가 개발되어서 철강 바탕이나 아연 다이 캐스트 바탕을 비롯하여 당시 보급하기 시작한 플라스틱 바탕에의 도금 등에 급속히 보급 침투하여, 그 이용가치가 재인식되기에 이르렀다.
일본에서는 오히려 플라스틱상의 최초의 전기 도금에 이 광택 황산구리가 이용되는 것이 단석 되어, 그 이래 각 분야에서 폭넓게 보급되고 있다.
오늘날의 황산구리 도금의 특징을 요악하면 다음과 같다.
1. 완전한 경면 광택이 얻어진다.
2. 레벨링이 극히 좋다.
3. 연전성이 좋다.
4. 고속도 도금이 된다.
5. 유해한 시안화물을 사용하지 않으므로 폐수처리의 부담이 경감된다.
전류 효율
흘린 전류에 대해서 실제로 구하는 전기 화학 반응이 생긴 비율을 표시하는 값이다. 예를 들면, 금속의 석출을 위해서는 음극 효율로 나타내어
로 된다.
3. 실험 장치 및 준비
비커, 황산구리 수용액(CuSo4+H2O), 스테인레스 기판 5장, DC POWER SUPPLY, 지지대, WISE STIR(마그네틱 바), 진공 테이프, 세척액(증류수), ALPHA STEP
황산구리 수용액(CuSo4+H2O) DC POWER SUPPLY
4. 실험 과정
스테인레스 기판 5장을 세척하여 준비한다.
WISE STIR(마그네틱 바)를 이용하여 비커 속의
황산구리 수용액을 교반하여 준비한다.
지지대의 플라스틱 부분에 스테인레스 기판을 진공테이프로 고정 시킨 후, POWER SUPPLY의 -극에 기판을, +극에 지지대를 연결한다.
POWER SUPPLY의 전류를 대략 적으로 맞춰준 뒤에, 전극에 연결된 지지대를 황산구리 수용액에 충분히 담궈 준다.
POWER SUPPLY에서 정확한 전류를 설정해 준 뒤에 30초 후에 지지대를 꺼낸다. 도금된 기판은 증류수에 세척한 다음 물기를 제거한다.
ALPHA STEP을 이용하여 도금된 부분의 두께를 측정하고, 전류에 따른 두께를 비교해 본다.
5. 실험 결과
전류에 따른 도금 두께 차이
※ 위의 그래프에서 전류와 구리도금 두께가 비례한다는 것을 알 수 있다.
전극간 거리에 따른 도금 두께 차이
전 류 (A)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
3조 도금 두께()
0.56
1.18
1.80
2.37
3.04
4조 도금 두께()
0.83
1.97
2.75
3.92
4.96
※ 3조와 4조는 전극간의 거리를 다르게 하여 실험을 진행하였는데, 3조는 8.0cm, 4조는 3.2cm의 전극간 거리를 두고 실험하였다.
※ 전극간의 거리의 차에 따라 도금 두께도 차이나는 것을 알 수 있다.
패러데이의 법칙과 전류 효율
패러데이의 법칙을 통하여 이론값과 실험값을 비교한다.
W
W는 음극으로 석출되는 구리의 양, I는 전류의 세기, t는 시간, e는 구리의 전기화학당량이다. 계산하여 그래프로 나타내면
※ 이론값보다 실험값이 더 적게 나온 것을 볼 수 있다.
전류 효율은 어느 정도의 효율로 실험이 진해되는지에 대한 값으로
으로 나타낼 수 있다.
※ 이번 실험의 평균 음극 효율은 41%이다.
도금 결과 사진
0.2 A 0.4 A 0.6 A
0.8 A 1.0 A
6. 토의 및 고찰
② 피로인산구리 도금
핀 홀이 적은 치밀한 전착 결정이 얻어지는 피로인산구리 도금은 이전부터 침탄질화 방지용 구리 도금으로서 사용되고 있었다. 근년 우수한 레벨링제의 개발과 액체 세제의 급속한 발달에 따라 빌러로서 사용되는 피로인산염의 수요 증가에 의한 코스트다운 및 공장폐수 규제의 강화 등에 의해 철강 및 아연 다이 캐스트 부품의 구리 도금으로서 시안화구리액 대신 피로인산구리액이 사용되어 가고 있다. 여기서 균일 전착성이 우수한 피로인산구리 도금이 프린트판의 양면 도통법으로서의 리벳법에 대신해서 스루홀 도금을 가능케 하여 다층 프린트판의 기술을 확립하였다. 또 아연 다이 캐스트 상에의 구리 도금으로서 피로인산 스트라이크욕의 개발에 따라 없어서는 안될 것으로 되어 가고 있다.
