メッキ

金メッキとは、ガラスや金属（最も一般的には銅や銀）の表面に薄い金の層を析出させる方法である。

金めっきは、電子機器において、銅上に耐腐食性の導電性層を形成するためによく用いられ、特に電気コネクタやプリント基板などに使用されます。銅に直接金めっきを施す場合、銅原子が金層を拡散する傾向があり、表面の変色や酸化物／硫化物層の形成を引き起こします。そのため、銅基板上に適切なバリア金属（通常はニッケル）の層を形成し、銅－ニッケル－金のサンドイッチ構造にする必要があります。

金属やガラスは、装飾目的で金メッキを施すこともあり、その際には一般的に金箔貼りと呼ばれる様々な工程が用いられる。

サファイア、プラスチック、カーボンファイバーなどは、高度なめっき技術を用いてめっきできる他の材料です。使用できる基板はほぼ無限です。^{[ 2 ]}

銀メッキは18世紀以来、本来純銀で作られるはずの家庭用品の安価な代替品として、カトラリー、様々な種類の容器、燭台などに用いられてきました。イギリスでは、検定所や銀のディーラー、コレクターは純銀製の品物に対して「シルバープレート」という用語を使用しています。これは銀メッキが発明されるずっと以前から、スペイン語で銀を意味する「plata」に由来しています。当時、アメリカから銀を運んでいたスペイン船から押収された銀が、銀の大きな供給源でした。そのため、銀製品について話す際に、メッキか銀メッキかで混乱が生じることがあります。イギリスでは、銀メッキ品を「シルバー」と呼ぶことは違法です。銀メッキ品を「シルバープレート」と呼ぶことは違法ではありませんが、文法的には誤りです。

銀メッキの最も初期の形態はシェフィールドプレートと呼ばれるもので、薄い銀板を基材金属の層または芯に溶着させるものでしたが、19世紀には（電気メッキを含む）新しい製造方法が導入されました。ブリタニアメタルは、銀メッキの基材金属として開発された、錫、アンチモン、銅の合金です。

ガラスなどの物体に銀の薄い層を塗布するために使用できる別の方法は、トーレンス試薬をガラス容器に入れ、グルコース/デキストロースを加えて、反応を促進するためにボトルを振ることです。

電子機器の用途では、銅の電気抵抗が低いため（各種材料の抵抗率を参照）、銀が銅のめっきに使用されることがあります。特に高周波では表皮効果により抵抗が低くなります。可変コンデンサは、銀メッキされたプレートを持つものが最高品質とみなされます。同様に、銀メッキまたは純銀製のケーブルは、オーディオ愛好家の用途で高く評価されています。しかし、一部の専門家は、実際にはめっきが不十分な場合が多く、同じ価格の銅ケーブルよりも結果が劣ると考えています。^{[ 3 ]}

高湿度環境にさらされる部品には注意が必要です。そのような環境では、銀メッキ層に多孔質または亀裂があると、下地の銅が急速にガルバニック腐食を起こし、メッキが剥がれて銅自体が露出します。これは「赤錆」と呼ばれる現象です。湿気のない環境で保管された銀メッキ銅は、このような腐食を起こしません。

銅メッキとは、電気分解によって物品の表面に銅の層を形成するプロセスです。銀メッキよりもはるかに安価であるため、銀メッキのさらに安価な代替手段として一般的に用いられています。

ロジウムめっきは、ホワイトゴールド、銀、銅、およびその合金に時折使用されます。通常、銀には最初にニッケルのバリア層が堆積されますが、この場合、銀がロジウムを通過するのを防ぐためではなく、浴組成に通常含まれる硫酸にわずかに溶解する銀と銅によるロジウム浴の汚染を防ぐためです。^{[ 4 ]}

