تصفيح

الطلاء بالذهب هو طريقة لترسيب طبقة رقيقة من الذهب على سطح الزجاج أو المعدن، وغالبًا ما يكون النحاس أو الفضة.

يُستخدم طلاء الذهب بكثرة في الإلكترونيات لتوفير طبقة موصلة للكهرباء ومقاومة للتآكل على النحاس، وخاصةً في الموصلات الكهربائية ولوحات الدوائر المطبوعة . عند طلاء النحاس بالذهب مباشرةً، تميل ذرات النحاس إلى الانتشار عبر طبقة الذهب، مما يؤدي إلى تشويه سطحها وتكوّن طبقة من الأكسيد/الكبريتيد. لذلك، يجب ترسيب طبقة من معدن حاجز مناسب ، عادةً النيكل، على ركيزة النحاس، لتشكيل طبقات متداخلة من النحاس والنيكل والذهب.

يمكن أيضًا طلاء المعادن والزجاج بالذهب لأغراض الزينة، باستخدام عدد من العمليات المختلفة التي يشار إليها عادة باسم التذهيب .

يُعدّ الياقوت والبلاستيك وألياف الكربون من بين المواد الأخرى التي يمكن طلاؤها باستخدام تقنيات الطلاء المتقدمة. أما الركائز التي يمكن استخدامها فهي لا حصر لها تقريبًا. ^{[ 2 ]}

استُخدم طلاء الفضة منذ القرن الثامن عشر لتوفير بدائل أرخص للأدوات المنزلية التي كانت تُصنع من الفضة الخالصة، بما في ذلك أدوات المائدة والأواني المختلفة والشمعدانات. في المملكة المتحدة ، تستخدم مكاتب فحص المعادن الثمينة وتجار الفضة وهواة جمعها مصطلح "الفضة المطلية" للإشارة إلى القطع المصنوعة من الفضة الخالصة، وهو مصطلح مشتق من الكلمة الإسبانية "plata" التي تعني الفضة، وذلك قبل اختراع طلاء الفضة بزمن طويل، حيث كانت مصادرة الفضة من السفن الإسبانية التي تحمل الفضة من أمريكا مصدرًا رئيسيًا للفضة في ذلك الوقت. قد يُسبب هذا التباسًا عند الحديث عن قطع الفضة؛ سواء كانت مطلية أو غير مطلية. في المملكة المتحدة، يُعد وصف القطع المطلية بالفضة بأنها "فضة" مخالفًا للقانون. أما وصفها بأنها "فضة مطلية" فليس مخالفًا للقانون، على الرغم من أن هذا التعبير غير صحيح نحويًا.

كانت طريقة شيفيلد بليت أقدم أشكال طلاء الفضة ، حيث تُدمج صفائح رقيقة من الفضة مع طبقة أو لب من معدن أساسي، ولكن في القرن التاسع عشر، ظهرت طرق إنتاج جديدة (بما في ذلك الطلاء الكهربائي). أما معدن بريتانيا فهو سبيكة من القصدير والأنتيمون والنحاس، طُوِّر كمعدن أساسي لطلاء الفضة.

هناك طريقة أخرى يمكن استخدامها لتطبيق طبقة رقيقة من الفضة على أشياء مثل الزجاج، وهي وضع كاشف تولنز في كوب زجاجي، وإضافة الجلوكوز/الدكستروز، ورج الزجاجة لتعزيز التفاعل.

في التطبيقات الإلكترونية، يُستخدم الفضة أحيانًا لطلاء النحاس، نظرًا لانخفاض مقاومته الكهربائية (انظر: مقاومة المواد المختلفة )؛ ويزداد هذا الانخفاض عند الترددات العالية بسبب ظاهرة التأثير السطحي . وتُعتبر المكثفات المتغيرة ذات جودة عالية جدًا عند استخدام صفائح مطلية بالفضة. وبالمثل، تحظى الكابلات المطلية بالفضة، أو حتى المصنوعة من الفضة الخالصة، بتقدير كبير في تطبيقات الصوتيات ؛ إلا أن بعض الخبراء يرون أن عملية الطلاء غالبًا ما تكون رديئة، مما يجعل النتيجة أقل جودة من كابلات النحاس ذات السعر المماثل. ^{[ 3 ]}

يجب توخي الحذر عند التعامل مع الأجزاء المعرضة لبيئات عالية الرطوبة ، لأنه في مثل هذه البيئات، عندما تكون طبقة الفضة مسامية أو بها شقوق، يتعرض النحاس الموجود أسفلها لتآكل جلفاني سريع ، مما يؤدي إلى تقشر الطلاء وكشف النحاس نفسه؛ وهي عملية تُعرف باسم " الطاعون الأحمر ". أما النحاس المطلي بالفضة والمحفوظ في بيئة جافة فلن يتعرض لهذا النوع من التآكل.

