Article de référence | Réf : M1610 v2

Étude des dépôts
Nickelage électrolytique. Caractéristiques

Auteur(s) : Patrick BENABEN, Frédéric DURUT

Date de publication : 10 sept. 2002

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Auteur(s)

  • Patrick BENABEN : Docteur Ingénieur - Chef du Département de traitements de surface - École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne

  • Frédéric DURUT : Docteur - Département de recherche sur les matériaux nucléairesCentre d’études atomiques de Valduc

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INTRODUCTION

Les dépôts électrolytiques de nickel, réalisés par électrolyse de solutions aqueuses de différents types de sels suivant l’application envisagée et les caractéristiques des dépôts que l’on cherche à produire, représentent une activité industrielle importante : la consommation de nickel électrolytique est largement supérieure à la consommation des autres métaux classiquement utilisés industriellement pour les autres types de revêtements électrolytiques tels que le cuivre, le chrome, le zinc...

Le dépôt de nickel combiné avec un dépôt de chrome est le revêtement de surface le plus courant pour conserver un aspect décoratif aux pièces revêtues. Depuis le développement des bains de nickelage brillant, le nickel est également très utilisé directement sans opération mécanique de polissage en sous-couche associé avec le chrome pour des applications variées : ameublement, plomberie, décoration, automobile, articles de sport... Bien que ses reflets soient différents de ceux du chrome électrodéposé (décelable par les yeux habitués), une similitude dans l’aspect favorise aussi son utilisation en sous-couche pour pallier d’éventuels défauts lors du chromage décoratif ou qui peuvent apparaître durant l’utilisation.

Avec d’autres métaux plus nobles (palladium, rhodium, platine ou or), il était largement utilisé en bijouterie jusqu’à ce qu’il soit suspecté d’être à l’origine de troubles de la santé. Son interdiction en tant que sous-couche rend la mise au point de procédé de substitution nécessaire et des études sont en cours.

D’autres applications de dépôts de nickel sont réalisées, toujours en sous- couche, en particulier dans le domaine de la connectique ou il sert de base aux dépôts de métaux tels que l’or en particulier pour éviter la diffusion dans le substrat et pour des raisons de coût.

Enfin, le nickel électrolytique est utilisé en dépôts très épais (plusieurs centaines de micromètres) dans le domaine de l’électroformage, par exemple pour la fabrication de moules, ou dans le domaine du rechargement pour reprendre les cotes de certaines pièces en complément ou en parallèle des méthodes de projection thermique ou de soudure.

Dans ce premier article sont traités les principes généraux du nickelage, la préparation des surfaces, la structure, les propriétés et les applications des dépôts. La mise en œuvre du nickelage électrochimique fait l’objet d’un deuxième article.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-m1610


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2. Étude des dépôts

Pour ce qui concerne les dépôts type nickel-cobalt ou nickel-fer ou nickel-molybdène, nous renvoyons le lecteur au traité de galvanotechnique de Louis LACOURCELLE [5]. Ces alliages codéposés ont des utilisations différentes : obtention de dépôts brillants, intérêt économique de substitution du nickel par le fer, résistance aux agents chimiques pour le Ni-Mo (20 à 30 % de molybdène).

Devant l’augmentation de la lutte contre la pollution pour les procédés utilisant du chrome hexavalent, un ensemble de procédés de dépôt d’alliages ont été développés en particulier à base de nickel (mais aussi de cobalt). Pour le nickel, ce sont essentiellement les alliages Ni-Sn et Ni-W qui se sont développés quoique leur utilisation soit encore restreinte (cf. [M 1611], § 3).

2.1 Structure des dépôts

La géométrie d’un cristal électrodéposé résulte d’une anisotropie de croissance issue soit d’une différence de vitesse de croissance selon le type de plans cristallographiques, soit d’un blocage de certaines directions par des éléments adsorbés (inhibiteurs) autres que les adions métalliques qui constituent le dépôt. Dans ce cas, on parle alors d’inhibition de croissance. L’action des inhibiteurs, qu’ils soient organiques (gélatine, thiourée...) ou non ( , Cl, Na+...), peut être multiple. S’ils sont réduits simultanément au dépôt, ils diminuent la densité de courant utilisée pour la réduction des ions métalliques. Ils peuvent aussi modifier la structure de la double couche de Helmholtz et les cinétiques des réactions électrochimiques apportant ainsi un changement dans le processus électrochimique de réduction. Ils peuvent également changer les fréquences...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - POURBAIX (M.) -   Atlas d'équilibres électrochimiques à 25 C  -  . Gauthier-Villars & Cie Éditeur, Paris, 1963.

  • (2) -   Manuel des traitements de surface à l’usage des bureaux d’études  -  . CETIM, 1987.

  • (3) - DEVARAJ (D.), SESHARI (S.K.) -   Pulsed electrodeposition of Ni  -  . Plating and Surface Finishing, p. 62-66, juin 1996.

  • (4) - GROSHART (E.C.) -   Preparation of basis metals for plating  -  . Metal Finishing, Guidebook and Directory Issue, p. 189-200, 1998.

  • (5) - LACOURCELLE (L.) -   Traité de galvanotechnique  -  . Galva-Conseils Édition, 1996.

  • (6) - WERY (M.) -   Dégraissage  -  . Techniques de l'Ingénieur, [M 1 450], Traité Traitement des métaux, 12-1998.

  • ...

1 Fournisseurs (produits et/ou matériels)

(liste non exhaustive)

ATOTECH France

AMPERE INDUSTRIE

BAYER SA

CAPOL Procédés

CHAMPOISEAU SA

CORELEC (Sté)

COVENTYA SAS

ELECTRO FINISH (Sté)

ENGELHARD CLAL

EUROGALVA

FIEF

DALIC

ENTHONE SAS

L.C. Système

LORILLEUX (Ets)

MAC DERMID FRAPPAZ SA

MÉTAUX et CHIMIE

MICRONICS SYSTEMS

PROLECTRO (Sté)

UNISIDA

SIFCO Selective Plating France

HAUT DE PAGE

2 Organismes français

CEFRACOR : Centre Français de l’ Anticorrosion

C.E.M. : Cercle d’Études des Métaux

CETIM : Centre Technique des Industries Mécaniques

IFETS : Institut Français de l’Environnement et des Traitements de Surface

S.A.T.S. : Syndicat National des Entreprises d’Applications...

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