Wong López, Ernesto SegundoChirinos Ventura, Carlos Roberto2023-11-222023-11-222021https://hdl.handle.net/20.500.14414/19734En el presente proyecto de investigación, se estudió la influencia de la temperatura, la densidad de corriente y la concentración sobre el rendimiento catódico en la electrodeposición de rodio en sustratos de plata 925 (92.5 % plata y 7.5 % cobre), con la finalidad de incrementar los conocimientos de esta técnica moderna de recubrimiento para su difusión, implementación y desarrollo a nivel piloto e industrial. Para este estudio se utilizó sustratos de forma rectangular (3 x 1.5 cm) de 0.1 dm2 de área total, las cuales fueron previamente plateadas en un baño alcalino cianurado y posteriormente tratadas en un baño de rodio al sulfato (medio ácido), en el cual la temperatura se evaluó en los niveles de 20, 30 y 40°C; la densidad de corriente en los niveles de 0.5, 1.0 y 1.5 A/dm2; y finalmente la concentración de rodio se evaluó en los niveles de 1, 2 y 3 gr/litro. En las pruebas experimentales se utilizó ánodos de plata 99.9% para el plateado y de titanio-platino para la electrodeposición de rodio, y se suministró corriente continua desde una fuente en el rango de 0 – 0.2 Amperios y de 0 – 2.5 voltios. Así mismo, por cada procesamiento o prueba se realizó 2 réplicas haciendo un total de 54 muestras procesadas, las cuales, al final fueron sometidas a un control de calidad de su superficie. Los resultados obtenidos indican que, a una temperatura de 40°C, una densidad de corriente de 0.5 A/dm2 y a una concentración de 3 gr/litro, se obtiene en promedio el mayor rendimiento catódico (53.99%), y según la norma ISO 1302:2002, la calidad de la superficie del depósito obtenida está en el rango N1-N4, la cual corresponde a una superficie especular. Se concluye que el incremento de la temperatura, genera un incremento del rendimiento catódico. Así mismo, si se incrementa la densidad de corriente, el rendimiento catódico disminuye. Del mismo modo, el aumento de la concentración, genera un aumento del rendimiento catódico. Finalmente, los datos obtenidos fueron evaluados con el software Minitab 17, donde se ratifica que las 3 variables en estudio si tienen un efecto significativo sobre el rendimiento catódico y la rugosidad, mientras que la interacción solo influye significativamente sobre la rugosidad. In this research project, was studied, the influence of temperature, current density and concentration on the cathodic performance in rhodium electrodeposition in 925 silver substrates (92.5% silver and 7.5% copper) was studied in order to Increase knowledge of this modern coating technique for its dissemination, implementation and development at pilot and industrial level. For this study rectangular substrates (3 x 1.5 cm) of 0.1 dm2 of total area were used, which were previously plated in a cyanide alkaline bath and subsequently treated in a rhodium sulfate bath (acid medium), in which the temperature was evaluated at levels of 20, 30 and 40 ° C; current density at the levels of 0.5, 1.0 and 1.5 A/dm2; and finally the rhodium concentration was evaluated at levels of 1, 2 and 3 gr/liter. In the experimental tests 99.9% silver anodes were used for plating and titanium-platinum for rhodium electrodeposition, and direct current was supplied from a source in the range of 0 - 0.2 Amps and 0 - 2.5 volts. Likewise, for each processing or test 2 replicas were made making a total of 54 processed samples, which, in the end were subjected to a surface quality control. The results obtained indicate that, at a temperature of 40 ° C, a current density of 0.5 A/ dm2 and at a concentration of 3 gr/liter, the highest cathodic yield (53.99%) is obtained on average, and according to ISO 1302: 2002, the quality of the deposit surface obtained is the range N1-N4, which corresponds to a specular surface. It is concluded that the increase in temperature generates an increase in cathodic performance. Likewise, if the current density is increased, the cathodic efficiency decreases. Similarly, the increase in concentration generates