③ 황산구리 도금
일찍이 황산구리 도금은 공업적 가치가 인정되면서 수년전까지는 그 용도가 극히 좁은 범위에 한정되었다. 그 이유라고도 할 수 있는 황산구리 도금의 결점은 다음과 같았다.
1. 도금액의 부식성이 강하다.
2. 철 바탕이나 아연 다이 캐스트 바탕에는 구리가 치환 석출하므로, 직접적으로는 도금이 되지 않는다.
3. 균일 전착성이 시안화구리 도금에 미치지 못한다.
4. 광택이나 레벨링의 양호함은 인정되면서도 우수한 광택제가 없어서 줄무늬 모양의 석출 을 일으키지 쉽다.
그런데, 1963년경 미국에서 실용성이 우수한 첨가제가 개발되어서 철강 바탕이나 아연 다이 캐스트 바탕을 비롯하여 당시 보급하기 시작한 플라스틱 바탕에의 도금 등에 급속히 보급 침투하여, 그 이용가치가 재인식되기에 이르렀다.
일본에서는 오히려 플라스틱상의 최초의 전기 도금에 이 광택 황산구리가 이용되는 것이 단석 되어, 그 이래 각 분야에서 폭넓게 보급되고 있다.
오늘날의 황산구리 도금의 특징을 요악하면 다음과 같다.
1. 완전한 경면 광택이 얻어진다.
2. 레벨링이 극히 좋다.
3. 연전성이 좋다.
4. 고속도 도금이 된다.
5. 유해한 시안화물을 사용하지 않으므로 폐수처리의 부담이 경감된다.
전류 효율
흘린 전류에 대해서 실제로 구하는 전기 화학 반응이 생긴 비율을 표시하는 값이다. 예를 들면, 금속의 석출을 위해서는 음극 효율로 나타내어
로 된다.
3. 실험 장치 및 준비
비커, 황산구리 수용액(CuSo4+H2O), 스테인레스 기판 5장, DC POWER SUPPLY, 지지대, WISE STIR(마그네틱 바), 진공 테이프, 세척액(증류수), ALPHA STEP
황산구리 수용액(CuSo4+H2O) DC POWER SUPPLY
4. 실험 과정
스테인레스 기판 5장을 세척하여 준비한다.
WISE STIR(마그네틱 바)를 이용하여 비커 속의
황산구리 수용액을 교반하여 준비한다.
지지대의 플라스틱 부분에 스테인레스 기판을 진공테이프로 고정 시킨 후, POWER SUPPLY의 -극에 기판을, +극에 지지대를 연결한다.
POWER SUPPLY의 전류를 대략 적으로 맞춰준 뒤에, 전극에 연결된 지지대를 황산구리 수용액에 충분히 담궈 준다.
POWER SUPPLY에서 정확한 전류를 설정해 준 뒤에 30초 후에 지지대를 꺼낸다. 도금된 기판은 증류수에 세척한 다음 물기를 제거한다.
ALPHA STEP을 이용하여 도금된 부분의 두께를 측정하고, 전류에 따른 두께를 비교해 본다.
5. 실험 결과
전류에 따른 도금 두께 차이
※ 위의 그래프에서 전류와 구리도금 두께가 비례한다는 것을 알 수 있다.
전극간 거리에 따른 도금 두께 차이
전 류 (A)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
3조 도금 두께()
0.56
1.18
1.80
2.37
3.04
4조 도금 두께()
0.83
1.97
2.75
3.92
4.96
※ 3조와 4조는 전극간의 거리를 다르게 하여 실험을 진행하였는데, 3조는 8.0cm, 4조는 3.2cm의 전극간 거리를 두고 실험하였다.
※ 전극간의 거리의 차에 따라 도금 두께도 차이나는 것을 알 수 있다.
패러데이의 법칙과 전류 효율
패러데이의 법칙을 통하여 이론값과 실험값을 비교한다.
W
W는 음극으로 석출되는 구리의 양, I는 전류의 세기, t는 시간, e는 구리의 전기화학당량이다. 계산하여 그래프로 나타내면
※ 이론값보다 실험값이 더 적게 나온 것을 볼 수 있다.
전류 효율은 어느 정도의 효율로 실험이 진해되는지에 대한 값으로
으로 나타낼 수 있다.
※ 이번 실험의 평균 음극 효율은 41%이다.
도금 결과 사진
0.2 A 0.4 A 0.6 A
0.8 A 1.0 A
6. 토의 및 고찰
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