مدیرعامل نیکاب شیمی

آبکاری نقره

فرایند های آبکاری 

اطلاعات بیشتر کلیک کنید

تلفن همراه: 09122026239

مدیرکل خانه آبکار

طرح توجیهی راه اندازی آبکاری

مدیریت آبکاری 

تلفن همراه: 09021795902 

مدیرعامل پردازش فلز

 نیکل کرم

کنترل کیفیت آبکاری

اطلاعات بیشتر کلیک کنید

تلفن همراه: 09125022320

ابر پردازشگرها، از آبکاری  PCB فلزات گرانبها از طرح های ساده تا تابلوهای بسیار پیچیده با ضریب قابلیت اطمینان بالا و مورد استفاده در  کاربردهای  هواشناسی و صنایع نظامی بهره میگیرند. انواع مختلف آن شامل  ENIG، ENEPIG، EG، نیکل الکترولیتی و طلا (هر دو سخت و نرم طلا)، غوطه وری قلع، غوطه وری نقره، و جدیدترین کاربرد آن، EPIG (Electroless پالادیوم، غوطه وری طلا) محصولی از شرکت  Uyemura است.

Gordon Simmons، سرپرست گروه، انگیزه برای ایجاد EPIG را این گونه توضیح می دهد. "کاربران نهایی خواستار یک پوشش که قابل اتصال به سیم  و قابل جوش،  بدون زیر لایه نیکل و خواص مغناطیسی مربوط به آن هستند. حذف نیکل یک راه طراحی وسیع برای کاربردهای با تعداد بالا و همچنین طرح های کم جا را فراهم کرده است.

سیمونز توضیح می دهد که تاکنون هیچ پوشش PCB غوطه وری خوردگی معمولی بدون زیرلایه نیکل الکترولس به عنوان پایه آن وجود نداشته است. . این روند EPIG  پالادیوم را به طور مستقیم بر روی مس رسوب می دهد.  عملکرد این پوشش قابل اطمینان و دارای یک سابقه طولانی با ENIGIG و ENEPIG  آن در دست است.

خط فرآیند کوتاه مدت، EPIG مهندسی شده دقیق را به عهده دارد و همزمان با افزایش تقاضا  این روند را به عنوان خط تولید در مقیاس کامل توسعه می دهد. سیمونز می گوید: "تا کنون، EPIG همه چیز برای تعداد بالا در نظر گرفته شده  است، همچنین طراحی ها نیاز به براورد دقیق فضا و امکانت دارد.

با حذف EPIG از نیکل، مدارهای ساده تری تولید می شوند و مدارها با هندسه های کوچکتر کنترل می شوند. این طراحی در بازار که در آن اجزا کوچکتر و وضوح بیشتری دارد مهم است. "EPIG یک تکنولوژی پیشرفته است و در 6 ماه نخست تولیدش سرپرستان طرح  آن را برای مایکروویوها، مدارهای انعطاف پذیر و پوشش  نهایی مورد نیاز مناسب سطوح با  خلوص بالا مناسب یافتند.

برای پاسخگویی به تمام خواسته های صنعت، همچنان کارهای پیشرفته ای را پیش رو است. سیمونز مدیر این طرح اعلام میکند که بهبود در روند برای کاربردهای با استفاده از EPIG در تعداد لایه های بالاتر، مواد مخلوط در حال انجام است.

ما با کارکنان فنی Uyemura همکاری می کنیم تا این طرح ها و متغیرهای مربوط به فرآیند مرتبط با این طرح ها مطابقت داشته باشند. "پیش از EPIG، این تیم برای ساخت بسیاری از فرآیندهای با تعداد بالا، پوشش طلای الکترولیتی را روی فلزات مس قرار دادند. سیمونز می گوید: "در نهایت، ناکامی در قرار دادن طلا در مس، به دلیل پتانسیل انتقال مسی از طریق طلا است.

لایه پالادیوم در EPIG موجب کاهش ریسک می شود که یک پوشش   عالی و قابل  لحیم را تولید می کند. فرایند EPIG Superior با استفاده از Uyemura TWX-40 طلا بیش از Talon 3 پالادیوم است. سیمونز می گوید: "ما محدودیت های عملیاتی در EPIG را 4 تا 12 میکرون طلا پیدا کرده ایم. که دریچه عمل بسیار گسترده تری از آنچه قبلا با استفاده از طلای غوطه وری معمولی استفاده می شد، را میگشاید.

Uyemura یک برنامه منحصر به فرد در آمریکای شمالی ایجاد کرده است تا ارزیابی فنی جامع در مورد تمام جنبه های مربوط به پردازش ENIG  را ارائه دهد. ممیزی ها توسط کارشناسان PCB انجام می شود که تجهیزات (طرح، مخازن، بخاری، پمپ، بارگیری مواد، کنترل ها) و سازگاری تجهیزات را ارزیابی می کنند،به علاوه عوامل شیمیایی و نگهداری ، مصرف مواد، حذف پساب و تکنیک های اپراتوری،فرایند منترل کیفیت، آماده سازی و سایر عوامل که تولید و کار را تحت تاثیر قرار می دهد مورد بررسی قرار می گیرد.

نتیجه یک گزارش جامع - تجزیه و تحلیل وضعیت – و ریشه یابی همراه با استراتژی های توصیه شده برای بهبود بخشهایی که مورد علاقمندی مدیریت بوده و دارای بیشترین پتانسیل برای بهبود کیفیت  و کاهش هزینه است، میباشد .

ارزیابی های انجام شده همزمان در محل ، تولید را متوقف نمی کند. نتایج به شدت محرمانه هستند. در سال های اخیر، اغلب رشد شرکت ناشی از ENIG و ENEPIG بوده است.

محبوبیت ENEPIG عمدتا به خاطر این موضوع است که قابلیت اتصال به سیم طلا و لحیم پذیراست  سیمونز می افزاید. به نظر می رسد که بررسی های کوتاه مدت فرایند EPIG برای اطمینان از تکرارپذیری بالاترین ضخامت بهترین راه بررسی است.

این پوشش جدید و در حال تکامل است. این پوشش  عملکرد عالی در پوشش ضخیم یا نازک ارائه می دهد، اما ضخامت بهینه در این پوشش هنوز تعیین نشده است. همانطور که ما با مشتریان بیشتری کار می کنیم در حال بررسی این پارامتر با آنها هستیم، این صنعت در زمینه پوشش های قیمتی صنعتی پیشرو است.

این شرکت سیمونز می گوید:  صنعت پرتوان ما که مبتنی بر نیازهای مشتری است به دنبال دستیابی به پیشرفته ترین پوشش هاست  و در این مسیر دستیابی به بهترین کیفیت ها  اولویت ماست.

برای دانلود نسخه PDF  روی بارگیری پیوست های زیرکلیک کنید:

به زودی منتشر می گردد...

گردآورنده: مسعود خیرالهی ( کارشناسی ارشد شیمی آلی- شرکت شیمیایی جهانتاب )

مقدمه

آبکاری فلزات یکی از جالبترین فرایندهای الکتروشیمیایی است که منجر میشود به:

1. اجتناب از خوردگی ،به ویژه در فولاد و آهن

2. بهبود ظاهر بیرونی مناسب توسط مواد گوناگون

3. ساختارهای مخصوصی که باید در آنها از شرایط خاص استفاده شود.

4. ظاهری زیبا ساختن برای قطعات

5. بهداشتی نمودن قطعات

فرایند آبکاری اساسا شامل عبور جریان الکتریکی بیندو الکترود غوطه ور در یک الکترولیت میباشد. الکترود با بار مثبت به عنوان آند شناخته شده در حالی که الکترود با بار منفی کاتد است.

الکترولیت (محلول)شامل ذرات باردار الکتریکی ویا یون ها میباشد و هنگامی که یک پتانسیل الکتریکی یا ولتاژ بین دو الکترود اعمال شود این یون ها به سمت الکترود با بار مخالف مهاجرت میکنند.انرژی الکتریکی توسط یک منبع قدرت DC مانند رکتی فایر تامین میگردد.

مرجع: سایت جهانتاب شیمی

حذف عناصر نیکل، مس، روي و کروم از ترکیبات پساب هاي صنعتی به وسیله روش لخته سازي الکتریکی 

بابک کفاشیان( کارشناس مهندسی شیمی ) – شرکت شیمیایی جهان تاب

چکیده:
در این مقاله چگونگی عملکرد فرآیند لخته سازي الکتریکی همراه با الکترودهاي آلومینیوم به منظور حذف یکپارچه نیکل، مس، روي و کروم از محلول هاي آبی و پساب هاي آبکاري مورد بررسی قرار می گیرد. عوامل تأثیرگذار بررسیchemical oxygen ) COD اولیه، چگالی جریان، غلظت یون فلزي اولیه و PH شده شامل براي حذف این فلزات سنگین بین 4 تا 8 PH می باشند. در تمامی مطالعات انجام شده، بهترین محدوده (demand می باشد. محلول هاي مخلوط شده با غلظت هاي یکسان فلزات در 150،75 و 300 گرم در لیتر آزمایش شدند. بررسی نتایج نشان داد که نیکل، مس و روي به یک مقدار شبیه به هم حذف می شوند. این عناصر به ترتیب در 40،20 و 50 دقیقه به صورت کامل حذف شدند و در حالیکه براي حذف کامل کروم به ترتیب به 60،40 و 80 دقیقه زمان نیاز است. افزایش چگالی جریان، فرآیند لخته سازي الکتریکی را تسریع می بخشد ولی با این حال انرژي بیشتري نیز مصرف می گردد.

نتایج بدست آمده نشان داد که بهترین محدوده چگالی جریان جهت حذف مواد 40 میلی آمپر بر سانتی متر مربع می باشد. فرآیند لخته سازي الکتریکی براي نمونه پساب هاي آبکاري نتیجه خوبی نشان می دهد و قادر خواه د بود تا مقدار غلظت عناصر نیکل، مس، روي و کروم را در آب و پبساب هاي آبکاري تا حد مجاز در حدود 60 دقیقه پایین آورد. در نتیجه فرآیند لخته سازي الکتریکی روشی قابل اعتماد، راحت و مقرون به صرفه جهت حذف فلزات سنگین از آب و پساب می باشد.

برای خواندن ادامه مقاله به سایت جهانتاب شیمی مراجعه فرمایید:

http://www.jahantabchemical.com/fa/index.php/knowledge-base/knowledges

پوشش های نیکل

بیشترین کاربردهایی که پوشش های نیکل دارند جهت مقاومت خوردگی بالا ومقاومت ظاهری آنان می باشد.بنابراین مثال های کمی از موارد کاربرد آنها وجود دارند که بطور نمونه شیرهای معمولی وبهداشتی وسائل مربوط به خودرو وروشنایی های ثابت،از جمله مواردی  می باشند که بااستفاده از این پوشش،سطح آنان پوشش داده می شود.متالیزه نمودن پلاستیک ها با استفاده از پوشش نیکل،به این قطعات جلاء وظاهری فلزی،میزان انعکاس بالاتر و وزن کمتر به همراه ترکیب همزمان چند خواص با ارزش را می دهد.همچنین بطور وسیع از پوشش های نیکل در الکتروفورمینگ،به دلیل سختی بالاتر،مقاومت به خوردگی وسایش بیشتر استفاده می شود

پوشش های گران بهای فلزی

حتی نازگترین پوششهای فلزی گرانبها نیز از کارایی بالایی برخوردار می باشند بنابراین رسوب دهی الکتریکی این نوع فلزات،از اهمیت ویژه ای در مهندسی برق،الکترونیک وصنعت هوا فضا وهمچنین ساخت تجهیزات شیمیایی برخوردار است.باکمک ابزارهای خاص آبکاری انتخابی،برای مثال:کنتاکتهای الکتریکی یا تسمه های چاپی وکلیشه ای،می توان از چنین روشی به منظور کاهش به کارگیری ازاین فلزات با ارزش استفاده نمود.درموارد دیگر موادی که آبکاری نقره شده اند با کمک این نوع پوششها برای انتقال امواج یا فرکانس های بالا استفاده میشود ونسبت به قطعاتی که از طریق بشکه ای آبکاری میشوند،از کارایی بیشتری برخوردار هستند وبسیار ارزانتر می باشند.

پوشش های چند لایه

پوششهای چند لایه بر پایه مس،نیکل،کروم از این جهت که بروی قطعات فلزی وپلاستیکی اعمال میشوند،یک ظاهر دیدنی جذاب به همراه مقاومت به خوردگی وسایشی عالی را فراهم می کنند.همینطور آنها در طراحی خودرو نقش اصلی را بازی می نمایند.به علاوه،چنین پوششهایی قطعات پلاستیکی را از خواص فلزی بیشماری بهرمند میسازند ومزایای در کاهش وزن مصرفی فلزات در بدنه خودروها دارند.مزایای پوششهای فلزی،بالا بردن مقاومت به خراش،سختی،استحکام،مقاومت حرارتی وهدایت الکتریکی سطح وایجاد ظاهری جذاب می باشند.عاملی که در استفاده از این نوع پوششها از اهمیت بیشتری برخوردار میباشند،استفاده از آنان در غربالهای الکترومگنتیکی می باشد.در بعضی موارد به منظور غربال مورد نیاز فقط متالیزه جزئی انجام می شود.

