니켈도금: 전해도금 & 무전해도금의 모든 것

니켈도금: 전해도금 & 무전해도금의 모든 것

서론

금속 표면처리에서 니켈도금(Nickel Plating)은 부식 방지, 내마모성 개선, 장식성 향상을 위해 널리 사용되는 핵심 공정입니다. 크게 전해도금(Electroplating)과 무전해도금(Electroless Plating) 두 가지로 나뉘는데, 각각 어떠한 차이가 있는지 알아보겠습니다.

본론

1. 니켈도금이란?

니켈도금(Nickel Plating)은 니켈 금속을 다른 부품 표면에 얇게 입히는 공정으로, 부식 방지, 내마모성 향상, 미적(장식) 효과를 얻기 위해 폭넓게 활용됩니다.
전자·기계·자동차·반도체 등 다양한 산업 분야에서 필수적으로 사용되는 중요 표면처리 기술 중 하나입니다.

2. 전해도금(Electroplating)

전해도금은 전류를 이용하여 부품(음극) 표면에 니켈 이온(Ni²⁺)을 석출시키는 방식입니다.

1. 표면처리: 부품 표면의 이물질 제거 (깨끗한 표면 확보)
2. 마스킹: 도금 불필요한 부위를 가림 (필요 시)
3. 수조 담금: 니켈이온 함유 전해액에 부품(-)과 니켈(+)
   금속을 함께 담급니다.
4. 전원 인가: 용액 내 Ni²⁺, H⁺, SO₄²⁻ 등이 이동하며 부품에 Ni가 석출
5. 후처리: 도금 후 세정, 건조

3. 무전해도금(Electroless Plating)

무전해도금은 전원을 사용하지 않고, 화학 반응에 의해 니켈이 부품 표면에 균일하게 석출되는 방식입니다. 보통 환원제 (예: NaH₂PO₂)가 용액 내 니켈이온(Ni²⁺)을 환원시켜, 부품 표면에 니켈을 형성합니다.

1. 표면처리: 부품 표면의 기름·유기물 제거
2. 마스킹: 도금 불필요 부위 가림
3. 수조 담금: 니켈이온, 환원제 등 포함된 용액에 부품을 담금
4. 화학 반응: 환원제로 인해 부품 표면에 니켈이 균일 석출
5. 후처리: 세정 및 건조

전해도금 (Power OFF / ON) 예시

아래 이미지는 전해도금에서 전원을 넣지 않은 상태(Power OFF)와
전원을 인가했을 때(Power ON) 액내 이온들의 움직임을 간단히 나타낸 예시입니다.

전해도금 - Power OFF

전해도금 - Power ON

무전해도금 (전기X, 환원제 작용)

전기가 없어도, 용액 내의 환원제(환원제 이온)가 니켈 이온(Ni²⁺)을 환원하여 부품 표면에 니켈을 생성합니다.

무전해도금

주요 소재 정보

니켈도금은 다양한 금속 기반 부품 위에 적용할 수 있습니다. 아래는 대표적인 금속 소재들의 대략적인 특성과 우수성을 별점으로 표현한 표입니다.

소재	비중 (g/cm³)	내식성	전기전도도	내마모성	추가 정보
니켈 (Ni)	8.90	★★★★☆	★★★☆☆	★★★★☆	합금도금 가능, 내식성 우수
철 (Fe)	7.87	★☆☆☆☆	★★★☆☆	★★☆☆☆	가격 저렴, 도금 통해 부식 방지
구리 (Cu)	8.96	★★☆☆☆	★★★★★	★★★☆☆	전기전도도 우수, 전자부품에 이용
알루미늄 (Al)	2.70	★★★☆☆	★★★☆☆	★★☆☆☆	경량 소재, 산화막 형성 쉬움
크롬 (Cr)	7.19	★★★★☆	★★★☆☆	★★★★★	단단하고 내마모성 뛰어남
아연 (Zn)	7.14	★★☆☆☆	★☆☆☆☆	★★★☆☆	철(Fe) 갈바나이징 등에 활용
금 (Au)	19.32	★★★★★	★★★★★	★★★☆☆	부식에 극도로 강함, 고가

도금 두께 계산기

간단한 계산을 통해, 전해도금 시 예상되는 도금 두께(이론값)를 알아볼 수 있습니다.
(참고: 실제 공정에서는 온도, pH, 전류 효율 변동 등으로 오차가 발생할 수 있습니다.)

전류 (A) - 선택 - 1 A 5 A 10 A 직접 입력

도금 시간 (초) - 선택 - 30 초 60 초 120 초 직접 입력

전류효율 (0~1) - 선택 - 0.70 0.85 0.95 직접 입력

니켈 원자량 (g/mol) - 선택 - 58.69 (니켈) 직접 입력

니켈 밀도 (g/cm³) - 선택 - 8.90 (니켈) 직접 입력

도금 면적 (cm²) - 선택 - 10 cm² 50 cm² 100 cm² 직접 입력

파라데이 상수 (C/mol) - 선택 - 96485 (기본) 직접 입력

결론

니켈도금은 금속 표면처리 공정 중에서도 폭넓게 사용되는 핵심 기술로, 전해도금과 무전해도금 방식을 적절히 선택하면 원하는 물성(내식성, 내마모성, 미적 효과 등)을 효과적으로 구현할 수 있습니다. 실제 도금 설계 시, 다양한 소재 특성 및 공정 변수를 고려하여 최적의 조건을 찾는 것이 중요합니다.

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