​技術資料

メッキの処理のやり方には様々な方法(電気メッキ、無電解メッキ、溶融メッキ、乾式メッキなど)があるなかで、代表的な電気メッキ、無電解メッキの概要になります。

【基礎知識】電気メッキVS無電解メッキ

電気メッキと無電解メッキ

湿式メッキには外部電源を用い陰極還元により処理を行う電気メッキと外部電源を用いず酸化反応・還元反応にて処理を行う無電解ニッケルがあります。

 

【電気メッキ原理】

電気メッキは、図1に示すようにメッキ液中にアノード(陽極)とメッキを施す製品(カソード:陰極)に外部直流電源を用い直流を印加します。

メッキ液中では溶液に溶解している金属イオンを電流により製品付近に運び、電解界面の金属イオンを還元しメッキ皮膜として製品の表面にメッキ皮膜として形成されます。

アノード(陽極)側の電解界面ではアノード(陽極)が電子を放出し、金属イオンとしてメッキ液に溶け出します。

放出された電子はアノードと導線を経て直流電源に入りカソードに供給されます。

 

電気メッキはこのように外部電源が必要で、メッキを施したい製品は導電体に限定されます。

電流は電極表面の等電位面に垂直に流れるため、限られた場合を除き電極面上での電流分布は不均一で、板状の製品に処理を電気メッキを行うと角や辺では皮膜が厚くなります。

凹凸がある複雑な形状の製品の場合、電流分布がさらに不均一になり、電流密度の高い凸部ではメッキ皮膜が厚くなり、電流密度の低い凹部ではメッキ皮膜が薄くなります。

これらの事から電気メッキでより均一なメッキの厚さの皮膜を形成するには、電流密度を均等にする工夫が必要となり、複雑な形状のメッキ製品へ均一なメッキ皮膜を施すことは難しいため、メッキ処理業者各社の腕の見せ所になります。

無電解ニッケルメッキ原理

電気メッキでは、外部直流電源から供給された電子によって電極界面の金属イオンが還元されて金属としてメッキ皮膜が析出します。

無電解ニッケルメッキでは還元剤がメッキ処理製品表面で酸化するとにき放出される電子によって金属イオンが還元析出され、金属皮膜が生成されます。

無電解メッキではメッキ処理製品表面で部分アノード反応、部分カソード反応が起こり無電解メッキが進行します。カソード反応とアノード反応の大きさが等しく、メッキ速度は混成電位におけるカソード反応速度に依存するため、これらの反応がメッキ浴組成、浴条件によってどのように変化するかをあらかじめ知っておくことがメッキ速度の管理において重要です。

無電解メッキでは電気メッキと違い、メッキ液中を電気が流れないため、金属のような導電体のみならず、樹脂やセラミックスなどの非導電体にも還元剤の酸化反応によりメッキ処理が可能になります。

また、メッキ処理の製品形状によるメッキ膜厚分布の影響を受けにくいため、均一なメッキ皮膜を形成することが可能です。
電気メッキはアノードより金属分の補給があり、基本常時金属分などの補給を行う必要がないが、無電解メッキは処理を行う事で
金属分や還元剤などの成分が消耗するため、常時補給する必要があります。

一般的な無電解メッキの説明をさせて頂きましたが、置換反応や不均化反応をを利用した無電解メッキもあります。

電気ニッケルめっきと無電解ニッケルめっきの皮膜特性比較

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