پوشش های تبدیلی

اگربخواهیم دقیق شویم،پوشش های تبدیلی آنهای هستند که از طریق واکنش سطح فلز پایه باکمک محلول مانند اسید کرومیک تشکیل میشوند.این پوشش ها شدیدا مقاومت خوردگی قطعات را افزایش میدهند و در این میان تاثیر بسزایی بر مقاومت خوردگی پوشش های روی دارند.این پوشش های خیلی نازک کروماته میتوانند رنگ های شفاف،آبی،زرد،زیتونی یا مشکی داشته باشند.همینطور آنها میتوانند یک پوشش تمام تزئینی را ایجاد نمایند.به علاوه این پوشش ها باعث افزایش چسبندگی فلز روی به پوشش رنگ های آلی میشوند.پوشش های کروماته،میتوانند رنگ های متنوعی ایجاد نمایند که از این طریق به راحتی قابل شناسایی هستند.در مورد آلومینیوم و آلیاژهای آن،محلول کروماته شامل مخلوط اسیدهای کرومیک و فسفوریک میباشند.استفاده از ترکیبات کروم شش ظرفیتی،به دلیل پتانسیل ایجاد سرطان در بدن انسان،به ندرت توصیه میشود.به هرحال قوانین مشابه ای را درهنگام استفاده از ترکیبات کروم سه ظرفیتی همانند کروم شش ظرفیتی درنظر گرفته شده است.

پوشش های کرم

پوششهای آبکاری کرم برای مقاومت بالای آنان نسبت به کدر شدن سختی بالاومقاومت در برابرسایش به همراه ضریب پائین مقاومت اصطکاکی آن ها در برابر جوش سردمی باشند.به طور وسیع از این نوع پوشش با ضخامت ۰/۶-۰/۲ میکرون و نقره براق،برای برطرف نمودن ظاهر مات سطح فلز،به عنوان پوششهای نهایی تزئینی استفاده می شود.هنگامی که رسوبهای کروم از الکترولیتهای حاوی کروم شش ظرفیتی باشند،رنگ آن نقره ای وبه طور جزئی مایل به آبی می شود و آنهایی که از حمامهای سه ظرفیتی تشکیل می شوند،ظاهری دودی شکل به خود میگیرند.قابلیت رسوبهای سیاه کروم نیز وجود دارد واغلب ضخامت۲-۰/۵میکرون از این نوع پوشش،برای ابزارهای اپتیکی ودوربین ها استفاده میشود.در مقایسه با کرم های تزئینی،رسوبهای کرم سخت معمولا مقداری ضخیمتر از۱۰-۵۰۰ میکرون می باشند.از این رسوبات سخت نوعا در سوراخ سیلندر،دریچه ها،سوپاپهاومیله های پیستون موترهای لوکوموتیوهای دیزلی استفاده میشود.بدین دلیل سرویسهای لازم برای اورهال این قطعات از ۱۰۰۰۰km به بالای یک میلیون کیلومتر افزایش میابد.قطعاتی که آبکاری کرم سخت شده اند به طور گسترده در صنایع معادن ،هواپیمایی و ابزار آلات هیدرولیک وشکل دهی فلزات به کار گرفته می شوند وهمچنین از آنها در پرداخت کاری ابزار آلات پزشکی و جراحی استفاده می شود.

مرجع: کانال تلگرامی اموزش آبکاری بهار97

خوردگی[1] چیست؟

خوردگي فرايندي است كه در طي آن، فلز از طريق واكنش الكتروشيميايي با محيط اطرافش در مجاورت رطوبت(آب) به عنوان الكتروليت، در نقش قطب خورده شونده و يا آند الكترون خود را از دست داده و سطحش به مرور زمان خورده شده و از بين مي­رود. بنابراين ميتوان گفت كه انتقال الكترون بين فلز و محيط اطرافش عامل اصلي خوردگي مي­باشد.

آبكاري[2] چيست؟

در فرآیند آبکاری، يك لايه فلزي كه نقش محافظت كننده از فلز پايه را دارد بر روي سطح ماده اصلي ترسيب مي­گردد كه اين لايه ترسيبي، فلز پايه را ازمحيط اطرافش جدا ساخته و مانع از انتقال الكترون بين فلز و محيط اطرافش مي­گردد.

روشهای محافظت از فلز پایه

محافظت از فلز پايه به دو روش صورت ميگيرد:

پوشش سد مانند[3]

پوشش فدا شونده[4]

در محافظت به روش پوشش سد مانند،لايه ترسيب شده بر روي فلز پايه از نظر پتانسيل الكتروشيميايي مثبت­تراز فلز اصلي بوده و يا به عبارتي پتانسيل خوردگي فلز اصلي نسبت به پوشش ترسيبي،بيشتر بوده و در نتيجه به محض ايجاد حفره در پوشش، خوردگي در فلز اصلي آغاز ميگردد.فلز نیکل نشانده شده بر روی آهن مثالی از این روش می­باشد که درآن به محض ایجاد حفره در پوشش نیکل، خوردگی در آهن به عنوان قطب خورده­شونده(فعالتر) آغاز می­گردد.

در محافظت به روش پوشش فدا شونده، لايه ترسيبي نسبت به ماده پايه داراي پتانسيل خوردگي بيشتري بوده و بنابراين به جاي فلز اصلي، اين پوشش است كه دچار خوردگي مي­گردد.آبکاری فلز روي برسطوح آهنی، مثالي از اين نوع روش محافظت مي­باشد كه در آن فلز روي نسبت به آهن فعالتر بوده در نتيجه دچار خوردگي شده و تا زماني كه پوشش فلز روي براثر خوردگي بطور كامل از بين نرفته است

آهن بصورت دست نخورده باقي ميماند.

بررسي ضخامت لايه ترسيبي و اثر آن در خوردگي

يكي از مهمترين عوامل در عملكرد خوردگي يك پوشش، ضخامت آن پوشش است، همچنين بررسيهاي انجام شده نشان مي­دهد كه هر چقدر سطح اوليه صافتر و يكنواخت تر باشد لايه ترسيب شده بر روي چنين سطحي عملكرد بهتري را از نظر خوردگي از خود نشان مي­دهد.

شرايط درخواست مشتري براي آبكاري تزيئني[5]

خواصی که پوششی تزیینی نیکل همراه لایه کرومی نیاز دارند تا بتوانند در پنج نوع شرایط کاری مختلف[6] کارایی خوبی ارائه دهند در استاندارد ASTM-B456آمده است:

SC 1 شرایط کاری ملایم(وسایل داخلی خودرها)

SC 2 شرایط کاری متوسط (شیر آلات حمام)

SC 3 شرایط کاری سخت (وسایل بیمارستان)

SC 4 شرای کاری خیلی سخت (قطعات بیرونی خودروها)

SC 5 شراط کاری خیلی دراز مدت

انواع آبکاری نيكل

پوشش­هاي نيكلي بسته به نوع كاربردشان مي­توانند به صورت تك لايه ، دو لايه ، سه لايه و چهارلايه بر روي فلز اصلي ترسيب گردند. مطالعات نشان مي­دهد كه پوششهاي چند لايه[7] مقاومت خوردگي قابل توجهي را از خود نشان داده كه در نتيجه باعث محافظت از سطح ماده اصلي و حفظ شكل ظاهري آن مي گردد. از نظرهزينه نيز، به دليل آنكه ضخامت كلي نيكل چند لايه و تك لايه تقريبا يكسان است بنابراين تفاوت چنداني در افزايش هزينه ها مشاهده نمي شود.

كارايي پوشش از نظر خوردگي

بالا بودن پوشش از نظر مقاومت خوردگي به اين حقيقت مربوط ميشود كه تركيب لايه هاي نيكلي ضريب فعاليت الكتروشيميايي مختلفي دارند اگر پتانسيل خوردگي رسوبات مختلف در يك الكتروليت اندازه گيري شود، همانطور كه طبق نمودار زير ملاحظه مي شود پتانسيل انحلال رسوب براق نيكل بيشتر از رسوب نيمه براق آن است. وقتي كه رسوب براق و نيمه براق نيكل (به صورت فويل جدا شده از فلز پايه) در يك الكتروليت با هم تماس الكتريكي پيدا مي كنند الكترونهاي نيكل براق به نيكل نيمه براق انتقال مي يابند. اندازه اختلاف پتانسيل خوردگي بين دو لايه براق و نيمه براق نيكل طبق نمودار،100-200 mV ميباشد. مطابق نمودار،لايه آستري حاوي گوگرد زياد، داراي اختلاف پتانسيل الكتروشيميايي آندي 15-40 mV نسبت به لايه براق نيكل ميباشد. همانطور كه در نمودارمشاهده ميشود لايه نيكلي ريز متخلخل، داراي پتانسيل خوردگي مثبت­تري نسبت به لايه براق نيكل بوده و اختلاف پتانسيل كاتدي معادل 10-40 mV بين اين دو لايه وجود دارد.

پوشش تك لايه نيكل[8]

پوشش تك لايه براق نيكل كه در محلولهاي حاوي افزودني هاي آلي توليد ميشود داراي خصوصييات زير ميباشد:

به دليل حضور مقداراندک گوگرددرمواد افزودني آلي كه بصورت همزمان با پوشش فلزي رسوب مي نمايد باعث ميگردد كه اين رسوب از نظر الكتروشيميايي نسبت به پوششهاي نيمه براق نيكل فعالتر باشدكه در نتيجه آن، مقاومت خوردگي پوشش تك لايه نيكل، نسبت به پوششهاي چند لايه آن كمتر ميباشد.

پوشش تك لايه براق نيكل به ضخامت 40 ميكرون، مقاومت خوردگی معادل 22 ساعت طبق آزمایش [9]CASSاز خود نشان میدهد. بخشي از مولكولهاي مواد افزودني ممكن است همراه نيكل رسوب كرده و موجب سخت و دانه ريز شدن پوشش گردند.

شکل

همانطور كه در شكل ملاحظه مي شود به محض اينكه لايه كروم براق خراش بردارد (چون كروم در مجاورت هوا رويين شده و مثل يك فلز نحيب رفتار مي­كند، با نيكل يك جفت موثر آندي و كاتدي به وجود مي آورد كه در آن نيكل، الكترود حل شونده واقع ميشود) خوردگي نيكل زير، به شدت شروع خواهد شد و خوردگي شياري به سرعت در نيكل نفوذ خواهد نمود، در اين لحظه در فلز پايه ظاهر شده، بنابراين ميتوان گفت كه رسوب براق نيكل ، يك پوشش سد مانند را بر روي فلز پايه ايجاد ميكند وبه محض گسترش خوردگي در پوشش براق نيكل، فلز پايه هم شديدتردچارخوردگي مي­گردد

پوشش نیکل دو لايه[10]

پوششهاي نیکل دو لايه از دو لايه براق و نيمه براق نيكل تشكيل شده اند كه مطابق توضيحات داده شده در قسمت قبلي، رسوب براق نيكل پتانسيل خوردگي بيشتري نسبت به رسوب نيمه براق آن دارد. در سيستم سه لايه نيكل مات، نيكل براق و كروم، لايه وسط يعني نيكل براق از همه فعالتر بوده و در نتيجه ميل خوردگي بيشتري نسبت به ساير لايه ها دارد. مطابق شكل زير به هنگام ايجاد خراش در لايه كرومي، لايه نيكل براق آند واقع شده و بنابراين لايه زيرين كه نيكل نيمه مات
مي­­باشد در مقابل خوردگي حفاظت مي­گردد. همانطور كه در شكل ملاحظه مي­شود خوردگي شياري[11] نمي­تواند تا فلز پايه ادامه پيدا كند و فقط در لايه میانی، نیکل براق، گسترش خواهد یافت

مطابق شكل در سيستمهاي پوشش دو گانه، ضخامت لايه نيمه براق نيكل در حدود 3/2 ضخامت كل پوشش نيكل و 3/1 ضخامت كلي پوشش مربوط به رسوب براق نیکل میباشد.

داده هاي عملي از تست CASS نشان ميدهد كه مقاومت خوردگي سيستمهاي پوشش دو گانه با ضخامت 40 ميكرون،5.1تا 2 برابر پوششهاي تك لايه نيكل با همان ضخامت بوده كه اين بدان معناست كه در پوششهاي دو لايه شروع خوردگي بعد از 33 تا 44 ساعت آزمايش CASSصورت مي گيرد.

در سيستمهاي پوشش دو گانه نيكل، به دليل خوردگي لايه براق نيكل كه لايه زیرين مي­باشد در ادامه پس از مدتي با كم شدن سطح لايه براق نيكل، پوشش حاصله ظاهري دندانه دار پيدا مي­كند.