an increase in cathodic performance. Finally, the data obtained were evaluated with the Minitab 17 software, where it is ratified that the 3 variables under study do have a significant effect on cathodic performance and roughness, while the interaction only significantly influences the roughness.NDICE GENERAL Pág. DEDICATORIA i JURADO EVALUADOR ii AGRADECIMIENTO iii ÍNDICE GENERAL iv ÍNDICE DE FIGURAS viii ÍNDICE DE TABLAS xiii RESUMEN xiv ABSTRACT xv NOMENCLATURA xvi CAPÍTULO I 1 INTRODUCCIÓN 1 1.1 REALIDAD PROBLEMÁTICA 1 1.2 ANTECEDENTES 2 1.3 MARCO TEÓRICO 5 1.3.1. Definición de electrodeposición 5 1.3.2. Objetivos de la electrodeposición 6 1.3.3 Fundamentos de Electroquímica 6 1.3.3.1 Disociación iónica 7 1.3.3.2 Electrólisis 7 1.3.3.3 Celda electrolítica 8 1.3.3.4 Potencial de celda 9 1.3.3.5 Ley de Faraday 9 1.3.3.6 Densidad de corriente 10 1.3.3.7 Sobretensión de hidrógeno y depósito del metal. 12 1.3.4 Principios de la electrodeposición 13 1.3.4.1 Doble capa eléctrica 13 1.3.4.2 Polarización 16 1.3.5 Proceso de electrodeposición 17 1.3.6 Etapas del proceso de electrodeposición y fenómenos asociados 18 1.3.6.1 Etapa A: Migración iónica 18 1.3.6.2 Etapa B: Deposición del ion metálico 19 v 1.3.6.3 Subetapa B.1: Adsorción del ion y electronación 19 1.3.6.4 Subetapa B.2: Difusión superficial o deshidratación del ad-ion 20 1.3.6.5 Etapa C: Electro cristalización (crecimiento cristalino) 21 1.3.7. El recubrimiento de rodio o técnica del rodinado 21 1.3.7.1 El metal rodio 21 1.3.7.2 Características y propiedades del rodio 22 1.3.7.3 Aplicaciones del rodio 23 1.3.7.4 Recubrimiento electrolítico de rodio- rodinado 24 1.3.7.5 Razones del uso de rodio en joyería 28 1.3.7.6 Beneficios del recubrimiento de rodio 29 1.3.8. Tratamiento previo de la superficie 29 1.3.8.1 Desbastado 29 1.3.8.2 Pulido 30 1.3.8.3 Desengrase electrolítico 30 1.3.8.4 Desengrase por ultrasonido 31 1.3.9 Factores que intervienen en el proceso electrolítico 32 1.3.9.1 Densidad de corriente 32 1.3.9.2 Temperatura 33 1.3.9.3 Concentración del electrolito o iónica 33 1.3.9.4 El pH 34 1.3.10 Espesor de la capa del recubrimiento 35 1.3.11 Rendimiento catódico 35 1.3.12 Depósitos electrolíticos brillantes 36 1.3.12.1 Calidad superficial: Rugosidad 36 1.4. PROBLEMA 39 1.5. HIPÓTESIS 39 1.6. OBJETIVOS 39 1.6.1 Objetivo General 39 1.6.2 Objetivos Específicos 39 1.7 IMPORTANCIA DEL PROBLEMA 40 vi CAPÍTULO II 41 MATERIAL Y MÉTODOS 41 2.1. MATERIAL DE ESTUDIO 41 2.2. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES 42 2.2.1 Equipos 42 2.2.2 Instrumentos 42 2.2.3 Materiales e insumos 42 2.2.3.1 Pulido y abrillantado 43 2.2.3.2 Lavado ultrasónico 43 2.2.3.3 Desengrase electrolítico 43 2.2.3.4 Neutralizante / activador 43 2.2.3.5 Baño de plata 43 2.2.3.6 Baño de Rodio 43 2.3 MÉTODOS 43 2.3.1 Método del incremento de Temperatura 43 2.3.2 Método del incremento de la densidad de corriente 43 2.3.3 Método del incremento de la concentración 44 2.3.4 Diseño experimental 44 2.3.4.1 Variables independientes 44 2.3.4.2 Variable dependiente 44 2.3.5 Diseño de investigación 44 2.4 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 46 2.5 PREPARACIÓN DE SUSTRATOS O PROBETAS 48 2.6 PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y BAÑOS ELECTROLÍTICOS 49 2.6.1 Preparación de baño electrolítico de plata 49 2.6.2 Preparación baño de rodio 49 2.6.3 Preparación del desengrase electrolítico 50 2.6.4 Preparación de Neutralizante /Activador 50 2.6.5 Preparación de Solución Ácido Acético 51 2.7 PRIMERA ETAPA: PLATEADO ELECTROLÍTICO 51 2.8 SEGUNDA ETAPA: RECUBRIMIENTO DE RODIO 55 2.9 CÁLCULO DEL RENDIMIENTO CATÓDICO 59 2.10 CONTROL DE CALIDAD 60 vii CAPÍTULO III 61 RESULTADOS Y DISCUSIÓN 61 3.1 RODIO DEPOSITADO EXPERIMENTALMENTE 61 3.2 EVALUACIÓN DEL RENDIMIENTO CATÓDICO (%) 62 3.3 EVALUACIÓN DE LA RUGOSIDAD 66 CAPÍTULO IV 70 CONCLUSIONES 70 CAPÍTULO V 71 RECOMENDACIONES 71 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 72 ANEXOS 77application/pdfesinfo:eu-repo/semantics/openAccessSustratosElectrodeposicióninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.04.00