بر اساس تحقیقات باستان شناسی، فناوری آبکاری شیمیایی کروم پیش از این در 2200 سال پیش در چین بر روی سلاح های برنزی استفاده می شد. فناوری آبکاری کروم الکترولیتی برای اولین بار توسط محقق آلمانی Gerther در پایان نامه دکترای خود در سال 1856 گزارش شد. در دهه 1920، Sargent و Fink بیشتر فناوری آبکاری کروم شش ظرفیتی را با استفاده از کرومات به عنوان الکترولیت توسعه دادند که متعاقباً فرآیند آبکاری کروم را صنعتی کرد. تا به امروز، این فناوری سابقه توسعه نزدیک به 100 سال دارد.
امروزه اجزای فلزی بسیاری از محصولات خانگی و کالاهای صنعتی روی سطح کروم اندود می شوند. این به این دلیل است که لایه کروم اندود نه تنها یک هدف زیبایی شناختی دارد، بلکه مهمتر از آن، سختی سطح را افزایش داده و خوردگی فلز پایه را کاهش می دهد. اگرچه در حال حاضر فناوری های مختلفی برای تزئین سطح و ضد خوردگی وجود دارد، اما روکش کروم هنوز جایگاه مهمی را اشغال می کند. کارخانه های متعددی برای آبکاری کروم در سراسر جهان وجود دارد و تقاضا برای آبکاری کروم همچنان قوی است.
بر اساس نوع الکترولیت مورد استفاده، فرآیندهای آبکاری کروم به فرآیندهای کروم شش ظرفیتی و فرآیندهای کروم سه ظرفیتی تقسیم می شوند. فرآیند کروم شش ظرفیتی (Cr(Ⅵ)) که تا به امروز توسعه یافته است، از انیدرید کروم (CrO3) به عنوان الکترولیت استفاده می کند و محلول اسید کروم غلیظ (CrO3 + H2SO4) با افزودن اسید سولفوریک تهیه می شود. محلول حمام اسیدیته بسیار بالایی دارد. کروم در اسید کرومیک از کروم (Ⅵ) به کروم (Ⅲ) و در نهایت به کروم (0) کاهش می یابد. معادلات واکنش الکترود در کاتد و آند در طول فرآیند آبکاری کروم در شکل 1 نشان داده شده است.
در فرآیند آبکاری کروم (Ⅵ) از آنجایی که راندمان جریان کاتد تنها 10 تا 15 درصد است و آند از آلیاژ سرب نامحلول استفاده می کند، مقدار زیادی گاز هیدروژن در کاتد تولید می شود و مقدار زیادی گاز اکسیژن در آند تولید می شود. هنگامی که این گازها به صورت حباب به سطح مایع بالا می روند و در هوا رها می شوند، تعداد زیادی قطرات حاوی کروم را حمل می کنند و آلاینده های مه مانند را تشکیل می دهند، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است که معمولاً به عنوان "مه کروم" شناخته می شود.
اسید کرومیک تخلیه شده همراه با غبار کروم بسته به شرایط کاری 20 تا 40 درصد از اسید کرومیک مورد استفاده در آبکاری کروم را تشکیل می دهد. تولید غبار کروم نه تنها منجر به از دست دادن زیاد انیدرید کروم می شود، بلکه خورندگی قوی اسید کرومیک نیز به طور جدی بر سلامت کارگران کارگاه تأثیر می گذارد و انتشار آن در محیط جوی باعث آلودگی فلزات سنگین می شود. کروم سه ظرفیتی از نمک های کروم مانند کلرید کروم (CrCl3) یا سولفات کروم [Cr2(SO4)3] به عنوان الکترولیت استفاده می کند. اگرچه فرآیند کروم (Ⅲ) دارای ویژگیهای غلظت محلول آبکاری کم، محدوده چگالی جریان گسترده و سمیت کم است، به دلیل مشکلاتی مانند تحمل ضعیف در برابر ناخالصیها در فرآیند، ایجاد آسان سوراخها و ترکها بر روی قطعات آبکاری شده، و احتمال اکسیده شدن کروم (Ⅲ) به کروم (Ⅲ) که در طی فرآیند آبکاری، الکتروریوم را سه برابر میکند. فرآیند کروم (Ⅲ) تا دهه 1970 کاربرد صنعتی نداشت. در حال حاضر، اگرچه فرآیند کروم سه ظرفیتی کروم (Ⅲ) به سرعت در حال توسعه است، فرآیند کروم شش ظرفیتی بالغ کروم (Ⅵ) هنوز عمدتاً برای آبکاری کروم صنعتی انتخاب می شود.
منابع: کاربرد سورفکتانت های فلوئوردار به عنوان بازدارنده های مه کروم. صنعت فلوئور آلی، شماره 4، 2020.