شکل

پوشش سه لايه نيكل[12]

سيستم پوشش سه گانه نيكل، بترتيب از لايه زيرين شامل لايه­هاي نيكل نيمه براق، نيكل براق ونيكل ريز حفره ميباشد.همانطور كه در قبل توضيح داده شد پتانسيل انحلال رسوب نيكل براق بيشتر از رسوب نيمه براق و نيكل ريز حفره مي­باشد، با اين وجود نيكل ريز حفره به عنوان لايه نهايي، قبل از آبکاری کروم، بر روي سطح رسوب داده مي­شود.دليل این امر آن است كه در لايه نيكلي ريزناپيوسته،چون تعداد زيادي ترك يا ريز حفره در رسوب وجود دارد و ميزان نفوذ حفره­هاي خوردگي به داخل لايه­هاي نيكلي با تعداد ريز ناپيوستگيهاي موجود بر روي سطح آن نسبت معكوس دارد (در هر سانتي متر مربع سطح، 10000ريز حفره وجود دارد.) بنابراين جريان خوردگي در تعداد زيادي ريز سلهاي خوردگي توزيع گشته و به دليل كوچك بودن سايتهاي خوردگي، مقدار خوردگي در لايه براق نيكل شديدا كاهش يافته وپوششي بدون نقص ظاهري بدست می­آيد. اين بدان معناست كه جريان خوردگي تا لايه نيكل ريز ناپيوسته ادامه مييابد و در نتيجه خوردگي شياري كه باعث انحلال رسوب براق نيكل (و پوششي با ظاهر دندانه دار ميگردد) از بين مي­رود. شايان ذكر است اگر ضريب فعاليت الكتروشيميايي لايه نيكل ريز ناپيوسته بيشتر از پوشش براق نيكل بود، پوشش نيكل ريز حفره به عنوان قطب خورده شونده (آند) دچار خوردگي شده و اين جريان تا پوشش خورنده (نيكل براق) ادامه مي­يافت و در نتيجه رسوبي با نقص ظاهري بدست مي­آمد.

پوشش چهار لايه نيكل[13]

اين نوع پوشش از 4 لايه تشكيل شده كه بترتيب از لايه زيرين عبارتند از: لايه نيمه براق نيكل، لايه­هاي مياني كه بترتيب شامل رسوب نيكلي حاوي گوگرد زياد و رسوب براق نيكل ميباشد و لايه رويي كه شامل پوشش نيكل ريز حفره ميباشد. در سيستمهاي پوشش 4 گانه، تغييرات شگرفي در بهبود عملكرد خوردگي پوشش بوجودآمده، بطوريكه شروع خوردگي در اين نوع سيستم بعد از 88 تا 120 ساعت آزمايش CASS آغاز مي­شود. مطابق شكل زير به محض ايجاد حفره در لايه براق نيكل، جريان خوردگي در لايه زيرين آن يعني رسوب نيكل حاوي گوگرد زياد (به دليل فعالتر بودن اين لايه از نظر خوردگي) بصورت جانبي گسترش مي­يابد.

نتایج آزمایش مقاومت خوردگی ( (CASSپوششهای تک لایه و چند لایه نیکل با ضخامت 40 میکرون

فاکتورهای موثر در بهبودمقاومت مکانیکی و خوردگی پوششهای چند لایه­ای­ نیکل

برخی از پوششهای نیکلی دارای خاصییت براقي[14] و پر کنندگی[15] بهتری نسبت به سایر پوششهای نیکلی می باشند و در صنعت به پوششهاي نيكلي داغ معروف هستند. براق كننده­ها در اين گونه حمامهاي آبكاري، موادي مثل پيريدين و يا تركيبات مشتق يافته از آنها مي­باشند. ولي اينگونه پوششهاي نيكلي داغ براي كاربردهاي OEM مناسب نيستند. دليل اين امر آنست كه در اينگونه رسوبات به دليل افزايش تنش داخلي و كاهش خاصيت چكش خواري، رسوب ترك خورده و در نتيجه باعث ايجاد عملكرد منفي در مقاومت خوردگي پوششهاي با ماندگاري طولاني ميگردد.

نتايج اوليه آزمايش خوردگي تسريع شده CASS كيفيت پوشش چندان ضعيفي را از نظر مقاومت خوردگي گزارش نمي­دهد ولي تركهاي ناشي از تنشهاي كششي در طولاني مدت، باعث ايجاد نقصهاي ميداني[16] در رسوب ميگردد.

مرجع » مجموعه مقالات شرکت مک درمید. تهیه کننده : اقای زاهدانی

[1].Corrosion

[2]. Plating

[3]. Barrier coating

[4]. Sacrificial coating

[5]. Decorative plating

[6]. Service Condition

[7]. Multilayer deposits

[8]. Single layer

[9]. Copper Accelerated Acetic Acid Salt Spray

[10]. Duplex Nickel

[11]. Laterally Corrision

[12]. Triple Nickel

[13]. Quad Nickel

[14]. Brithness

[15]. levening

[16]. Field failures

استفاده گسترده از فولاد ضد زنگ حاوی نیکل در موزه هنرهای معاصر(چین)
موزه هنرهای معاصر و نمایشگاه طراحی با نیکل

ساختمان موزه هنرهای معاصر و نمایشگاه طراحی به عنوان رویداد بعدی برجسته معماری جهان در منطقه فرهنگی احیا شده Futian در شهر شنزن چین برگزار می شود.

ساختمان هفت طبقه دارای233447مترمربع مساحت به کار رفته در نما و 861112 مترمربع وسعت کف با طراحی جهانی و سازگاربا محیط زیست اش  که در آن استفاده فراوانی از فولاد ضد زنگ آبکاری شده با نیکل شده است خیره کننده است. این ساختمان توسط یک شرکت معماری از وینCoop Himmelb(l)au طراحی شده است. این ساختمان هم افزایی های دو انستیتوی مستقل از هم یعنی موزه هنرهای معاصر و نمایشگاه طراحی را به عنوان مکانی برای ملاقات های فرهنگی و جایی برای نمایش آثار معماری با هم ادغام میکند. در حالی که هر دو موزه به عنوان موجودیتی جداگانه برای برجسته کردن کارکردهای منحصر بفردشان طراحی شده اند، این انستیتوها در بدنه ای یکپارچه پوشیده شده با نمای خارجی چندمنظوره ای یکی شده اند.

نمای خیره کننده موزه به لحاظ ساختاری مستقل از ساختمان اصلی است و طراحی شفاف/سوگذران آن چشم انداز بی نظیری از نمای شهری را از درون فضای وسیع و بدون ستون نمایشگاه به بازدیدکنندگان پیشکش میکند. این ویژگی های طراحی با استفاده از ترکیب شیشه با پوسته 51% پرفراژ شده ( نوع 316L (UNS S31603)، پنل های فولادی ضد زنگ ) حاصل شده است.

همچنین سقف موزه که تا ارتفاع 40 متر میرسد طوری طراحی شده است که با فیلتر کردن نور طبیعی از به طور کارآمد انرژی آن را دریافت می کند و نیاز به روشنایی  مصنوعی درفضاهای نمایشگاه ها را کاهش می دهد. پنل های محکم 3 میلی متری نوع 316L پردازش شده با مهره های شیشه ای فولاد ضد زنگ در ساختن سقف به کار رفته است و همچنین در سایبان خروجی ها و ورودی بزرگ به نمایش گذاشته شده است.

پنل از جنس فولاد ضد زنگ حاوی نیکل، مساحت کل 40000مترمربع را می پوشاند و خاص بودنش به خاطر مقاومت در برابر خوردگی آن، کیفیت بالای سطح و ویژگی های منعکس کننده نوراست.

داخل ساختمان فولاد ضد زنگ نوع 304L (UNS S30403) به طور گسترده ای در روکش های فلزی پله ها، رمپ ها، پل ها و نیز سردرمرتبط کننده فضاهای نمایشگاههای دو موزه  که ابر (cloud)نامیده شده است.

ابر (cloud)

ابر(cloud) در دهلیز مرکزی ساختمان به عنوان اثر معماری چشمگیری به نمایش گذاشته شده است. طراحی و شکل پیچیده ابر (cloud) با الهام از مجسمه Sleeping Muse اثرConstantin Brancusi و اقمار مریخ از حدود 387 تن پنل  فولادی ضد زنگ نوع 304L  که تشکیل دهنده روکش بیرونی اند ساخته شده است. پنل ها جلا داده شده اند تا سطحی همگن و دارای اثری آینه مانند بدست آید که به معنای واقعی روح موزه را از طریق حرکات بازدیدکنندگاه، نورها و رنگ ها منعکس میکند. در ساخت ابر(cloud) ازتکنولوژی رباتیک برای تولید، نصب، جوش و پرداختن پوسته بیرونی استفاده شده است. به گفته معمار آن ترکیبی از ساخت روباتیک با چاپ سه بعدی امکان آزادی و انعطاف پذیری بیشتری را در طراحی ساختاری و زیبایی شناسی آن فراهم کرده است.

مرجع پویاب فلز
www. pouyabfelez .com

در دنیای امروز حمل و نقل خوب و کارآمد/مقرون به صرفه چه برای انتقال کالا و مواد اولیه چه برای انتقال مردم بسیار ضروری است. همان طور که جمعیت در حال افزایش است تقاضا برای حمل و نقل از حدود 50 میلیارد در سال 2015 تا حدود 120 میلیارد تا سال 2050.

تصور روشی برای حمل و نقل بدون به کار بردن نیکل یا آلیاژهای نیکل دشوار است. اتومبیل ها و کامیون ها، حمل و نقل ریلی، کشتی ها یا هواپیماها و حتی دوچرخه ها همگی از بسیاری ازمزیت های نیکل و آلیاژهای آبکاری شده  با  نیکل بهره می برند. برای مثال  فولاد  ضد زنگ نوع 304 و  نیکل آهن (36% Ni) برای حمل و نقل دریایی گاز طبیعی مایع شده استفاده می شوندزیرا انعطاف پذیری خود را در دمای بسیار پایین گاز(-163°C) حفظ می کنند. فولاد ضد زنگ نوع 304 برای واگن های خط آهن مقاومت در برابر خوردگی، خواص فوق العاده جذب انرژی و استحکام در برابر وزن تحت فشار را به ارمغان می آورد. به علاوه در جو زمین سوپر آلیاژ نیکل اصطحکام و دوام ضروری را برای اجزای موتور فراهم میکند در حالی که در خودرو کاربرد روبه افزایش نیکل در باطری های وسایل نقلیه الکتریکی است.

خودروی سدان مدل 3 تسلا (Tesla) که برای آن بازار گسترده ای پیش بینی می شد و در ژوین 2017 عرضه شد تازه وارد بازار وسایل نقلیه الکتریکی است. مدل 3 جایگزینی ساده تر و کوچکتر برای خودروهای لوکس و گران مدل S و مدل X است. مدل 3 با محدوده 345 کیلومتر با طراحی ماژول جدید متناسب شده است. در حالی که شیمی دقیق عملکرد بالای آبکاری نیکل "سلول 2017" هنوز به رسمیت آشکار نشده بود ، ما می دانیم که آن را در Gigafactory 1 تسلا در ایالت نوادای آمریکا تولید می شده است. به منظور حمایت از میزان تولیدات برنامه ریزی شده تسلا برای 500000 خودرو در سال تا سال 2018،پیش بینی می شود  Gigafactory سالانه باطری های لیتیومی آبکاری شده با نیکل بیشتری نسبت به تولید جهانی در سال 2013 تولید کند.

وسایل حمل ونقل الکترونیکی فقط یک مثالی است از اینکه چطور نیکل برای نوآوری در بخش حمل و نقل کمک میکند. در این شماره از مجله ما نگاهمان را از استفاده نیکل در خودروها فراتر برده و به بررسی کاربردهای نیکل در حرکت از دوچرخه ها تا موشک های فضایی می پردازیم.

مرجع پویاب فلز
www. pouyabfelez .com

آبکاری نیکل دستگاه های تصفیه گاز کوره روی عرشه
کمکی به حفاظت از اقیانوس ها

اقیانوس ها به عنوان بزرگترین اکوسیستم ما بیش از نیمی از اکسیژنی را که ما تنفس می کنیم و بخش اعظم ماهی مورد مصرفمان  را فراهم می کند. اقیانوس های سالم  برای بقا ما حیاتی اند. همان طور که ما توجه بیشتری به کاهش اثرگذاری مان بر محیط زیست نشان می دهیم، صنعت دریایی تمرکزش را بر روش هایی برای تنظیم اثراتش بر محیط از جمله به حداقل رساندن نشت مواد مضر افزایش داده است. انتشار گوگرد در محیط از کشتی های دریایی باعث نگرانی های قابل توجهی شده است.سازمان دریایی بین المللی (IMO) ملزومات جدیدی را برای کاهش میزان گوگرد خارج شده از کشتی ها در نظر گرفته است. با این قوانین جدید رشد قابل توجهی برای آبکاری نیکل دستگاه های تصفیه دودهای دیزلی کوره بلند دریایی پیش بینی شده است.