クロムめっきは、クロムの電解析出を利用した表面処理です。最も一般的なクロムめっきは、薄く装飾的な光沢クロムで、通常は下地のニッケルめっきの上に10μmの層を形成します。鉄や鋼にめっきする場合、下地に銅めっきを施すことでニッケルが密着します。ニッケル層とクロム層にある細孔（微細な穴）は、熱膨張率の不一致による応力を緩和する働きをしますが、同時にコーティングの耐食性を低下させます。耐食性は、化学組成と処理方法によって決まる不動態層と呼ばれるものに依存しており、この層は亀裂や細孔によって損傷を受けます。特殊なケースでは、微細孔がニッケル層とクロム層の間でガルバニック腐食を促進する電気化学的電位を分散させるのに役立つことがあります。用途に応じて、異なる厚さのコーティングには、前述の特性の異なるバランスが必要となります。薄く光沢のあるクロムは、金属製の家具のフレームや自動車の内装材などに鏡面のような仕上がりを与えます。厚さが1000μmにも達するより厚い堆積物は硬質クロムと呼ばれ、摩擦や摩耗を低減するために工業機器に用いられる。 

工業用硬質クロムめっきに用いられる従来の溶液は、約250 g/LのCrO₃と約2.5 g/LのSO₄⁻から構成されています^。_溶液中_のクロムは、六価クロムとして知られるクロム酸として存在します。高電流が用いられるのは、めっき対象物の表面に薄いクロム(+2)層を安定させるためです。酸性クロムはめっきの広がりが悪く、細かい部分や穴は遠く離れているため電流が流れにくく、めっき品質が低下します。

亜鉛めっきは、バリアを形成することによって保護された金属の酸化を防ぎ、このバリアが損傷した場合は犠牲陽極として機能します。酸化亜鉛は、（酸化鉄とは対照的に）形成される際に基材の表面の完全性を損なうことのない、細かい白色の粉末です。実際、酸化亜鉛は、そのままの状態であれば、アルミニウムやステンレス鋼が酸化皮膜によって保護されるのと同様に、さらなる酸化に対するバリアとして機能します。ハードウェア部品の大部分は、カドミウムめっきではなく亜鉛めっきされています。^{[ 5 ]}

亜鉛ニッケルめっきは、従来の亜鉛めっきの 5 倍以上の保護性能と最大 1,500 時間の塩水噴霧試験性能を提供する、入手可能な最高の耐食性仕上げの 1 つです。このめっきは、高ニッケル亜鉛ニッケル合金 (ニッケル 10 ～ 15%) と何らかの種類のクロメートの組み合わせです。最も一般的な混合クロメートには、六価の虹色、三価、または黒色の三価クロメートがあります。鋼、鋳鉄、真鍮、銅、その他の材料の保護に使用されるこの酸性めっきは、環境に安全なオプションです。^{[ 6 ]}六価クロメートは、EPA および OSHA によってヒト発がん性物質として分類されています。^{[ 7 ] [ 8 ]}

錫めっきは、鉄系金属と非鉄金属の両方の表面を保護するために広く用いられています。錫は無毒で延性があり、耐腐食性にも優れているため、食品加工業界で有用な金属です。錫の優れた延性により、錫めっきを施した基材金属板は、表面の錫層を損傷することなく、様々な形状に成形できます。錫は銅、ニッケル、その他の非鉄金属に対しては犠牲防食効果を発揮しますが、鋼鉄に対しては効果がありません。

スズは、基材金属の酸化を防ぎ、はんだ付け性を維持する能力があるため、電子機器業界でも広く使用されています。電子機器用途では、はんだ付け性を向上させ、圧縮応力のかかる堆積物における金属ウィスカーの成長を防ぐために、3～7%の鉛が添加されることがあります。ウィスカーが発生すると、電気的短絡の原因となります。しかし、 2006年から施行されているRoHS（有害物質使用制限）規制では、鉛を意図的に添加してはならず、最大添加量も1%を超えてはならないと規定されています。スズウィスカーの形成が原因で故障が発生した事例が知られているため、重要な電子機器用途ではRoHS規制の適用除外が認められています。

場合によっては、2種類以上の金属を共析させて電気めっき合金を形成することが望ましい。合金系によっては、めっき合金は熱処理によって固溶強化または析出硬化され、めっきの物理的および化学的特性が向上する。ニッケル・コバルト合金は、一般的な電気めっき合金である。