طلاء النحاس هو عملية تشكيل طبقة من النحاس على سطح قطعة ما باستخدام التحليل الكهربائي. ويُستخدم عادةً كبديل أرخص بكثير من طلاء الفضة.

يُستخدم طلاء الروديوم أحيانًا على الذهب الأبيض أو الفضة أو النحاس وسبائكه. وعادةً ما تُرسّب طبقة عازلة من النيكل على الفضة أولًا، ولكن في هذه الحالة ليس الهدف منها منع هجرة الفضة عبر الروديوم، بل منع تلوث محلول الروديوم بالفضة والنحاس، اللذين يذوبان جزئيًا في حمض الكبريتيك الموجود عادةً في تركيبة المحلول. ^{[ 4 ]}

طلاء الكروم هو معالجة نهائية تستخدم الترسيب الإلكتروليتي للكروم . الشكل الأكثر شيوعًا لطلاء الكروم هو طبقة رقيقة لامعة مزخرفة ، عادةً ما تكون طبقة بسمك 10 ميكرومتر فوق صفيحة نيكل أساسية . عند الطلاء على الحديد أو الفولاذ، تسمح طبقة النحاس الأساسية للنيكل بالالتصاق. تعمل المسامات (ثقوب صغيرة) في طبقتي النيكل والكروم على تخفيف الإجهاد الناتج عن اختلاف التمدد الحراري ، ولكنها تُضعف أيضًا مقاومة الطلاء للتآكل. تعتمد مقاومة التآكل على ما يُسمى طبقة التخميل ، والتي تتحدد بالتركيب الكيميائي وعملية التصنيع، وتتضرر بسبب الشقوق والمسامات. في حالة خاصة، يمكن أن تساعد المسامات الدقيقة في توزيع الجهد الكهروكيميائي الذي يُسرّع التآكل الجلفاني بين طبقتي النيكل والكروم. اعتمادًا على التطبيق، تتطلب الطلاءات ذات السماكات المختلفة توازنات مختلفة للخصائص المذكورة. يمنح الكروم الرقيق اللامع لمسة نهائية تشبه المرآة لعناصر مثل إطارات الأثاث المعدني وزخارف السيارات.  تُسمى الرواسب السميكة، التي تصل إلى 1000 ميكرومتر، بالكروم الصلب وتستخدم في المعدات الصناعية لتقليل الاحتكاك والتآكل.

يتكون المحلول التقليدي المستخدم في طلاء الكروم الصلب الصناعي من حوالي 250 غ/لتر من أكسيد الكروم _{الثلاثي} (CrO₃) وحوالي 2.5 غ/لتر من أيونات الكبريتات (SO₄⁻ ₎ ^. يوجد الكروم في المحلول على شكل حمض الكروميك، المعروف باسم الكروم سداسي التكافؤ . يُستخدم تيار كهربائي عالٍ، جزئيًا لتثبيت طبقة رقيقة من الكروم (+2) على سطح القطعة المطلية. يتميز الكروم الحمضي بقدرة ضعيفة على الانتشار، حيث تكون التفاصيل الدقيقة أو الثقوب أبعد وتتلقى تيارًا أقل، مما يؤدي إلى طلاء رديء.

تمنع طبقات الزنك أكسدة المعدن المحمي بتشكيل حاجز، كما تعمل كقطب تضحية في حال تلف هذا الحاجز. أكسيد الزنك عبارة عن غبار أبيض ناعم (على عكس أكسيد الحديد ) لا يُسبب تدهورًا في سلامة سطح الركيزة أثناء تكوّنه. في الواقع، يمكن لأكسيد الزنك، إذا لم يتعرض للتلف، أن يعمل كحاجز يمنع المزيد من الأكسدة، بطريقة مشابهة للحماية التي توفرها طبقات الأكسيد للألمنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ . معظم قطع الأجهزة مطلية بالزنك، وليس بالكادميوم . ^{[ 5 ]}