یکی از طراحی های این دستگاهها با عبور دادن بخار دود تولید شده توسط موتوراز درون تعدادی محفظه حاوی ابر گازپالایی که به دقت از  آب دریا تولید شده اند انتشار اکسیدهای گوگرد را کاهش می دهد. تصفیه دود داغ با آب دریا محیطی خورنده ایجاد میکند که شامل کلوریدها و دماهای بالا و شرایط اسیدی و در نتیجه آن به آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی (CRA) نیاز است. آلیاژهای مورد استفاده برای این  کاربردها باید حاوی 6% Mo فولاد ضد زنگ آستنیتی مانند AL-6XN™ (UNS N08367) برای آلیاژهای نیکل نوع Cهمچون آلیاژ 276 (UNS N10276) و آلیاژ 59 (UNS N06059) باشند.

مرجع پویاب فلز
www .pouyabfelez .com

آنالیز :Ni

1. 2ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطربه آن اضافه کنید.
4. 3. 10 سی سی NH4OH غلیظ به آن اضافه کنید.
5. 0.1 گرم پودر موروکساید به آن اضافه کنید.
6 .محلول را با EDTA 0.1 مولار تیتر کنید.
7. تا محلول از نارنجی به ارغوانی تغییر رنگ دهد.
8. با استفاده از فرمول زیر غلظت Ni را محاسبه کنید:

Ni(oz/gal)= ml *3.914*M

آنالیز فلز آهن Fe+2 :

1. 5ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید.
3. 25 سی سی محلول 20% ZnSO4 به نمونه اضافه کنید.
4. 50 سی سی سولفوریک اسید 10% به آن اضافه کنید.
5. محلول را با KMNO4 0.1 نرمال تیتر کنید.
6. تا محلول از بیرنگ به صورتی تغییر ررنگ دهد.
7. با استفاده از فرمول زیر غلظت Fe+2 را محاسبه کنید:

Fe+2 (oz/gal)= ml*1.489*N

آنالیز Fe کل:

5ml نمونه از وان بردارید.
100 سی سی آب مقطر به نمونه اضافه کنید.
5 گرم فلیک کادمیوم را به مدت 5 دقیقه باهم بجوشانید.
سپس بعد از خنک شدن، محلول را در یک بشر 500 سی سی دکانت (تخلیه) کنید.
باقی مانده کادمیوم را با آب شستشو دهیدو به بشر اضافه کنید.
25 سی سی محلول 20% ZnSO4 و سولفوریک اسید 10% را به آن اضافه کنید.
محلول را با KMNO4 0.1 نرمال تیتر کنید.
تا محلول از بیرنگ به صورتی تغییر رنگ دهد.
با استفاده از فرمول زیر غلظت Fe کل را محاسبه کنید:

کلFe (oz/gal)= ml*1.489*N

Fe+3 (oz/gal)= کلFe- Fe+2

آنالیز H3BO3 :

10mlنمونه از وان بردارید.
25 سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید.
5 گرم مانیتول و برموکرزول ارغوانی به آن اضافه کنید.
محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
تا محلول زرد/سبز از سبز به ارغوانی تغییر رنگ دهد.
با استفاده از فرمول زیر غلظت H3BO3 را محاسبه کنید:

H3BO3(oz/gal)= ‎ml *0.824*N

نکات آنالیز:

- توجه: در فرمولهای فوق پارامترهای ml ,N, M به ترتیب عبارتند از:
- حجم مصرفی تیترانت= ml،
- مولاریته تیترانت= M
- نرمالیته تیترانت= N
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏ml/L‏ عدد بدست آمده را در 7.8125 ضرب نمایید.‏
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏g/L‎‏ عدد بدست آمده را در 7.5 ضرب نمایید.‏
- برای تهیه برموکروزول ارغوانی، 0.4گرم برموکروزول ارغوانی در 1 لیتر آب، 1.0 سی سی NaOH0 نرمال حل کنید.
- برای تهیه محلول 0.1 مولار EDTA 0 گرم،Na2EDTA.2H2O در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه KMnO41 نرمال، 3.2 گرم KMnO4 در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه NaOH 0 نرمال،40 گرم NaOH در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه سولفوریک اسید 10%، 10 سی سی اسید را با 90 سی سی آب مقطر مخلوط کنید.‏
- برای تهیه ‏ZnSO4‎‏ 20%، 20 گرم ‏ZnSO4‎‏ را در 100 سی سی آب مقطر حل کنید.‏
- برای تهیه پدر موراکساید، 2.0 گرم موروکساید را با 198 گرم ‏NaCl‏ خوب مخلوط کنید و تا حالت آردی شدن بسابید.

ترجمه : تحقیق و توسعه جلاپردازان

مراجع و منابع: کتاب متال فنیشینگ 2013 Metal finishing

نیکل واتز

آنالیز وان Ni :

1. 2ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطربه نمونه اضافه کنید.
3. 10 سی سی NH4OH غلیظ به آن اضافه کنید.
4. 0.1 گرم پودر موروکساید به آن اضافه کنید.
5. محلول را با EDTA l 0.1 مولار تیتر کنید.
6. تا محلول از نارنجی به ارغوانی تغییر رنگ دهد.
7. با استفاده از فرمول زیر غلظت Ni را محاسبه کنید:

Ni(oz/gal)= ml *3.914*M

آنالیز NiCl2.6H2O :

1. 1ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید.
3. 1 سی سی محلول K2CrO4 (اگر pH زیر 4 باشد 1 گرم CaCO3 اضافه کنید)
4. محلول را با AgNO3 0.1 نرمال تیتر کنید.
5. تا محلول از قرمز به ؟ تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت NiCl2.6H2O را محاسبه کنید:

NiCl2.6H2O (oz/gal)= ml *0.792*N

آنالیز H3BO3 :

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 25 سی سی آب مقطربه آن اضافه کنید.
3 .5 گرم مانیتول و برموکرزول ارغوانی به آن اضافه کنید.
4. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
5. تا محلول زرد/سبز از سبز به ارغوانی تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت H3BO3 را محاسبه کنید:

H3BO3(oz/gal)= ml *0.824*N

نکات آنالیز:

- توجه: در فرمولهای فوق پارامترهای ml ,N, M به ترتیب عبارتند از:
- حجم مصرفی تیترانت= ml،
- مولاریته تیترانت= M
- نرمالیته تیترانت= N
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏ml/L‏ عدد بدست آمده را در 7.8125 ضرب نمایید.‏
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏g/L‎‏ عدد بدست آمده را در 7.5 ضرب نمایید.‏
- برای تهیه محلول 0.1 مولار EDTA 0 گرم،Na2EDTA.2H2O در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه AgNO31 نرمال ، 17.0 گرم AgNO3 در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه NaOH 0 نرمال،40 گرم NaOH در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه K2CrO4 ، 20 گرم K2CrO4 در 980 سی سی آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه برموکروزول ارغوانی، 0.4گرم برموکروزول ارغوانی در 1 لیتر آب، 1.0 سی سی NaOH0 نرمال حل کنید.
- برای تهیه پدر موراکساید، 2.0 گرم موروکساید را با 198 گرم NaCl خوب مخلوط کنید و تا حالت آردی شدن بسابید.

ترجمه : تحقیق و توسعه جلاپردازان

مراجع و منابع: کتاب متال فنیشینگ 2013 Metal finishing

نیکل فلوبوراتی

آنالیز Ni:

1. 2ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید.
3. 10 سی سی NH4OH غلیظ به آن اضافه کنید.
4. 0.1 گرم پودر موروکساید به آن اضافه کنید.
5. محلول را با EDTA 0.1 مولار تیتر کنید.
6. تا محلول از نارنجی به ارغوانی تغییر رنگ دهد.
7. با استفاده از فرمول زیر غلظت Ni را محاسبه کنید:

Ni(oz/gal)= ml *3.914*M

آنالیز H3BO3 :

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 25 سی سی آب مقطربه آن اضافه کنید.
3. 5 گرم مانیتول و برموکرزول ارغوانی به نمونه اضافه کنید.
4. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
5. تا محلول از سبز به ارغوانی تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت H3BO3 را محاسبه کنید:

H3BO3(oz/gal)= ml *0.824*N

نکات آنالیز:

- توجه: در فرمولهای فوق پارامترهای ml ,N, M به ترتیب عبارتند از:
-  حجم مصرفی تیترانت= ml،
-  مولاریته تیترانت= M
-  نرمالیته تیترانت= N
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏ml/L‏ عدد بدست آمده را در 7.8125 ضرب نمایید.‏
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏g/L‎‏ عدد بدست آمده را در 7.5 ضرب نمایید.‏
- برای تهیه محلول 0.1 مولار EDTA 0 گرم،Na2EDTA.2H2O در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه NaOH 0 نرمال،40 گرم NaOH در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه برموکروزول ارغوانی، 0.4گرم برموکروزول ارغوانی در 1 لیتر آب، 1.0 سی سی NaOH0 نرمال حل کنید.
- برای تهیه پدر موراکساید، 2.0 گرم موروکساید را با 198 گرم ‏NaCl‏ خوب مخلوط کنید و تا حالت آردی شدن بسابید.

ترجمه : تحقیق و توسعه جلاپردازان

مراجع و منابع: کتاب متال فنیشینگ 2013 Metal finishing

آنالیز Zn :

1. 2ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطربه آن اضافه کنید.
3. 10 سی سی بافر با pH 10به نمونه اضافه کنید.
4. سپس پودر EBT و 15 سی سی محلول فرم آلدهید 10% به آن اضافه کنید.
5. محلول را با EDTA 0.1 مولار تیتر کنید.
6. تا محلول از رنگ قرمز به آبی تغییر رنگ دهد.
7. با استفاده از فرمول زیر غلظت Zn را محاسبه کنید:

Zn(oz/gal)= ml*4.358*N

آنالیز Ni :

1. 2ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطربه آن اضافه کنید.
3. 10 سی سی NH4OH غلیظ و پودر موروکساید به نمونه بیفزایید.
4. محلول را با EDTA 0.1 مولار تیتر کنید.
5. تا محلول از نارنجی به ارغوانی تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت Ni را محاسبه کنید:

Ni(oz/gal)= (ml EDTA for Ni-ml EDTA for Zn)*3.914*M

آنالیز NaCN:

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطربه نمونه اضافه کنید.
3. سپس 15 سی سی سولفوریک اسید 20% و شناساگر FAS به آن بیفزایید.
4. محلول را با AgNO3 0.1 نرمال تیتر کنید.
5. تا محلول از قرمز به بیرنگ تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت NaCN را محاسبه کنید:

NaCN(oz/gal)= ml*1.081*N

نکات آنالیز:

- توجه: در فرمولهای فوق پارامترهای ml ,N, M به ترتیب عبارتند از:
- حجم مصرفی تیترانت= ml،
- مولاریته تیترانت= M
- نرمالیته تیترانت= N
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏ml/L‏ عدد بدست آمده را در 7.8125 ضرب نمایید.‏
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏g/L‎‏ عدد بدست آمده را در 7.5 ضرب نمایید.‏
- برای تهیه محلول 0.1 مولار EDTA 0 گرم،Na2EDTA.2H2O در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه AgNO31 نرمال ، 17.0 گرم AgNO3 در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- یرای تهیه بافر با 10= pH ، 350 سی سی NH4OH غلیظ، 54 گرم NH4C1 و 625 سی سی آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه پودر EBT ، 2.0گرم اریوکروم بلک T در 198 گرم NaCl حل کنید.
- برای تهیه FAS، 50 گرم آمونیوم سولفات آهن، 950 سی سی آب،10 سی سی HNO3 غلیظ حل کنید.
- برای تهیه ‏ZnSO4‎‏ 20%، 20 گرم ‏ZnSO4‎‏ را در 100 سی سی آب مقطر حل کنید.‏

ترجمه : تحقیق و توسعه جلاپردازان

مراجع و منابع: کتاب متال فنیشینگ 2013 Metal finishing

آنالیز Ni :

1. 2ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطربه آن اضافه کنید.
3. 10 سی سی NH4OH غلیظ و پودر موروکساید را به نمونه اضافه کنید.
4. محلول را با EDTA 0.1 مولار تیتر کنید.
5. تا محلول از نارنجی به ارغوانی تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت Ni را محاسبه کنید:

Ni(oz/gal)= ml *3.914*M

آنالیز NiBr2 :

1. 5ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و سپس K2CrO4 به آن اضافه کنید.
3. محلول را با AgNO3 0.1 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از قرمز به زرد/سبز تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت NiBr2 را محاسبه کنید:

NiBr2 (oz/gal)= ml *2.914*N

آنالیز NiCl2.6H2O :

1. 20ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و بعد K2CrO4 به نمونه اضافه کنید.
3. محلول را با AgNO3 0.1 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از قرمز به زرد/سبز تغییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت NiCl2.6H2O را محاسبه کنید:

NiCl2.6H2O (oz/gal)= ml *0.792*N

آنالیز H3BO3 :

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 25 سی سی آب مقطربه آن اضافه کنید.
3. 5 گرم مانیتول و برموکرزول ارغوانی به نمونه بیفزایید.
4. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
5. تا محلول از سبز به ارغوانی تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت H3BO3 را محاسبه کنید:

