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NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la version actualisée de l’article M1605 intitulé « Cuivrage » rédigé par Yves BADÉ et paru en 1982.
RÉSUMÉ
Les revêtements de cuivre sont largement utilisés dans le secteur des traitements des matériaux métalliques ou non conducteurs ; pour ces derniers, un prétraitement est nécessaire. Sa vocation est largement conditionnée par la nature du substrat et par l'application visée : décoration ou fonctions techniques. Classiquement réalisé en milieu aqueux, le cuivrage peut être décliné en deux familles (chimique et électrolytique en milieu acide ou en milieu alcalin). Il sera question dans cet article du cuivrage chimique et électrolytique en milieu acide, en mettant l'accent sur la formulation des bains, les conditions opératoires, la cinétique et les mécanismes des processus mis en jeu ainsi que les propriétés et la structure du revêtement.
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Hassine Ferid AYEDI : Professeur émérite - Laboratoire de Génie des Matériaux et Environnement - École Nationale d'ingénieurs de Sfax, Université de Sfax, Tunisie
INTRODUCTION
Pouvant être déposé sur divers substrats métalliques (aciers, fontes, alliages de cuivre, d'aluminium, de magnésium…) ou rendus conducteurs par un procédé approprié, le cuivre est largement utilisé dans le secteur des traitements de surface sous forme, notamment, de :
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traitement de finition à des fins de décoration pour son aspect cuivre rose. Il doit être soit verni pour éviter son oxydation rapide, soit artificiellement vieilli pour obtenir une finition très décorative fortement prisée pour des éléments de publicité, ustensiles ménagers, serrurerie… ;
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sous-couche permettant des traitements additionnels : nickelage, argentage et étamage. Il fournit alors une bonne fixation pour les revêtements postérieurs et protège le matériau sur les parties difficiles d’accès. Ce traitement apporte un bon brillant et un nivellement élevé ;
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métallisation de polymères et de céramiques. Ce traitement permet à ces substrats d’allier leurs propres performances à des propriétés tribologiques, conductrices et esthétiques spécifiques aux revêtements métalliques. À ce titre, le cuivrage intéresse les secteurs du blindage électromagnétique, de la téléphonie, de la connectique, de l’électronique, de la microélectronique et de la finition haut de gamme de produits liés à la bijouterie, l’industrie cosmétique, sanitaire, ou automobile et autres objets de la vie courante ;
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reproduction de pièces aux formes intérieures complexes, et difficiles, voire impossibles à obtenir par des moyens classiques d’usinage par électrodéposition de cuivre sur un mandrin en inox ou en alliages d’aluminium. Une fois le mandrin enlevé, les pièces d'épaisseur de plusieurs millimètres présentent un état de surface interne parfait avec un niveau de contraintes internes réduit. L'électroformage est utilisé pour la réalisation des guides d’ondes, cornets d’antennes, filtres hyperfréquences mécaniques, coupleurs, extracteurs de mode…
Le cuivrage est réalisé classiquement par voie aqueuse. Il peut être décliné en deux grandes familles i) chimique et ii) électrolytique en milieu acide ou alcalin, selon leur pH de fonctionnement. Cet article traite du cuivrage chimique et électrolytique en milieu acide.
Un glossaire des termes utilisés est présenté en fin d'article.
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MOTS-CLÉS
cuivrage chimique cuivrage électrolytique en milieu acide traitements de surface en milieu aqueux préparation de surface bains de cuivrage
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1982 par Yves BADÉ
DOI (Digital Object Identifier)
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5. Post-traitements
Les post-traitements du cuivre massif ou en revêtement ont une vocation décorative (coloration, patines) ou technique (protection de l'objet fabriqué).
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La vocation technique d'un post-traitement des revêtements de cuivre relevait, jusqu'à la dernière décennie, de la protection temporaire contre la dégradation des pièces, avec des passivations à base de chrome hexavalent ou d'inhibiteur de corrosion du cuivre (benzotriazole). Les post-traitements fonctionnels actuels concernent le secteur industriel des cartes de circuits imprimés avec, par exemple, l'application de couche de conversion organométallique ou contenant des composés possédant un groupement cationique − C = N+ [US 005 85 8074A].
Un de ces procédés consiste à former une conversion organométallique à base de cuivre (II) sur le revêtement de cuivre d'une carte de circuit imprimé, puis à convertir, à l'aide d'un agent réducteur, ladite couche en un film organométallique de cuivre (I). Un des atouts de ce film organométallique cuivreux réside dans l'amélioration de l'intégrité de la liaison cuivre diélectrique [brevet EP1097618 B1].
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La vocation décorative, bien que plus triviale que la précédente, connaît un regain d'intérêt si l'on en juge par le nombre des ouvrages récemment publiés . Le cuivre, naturellement coloré, offre une palette de couleurs qui évolue avec le temps (du saumon jusqu'au vert en passant par le brun) avec la formation de patines naturelles. Il est néanmoins possible d'obtenir une coloration décorative et une patine intentionnelle par application d'un traitement de surface dit de coloration.
La coloration des métaux remonte à plusieurs siècles et le...
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Post-traitements
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - POURBAIX (M.) - Atlas d’équilibres électrochimiques. - Gauthier Villars, Paris (1963).
-
(2) - BESSEMER (H.) - In chapitre 2 Modern Electroplating. - Fifth Edition Edited by SCHLESINGER M. and PAUNOVIC M., John Wiley & Sons, Inc. (2010).
-
(3) - LOWENHEIM (F.A.) - Electroplating. - Am. Electroplaters' Soc, McGraw-Hill, Inc. (1978).
-
(4) - DECKERT (C.A.) - Electroless Copper Plating, ASM Handbook. - Vol. 5, ASM International (1994).
-
(5) - LACOURCELLE (L.) - Traité de Galvanotechnique. - Galva-Conseils Edition (1996).
-
(6) - BINDRA (P.), WHITE (R.J.) - Chapitre 12 in Electroless Plating : Fundamental and Applications. - MALLORY G.O., HADJU J.B. editors, Am. Electroplaters and Surf....
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Legifrance
Ademe
Agence de l’eau
http://www.eaurmc.fr ; http://www.eau-seine-normandie.fr
DRIRE
Eur-Lex
http://eur-lex.europa.eu/homepage.html
INRS
HAUT DE PAGE
Le catalogue de l’AFNOR peut être consulté en ligne : http://www.afnor.fr
ASTM A239, Standard Practice for Locating the Thinnest Spot in a Zinc (Galvanized) Coating...
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