La tecnología de superficies y, en particular, la galvanoplastia, es una disciplina clave y transversal sin la cual no existiría toda la gama de productos fabricados en la actualidad. La formación de superficies funcionales es clave para la innovación en todas las ramas de la industria. En el ámbito de la galvanoplastia, el uso de corrientes de deposición pulsadas, conocido como «galvanoplastia por pulsos», permite producir una gama más amplia de capas de recubrimiento que las que se pueden obtener con corriente continua, con propiedades funcionales extremadamente atractivas. Sin embargo, la galvanoplastia por pulsos es una tecnología basada en el conocimiento. Para aprovecharla al máximo, es esencial un conocimiento detallado de la cinética de los electrodos y el transporte de masa en el electrolito.
Este volumen, editado por dos autoridades destacadas en la materia, presenta los conocimientos más avanzados sobre la ciencia y la tecnología y los equipos asociados. Basándose en lo que hasta ahora era la obra de referencia sobre el tema, escrita en la década de 1990, se presenta la comprensión actual de los principios básicos junto con toda la gama de procesos disponibles en la actualidad, en sus 400 páginas, en lengua inglesa. Entre los avances significativos en el campo del recubrimiento por impulsos, tanto a partir de soluciones acuosas como de líquidos iónicos, se incluyen la deposición de aleaciones binarias y ternarias, recubrimientos compuestos, recubrimientos de composición graduada y recubrimientos multicapa. También se describen los depósitos nanocristalinos y el recubrimiento selectivo, que se utiliza ampliamente en la fabricación de productos electrónicos y en procesos de deposición de alta velocidad para recubrir semiconductores (electrónica, células solares, etc.). Esta tecnología también se utiliza en procesos anódicos (oxidación, mecanizado electroquímico, electropulido, etc.).
Tras un capítulo introductorio con visión de futuro, pero también crítico, el libro se divide en cuatro secciones que abarcan todos los principios básicos y las aplicaciones industriales más importantes de esta tecnología.
La primera de estas secciones comienza con un tratamiento en profundidad de la termodinámica y la cinética de reacción de la deposición de metales en la interfaz metal-electrolito. Se hace especial hincapié en la cinética de los procesos de múltiples pasos, en la deposición de aleaciones, así como en la importancia y el modus operandi de los aditivos, todo ello respaldado con ejemplos y documentación. Se describen los procesos de nucleación y crecimiento en la electrodeposición y la formación de microestructuras, así como los depósitos nanocristalinos utilizando tanto el galvanizado con corriente continua como el galvanizado por impulsos. También se ofrece un enfoque sistemático del efecto de los aditivos, hasta ahora poco descrito en la literatura. El efecto de los parámetros del galvanizado por impulsos en la distribución de la corriente secundaria (por debajo de la densidad de corriente límite) es fundamental. También se analiza el uso de la simulación y la modelización, sobre todo en el ámbito industrial. Un ejemplo importante de ello es la modelización de la electrodeposición de cobre para el relleno de vías ciegas. En la electrodeposición de metales mediante galvanoplastia por impulsos revisten especial importancia los fenómenos que se producen en la doble capa del electrodo en relación con el transporte de masa y los efectos de los impulsos de corriente en la estructura de la doble capa, lo que a su vez afecta a la eficiencia de la corriente. También se analizan los efectos de la corriente pulsada sobre los aditivos y la microestructura, así como sobre la deposición de aleaciones. Por último, se describen los distintos modelos utilizados en la simulación de la electrodeposición de metales y aleaciones.
En la segunda sección se exponen diversos aspectos y requisitos para las aplicaciones industriales de la electrodeposición por impulsos. Gracias a los avances electrónicos y electrotécnicos en las fuentes de alimentación modernas, estas pueden proporcionar cualquier régimen de impulsos concebible en términos de corrientes y transitorios de tensión rápidos, como los impulsos de onda cuadrada. Cuando se instala el equipo adecuado, se garantiza la optimización del proceso de deposición. Se muestra la forma en que se pueden aprovechar los principios básicos para la electrodeposición práctica de metales, haciendo especial hincapié en la identificación de los parámetros clave del recubrimiento por impulsos. A este respecto, resulta especialmente útil un enfoque sistemático para determinar estos parámetros para el recubrimiento en bastidor y en tambor. Por último, se examinan los aspectos medioambientales del recubrimiento por impulsos en términos de consumo de energía y emisiones de CO2 relacionadas.
La tercera sección del libro trata en profundidad las aplicaciones industriales del recubrimiento por impulsos. De entre ellas, la más importante es actualmente la electrodeposición de cobre para la fabricación de placas de circuito impreso, con especial énfasis en el recubrimiento por impulsos inversos para el contacto de orificios pasantes y el relleno de vías ciegas. Es en estas aplicaciones concretas donde las ventajas del recubrimiento por impulsos se hacen especialmente evidentes. También se trata la deposición de níquel y sus aleaciones, así como la deposición de níquel-fósforo, la electroformación y la formación de capas de níquel nanocristalino. Otros procesos incluyen la electrodeposición de estaño y sus aleaciones y el amplio tema del cromado para aplicaciones decorativas o funcionales. Se analiza la deposición de metales preciosos y sus aleaciones, y la sección concluye con un tratamiento en profundidad de la deposición de zinc y aleaciones de zinc, especialmente zinc-níquel.
La cuarta y última sección trata de los sistemas especiales. Esto incluye el uso de corriente pulsada para el anodizado del aluminio y sus aleaciones, el mecanizado electroquímico (ECM) y el electropulido. Otras aplicaciones son la deposición de multicapas nanoestructuradas (CMM) y las posibles aplicaciones del recubrimiento por impulsos para la electrodeposición de recubrimientos compuestos, especialmente los que incorporan partículas de segunda fase de tamaño nanométrico. Todo el volumen está sistemáticamente organizado con diversos aspectos claramente clasificados. No deja lugar a dudas sobre el enorme potencial del método para futuros desarrollos en el tratamiento electroquímico de superficies y los equipos asociados. Esta nueva obra, que sin duda se convertirá en el estándar aceptado, está dirigida no solo a quienes investigan nuevos desarrollos, sino también a quienes trabajan en un entorno industrial y a otros que desean adquirir competencia en la materia.
Prof. Dr. W. Paatsch, Berlín
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