H3BO3(oz/gal)= ml *0.824*N

آنالیز SO4 :

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطر و 5 سی سی HCL 50% ، 25 سی سی Ba(NO3)2 10% مخلوط کنید.
3. محلول را 4 ساعت کنار بگذارید.
4. سپس آن را فیلتر کرده و رسوبات را با آب شستشو دهید
5. در آون 110 درجه سانتی گراد خشک کنید.
6. نمونه را در دسیکاتور خشک کرده و توزین نمایید.
7. با استفاده از فرمول زیر غلظت SO4 را محاسبه کنید:

(SO4 (oz/gal =(وزن رسوب به گرم* 5.488)

نکات آنالیز:

- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏ml/L‏ عدد بدست آمده را در 7.8125 ضرب نمایید.‏
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏g/L‎‏ عدد بدست آمده را در 7.5 ضرب نمایید.‏
- برای تهیه محلول 0.1 مولار EDTA 0 گرم،Na2EDTA.2H2O در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه AgNO31 نرمال ، 17.0 گرم AgNO3 در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه NaOH 0 نرمال،40 گرم NaOH در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه موروکساید، 2.0 گرم موروکساید، 198 گرم NaCl حل کنید.
- برای تهیه K2CrO4 ، 20 گرم K2CrO4 در 980 سی سی آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه برموکروزول ارغوانی، 0.4گرم برموکروزول ارغوانی در 1 لیتر آب، 1.0 سی سی NaOH0 نرمال حل کنید.
- برای تهیه محلول ‏HCl‏ 50%، 50 سی سی ‏HCl‏ را در 50 سی سی آب مقطر حل کنید.‏
- برای تهیه محلول ‏‏10% ‏‏Ba(NO3)2‎، ‏‎10‎‏ گرم ‏‏Ba(NO3)2‎‏ را در 100 سی سی آب مقطر حل کنید.‏

ترجمه : تحقیق و توسعه جلاپردازان

مراجع و منابع: کتاب متال فنیشینگ 2013 Metal finishing

آنالیز Ni :

1. 2ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب مقطربه آن اضافه کنید.
3. 10 سی سی NH4OH غلیظ و پودر موروکساید به نمونه اضافه کنید.
4. محلول را با EDTA 0.1 مولار تیتر کنید.
5. تا محلول از نارنجی به ارغوانی تغییر رنگ دهد.
6. با استفاده از فرمول زیر غلظت Ni را محاسبه کنید:

Ni(oz/gal)= ml *3.914*M

آنالیز HCl:

1. 10ml نمونه از وان بردارید.
2. 100 سی سی آب نقطرو متیل اورانز به آن بیفزایید.
3. محلول را با NaOH 1.0 نرمال تیتر کنید.
4. تا محلول از قرمز به زرد/سبز تعییر رنگ دهد.
5. با استفاده از فرمول زیر غلظت HCl را محاسبه کنید:

HCl 36% (oz/gal)= ml *1.115*N

نکات آنالیز:

- توجه: در فرمولهای فوق پارامترهای ml ,N, M به ترتیب عبارتند از:
- حجم مصرفی تیترانت= ml،
- مولاریته تیترانت= M
- نرمالیته تیترانت= N
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏ml/L‏ عدد بدست آمده را در 7.8125 ضرب نمایید.‏
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏g/L‎‏ عدد بدست آمده را در 7.5 ضرب نمایید.‏
- برای تهیه محلول 0.1 مولار EDTA 0 گرم،Na2EDTA.2H2O در یک لیتر آب مقطرحل کنید.
- برای تهیه NaOH 0 نرمال،40 گرم NaOH در یک لیتر آب مقطرحل کنید.
- برای تهیه موروکساید، 2.0 گرم موروکساید، 198 گرم NaCl حل کنید.
- برای تهیه متیل اورانژ،1.0 گرم متیل اورانژ (نمک سدیمی) در 1 لیتر آب مقطرحل کنید.

ترجمه : تحقیق و توسعه جلاپردازان

مراجع و منابع: کتاب متال فنیشینگ 2013 Metal finishing

آنالیز Sn :

1. 2ml نمونه از وان بردارید
2. 100 سی سی آب مقطررا ب آن اضافه کنید
3. 25 سی سی HCl 50% را به آن اضافه کنید
4. 10 سی سی محلول نشاسته را به نمونه وان اضافه کنید
5. بیکربنات را در طول تیتراسیون اضافه کنید
6. محلول را با KI-KIO3 0.1 نرمال تیتر کنید
7. تا محلول از بیرنگ به آبی تغییر رنگ دهد
8. با استفاده از فرمول زیر غلظت Sn را محاسبه کنید:

Sn (oz/gal)= ml *3.956*N

آنالیز Ni :

1. 2ml نمونه از وان بردارید
2. 100 سی سی آب مقطررا به آن اضافه کنید
3. 1 سی سی آب اکسیژنه 30% را به نمونه وان اضافه کنید
4. به آرامی حرارت دهید تا بجوش آید
5. محلول را خنک کنید
6. 10 سی سی محلول تارتاریک اسید به آن اضافه کنید
7. محلول را با NH4OH غلیظ خنثی کنید تا به یک رنگ آبی برسید
8. 20 سی سی بافر pH 10، 150 سی سی آب و پودر مورکساید را نهایتا اضافه کنید
9. محلول را با EDTA 0.1 مولار تیتر کنید
10. تا محلول از نارنجی به ارغوانی تغییر رنگ دهد
11. با استفاده از فرمول زیر غلظت Ni را محاسبه کنید:

Ni (oz/gal)= ml *3.914*M

آنالیز NH4HF2 :

1. 2ml نمونه از وان بردارید
2. 200 سی سی آب مقطر به آن اضافه کنید
3. چیپس های درحال جوش را به آن اضافه کنید
4. 50 سی سی سود 20%را به ظرف واکنش اضافه کنید
5. فلاسک را به دستگاه تقطیر متصل کنید
6. سپس همراه با تیوب جمع کننده که داخل یک بشر حاوی محلول اشباع H3BO3 فروبرده شده است.محلول را جوشانده تا تنها 20 سی سی محلول باقی بماند
7. بشر را برداشته و متیل اورانز را اضافه کنید
8. محلول را با HCl 1.0 نرمال تیتر کنید
9. تا محلول از رنگ زرد به رنگ قرمز تغییر کند
10. با استفاده از فرمول زیر غلظت NH4HF2 را محاسبه کنید:

NH4HF2 (oz/gal)= ml *0.761*N

نکات آنالیز:

- توجه: در فرمولهای فوق پارامترهای ml ,N, M به ترتیب عبارتند از:
- حجم مصرفی تیترانت= ml،
- مولاریته تیترانت= M
- نرمالیته تیترانت= N
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏ml/L‏ عدد بدست آمده را در 7.8125 ضرب نمایید.‏
- توجه: جهت تبدیل واحد ‏‎(oz/gal)‎‏ به ‏g/L‎‏ عدد بدست آمده را در 7.5 ضرب نمایید.‏
- برای تهیه KI-KIO31 نرمال، 3.6 گرم KIO3، 1.0گرم NaOH، KI 10.0 گرم در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه محلول 0.1 مولار EDTA 0 گرم،Na2EDTA.2H2O در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه HCl0 نرمال، 89 سی سی HCl 36% در یک لیتر آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه محلول تارتاریک اسید ، 150 گرم تارتاریک اسید در 950 سی سی آب مقطر حل کنید.
- یرای تهیه بافر با 10= pH ، 350 سی سی NH4OH غلیظ، 54 گرم NH4C1 و 625 سی سی آب مقطر حل کنید.
- برای تهیه محلول ‏HCl‏ 50%، 50 سی سی ‏HCl‏ را در 50 سی سی آب مقطر حل کنید.‏

ترجمه : تحقیق و توسعه جلاپردازان

مراجع و منابع: کتاب متال فنیشینگ 2013 Metal finishing

دستورالعمل استفاده از پروسه نیکل براق

پروسه نیکل براق لوماکس مک درمید برای ایجاد پوشش نیکل بسیار براق، سفید و نرم بر روی برنج، سرب خشک، آهن و همچنین ABS بوده که از مزایای این فرایند توان پرتاب و پرکنندگی فوق العاده در تمام دانسیته جریان های مختلف می باشد.

این فرآیند مناسب برای محلول های با سولفات بالا بوده که موارد مورد نیاز بدین شرح می باشد:

سولفات نیکل(II) (به انگلیسی: Nickel(II) sulfate) با فرمول شیمیایی NiSO4 یک ترکیب شیمیایی با شناسه پاب‌کم 24586 است. که جرم مولی آن 154.75 g/mol (anhydrous)
262.85 g/mol (hexahydrate) 280.86 g/mol (heptahydrate) می‌باشد. شکل ظاهری این ترکیب، بلورهای جامد زرد و سبز است.

ترکیب شیمیایی

نام‌گذاری اتحادیه بین‌المللی شیمی محض و کاربردی

نام‌گذاری آیوپاک Nickel(II) sulfate
دیگر نام‌ها Nickelous sulfate
شناساگرها
شماره ثبت سی‌ای‌اس	7786-81-4 , (anhydrous) 10101-97-0 (hexahydrate) 10101-98-1 (heptahydrate)
پاب‌کم	24586
کم‌اسپایدر	22989
UNII	4FLT4T3WUN
شمارهٔ ئی‌سی	232-104-9
ChEBI	CHEBI:53001
شمارهٔ آرتی‌ئی‌سی‌اس	QR9600000
جی‌مول-تصاویر سه بعدی	Image 1
SMILES [نمایش]
InChI [نمایش]
خصوصیات
فرمول مولکولی	NiSO4
جرم مولی	154.75 g/mol (anhydrous) 262.85 g/mol (hexahydrate) 280.86 g/mol (heptahydrate)
شکل ظاهری	yellow solid (anhydrous) green-blue crystals (hexahydrate) blue crystals (heptahydrate)
بوی	odorless
چگالی	4.01 g/cm3 (anhydrous) 2.07 g/cm3 (hexahydrate) 1.948 g/cm3 (heptahydratee)
دمای ذوب	> 100 °C (anhydrous) 53 °C (hexahydrate)
دمای جوش	‎840 °C (anhydrous decomp) 100 °C (hexahydrate decomp)
انحلال‌پذیری درآب	65 g/100 mL (20 °C) 77.5 g/100 mL (30 °C) (heptahydrate)
انحلال‌پذیری	anhydrous insoluble in اتانول اتر استون hexahydrate very soluble in اتانول آمونیاک heptahydrate soluble in الکل
اسیدی (pKa)	4.5 (hexahydrate)
ضریب شکست(nD)	1.511 (hexahydrate) 1.467 (heptahydrate)
ساختار
ساختار بلوری	دستگاه بلوری مکعبی (anhydrous) دستگاه بلوری چهارگوشه(hexahydrate) دستگاه بلوری لوزی‌پهلو (hexahydratee)
خطرات
MSDS	External MSDS
شاخص ئی‌یو	028-009-00-5
طبقه‌بندی ئی‌یو	کارسینوژن Muta. Cat. 3 Repr. Cat. 2 Toxic (T) Harmful (Xn) Irritant (Xi) Dangerous for the environment (N)
کدهای ایمنی	R49, R۶۱, R20/22, R۳۸, R42/43, R48/23, R68, R50/53
شماره‌های نگهداری	S53, S45, S60, S61
نقطه اشتعال	Non-flammable
LD50	264 mg/kg
ترکیبات مرتبط
دیگر کاتیون‌ها	کبالت (2) سولفات مس(II) سولفات

 پوشش های کامپوزیتی زمینه فلزی به عنوان مواد پیشرفته مهندسی به حساب آمده که به دلیل خواص منحصر به فرد از جمله سختی بالا، مقاومت به سایش قابل توجه و مقاومت به خوردگی بسیار مناسب اخیراً مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته اند. در این میان پوشش های کامپوزیتی زمینه نیکل تقویت شده با ذرات سرامیکی Al2O3 وSiC به عنوان یکی از پوشش های پرکاربرد صنعتی به عنوان جایگزین مناسبی برای پوشش های کروم سخت به حساب می آیند. با توجه به مقاومت به سایش بالا و ارزان بودن پودر سرامیک، کامپوزیت های Ni-SiC به بیشترین حد بررسی قرار گرفته است برای حفاظت از قطعات اصطکاک تجاری موفق بوده است.

در صنعت، به ویژه در تولید شیرآلات صنعتی در خط انتقال لوله که در آن مقاومت به سایش بسیار اهمیت دارد( محتویات لوله باعث خوردگی و سایش میشود) بنابراین باید پوشش اعمال شده هم مقاوم به خوردگی و هم ضد اصطکاک باشد. پوشش کامپوزیتی نیکل سیلیکون کارباید مطمینا مقاومت به خوردگی و خاصیت ضد اصطکاکی بسیار بالایی دارد و انتخابی درست برای پوشش دهی در این صنایع است. این دو خصوصیت باعث شده جایگزین موثرتری بجای پوشش های دیگر مانند کروم یا کاربید تنگستن باشد.

