めっきとは?めっきの種類

めっきとは?めっきの役割とめっきの種類

 
こちらのページでは電気化学と密接な関係があるめっき関連のテーマである
 
・めっきの定義は?めっきを行う理由は?
・めっきの種類(めっき方法による分類)
 
について解説しています。

 

めっきの定義は?めっきの役割は?

そもそもめっきの定義とは何なのでしょうか?

 

めっきの定義は「金属イオンを還元して金属皮膜を形成すること」とされています。

 

そして、めっきを行う本来の理由としては、外観を良くするため、錆びなどの腐食から守るため(耐食性向上のため)などが挙げられます。

 

さらに、めっき技術が向上するのに伴い、電子・電気分野、例えば半導体のプリント基板へのめっきなど接合や、導電性の信頼性を向上するためといった機能性を加えるめっき(機能性めっき)などとしても使用されるようになってきました。

 

単純にめっきといっても、めっきする方法やめっきする金属の種類や下地の材質(樹脂や金属)の種類など多くのパラメータがあり、用途や材質の相性、コストなどの観点からめっき方法が選ばれているのです。

 

下記にまずめっきの種類について解説します。

 

関連記事

腐食とは?腐食の種類と電位ph図

 

 

 

 めっきの種類(めっき方法による分類)

めっき方法による分類しためっきの種類を以下に解説します。

 

大きく分けて、

 

@電気めっき(電解めっき)
A無電解めっき
B溶融めっき

 

に分けることが出来ます。

 

 

 

 

@電気めっき(電解めっき)の反応と特徴

 

電気めっきは溶液中の金属イオンをカソードで析出させるめっきする方法です

 

電気を流すためにファラデーの法則に従います。

 

金属を溶かしてある溶媒は水溶液だけでなく、非水溶液や溶融塩でも対応可能であり、析出させることができる金属などの種類も多く、めっきの主流の方法の一つであると言えるでしょう。
 
溶液系でのめっきは、浴に同時に浸した部材をすべて同時にめっきできるために量産向きです(下に解説する無電解めっきでも同様)。

 

電気を流すために、電流密度にバラつきができるような複雑な形状のめっきを使用とすると、めっき厚などにばらつきが出てしまいます。

 

ただしイオン化傾向標準電極電位)の関係から、水素よりイオン化傾向が大きい金属では溶液中の水素イオンの還元による水素発生が起きてしまうため、基本的にはめっきできません。

 

ただし、この列は条件によって逆転する部分があり、水素とイオン化傾向が近いが大きいニッケルなどはこの逆転が起きる条件がしばしばあり、めっき可能です。

 

 

 A無電解めっき

 

無電解めっきは言葉の通り電気を流さずにめっき出来る画期的な方法です。

 

溶液中の還元剤による化学反応により金属イオンが還元され、めっきされます。

 

めっきされ始めた後も化学反応が進むことで成膜されていくため、自己触媒機能を持った金属(例えば、NiやCo、Cuなど)でないと反応が途中で止まり、薄いめっきしかできなくなります。

 

一般的には、溶媒、還元剤に次亜リン酸、析出させる金属イオン、ph調整剤、錯化剤などにより構成されます。

 

化学反応を用いるため複雑な形状においても緻密に反応でき、かつ膜厚の制御も可能なため、電池の端子など多くの製品に無電解めっきが使用されており、無電解めっきのニーズは増え続けています。

 

コストがかかること(還元剤が高コスト)やめっき浴などの液と接触している部分でも反応が起きめっきが析出するため、そのメンテナンスなどにもコストがかかることが多いです。

 

 

B溶融めっき(どぶつけめっき)

 

溶融めっきは高温にし溶融させた金属浴にめっき被体をつけ、引き揚げ凝固させることでめっきさせる方法です。

 

主に鋼材であったり家電、自動車用部材などなどの大きいもので電気的めっきよりも緻密な成膜が必要でないものに対して行うめっき方法です。

 

基本的に、めっき前処理、めっきの浸漬時間、引き上げ速度によりめっき膜の性能が決まります。

 

電気めっきや無電解めっきほど精密な制御ができません。

 

 

関連記事

イオン化傾向とは?
標準電極電位とは?
ファラデーの法則とは?

