Si è visto in precedenza come ciascuna delle parti coinvolte nell‘elettroformatura sia paragonabile ad un componente di un circuito in corrente continua, e come, ad esempio, se l‘anodo o il catodo non sono immersi nell‘elettrolita, il flusso della corrente si interrompa.
Infatti la quantità di corrente che scorre nel circuito è direttamente proporzionale al numero di cationi che vengono ridotti e depositati al catodo (1ª legge di Faraday sull‘elettrolisi).
Si è anche accennato al fatto che – in condizioni di continuità elettrica – la quantità di corrente che circola è direttamente proporzionale alla tensione, ma in base alla 1ª legge di Ohm (V=I·R) va considerata anche la resistenza.
La resistenza totale R può essere scomposta in:
- Rp, che è la resistenza della parte metallica da elettroformare:
dove ρ è la resistività del nickel (Ω·m), che aumenta con la temperatura, L è la lunghezza della parte da elettroformare (m) e Ap è l‘area della sua sezione trasversale (m²);
- Re, che è la resistenza dell‘elettrolita:
dove k è la conduttività elettrica della soluzione (S·m-1), d è la distanza tra i due elettrodi (m), e Ae è l‘area della sezione trasversale degli elettrodi (m²).
La conduttività dell‘elettrolita è direttamente proporzionale alla sua concentrazione ionica. Combinando le due formule precedenti, si possono identificare i fattori che contribuiscono a ridurre la resistenza e conseguentemente incrementare l‘efficienza, cioé far scorrere più corrente (e conseguentemente far depositare più cationi di metallo) a parità di tensione generata.
- alta conduttività della soluzione (alta concentrazione di ioni);
- breve distanza tra gli elettrodi;
- struttura cristallina omogenea (assenza di saldature e punti freddi, soprattutto nei punti di contatto);
- ampia sezione trasversale della parte da elettroformare;
- ampia sezione trasversale degli elettrodi.
Occorre comunque prestare attenzione e restare entro certi limiti prestabiliti, in quanto un elettrolita troppo concentrato può generare una tensione eccessiva ai danni del catodo durante il processo di elettroformatura, "stressando" il deposito con tutti i rischi connessi, soprattutto quando è ancora molto sottile. La concentrazione suggerita è di 28°-35° Baumé.
Tensione e corrente