پوشش کامپوزیتی یک کلاس جدید در پوشش است که عمدتا برای کاربردهای مکانیکی و تریبیولوژیکی استفاده می شود .

خواص ضد خوردگی برای حضور نیکل

خواص ضد سایش و تریبیولوژیکی برا حضور سیلیکون کارباید.

سیلیکون کارباید ترکیبی از کربن و سیلیکون، یکی از مواد دیر گداز است که بصورت خام در طبیعت یافت نمیشود و بصورت مصنوعی ساخته میشود.

ویژگی این پوشش کامپوزیتی:

مقاومت بالا دربرابر خوردگی (سخت تر از کروم سخت) مقاوم در برابر اسید(HCl) تنش پوشش خیلی کم است و ترک خوردگی اتفاق نمی افتد. حتی در ضخامت بالا به خاطر وجود SiC ، قدرت پرتاب بسیار بالا، دوست محیط زیست و در زمان کوتاه ضخامت بالا میدهد بسیار مقرون بصرفه است.

اعمال پوشش کامپوزیتی:

ساخت پوشش کامپوزیت می تواند از طریق رسوب الکتروشیمیایی مواد ماتریس (به عنوان مثال فلز، آلیاژ، نیمه هادی، اکسید، پلیمر) از یک محلول حاوی ذرات معلق به دست آورد: اکسیدها، کاربیدها، نیتریدها، پودر فلز و S.A.به زبان ساده تر فرآیند شامل ذرات سیلیکون کارباید در سایز میکرون، معلق در محلول نیکل متناسب با این فرآیند است.

خدمات جلاپردازان پرشیا:

خدمات جلاپردازان دراعمال این پوشش کامپوزیتی بر سطوح فولادی، چدن و تمامی آلیاژهای آلومینیوم میباشد.

برای مشاهده مقاله در سایت نویسنده لطفا کلیک کنید.

رفع عیوب وانهای نیکل

مرجع: کتاب هند بوک آبکاری 92

گردآوری: علیرضا خلجزاده

رفع عیوب در حمام های آبکاری و محلول آبکاری نیکل

استاندارد ISO 1456 پوشش فلزی- پوشش کامپوزیتی نیکل کروم و مس /نیکل کروم

1- دامنه استاندارد پوشش مس و نیکل کروم
2- مراجع استاندارد
3- اصطلاحات و تعاریف پیرامون پوشش فلزی- پوشش کامپوزیتی نیکل کروم و مس /نیکل کروم
4-اطلاعاتی که باید خریدار خدمات پوشش به ابکار بدهد
..ا4.1. اطلاعات ضروری نظیر روش انجام تست چسبندگی / روش انجام تست خوردگی / طراحی قطعه / نقاط حساس قطعه و ..

5- شماره استاندارد شرایط کاری قطعه: 1 عادی 2 متوسط 3شدید 4 خیلی شدید و 5 فوق العاده شدید
6- تعیین شرایط خدمات

7- خدمات مورد نیاز برای پوشش
8- نمونه ارائه شده

استاندارد ISO 1456 با موضوعپوشش فلزی- پوشش کامپوزیتی نیکل کروم و مس /نیکل کروم جهت اگاهی و استفاده علاقمندان موجود میباشد.

برای دریافت متن کامل استاندارد با شرکت جلاپردازان پرشیا تماس بگیرید.

استاندارد ISO 2361 پوشش کامپوزیتی نیکل روی بسترهای مغناطیسی وغیرمغناطیسی/اندازه گیری ضخامت پوشش

محتوی این استاندارد : 

1- دامنه و زمینه استاندارد
2- مراجع استاندارد
3- متن اصلی استاندارد ISO 2361 پوشش کامپوزیتی نیکل بر روی بسترهای مغناطیسی و غیر مغناطیسی - اندازه گیری ضخامت پوشش - روش مغناطیسی

4- عوامل موثر بر دقت اندازه گیری
5- ابزار کالیبراسیون
6- روش آزمون
7- دقت مورد نیاز در انجام آزمون

استاندارد ISO 2361 پوشش کامپوزیتی نیکل بر روی بسترهای مغناطیسی و غیر مغناطیسی - اندازه گیری ضخامت پوشش - روش مغناطیسی

جهت اگاهی و استفاده علاقمندان موجود میباشد.             

برای دریافت متن کامل استاندارد با ما تماس بگیرید.      65734701 الی 3

سرعت رسوب نیکل واتز(watts) با بازده ی کاتدی 95درصد

آبکاری پالادیم و آلیاژ پالادیم- نیکل ازنگاه متال فینیشینگ2011

(ترجمه ارسالی ویرایش نشده)

پالادیم با سیستم های گوناگونی آبکاری می شود که عموما به عنوان روشهای آمونیاکی، کیلیت شده یا اسیدی توصیف می شود. در این بین تعداد زیادی از روشهای آمونیاکی هستند، که پالادیم به صورت کمپلکس آمین حضور دارد، مانند پالادوزآمین کلرید، Pd(NH3)4 Cl2، یا دی آمینو دی نیتریت، Pd(NH3)2 (NO2)2، که به طور معمول به نام نمک P شناخته می شوند. بعضی فرمولاسیونهای مربوطه در زیر آمده است:

نمک P/ سولفامات

Pd(NH3)2 (NO2)210-20g/L

آمونیوم سولفامات 100 g/ L

آمونیوم هیدروکسید با 7.5-8.5 pH

دما 25-35°C

چگالی جریان 0.1-2.0 A/dm2

آندها پلاتینه شده

پالادوزآمین کلرید

Pd(NH3)4 Cl210-20g/L

آمونیوم کلرید 60-90g/L

آمونیوم هیدروکسید با 8.0-9.5 pH

دما 25-50°C

چگالی جریان 0.1-2.5 A/dm2

لایه نشانی پالادیم به میکرو ترک های ناشی از هم رسوبی هیدروژن خیلی حساس است. به همین دلیل مهم است که آبکاری تحت بازده جریان تا حد ممکن بالا انجام می شود.براقیت ویژه و سیستم سورفکتانت موجود باعث افزایش گستره ی چگالی جریان بالا می شود تا آهنگ لایه نشانی به دست آید.

الکترولیت آمونیاکی منحصرا در دماpHبالاتر باعث لکه دار شدن مس و آلیاژ مس می شود. محلول آبکاری کردن پالادیم به طور اختصاصی توسعه یافته است. در بیشتر موارد محلول آبکاری کردن نیکل کافی ست.

محلول آبکاری پالادیم کی لیت شده شامل پالادیم به فرم کمپلکس آلی فلزی ست. این محلول ها در گستره ی pH 7-5 و تقریبا در همه ی موارد به طور اختصاصی تهیه می شوند. جزئیات لازم ممکن است از تولید کنندگان به دست آید.

محلول اسیدی آبکاری پالادیم برای تهیه لایه ضخیم با تنش بسیار پایین مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم های این چنینی معمولی بر پایه ی کلرید هستند، هم چنین به طور اختصاصی محلول سولفات مشخص شده با سولفیت گزارش شده است. بعضی فرمولاسیونهای مربوط به سیستم های کلرید در زیر آمده است:

کلرید اسید

PdCl250g/L

آمونیوم کلرید30 g/L

هیدروکلریک اسید با pH0.1-0.5

دما 40-50°C

چگالی جریان 0.1-1.0 A/dm2

آندها، پالادیم خالص

لایه های تشکیل شده از سیستم اسید کلرید به سمت نیمه براقهستند. بازده جریان بین% 100-97 است. خود محلول آبکاری به آلودگی مس حساس است که می تواند جایگزین پالادیم شود. آبکاری با چنین محلولی باید با پالادیم یا با طلا زده شود.

آبکاری پالادیم- نیکل

پالادیم به راحتی به فرم آلیاژ با سایر فلزات در می آید و با فرمولاسیون های آلیاژی متعددی آبکاری می شود. مهمترین نوع تجاری آن پالادیم – نیکل است که به صورت آلیاژ همگن و یکنواخت لایه نشانی می شود با ترکیب درصد وزنی پالادیم در گستره ی 90%-30%. شیوه های فعلی برای این آلیاژ تقریبا شامل 85%-75% وزنی پالادیم ست.

فرمولاسیون مناسب برای این آلیاژها در این گستره در زیر آمده است:

Pd(NH3)4 Cl218-28 g/L(فلز پالادیم 8-12g/L)

کلرید آمونیوم 60g/L

کلرید نیکل تغلیظ شده 45-75ml/L ( فلز نیکل 8-12 g/L)

آمونیوم هیدروکسید با pH7.5-9

دما 30-45°C

چگالی جریان 0.1-2.5 A/dm2

آندها پلاتینه شده

آلیاژ پالادیم- نیکل لایه نشانی شده حساسیت کمتری از پالادیم خالص نسبت به ترک خوردن ناشی از کاهش هیدروژن دارد. اما حساسیت بیشتری از پالادیم خالص نسبت به ترک های تنشی ناشی از تغییر شکل دارند. مانند سیستم آبکاری پالادیم خالص افزودنی های مختلفی برای براقیت و کنترل تنش وجود دارد.

آبکاری پلاتین

محلول آبکاری برای لایه نشانی پلاتین به طور عمومی مشابه پالادیم است. هر چند یون های پالادیم در محلول دوظرفیتی هستند در حالی که یون های پلاتین ظرفیت های 2 و 4 را نشان می دهند. یونهای با ظرفیت 2 پلاتین می تواند در آند اکسید شده و ظرفیت 4 را بگیرد به ویژه در محلول های قلیایی. بعضی مواقع کاهش بازده جریان مانند اکسیداسیون می تواند منجر به ترقی می شود، گاهی مواقع نمی شود. به همین دلیل مفید است که قسمت حاوی محلول آبکاری آندی جدا شود.

دی نیتروپلاتینیت سولفات، اسید سولفوریک

برای آبکاری مستقیم پلاتین بر روی تیتانیوم برای تهیه آندها فرمولاسیون دی نتیروپلاتینیت سولفات توسعه یافته است:

H2Pt(NO2)2SO45g/L

سولفوریک اسید با pH2

دما 40°C

چگالی جریان 0.1-1 A/dm2

آندها پلاتین

کلروپلاتینیک اسید

فرمولاسیون اسید جایگزین بر پایه ی کلروپلاتینیک اسید است.

H2PtCl620g/L

هیدروکلریک اسید 300 g/L

دما 65°C

چگالی جریان A/dm20.1-2

آندها پلاتین

کلروپلاتینیک اسید، آمونیاکی

در کلروپلاتینیک اسید یونهای 4 ظرفیتی بیشتر از 2 ظرفیتی هستند، مانند دی نیترو پلاتینیت سولفات. فرمولاسیون آبکاری بر پایه ی کلروپلاتینیک اسید می تواند در pH خنثی تا قلیایی تهیه شود:

H2PtCl610g/L

آمونیوم فسفات 60g/L

آمونیوم هیدروکسید با pH 7.5-9

دما 65-75°C

چگالی جریان 0.1-1 A/dm2

آندها پلاتینه شده

فرمولاسیون قلیایی می تواند به طور مستقیم بدون استفاده از پیش آبکاری برای آلیاژهای پایه نیکل اعمال شود. حمام های اسیدی به پیش آبکاری، ترجیحا طلا، بر روی بیشتر پایه های فلزی نیاز دارند.

آبکاری رودیم

حمام های الکترولیت مختلفی برای آبکاری رودیم پیشنهاد شده است که تنها حمام های موجود برای مقاصد تجاری شامل (1) فسفات برای لایه های خیلی سفید و صیقلی (2) سولفات برای لایه های با درخشندگی معمولی و صنعتی (3) مخلوص فسفات- سولفات برای لایه های تزیینی معمولی.

آبکاری تزیینی

صنایع جواهر سازی و ظروف نقره مصرف کننده های اولیه آبکاری رودیم تا همین اواخر بودند. با اینکه هر دو حمام فسفات و سولفات لایه های سفید براق را حاصل می کنند حمام فسفات برای لحیم ظریف جواهرات ترجیح داده می شود، به خصوص قبل از استفاده از آبکاری نیکل براق. نیکل سرد همیشه لحیم های ظریف را پوشش نمی دهد، و الکترولیت اسیدی به لحیم حمله کرده و آنرا حل می کند. سرب در حمام رودیم لایه های کدر و نازک می دهد و ظاهر نهایی سفید آنرا خراب می کند. فسفریک اسید نسبت به سولفوریک اسید به لحیم حمله ی کمتری می کرد، بنابراین رودیم فسفات ترجیح داده می شود. بعد از زیر سازی با نیکل براق بیشتر صنایع به سولفات تغییر می دهند زیرا می تواند در رودیم تغلیظ شده کمتری به کار انداخته شود. محلول فسفات – سولفات برای به دست آوردن رنگ کمی سفیدتر یا براق تر مورد استفاده قرار می گیرد.