يُعدّ طلاء الزنك والنيكل من أفضل أنواع الطلاءات المقاومة للتآكل، إذ يوفر حماية تفوق خمسة أضعاف حماية طلاء الزنك التقليدي، ويصل أداؤه إلى 1500 ساعة في اختبار رذاذ الملح المحايد. يتكون هذا الطلاء من سبيكة زنك-نيكل عالية النيكل (10-15% نيكل) ونوع من الكرومات. تشمل الكرومات المختلطة الأكثر شيوعًا الكرومات سداسي التكافؤ اللامع، والكرومات ثلاثي التكافؤ، والكرومات ثلاثي التكافؤ الأسود. يُستخدم هذا الطلاء الحمضي لحماية الفولاذ، والحديد الزهر، والنحاس الأصفر، والنحاس، وغيرها من المواد، وهو خيار آمن بيئيًا. ^{[ 6 ]} وقد صنّفت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) وإدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) الكرومات سداسي التكافؤ كمادة مسرطنة للإنسان. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

تُستخدم عملية طلاء القصدير على نطاق واسع لحماية الأسطح الحديدية وغير الحديدية . يُعدّ القصدير معدنًا مفيدًا في صناعة تجهيز الأغذية نظرًا لكونه غير سام، وقابلًا للطرق، ومقاومًا للتآكل. تسمح مرونة القصدير الممتازة بتشكيل صفائح معدنية مطلية بالقصدير بأشكال متنوعة دون إتلاف طبقة القصدير السطحية. يوفر القصدير حمايةً وقائيةً للنحاس والنيكل والمعادن غير الحديدية الأخرى، ولكنه لا يوفرها للفولاذ .

يُستخدم القصدير على نطاق واسع في صناعة الإلكترونيات لقدرته على حماية المعدن الأساسي من الأكسدة، مما يحافظ على قابليته للحام. في التطبيقات الإلكترونية، يُضاف ما بين 3% و7% من الرصاص لتحسين قابلية اللحام ومنع نمو "الشعيرات" المعدنية في الرواسب المضغوطة، والتي قد تُسبب قصرًا كهربائيًا. مع ذلك، تنص لوائح RoHS (تقييد استخدام المواد الخطرة)، التي سُنّت بدءًا من عام 2006، على عدم إضافة الرصاص عمدًا، وألا تتجاوز نسبته القصوى 1%. وقد مُنحت بعض الاستثناءات من متطلبات RoHS في تطبيقات إلكترونية حساسة نظرًا لحالات فشل معروفة حدثت نتيجة لتكوّن شعيرات القصدير.

في بعض الحالات، يُفضّل ترسيب معدنين أو أكثر معًا، ما ينتج عنه طبقة من سبيكة مطلية كهربائيًا. وبحسب نوع السبيكة، قد تُقوّى السبيكة المطلية كهربائيًا بالمعالجة الحرارية عن طريق تقوية المحلول الصلب أو التصليد بالترسيب ، وذلك لتحسين خصائصها الفيزيائية والكيميائية. وتُعدّ سبيكة النيكل-الكوبالت من السبائك الشائعة في الطلاء الكهربائي.

يمكن تصنيع الطلاء المركب ذي المصفوفة المعدنية عن طريق طلاء الركيزة في حمام يحتوي على معلق من جزيئات السيراميك. يُمكن ضبط طبقة الطلاء بدقة من حيث مقاومة التآكل، والأداء في درجات الحرارة العالية، أو المتانة الميكانيكية، وذلك من خلال اختيار دقيق لحجم الجزيئات وتركيبها. يُستخدم كربيد التنجستن ، وكربيد السيليكون ، وكربيد الكروم ، وأكسيد الألومنيوم (الألومينا) بشكل شائع في الطلاء الكهربائي المركب.

تخضع عملية طلاء الكادميوم للتدقيق نظرًا لسمية معدن الكادميوم على البيئة . يُستخدم طلاء الكادميوم على نطاق واسع في بعض التطبيقات في مجالات الفضاء والطيران والصناعات العسكرية. ومع ذلك، يجري التخلص التدريجي منه بسبب سميته. ^{[ 9 ]} وقد بدأ مصنّعو مكونات الصناعات العسكرية والفضاء، مثل شركة أمفينول إيروسبيس ، مؤخرًا في استكشاف بدائل الطلاء الكهربائي الجاهزة للاستخدام مع المعدات المستخدمة حاليًا، وذلك لدعم التخلص التدريجي من هذا الطلاء الخطير. ^{[ 10 ]}

