Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la version actualisée de l’article M1605 intitulé « Cuivrage » rédigé par Yves BADÉ et paru en 1982.
RÉSUMÉ
Les revêtements de cuivre sont largement utilisés dans le secteur des traitements des matériaux métalliques ou non conducteurs ; pour ces derniers, un prétraitement est nécessaire. Sa vocation est largement conditionnée par la nature du substrat et par l'application visée : décoration ou fonctions techniques. Classiquement réalisé en milieu aqueux, le cuivrage peut être décliné en deux familles (chimique et électrolytique en milieu acide ou en milieu alcalin). Il sera question dans cet article du cuivrage chimique et électrolytique en milieu acide, en mettant l'accent sur la formulation des bains, les conditions opératoires, la cinétique et les mécanismes des processus mis en jeu ainsi que les propriétés et la structure du revêtement.
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Copper plating has many different applications in various industries for metallic and nonconductor substrates. Plastics and others nonconductors require special treatment before plating. Copper plating is used throughout the metal finishing industry for a wide range of applications as decorative or functional purposes. Copper may be plated using either (chemical process or electrolytic process from acid or alkaline plating bath). This article deals with chemical and acid copper deposition. Baths composition, operating conditions, kinetics and the mechanisms involved and the properties of the coating are discussed
Auteur(s)
-
Hassine Ferid AYEDI : Professeur émérite - Laboratoire de Génie des Matériaux et Environnement - École Nationale d'ingénieurs de Sfax, Université de Sfax, Tunisie
INTRODUCTION
Pouvant être déposé sur divers substrats métalliques (aciers, fontes, alliages de cuivre, d'aluminium, de magnésium…) ou rendus conducteurs par un procédé approprié, le cuivre est largement utilisé dans le secteur des traitements de surface sous forme, notamment, de :
-
traitement de finition à des fins de décoration pour son aspect cuivre rose. Il doit être soit verni pour éviter son oxydation rapide, soit artificiellement vieilli pour obtenir une finition très décorative fortement prisée pour des éléments de publicité, ustensiles ménagers, serrurerie… ;
-
sous-couche permettant des traitements additionnels : nickelage, argentage et étamage. Il fournit alors une bonne fixation pour les revêtements postérieurs et protège le matériau sur les parties difficiles d’accès. Ce traitement apporte un bon brillant et un nivellement élevé ;
-
métallisation de polymères et de céramiques. Ce traitement permet à ces substrats d’allier leurs propres performances à des propriétés tribologiques, conductrices et esthétiques spécifiques aux revêtements métalliques. À ce titre, le cuivrage intéresse les secteurs du blindage électromagnétique, de la téléphonie, de la connectique, de l’électronique, de la microélectronique et de la finition haut de gamme de produits liés à la bijouterie, l’industrie cosmétique, sanitaire, ou automobile et autres objets de la vie courante ;
-
reproduction de pièces aux formes intérieures complexes, et difficiles, voire impossibles à obtenir par des moyens classiques d’usinage par électrodéposition de cuivre sur un mandrin en inox ou en alliages d’aluminium. Une fois le mandrin enlevé, les pièces d'épaisseur de plusieurs millimètres présentent un état de surface interne parfait avec un niveau de contraintes internes réduit. L'électroformage est utilisé pour la réalisation des guides d’ondes, cornets d’antennes, filtres hyperfréquences mécaniques, coupleurs, extracteurs de mode…
Le cuivrage est réalisé classiquement par voie aqueuse. Il peut être décliné en deux grandes familles i) chimique et ii) électrolytique en milieu acide ou alcalin, selon leur pH de fonctionnement. Cet article traite du cuivrage chimique et électrolytique en milieu acide.
Un glossaire des termes utilisés est présenté en fin d'article.
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MOTS-CLÉS
cuivrage chimique cuivrage électrolytique en milieu acide traitements de surface en milieu aqueux préparation de surface bains de cuivrage
KEYWORDS
electroless copper | copper electroplating in acidic media | surface treatments in aqueous media | surface conditioning | copper baths
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1982 par Yves BADÉ
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Cuivrage chimique
En anglais
1. À propos du cuivre
Élément essentiel à la vie, le cuivre est présent dans la croûte terrestre, les océans, les lacs et les rivières. La majorité des mines ont des teneurs en cuivre allant de 0,2 à 0,8 %, certaines peuvent en contenir jusqu’à 6 %. Généralement, on trouve le cuivre sous forme de sulfures tels que la chalcopyrite (CuFeS2), la covelline ou covellite (CuS), la chalcosine ou chalcocite (Cu2S), d'oxydes tels que la cuprite (Cu2O) et même à l'état natif.
Avec l’or, le cuivre est le premier métal travaillé par l’homme : sa première utilisation remonte à 9 000 ans environ. Il est, aujourd’hui, l’un des matériaux les plus utilisés et sera encore appelé à l'être dans le futur en raison de i) ses caractéristiques intrinsèques qui font de lui un matériau de référence pour un large panel d'usages et ii) son éco-compatibilité : il est recyclable sans perte de propriétés, et contribue au développement durable.
1.1 Propriétés physicochimiques et mécaniques
Les principales caractéristiques physicochimiques et mécaniques du cuivre sont données dans le tableau 1.
De couleur rougeâtre (saumon rosé à l'état pur), la caractéristique essentielle du cuivre est sa qualité de bon conducteur :
-
électrique : à ce titre, il est employé dans toute l'industrie de la construction électrique, dans la distribution de l'énergie électrique, dans la fabrication du matériel électrique et des composants électroniques. Pour mémoire, la conductibilité électrique du cuivre, prise comme référence par la Commission Électrotechnique Internationale en 1913, est par définition égale à 100 % IACS (International Annealed Copper Standard). La résistivité du cuivre, d'une valeur de 1,724 µΩ.cm à l'état recuit, est prise comme étalon ;
-
thermique : cette propriété est mise à profit pour la fabrication d'éléments de chauffe-eaux ou chaudières murales, de radiateurs de véhicules, de condenseurs et réchauffeurs des centrales électriques, thermiques et nucléaires.
Amagnétique, le cuivre trouve de nombreuses applications non seulement dans l'horlogerie, mais...
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À propos du cuivre
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - POURBAIX (M.) - Atlas d’équilibres électrochimiques. - Gauthier Villars, Paris (1963).
-
(2) - BESSEMER (H.) - In chapitre 2 Modern Electroplating. - Fifth Edition Edited by SCHLESINGER M. and PAUNOVIC M., John Wiley & Sons, Inc. (2010).
-
(3) - LOWENHEIM (F.A.) - Electroplating. - Am. Electroplaters' Soc, McGraw-Hill, Inc. (1978).
-
(4) - DECKERT (C.A.) - Electroless Copper Plating, ASM Handbook. - Vol. 5, ASM International (1994).
-
(5) - LACOURCELLE (L.) - Traité de Galvanotechnique. - Galva-Conseils Edition (1996).
-
(6) - BINDRA (P.), WHITE (R.J.) - Chapitre 12 in Electroless Plating : Fundamental and Applications. - MALLORY G.O., HADJU J.B. editors, Am. Electroplaters and Surf....
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Legifrance
Ademe
Agence de l’eau
http://www.eaurmc.fr ; http://www.eau-seine-normandie.fr
DRIRE
Eur-Lex
http://eur-lex.europa.eu/homepage.html
INRS
HAUT DE PAGE
Le catalogue de l’AFNOR peut être consulté en ligne : http://www.afnor.fr
ASTM A239 - Standard Practice for Locating the Thinnest Spot in a Zinc (Galvanized) Coating on Iron or Steel Articles...
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