میزان آبکاری رودیم بر روی جواهرات سفارشی 0.000002 تا 0.000005اینچ است که بر اساس ترکیب حمام زیر در مدت 20 ثانیه تا 1 دقیقه در ولتاژ 6 ولت به دست آید.

حمام فسفات رودیم

رودیم به صورت تغلیظ شده با فسفات 2g/L

فسفریک اسید ( با خلوص 85%) 40-80g/L

آندها، پلاتین/ پلاتین اندود شده

دما 40-50°C

سرعت چرخش از صفر تا معمولی

چگالی جریان 2-10 A/dm2

حمام سولفات رودیم

رودیم به صورت تغلیظ شده با سولفات 2 g/L

سولفوریک اسید ( با خلوص 95%) 25-80g/L

آندها، پلاتین/ پلاتین اندود شده

دما °C40-50

سرعت چرخش از صفر تا معمولی

چگالی جریان2-10 A/dm2

حمام فسفات- سولفات رودیم

رودیم به صورت تغلیظ شده با فسفات 2g/L

اسید سولفوریک ( با خلوص 95%) 25-80g/L

آندها، پلاتین/ پلاتین اندود شده

دما 40-50°C

سرعت چرخش از صفر تا معمولی

چگالی جریان 2-10 A/dm2

تانک های حاوی این حمام ها باید از جنس شیشه، پیرکس، پلاستیک یا پلاستیک اندود شده با استیل باشد. اگر از جنس پلاستیک استفاده می شود باید یک یا دوبار با اسید سولفوریک یا اسید فسفریک 5% 24 ساعت قبل از افزودن رودیم شسته شود. در هنگام مخلوط محلول جدید باید از آب مقطر یا آب دیونیزه استفاده شود و اسید باید باد دقت به آب با افزوده شود و قبل از اینکه رودیم تغلیظ شده اضافه شود خوب مخلوط شود. این عوامل از رسوب رودیم جلوگیری می کند.

آبکاری رودیم انجام می شود و بیرون کشیده می شود. به دلیل گرانی رودیم اولین شستشو بعد از آبکاری باید بعد از بیرون کشیدن به صورت ایستا در یک ظرف شیشه ای یا تانک پلاستیکی انجام شود. آب از دست رفته محلول آبکاری باید با این محلول بعد از شستشو جایگزین شود به این ترتیب مقداری از رودیم که شسته شده بود به محلول اصلی بر می گردد. هر چند با این کار هنوز 25-30% از رودیم آبکاری شده از بین می رود. بنابراین رودیم باید با سرعت 5g / 18 تا 20 آمپر ساعت در آبکاری لحظه ای دوباره پر شود. چون شستشوی جواهرات زیاد است سولفوریک یا فسفریک اسید محلول آبکاری باید دوباره با سرعت 5ml/18تا 20 آمپر ساعت پر شود. این سرعت پر شدن میانگین است در صورت امکان باید توسط آنالیزگر چک شود.

نیکل براق به عنوان پایه برای آبکاری رودیم زینتی ترجیح داده می شود زیرا یک پایه براق برای رودیم ایجاد می کند و همچنین از محلول رودیم در برابر حمله بستر های برنج، مس، استیل، سرب یا قلع محافظت می کند. تمام این فلزات بر روی رنگ و لکه دار شدن و مقاومت در برابر خوردگی، همچنین قدرت پوشش دهی محلول رودیم تاثیر منفی میگذارند. نیکل یکی از فلزاتی ست که حداقل تاثیر منفی را روی محلول رودیم دارد. حمام ها می توانند غلظت 1 تا2 g/L را تحمل کنند و پوشش رضایت بخشی ارائه دهند. روش رضایت بخشی برای خالص سازی محلول آبکاری رودیم آلوده شده وجود ندارد.

آبکاری ظروف تزئینی

معمولا میزان پرداخت آبکاری ظروف تزئینی 0.000003 تا 0.000005 اینچ است. حمام رودیم – سولفات مختلفی برای این کار استفاده می شود. لازم است که غلظت فلز کاهش و غلظت اسید افزایش یابد تا از لحاظ زیست محیطی مناسب باشد و لایه نشانی رضایت بخش شود. قسمتهای مختلف ظرف لازم است که کاملا به آهستگی آبکاری شود و تمام قسمتها در معرض محلول آبکاری قرار گیرند. ضمانت می شود که تمام قسمتها با ضخامت مشابه تا قبل از رسیدن به ضخامت0.000005اینچ لایه نشانی شوند. کاهش سرعت آبکاری توسط کاهش چگالی جریان ( یا ولتاژ) توصیه نمی شود زیرا ممکن است باعث عدم پیوستگی لایه نشانی بر روی پایه نیکل براق شود. بنابراین سرعت آبکاری بهتر است با کاهش بازده جریان کاتدها از طریق افزایش غلظت اسید و کاهش غلظت رودیم کاهش یابد. فرمولاسیون نوعی برای آبکاری ظروف زینتی طبق زیر پیشنهاد می شود:

رودیم به صورت تغلیظ شده با سولفات 1g/L

اسید سولفوریک ( با خلوص 95%) 80g/L

آندها، پلاتین / پلاتین اندود شده

دما 45-50°C

چگالی جریان 0.5-2 A/dm2

آبکاری الکتریکی/ صنعتی رودیم

پدیدار شدن صنعت الکتریکی در سال 1950 و 1960 استفاده های قابل ملاحظه ای از آبکاری الکتریکی رودیم را برای مقاصد مختلف به وجود آورد، اما به طور ویژه برای اتصالات کشویی و چرخشی، سوییچ های مدارهای چاپی و جابجاگرها، و سوییچ های فرکانس بالا و لوازم جانبی مورد استفاده قرار می گرفت.

تجهیزات زیادی برای آبکاری 0.00002 تا 0.0002 اینچ بر روی نیکل یا گهگاه نقره وجود دارد. آبکاری با محلول زیر انجام می شود:

فلز رودیم به صورت سولفات، تغلیظ شده 5g/L

سولفوریک اسید ( با خلوص 95%) 25-50ml/L

آندها، پلاتین/ پلاتین اندود شده

دما 45-50°C

چگالی جریان 1-3 A/dm2

بازده جریان با چرخش محلول 70-90%و بدون چرخش 50-60%

به بخش قبل تحت عنوان آبکاری تزئینی برای دستیابی به دستورالعمل برای آبکاری بشکه قبل از استفاده توجه شود. ترجیح بر این است برای جلوگیری از گرم شدن موضعی محلول از طریق غوطه وری هیتر یا المنت از آبگرمکن پوششی استفاده می شود. افزایش دما بالای 160 درجه فارنهایت حتی به مدت کوتاه باعث تغییرات شیمیایی محلول می شود که می تواند باعث افزایش دائمی تنش پوشش شود. این تنش می تواند باقی بماند حتی اگر دمای حمام به گستره ی درست خود برگردانده شود.

به دلیل گران بودن محلول توصیه می شود از غلظت تا حد ممکن پایین رودیم برای به دست آوردن ضخامت آبکاری و پرداخت مورد نظر استفاده شود. اگر آبکاری 0.0002 اینچ یا بالاتر است لازم است که غلظت رودیم بین 7 تا g/L10 باشد.

دوباره پر کردن محلول بر پایه ی آمپر ساعت آبکاری و بازده جریان کاتدی ست. البته بهترین تشخیص بر عهده آنالیزگر است هر چند به طور تقریبی پر کردن مجدد 5g رودیم برای هر 5 تا 10آمپر ساعت آبکاری است. مقادیر واقعی بستگی به ضخامت میانگین آبکاری در چگالی جریان مورد استفاده دارد.

بازده جریان کاتدی حتی در هنگام چرخش محلول کاملا پایین است و حباب های هیدروژن تمایل دارند بچسبند و عیوب را بر جای بگذارد. این تاثیر می تواند از طریق افزایش 1% محلول لوریل سولفات سدیم به حمام کاهش یابد. سرعت افزایش باید 1 تا 5ml از محلول 1% در هر گالن حمام آبکاری باشد.

آبکاری بشکه های صنعتی

نه تنها به دلیل گرانی رودیم بلکه به دلیل سختی زیاد بیرون کشیدن بشکه های آبکاری شده پیشنهاد می شود که از غلظت پایین فلز استفاده شود. پوشش دهی در گستره ی یک میلیون اینچی می تواند با مقدار کم 1g/L رودیم انجام شود. برای لایه های ضخیم تر باید از غلظت های به نسبت بالاتر استفاده شود. لایه های با ضخامت 0.0002 اینچ با غلظت 2 1/2g/L به دست می آید،0.00005 اینچی با غلظت کمتر از31/2g/L، 0.0001 اینچی با غلظت کمتر از 4g/L، و لایه های با ضخامت 0.0002 اینچی با غلظت بالای 5 g/L. اگر حفره ها در بشکه خیلی کوچک است و قسمتها دارای مساحت سطح زیادی هستند، لازم است که از غلظت بالاتری استفاده شود.

به هر حال فرمولاسیون برای آبکاری بشکه ها مشابه است:

فلز رودیم به صورت تغلیظ شده با سولفات 2.5-5g/L

اسید سولفوریک 20m/L

آندها، پلاتین/ پلاتین اندود شده

بشکه ها به صورت افقی و غوطه ور

دما 45-50°C

چگالی جریان 0.5-2 A/dm2

مراقبت های محلول رودیم

آلودگی محلول رودیم عامل بیشتر مشکلات آبکاری رودیم است. اصلی ترین آلاینده ها عبارتند از (1) آلاینده های آلی (2)نمکهای پایه رودیم (3) کمپلکس های رودیم (4) غیر آلی مانند آهن، سرب/ قلع، مس، طلا/ نقره، و نیکل.

بیشترین آلودگی های عمومی مواد آلی مانند خاک، گرد و غبار، چسب نوارهای پوششی، رنگهای متوقف کننده و مواد مدار خارجی، مواد آلی ناشی از شستشوی نادرست مخزن پلاستیکی ست. این مواد به راحتی توسط سیستم بسته کربنی از بین می رود. کربن مورد استفاده باید کمترین مقدار را در محلول اسیدی باقی مانده داشته باشد. مهم است که از فیلتر دارای جدار سیلیسی استفاده نشود. اگرتمیز کردن کربنی به تنهایی کافی نباشدراه حل دوم تمیز کردن باکربن طراحی شده برای حذف زنجیرهای بسیارکوتاه از مولکولهای آلی ممکن است لازم باشد. راه حل کربنی به راحتی تنش شکنندگی و پوسته شدن لایه را از بین می برد. همچنین این روش می تواند برای از بین بردن لکه های ناشی از انگشت یا لکه های لایه نشانی استفاده شود.

نمکهای پایه رودیم از یک محلول رودیم رسوب می کند و اگر pH حمام بالای 2 برود می تواند آلاینده باشد. اسیدیته محلول باید کنترل شود و هرگز نباید به زیر 25ml/L برود. اگر آبکاری به صورت نرمال در چگالی جریان 25A/ft2 انجام شود اسیدیته باید بالا نگه داشته شود. میزان اسید سولفوریک در حداقل میزان 50ml/L عموما رضایتبخش است. فسفریک اسید برای حمام های آبکاری صنعتی پیشنهاد نمی شود.

آلودگی و افزایش تنش توسط کمپلکسهای ناخواسته رودیم ، همانطور که اشاره شد، اگر محلول بیش از حد گرم شود می تواند اتفاق بیفتد. محلولهای رودیم به طور غیر مستقیم گرم شوند و به صورت ترمواستاتیک کنترل شود.

آلودگی های غیر آلی معمولا توسط فلزات پایه یا آبکاری پایه ایجاد می شود. الکترولیت اسید سولفوریک گرم خیلی خورنده است، و در هنگام کار نباید اجازه داده شود که بدون جریان داشتن با مخزن در تماس باشد. ترجیحا در هنگام کارقبل از اینکه وارد مخزن رودیم شود باید به قطب منفی منبع تغذیه متصل شود. گاهیاوقاتبهیکنوارکاتدیمعلق یا،درموردآبکاریبشکه،گیرهباتریکاتدیوسیمبرای اتصال به بشکه،قبل از اینکه درون مخزن فرو برده شود، نیاز است.

مس، آهن، قلع، و مس، با وجود نشان دادن تاثیر براقیت مختصر در گستره قسمت در میلیون، می توانتد باعث ایجاد تنش های زیادی در لایه های ضخیم رودیم شوند. این فلزات حتی می توانند باعث لکه دار شدن و کدری و کنده شدن آبکاری می شوند.

بیشتر ناخالصی های فلزی، به صورت تئوری، می توانند از محلول رودیم توسط پتاسیم فروسیانید رسوب داده شوند. هر چند در عمل این روش خیلی سخت، زمان بر است و زیاد موفق نیست به خصوص با محلول های که برای آبکاری لایه های ضخیم استفاده می شوند. بهترین روش پیشگیری از آلودگی های فلزی ست.

