Akımsız Kaplama Yöntemi

Akımsız kaplama yöntemi, herhangi bir elektrik kaynağına ihtiyaç duymadan metal ve metal olmayan malzemelerin yüzeylerinde farklı metallerin biriktirilmesi/kaplanması işlemi olarak tanımlanabilir. 1946 yılında Brenner ve Riddell tarafından keşfedilen bu yöntemin kullanım alanı gün geçtikçe hızla artmaktadır [1]. Elektriksiz (akımsız) kaplama işlemi temelde, bir indirgeyici vasıtasıyla altlık(hedef) yüzeyi üzerine farklı bir malzemenin biriktirilmesi işlemidir ve kimyasal indirgeme ile gerçekleşmektedir. Bu yöntem özellikle tozların homojen bir şekilde kaplanmasına olanak sağlanması ve fiziksel/kimyasal buhar biriktirme gibi diğer yöntemlerle kıyaslandığında daha az ekipmanla uygulanabilir olması nedeniyle tercih sebebi olmaktadır [2-4]. Malzeme geometrisine bağımsız olması Şekil 1’de elektroliz yöntemi ile yapılan kıyaslama ile açıklanmaktadır. Şekil 1 incelendiğinde elektroliz yöntemi ile yapılan kaplama neticesinde özellikle keskin köşelerdeki kaplama tabakasının daha yoğun olarak oluştuğu görülmektedir. Bunun nedeni Denklem 1’de tanımlanan “akım yoğunluğu (J)” ile açıklanabilir.

J= I/A (1)

Denklem 1 göz önüne alındığında sabit akım uygulanan bir sistemde yüzey alanı düşerse akım yoğunluğu artacaktır. Akım yoğunluğunun arttığı noktalarda da malzeme birikimi daha fazla olacaktır. Bu nedenle elektroliz işleminde homojen bir kaplama eldesi akımsız kaplamaya göre daha düşüktür. Akımsız kaplama yönteminin bir diğer üstünlüğü de bu şekilde karşımıza çıkmaktadır [5,6].

Akımsız kaplama yöntemini üstünlükleri hakkında yukarıdaki verilen bilgilere ek olarak, literatürde bulunan akımsız kaplama çalışmalarından biri olan “akımsız gümüş kaplama” yöntemine dair birkaç ufak bilgi ile konuyu tamamlayacağız. Akımsız gümüş kaplama yöntemi, özellikle elektriksel iletkenliğin önemli olduğu ve bu iletkenlikle birlikte yüksek oksidasyon direnci ihtiyacının oluştuğu uygulamalarda sıklıkla kullanılmaktadır ve üzerine araştırmalar devam etmektedir. Akımsız (elektriksiz) gümüş kaplama yöntemi, metal kaynağı çözelti, indirgeyici çözelti ve pH dengeleyici çözeltilerden oluşmaktadır. Burada metal kaynağı çözeltisi metal iyonlarının sağlandığı çözelti ve indirgeyici de bu metal iyonlarını altlık yüzeyine indirgemek için görev yapan bir ajan olarak pH dengeleyeci de kimyasal indirgemenin sağlanabilmesi için gerekli olan pH değerini elde etmek için kullanılmaktadır. Literatürde bulunan çalışmalarda özellikle mikron düzeyindeki tozların akımsız gümüş kaplama yöntemiyle kaplanması üzerine birçok deney koşulu açıklanmaktadır [5-7].

Sonuç olarak, hemen hemen bütün malzemelerin kaplanmasına olanak sağlayan akımsız kaplama yöntemi, malzemelerin hem fiziksel hem de mekanik özelliklerini iyileştirmek için uygulanan bir kaplama yöntemidir ve üzerine çalışmalar devam etmektedir.

KAYNAKLAR

[1] Ambasankaran, C., & Sarojini, K. (1963). Electroless Nickel Plating and Its Applications. Iete Journal of Research, 9, 309-315.
[2] B.-J. Wang, N. Saka, Spark erosion behavior of silver-based particulate composites, Wear 195 (1996) 133–147, https://doi.org/10.1016/0043-1648(95)06816-3.
[3] O. Güler, T. Varol, Ü. Alver, A. Çanakçı, The effect of flake-like morphology on the coating properties of silver coated copper particles fabricated by electroless plating, J. Alloys Compd. 782 (2019) 679–688, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.12.229.
[4] A. Antonello, B. Jia, Z. He, D. Buso, G. Perotto, L. Brigo, G. Brusatin, M. Guglielmi, M. Gu, A.Martucci, Optimized electroless silver coating for optical and plasmonic applications, Plasmonics 7 (2012) 633–639, https://doi.org/10.1007/s11468-012-9352-6.
[5] GÜLER, O., VAROL, T., ALVER, Ü., & AKÇAY, S. B. , (2019). PRODUCTION OF CU-AG-CR COMPOSITES FROM THE LAYERED METALLICPOWDERS . 2. ULUSLARARASI 19 MAYIS YENİLİKÇİ BİLİMSEL YAKLAŞIMLAR KONGRESİ (pp.190-197). Samsun, Turkey
[6] GÜLER, O., VAROL, T., ALVER, Ü., & AKÇAY, S. B. , (2019). WEAR PROPERTIES OF CU-AG-NI COMPOSITES PRODUCED BY ELECTROLESS COATING AND HOT-PRESSING . 2. ULUSLARARASI 19 MAYIS YENİLİKÇİ BİLİMSEL YAKLAŞIMLAR KONGRESİ (pp.198-207). Samsun, Turkey
[7]Varol, T., Güler, O., & Akçay, S. B. , (2021). Fabrication and characterization of Cu-Ag bimetal particles by electroless coating method. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi , vol.11, no.2, 586-596. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.770725