Tecnica di base

L‘elettroformatura:

• produce uno strato metallico su un altro substrato metallico solido attraverso il processo di riduzione di cationi di metallo, utilizzando una corrente continua fornita da un generatore di tensione;
• si basa sull‘elettrolisi, introdotta dal fisico Michael Faraday nel XIX secolo. E‘ un processo che innesca una reazione chimica non spontanea, applicando della corrente continua ad una soluzione (elettrolita) contenente acqua e particelle cariche (ioni) del metallo in questione;
• i cationi sono gli ioni caricati positivamente;
• gli anioni sono gli ioni caricati negativamente.

Quando sono sospesi nell‘elettrolita:

• i cationi si muovono verso l‘elettrodo negativo (catodo);
• gli anioni si muovono verso l‘elettrodo positivo (anodo).

Ai rispettivi elettrodi:

• i cationi guadagnano elettroni (la riduzione avviene al catodo);
• gli anioni perdono elettroni (l‘ossidazione avviene all‘anodo).

La forza attrattiva tra le due cariche opposte dipende dalla differenza di potenziale elettrico.

L‘elettrolita usato comunemente per l‘elettroformatura del nickel è il solfammato di nickel, un sale complesso nel quale il catione Ni²⁺ è associato a 2 anioni di solfammato, diventando NH2SO3-.

Nell‘immagine sono indicati gli elementi di cui si è appena parlato, così come si presentano nella realtà:

• la parte che si sta elettroformando, che può essere "metal master", "metal mother" o "stamper" è al catodo (elettrodo negativo). E‘ fissata all‘albero di un motorino che la sta facendo ruotare;
• il polo negativo del generatore è collegato all‘albero del motore;
• l‘anodo (elettrodo positivo) consiste in pellets o lingotti di nickel puro (Ni) o (Ni(s)), contenuti in un cestello di titanio (la scelta di questo materiale deriva dal fatto che è incorrodibile);
• il polo positivo del generatore è collegato all‘armatura del cestello;
• l‘elettrolita è la soluzione di solfammato di nickel.

Durante l‘elettroformatura, supponendo una corrente continua diversa da zero:

1. all‘anodo, il nickel metallico (Ni) si ossida a Ni²⁺;
2. al catodo, gli ioni Ni²⁺ provenienti dall‘elettrolita si riducono a nickel metallico (Ni);
3. la concentrazione degli ioni Ni²⁺ nell‘elettrolita rimane stabile;
4. gli elettroni persi da Ni all‘anodo vengono trasferiti al catodo.

Il nickel ridotto si accumula in maniera uniforme al catodo, a causa della continua rotazione della parte da ricoprire. L‘utilizzo dell‘anello di gomma che si vede nella foto serve a prevenire la deformazione della parte quando la corrente e la velocità di elettroformatura sono alte, e conseguentemente lo è anche la forza attrattiva tra i due elettrodi.