 

めっきとは?めっきの役割と種類 関連ページ

エネルギー変換
化学変化の基礎(エンタルピー、エントロピー、ギブズエネルギー)
反応ギブズエネルギーと標準生成ギブズエネルギー
化学平衡と化学ポテンシャル、活量、平衡定数○
電圧とギブズエネルギーの関係○
化学ポテンシャルと電気化学ポテンシャル、ネルンストの式○
ネルンストの式の導出
【演習問題】ネルンストの式を使用する問題演習をしよう!
電池反応に関する標準電極電位のまとめ(一覧)
標準電極電位とは?電子のエネルギーと電位の関係から解説
標準電極電位の表記例と理論電圧(起電力)の算出
標準電極電位と金属の電子状態○
電池内部の電位分布、基準電極に必要なこと○
基準電極の種類
電気二重層、表面電荷と電気二重層モデル
電気化学の測定方法 -三電極法-
サイクリックボルタンメトリーの原理と測定結果の例
サイクリックボルタンメトリーにおける解析方法
LSVの原理と測定結果の例
クロノアンぺロメトリ―の原理と測定結果の例
クロノポテンショメトリ―の原理と測定結果の例
電荷移動律速と拡散律速(電極反応のプロセス)○
電気化学の測定方法 -等価回路-
電気化学の測定方法 -交流インピーダンス法-○
【拡散律速時のインピーダンス】ワールブルグインピーダンスとは?限界電流密度とは?【リチウムイオン電池の抵抗成分】
電解質の電気抵抗、電気伝導率
イオンの移動度とモル伝導率 輸率とその計算方法は?
イオン強度とは?イオン強度の計算方法は?
電子授受平衡と交換電流、交換電流密度○
Butler-Volmerの式(過電圧と電流の関係式)○
Tafel式とは?Tafel式の導出とTafelプロット○
【演習】アレニウスの式から活性化エネルギーを求める方法
活性化エネルギー詳細
加速劣化試験と電池部材の耐食性評価
腐食とは?腐食の種類と電位-pH図
ファラデーの法則とは?ファラデー電流と非ファラデー電流とは?
【演習問題】電流効率とは?電流効率の計算方法【リチウムイオン電池部材のめっき】
ド・ブロイの物質波とハイゼンベルグの不確定性原理
波動関数と電子の存在確率(粒子性と波動性の結び付け)
シュレーディンガー方程式とは?波の式からの導出
波の式を微分しシュレーディンガー方程式を導出
井戸型ポテンシャルの問題とシュレーディンガー方程式の立式と解
オイラーの公式と導出
光と電気化学 基底状態と励起状態 蛍光とりん光 ランベルト−ベールの式
電磁波の分類 波長とエネルギーの関係式 1eVとは?JやVとの関係は?
光と電気化学 励起による酸化還元力の向上
溶解度積と電気化学
再配向エネルギーと活性化エネルギー
内圏型と外圏型電子移動の違い
pHセンサー(pHメーター)の仕組みは?pHセンサー(pHメーター)と電気化学、ネルンストの式
ガスセンサー(固体電解質)の原理とは?ネルンストの式との関係は?
オリゴマーとは?ポリマーとオリゴマーの違いは?数平均分子量と重量平均分子量の求め方【演習問題】
面心立方格子、体心立方格子、ミラー指数とは?【リチウムイオン電池の正極材の結晶構造は】
アタクチックポリマー、イソタクチックポリマー、シンジオタクチックポリマーの違いは?【ポリマーのタクチシチ―】
おすすめの電気化学の参考書
電流密度とは?電流密度と電流の関係を計算してみよう【演習問題】
ギブズの相律とは?F=C-P+2とは?【演習問題】

HOME プロフィール お問い合わせ