Le nickelage chimique

Résumé du document

Ce document est un rapport réalisé au cours de séances de mini-projets d'électrochimie. Il concerne une technique de protection des métaux : le nickelage chimique. Il existe plusieurs méthode de dépôt de nickel chimique, ce document repose sur l'étude d'une de ces méthodes : la réduction du nickel chimique par l'ion hypophosphite. C'est une technique employée pour les propriétés intéressantes qu'elle confère à la pièce nickelée après traitement. La pièce nickelée est plus résistante à la corrosion, plus résistante à l'usure et à l'abrasion, et peut donner une dureté plus importante à la pièce après un traitement thermique.

Extraits

[...] Le bain de nickelage Le principe du nickelage chimique Processus réactionnels Le procédé de dépôt par réduction chimique consiste à se placer en équilibre métastable, c'est-à-dire dans des conditions telles que la réduction du nickel ne se fasse pas spontanément, mais seulement en présence de catalyseur. Seuls certains métaux, appartenant principalement au huitième groupe de la classification périodique des éléments, sont dits catalyseurs : ils présentent une vacance orbitale au niveau d. Parmi eux se trouvent le nickel, le cobalt, le fer, le platine, le palladium et le rhodium. Certains autres élément peuvent participer au mécanisme : cuivre, or, argent. [...]

[...] On observe que la vitesse de dépôt de nickel diminue très vite lors des vingt premières minutes, puis la perte de vitesse devient moindre. En parallèle, on trace la courbe d'évolution du pH au cours du temps, et on compare les deux courbes ainsi obtenues. On observe ainsi que le pH diminue sensiblement de la même manière que la vitesse de dépôt. On en conclue donc que le pH est bien responsable pour la plus grande partie de la vitesse de dépôt. Aspects des dépôts obtenus Voici les photos des plaques avant et après dépôt. [...]

[...] Dépôt de nickel sur une plaque d'aluminium L'aspect et la couleur de la plaque d'aluminium n'ont pas changé, la couleur du dépôt étant la même que celle de la plaque. Pour conclure, nous pouvons dire que l'aspect final du dépôt dépend uniquement de l'aspect initial de la pièce à nickeler. Cette dernière prenant la couleur du nickel, étant donné que le dépôt recouvre l'intégralité de la surface de la pièce. Il est également possible de réaliser des dépôts en cachant certaines parties de la pièce à l'aide de masques appropriés. [...]

[...] Ceci permet d'obtenir une épaisseur de dépôt aussi importante que l'on veux. Etant donné que le réducteur utilisé est un sel d'hypophosphite, le dépôt obtenu sera à base de phosphore. Le principe du nickelage chimique à l'hypophosphite repose sur la présence simultanée dans le bain de nickelage : - d'ions Ni2+ qui seront réduits en Ni métallique : Ni2+ + 2 ( Ni - et d'un réducteur qui sera oxydé afin de fournir les électrons nécessaires à la réaction précédente : H2PO-2 +H2O ( H2PO-3 + 2H+ + 2 La réaction chimique globale mise en jeu s'écrit donc : Ni2+ + H2PO-2 +H2O ( Ni + H2PO-3 + 2H+ L'ion hypophosphite H2PO-2 est un réducteur puissant, thermodynamiquement instable en solution aqueuse quel que soit le pH. [...]

[...] Le nickelage chimique Sommaire Introduction 3 I. Le bain de nickelage Le principe du nickelage chimique Processus réactionnels Composition du bain de nickelage Aspects des dépôts obtenus 6 II. Problèmes rencontrés Solutions apportées Diminution de la vitesse de dépôt Dépôt sur une plaque de laiton et une pièce de monnaie 9 Conclusion 10 Introduction Lors des séances de mini-projets d'électrochimie, nous avons étudié une technique de dépôt chimique : le nickelage chimique. C'est une technique employée pour les propriétés intéressantes qu'elle confère à la pièce nickelée après traitement. [...]