전기화학실험 | 전기 도금 - Ni Cr 도금 및 그 성질 시험(Electro Plating – Ni, Cr plating & property test)

 

 

 

도금의 결과로 얻을 수 있는 여러 가지 성질 변화들 중 가장 잘 알려진 것이 Ni와 Cr을 Fe에 도금시켰을 때에 얻을 수 있는 성질변화인 광택성과 내식성 부여이다. 따라서 본 실험에서는 Ni와 Cr을 Fe에 도금시킴으로써 패러데이법칙을 실제로 따르는지와 이후 추가적인 실험에서 첫째, 도금을 하기 전 소성가공을 하는 방법과 소성가공을 하고 난 뒤 도금을 하는 방법 이 2가지 중 어떤 방법이 더 유리하게 쓰일 수 있을지를, 둘째, 앞의 3종의 금속의 광택성을 상대적으로 비교해보고자 하였으며 셋째, 내식성은 어떻게 변하는 지로 다른 일반 Fe와 Fe위에 Ni을 도금한 것, Fe위에 Ni과 Cr을 순서대로 도금한 것을 이용하여 이 3가지의 내식성을 비교해보고 이를 통해 실제 제품이 노출되는 환경에서는 어떤 영향을 받게 될지에 대한 생각을 본 실험을 통해서 알아보려고 하였다.

 

 

전기 도금

전기 도금이란 전기분해를 이용하여 부여하길 원하는 성질을 지닌 금속을 부여하고자 하는 금속위에 덧씌우는 것을 말하며, 전기도금장치는 크게 4가지 큰 필수 요소가 존재한다. 각각 Power Supply(전압인가장치), Cathode(환원 전극, 도금시키려는 금속이 위치), Anode(산화 전극, 환원전극에 전자를 전달하는 이온을 퍼뜨리는 금속이 위치), Electrolysis(전해질 수용액)이다. 전기도금을 위한 장치는 최소한 이 4가지 요소가 모두 포함되어야 전기도금이 일어날 수 있다.

 

전기도금과 가공의 선후관계 유리성 실험개념도

 

좀 더 자세히 살펴보면 power supply에 전압을 인가하여 인위적인 Potential 차이를 만들어 주게 되면 한 쪽 금속은 산화하는 반응을, 반대쪽의 금속은 환원되는 반응을 보이게 된다. 이 때 anode에서는 전자를 power supply를 거쳐 cathode로 전자를 흘려보내게 된다. 이 과정에서 전류가 생기게 되고, 다시 cathode에서는 금속의 일부가 해리되어 이온의 형태로 전자 전달자로써 전자를 anode에 전달하는 역할을 하게 된다. 이 과정에서 cathode에는 용액 속의 금속이온이 Mⁿ⁺ + e^n- → M의 반응을 통해 cathode에 흡착하게 된다. 이것이 바로 전기도금의 원리이다.

 

 

실험 방법

1. 전기도금 실험 진행

1) Ni, Cr 도금량 측정

도금을 진행하기에 앞서 4개의 철판에 각각 넓이가 15㎠이 되도록 마스킹테이프를 붙인 뒤 마커로 각각 (1),(2),(3),(4)를 표시하였고 이후 Ni을 (1)에서 아무것도 하지 않은 Fe판의 무게를 1회, (2)를 위에 Ni을 한층 코팅한 Fe, (4)를 Ni를 코팅한 후에 다시 그 위에 Cr층을 한층 더 도금시킨 것을 각각 도금 전․후로 나누어 2회 무게를 측정하였다.

 

2) 광택성 실험

(1),(2),(4)의 판을 각각 기울여 [그림 2]처럼 경우에 따라 광택성이 어떻게 변하는지 확인하고자 어두운 장소에서 라이트에 슬릿을 붙여 빛을 쏘아 광택성이 향상되는 것을 확인하였다.

 

3) 도금/가공 선후유리성관계 실험

이전의 (4)판과 (3)의 실험 전에 구부린 후에 다시 그 위에 Ni을 도금시키고 각각 무게를 측정하였고, 다시 도금된 (4)번 판을 (3)과 비슷한 정도로 손으로 직접 구부려 도금의 소실이 얼마나 일어나는 지 관찰하였다.

 

4) 내식성 실험

이후 (1),(2),(4)의 판을 비커를 준비하여 0.1M의 HCl용액에 2시간동안 담군 뒤, 약 30분 간격으로 4회 반복해서 꺼내어 표면을 관찰하였다.

 

 

 

[전기화학실험] 전기 도금 Ni Cr 도금 및 그 성질 시험 레포트