توفر عملية الطلاء بالكادميوم (أو طلاء الكادميوم ) قائمة طويلة من المزايا التقنية، مثل مقاومة ممتازة للتآكل حتى عند السماكات المنخفضة نسبيًا وفي البيئات المالحة، وليونة ومرونة ، وخلوها من نواتج التآكل اللزجة أو الضخمة، وتوافقها الجلفاني مع الألومنيوم، وعدم وجود ظاهرة الالتصاق والانزلاق مما يسمح بربط الخيوط المطلية بعزم دوران موثوق ، وإمكانية صبغها بألوان متعددة وشفافة، وتمتعها بخصائص تشحيم ولحام جيدة، كما أنها مناسبة كطبقة نهائية أو كأساس للطلاء. ^{[ 5 ] [ 11 ]}

إذا كانت المخاوف البيئية مهمة، ففي معظم الجوانب يمكن استبدال طلاء الكادميوم مباشرة بطلاء الذهب لأنه يشترك في معظم خصائص المادة، لكن الذهب أغلى ثمناً ولا يمكن استخدامه كأساس للطلاء.

يتم طلاء النيكل كهربائياً باستخدام حمام واتس ، وهو عبارة عن خلية إلكتروليتية تحتوي على مصعد من النيكل ومحلول إلكتروليتي يحتوي على كبريتات النيكل وكلوريد النيكل وحمض البوريك . ^{[ 12 ]} تُستخدم أملاح نيكل أخرى مثل كبريتات أمونيوم النيكل أحيانًا بدلاً من كبريتات النيكل.

تُوفر عملية طلاء النيكل الكيميائي، والمعروفة أيضًا باسم طلاء النيكل الكهربائي أو NiP ، العديد من المزايا: سُمك طبقة موحد على معظم الأسطح المعقدة، وطلاء مباشر للمعادن الحديدية (الفولاذ)، ومقاومة فائقة للتآكل والصدأ مقارنةً بطلاء النيكل أو الكروم الكهربائي. يُمكن استبدال جزء كبير من طلاء الكروم المستخدم في صناعة الطيران بطلاء النيكل الكيميائي، كما أن التكاليف البيئية، وتكاليف التخلص من نفايات الكروم سداسي التكافؤ، والميل المعروف لتوزيع التيار غير المتساوي، كلها عوامل تُرجّح كفة طلاء النيكل الكيميائي. ^{[ 13 ]}

تُعدّ عملية طلاء النيكل الكيميائي عملية ذاتية التحفيز، حيث تتكون طبقة النيكل الناتجة من مركب NiP، بنسبة فسفور تتراوح بين 7 و11%. وتتأثر خصائص الطبقة الناتجة، من حيث الصلابة ومقاومة التآكل، بشكل كبير بتركيبة المحلول ودرجة حرارة الترسيب، والتي يجب ضبطها بدقة تصل إلى  درجة مئوية واحدة، وعادةً ما تكون عند 91  درجة مئوية.

أثناء دوران محلول الطلاء، تتغطى جميع الجزيئات الموجودة فيه بالنيكل؛ ويُستغل هذا التأثير في عمليات ترسيب الطلاء باستخدام جزيئات مثل كربيد السيليكون (SiC) أو متعدد رباعي فلورو الإيثيلين (PTFE). ورغم تفوقه على العديد من عمليات الطلاء الأخرى، إلا أنه مكلف نظرًا لتعقيد العملية. علاوة على ذلك، تستغرق العملية وقتًا طويلاً حتى بالنسبة للطبقات الرقيقة. عندما يكون المطلوب فقط مقاومة التآكل أو معالجة السطح، لا يلزم التحكم الدقيق في تركيبة محلول الطلاء ودرجة حرارته، وتُستخدم هذه العملية لطلاء أطنان عديدة في محلول واحد دفعة واحدة.

تُعرف طبقات طلاء النيكل الكيميائي بقدرتها الفائقة على الالتصاق بالسطح عند تطبيقها بشكل صحيح. طلاء النيكل الكيميائي غير مغناطيسي وغير متبلور. لا يمكن لحام طبقات طلاء النيكل الكيميائي بسهولة، كما أنها لا تلتصق بالمعادن الأخرى أو بقطعة عمل أخرى مطلية بالنيكل الكيميائي تحت الضغط. هذه الميزة مفيدة للبراغي المطلية بالنيكل الكيميائي المصنوعة من مواد قابلة للطرق مثل التيتانيوم. تكون المقاومة الكهربائية أعلى مقارنةً بالطلاء المعدني النقي.

يمكن أن يشير مصطلح "طلاء الألومنيوم" إما إلى الطلاء على الألومنيوم ^{[ 14 ]} أو إلى طلاء الألومنيوم على مواد أخرى. ^{[ 15 ]}