金属マトリックス複合めっきは、基材をセラミック粒子懸濁液を含む浴に浸漬することで製造できます。粒子のサイズと組成を慎重に選択することで、耐摩耗性、高温性能、機械的強度など、めっき層の特性を微調整できます。複合電気めっきには、炭化タングステン、炭化ケイ素、炭化クロム、酸化アルミニウム（アルミナ）などが一般的に使用されます。

カドミウムめっきは、カドミウム金属の環境毒性のため、精査の対象となっている。カドミウムめっきは、航空宇宙、軍事、航空分野の一部の用途で広く使用されている。しかし、その毒性のため段階的に廃止されている。 ^{[ 9 ]} Amphenol Aerospaceなどの軍事および航空宇宙部品メーカーは、危険なめっきの段階的廃止を支援するために、現在使用されている機器で使用できるドロップイン電気めっきの代替品を最近検討している。^{[ 10 ]}

カドミウムめっき（またはカドミウムめっき）は、比較的薄い厚さや塩分雰囲気でも優れた耐食性、柔らかさと展延性、粘着性やかさばる腐食生成物がないこと、アルミニウムとのガルバニック適合性、スティックスリップがないためめっきされたねじのトルクを確実にかけられること、多くの色や透明に染色できること、潤滑性とろう付け性が良好であること、最終仕上げとしても塗装ベースとしてもうまく機能することなど、多くの技術的利点を提供します。^{[ 5 ] [ 11 ]}

環境問題が重要な場合、ほとんどの点でカドミウムメッキは金メッキに直接置き換えることができます。金メッキはカドミウムメッキと多くの材料特性を共有していますが、金はより高価であり、塗料の基材として使用することはできません。

ニッケルはワット浴を用いて電気めっきされる。ワット浴とは、ニッケル陽極と硫酸ニッケル、塩化ニッケル、ホウ酸を含む電解液を有する電解槽である。^{[ 12 ]}硫酸ニッケルの代わりに、硫酸ニッケルアンモニウムなどの他のニッケル塩が使用されることもある。

無電解ニッケルめっき（エニッケル、 NiPとも呼ばれる）は、多くの利点があります。複雑な表面のほとんどに均一な層厚を形成でき、鉄系金属（鋼）に直接めっきでき、電気めっきニッケルやクロムに比べて優れた耐摩耗性と耐食性を備えています。航空宇宙産業で行われているクロムめっきの多くは無電解ニッケルめっきに置き換えることができます。環境コスト、六価クロム廃棄物処理コスト、電流分布の不均一性という悪名高い傾向も、無電解ニッケルめっきを有利にしています。^{[ 13 ]}

無電解ニッケルめっきは自己触媒反応であり、生成されるニッケル層はリン含有量7～11％のNiP化合物である。生成層の硬度と耐摩耗性は、めっき浴の組成とめっき温度によって大きく変化するため、1  ℃単位の精度で制御する必要があり、一般的には91  ℃が用いられる。

浴循環中、浴中のあらゆる粒子もニッケルめっきされます。この効果は、炭化ケイ素（SiC）やポリテトラフルオロエチレン（PTFE）などの粒子を用いてめっきを行うプロセスで有利に利用されます。他の多くのめっきプロセスに比べて優れているものの、工程が複雑なためコストがかかります。さらに、薄膜のめっきであっても工程に時間がかかります。耐食性や表面処理のみが重要な場合は、浴組成や温度の厳密な制御は必要なく、一度に何トンものめっきを1つの浴で行うことができます。

無電解ニッケルめっき層は、適切にめっきすれば極めて高い表面密着性を示すことが知られています。無電解ニッケルめっきは非磁性で非晶質です。無電解ニッケルめっき層は容易にはんだ付けできず、圧力下でも他の金属や他の無電解ニッケルめっきされたワークピースと固着しません。この特性は、チタンなどの展延性のある材料で作られた無電解ニッケルめっきネジに有利です。電気抵抗は純金属めっきに比べて高くなります。

^{「アルミニウムめっき」とは、アルミニウムへのめっき[ 14 ]}、または他の材料へのアルミニウムめっき^{[ 15 ]}のいずれかを指す。