پارامترهای مهم در کاهش تنش و شکنندگی لایه های رودیم عبارتند از:

افزایش غلظت فلز رودیم
افزایش غلظت سولفوریک اسید
افزایش دما
کربن درمانی حمام
کاهش آلودگی های غیر آلی

حمام های ویژه رودیم با تنش کم موجود است که حاوی میزان بسیار کم سلنیم و ایندیم است. همچنین تنش و ترک های همراه تنش تقریبا به طور کامل از بین می رود، حمامها شبیه حمامهای سولفات مرسوم تهیه می شوند.

مترجم : مهندس اکرم معصومی

آبکاری نیکل دراصل نشاندن لایه ای از نیکل روی یک جسم  می باشد.این فرایند شامل حل شدن یک الکترود ( آند )وته نشین شدن نیکل فلزی بر روی الکترود دیگر ( کاتد ) می باشد.در این روش جریان مستقیم بین ( آند ) مثبت و(  کاتد ) منفی  اعمال می شود. هدایت الکتریکی بین الکترودها توسط یک محلول ابی از نمک نیکل ایجاد می گردد.
زمانی که نمک نیکل در آب حل شود نیکل در محلول بصورت یون دوظرفیتی موجود می باشد )یون با بار مثبت + Ni2) .زمانی که جریان برقرار می شود یونهای نیکل 2ظرفیتی با دو الکترون واکنش می دهند و به نیکل فلزی 0 Ni در کاتد تبدیل می شوند.عکس این فرایند درآند رخ میدهد و نیکل فلزی بصورت یون دو ظرفیتی حل می شود.

واکنش الکتروشیمیایی در ساده ترین فرم بصورت زیر می باشد:

- Ni0

چون یون های نیکلی که در کاتد تخلیه بار میشوند توسط یون های نیکل در آند جایگزین می شوند فرآیند آبکاری نیکل می تواند برای دوره زمان طولانی بدون توقف ادامه پیدا کند.

محاسبه ضخامت نیکل

میزان نیکلی که در کاتد نشانده شده است توسط حاصل ضرب جریان بر حسب آمپر و زمان بر حسب ساعت تعیین می گردد.تحت شرایط ایده آل ،شار جریان 2.62 A برای یک ساعت می تواند 2.62 گرم نیکل را ته نشین کند) 560.1 g/A-hr (. اگر مساحت منطقه آبکاری شده مشخص شده باشد میانگین ضخامت نیکل ترسیب شده قابل محاسبه میباشد.برای مثال اگر 2.62 گرم نیکل بر روی 5 ft2 رسوب داده شود ضخامت لایه رسوب داده شده 060052 اینچ میباشد.)ضخامت برابر است با وزن نیکل تقسیم برحاصل ضرب مساحت در دانسیته نیکل.استفاده از ثابت واحدها مهم است.دانسیته نیکل 06322 lb/in3 است.( چون در صد کوچکی از جریان درکاتد صرف تخلیه بار یونهای هیدروژن میشود راندمان ته نشین شدن رسوب نیکل کمتر از صد در صد میباشد.این حقیقت در مورد محاسبه وزن و ضخامت نیکل ترسیب شده باید بر جسم مورد نظرباید موردتوجه قرار گیرد. جدول 5 شامل اطلاعاتی درمورد رسوب نیکل بر پایه کاتدی با راندمان 61 ..درصد میباشد.جدول شامل ضخامت رسوب ،وزن بر واحد مساحت،دانسیته جریان ، ومدت زمان آبکاری میباشد. برخی از فاکتور های مورد نیاز در انجام محاسبات آبکاری نیکل در جدول 2 داده شده است.

راندمان اند معمولا صد در صد است. زیرا راندمان آند از راندمان کاتد به چند دلیل بیشتر است،یون های نیکل انباشته شده ودر نتیجه PH ظرف مورد استفاده افزایش می یابد.خارج کردن محلول نیکل آبکاری شده ممکن است سبب رفع نیکل های فلزی ساخته شده در محلول شود،اما گاهی اوقات لازم است درصدی از محلول از ظرف آبکاری برداشته شده و توسط محلول اصلی جایگزین شود. pH محلول معمولا توسط افزایش اسید کنترل میشود.

توزیع فلزی

مطلوب است که لایه ای با ضخامت یکسان از نیکل بر روی سطوح برای رسیدن به سطحی یکسان دست پیدا کنیم که این نیازمند کمترین مقدار ضخامت در پوشانندگی سطح در نقطه ای خاص از سطح می باشد.مقدار فلز رسوب کرده بر روی سطح مورد نظر آبکاری متناسب با جریانی است که به سطح می رسد.مناطق فرو رفته سطح مقدار کمتری از جریان را دریافت میکنند.دانسیته جریان وبالطبع سرعت نشست فلز در مناطق فرو رفته نسبت به سطح جسم کمتر میباشد.پوشش سطح با ترسیب الکتریکی در مناطق فرورفته نازک و در مناطق برجسته ضخیم میباشد.

ضخامت رسوب در کاتد وتوزیع پوشش را می توان توسط طبقه بندی وقرار دادن اجزا در محلول وبا استفادهاز حفاظ واندهای کمکی بدست اورد.اجزای کار را میتوان برای بدست آوردن کمترین مشکلات طراحی کرد.ممکن است در یک قطعه خاص به ضخامت بیشتری از میزان معمول نیکل رسوب داده شده نیاز پیدا شود .

برای مشاهده کامل متن در سایت نویسنده کلیک کنید.

 تیم تحقیق و توسعه شرکت جلاپردازان پرشیا 95.06.10

چکيده

خصوصیت مهم پوشش های آلیاژی کروم -نیکل مقاومت خوردگی مناسب د رمحیط های شیمیایی مختلف همراه با خواص مکانیکی مطلوب می باشد. به منظور بهینه کردن خواص خوردگی این پوشش ها لازم است شرایط فرایند آبکاری الکتریکی د رراستای ایجاد ترکیب شیمیایی مورد نظر ، مورد بررسی قرار گیرد. د راین پژوهش ابتدا به انتخاب ترکیب حمام آبکاری پرداخته شد و پس از تعیین ترکیب بهینه حمام آبکاری، اثر پارامترهای فرایند آبکاری شامل دانسیته جریان ، دما ، تلاطم، و فاصله بین آند و کاتد بر ترکیب شیمیایی و ظاهر پوشش مورد بررسی قرار گرفتند. در نهات ترسیب الیاژی نیکل - روی در محیط اسیدی انجام گرفت. این پوشش به پسیواسیون کروماته خیلی خوب جواب داده وبراحتی توانستیم کروماته زرد، سفید ومشکی را بدست بیاوریم.با توجه به اینکه پوشش های الیاژی نسبت به پسیو کردن بسیار حساس میباشند این نکته را میتوان از مزایای این محلول دانست.

هدف

پوشش دهي الکتريکي فلز روي به عنوان يکي از روش هاي پوشش دهي فلز روي بر قطعات فولادي در کنار روش هاي ديگر، نظير گالوانيزه غوطه وري گرم، سال هاست که شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته است. برخي محدوديت ها در خواص و عملکرد اين پوشش ها نظير مقاومت خوردگي، سختي، انعطاف پذيري و مقاومت در برابر محيط هاي شيميائي خاص باعث معرفي و بکارگيري آلياژهاي روي، بويژه با عناصر فلزي نظير آهن، کبالت و نيکل پيش شده است. توسعه فناوري و حيطه استفاده از اين نوع پوشش هاي آلياژي همواره رو به گسترش بوده است. امروزه از اين نوع پوشش ها بطور وسيعي در صنعت ساخت قطعات خودرو و اتصالات استفاده مي شود و بدين ترتيب دست يابي به مقاومت خوردگي بيشتر، سختي و انعطاف پذيري بالاتر و حفظ مقاومت خوردگي حتي پس از عمليات حرارتي و عمليات شکل دهي و نيز شفافيت بهتر و کيفيت و شکل ظاهري مطلوب، همراه با انواع پوشش هاي تکميلي کروماته در قالب پوشش هاي آلياژي روي – نيکل، روي – کبالت و روي – آهن ميسر شده است. پوشش روی نیکل نسبت به گالوانیزه روی خالص، حفاظت در برابر خوردگی بهتری را ایجاد می کند.از آنجا که حفاظت در برابر خوردگی این نوع از پوشش حتی پس از عملیات حرارتی نیز بسیار پایدار است، لذا برای پوشش دهی قطعاتی که در محفظه موتور و تحت حرارت قرار میگیرند کاربرد دارد.مقاومت به سایش بالای این پوشش آن را برای استفاده در قسمت زیر اتومبیل مناسب می سازد. به این دلایل، پوشش آلیاژی روی-نیکل به طور فزاینده ای در صنعت خودرو مورد نیاز است. در نهات ترسیب الیاژی نیکل - روی در محیط اسیدی انجام گرفت. این پوشش به پسیواسیون کروماته خیلی خوب جواب داده وبراحتی توانستیم کروماته زرد، سفید ومشکی را بدست بیاوریم.با توجه به اینکه پوشش های الیاژی نسبت به پسیو کردن بسیار حساس میباشند این نکته را میتوان از مزایای این محلول دانست.

مقدمه

پوشش فلز روي (Zn) براي محافظت فولاد از چند راه مورد استفاده قرار مي‌گيرد:

بوسيله تجهيزات الکتريکي ـ شيميايي: پوشش‌دهي الکتريکي
از يک حمام فلزي مذاب: گالوانيزه غوطه‌وري گرم (Hot dip galvanizing)
از پاشش يک فلز مذاب : فلز پاشي
در شکل پودري: پوشش مکانيکي
در قالب پوشش گرد رنگ: رنگ پاشي

پوشش روي در قطعات خودرو عمدتا به صورت گزينه اول يعني پوشش‌دهي الکتريکي انجام مي‌شود. روي توسط مکانيسم فداشوندگي (Scarification) بدليل داشتن تمايل شيميايي بيشتر به ترکيب با اکسيژن، اکسيد شده و با رسوب محصولات خوردگي ناشي از خوردگي روي، از ادامه خوردگي فولاد جلوگيري بعمل مي‌آورد.

در دهه‌هاي گذشته کادميم نقش روي را ايفا مي‌کرد و پوشش کادميم بطور وسيعي در صنايع مورد بهره‌برداري بود. اما بدليل بارز شدن مشکلات مربوط به آلودگي و سمي بودن کادميم، بتدريج پوشش روي خالص جايگزين کادميم گرديد و به عنوان يک عمليات رايج صنعتي در پوشش دادن قطعات متعدد صنعتي و نظامي بکار گرفته شد. دو نکته در مورد فرآيند پوشش‌دهي الکتريکي روي خالص براي قطعات فولادي وجود دارد:

در مورد پوشش‌دهي قطعات فولادي با استحکام بالا بدليل جذب هيدروژن از حمام آبکاري و بروز پديده تردي هيدرون (Hydrogen embitterment)، لازم است همواره عمليات هيدروژن‌زدائي صورت گيرد.
براي افزايش خاصيت مقاومت به خوردگي پوشش و امکان دسترسي به ظاهر زيباتر و متنوع، معمولا از يک پوشش تکميلي مانند کروماته يا فسفاته بعد از عمليات پوشش‌دهي استفاده مي‌شود.

پوشش‌هاي آلياژي روي

پوشش‌هاي آلياژي روي (Zinc alloy coatings) بجاي روي خالص، از دهه ۱۹۸۰ ميلادي در ژاپن و اروپا بکار گرفته شد و در دهه اخير نيز در آمريکا مورد توجه قرار گرفت. دلايل عمده روآوري به اين پوشش‌ها عبارتست از:

دست‌يابي به حد بيشتر مقاومت خوردگي پوشش همزمان با کاهش ضخامت آن
تثبت يک جايگزين مناسب براي پوشش سمي کادميم

گرچه در مقايسه با روي خالص، کنترل ترکيب حمام آبکاري در پوشش‌دهي آلياژهاي روي حساس‌تر است و بدليل استفاده از عناصر آلياژي هزينه بيشتري دارد اما افزايش مقاومت خوردگي در عين کاهش ضخامت پوشش و در نتيجه افزايش عمر و بهبود عملکرد پوشش، هزينه‌ها را جبران مي‌سازد. توسعه صنايع خودروسازي، الکترونيک و هوا ـ فضا از عواملي بود که گسترش کاربرد پوشش‌هاي آلياژي روي را باعث گشت. امروزه حمام‌هاي آلياژي روي نه تنها حفاظت خوردگي بهتري را بدست مي‌دهند بلکه سبب افزايش انعطاف‌پذيري، سختي و روانکاوي پوشش نيز مي‌شوند. پوشش فداشونده‌اي که از آلياژهاي روي بدست مي‌آيد محصول خوردگي با حجم کمتري نسبت به روي خالص توليد مي‌کند.

اساس فرآيند پوشش‌دهي آلياژي روي توانائي در پوشش‌دهي همزمان دو فلز است که با تغيير غلظت يوني فلزات و در نتيجه تغيير اکتيويته آنها ميسر مي‌شود. اگر پتانسيل احياء دو فلز مورد نظر به هم نزديک باشد با تنظيم عواملي همچون شدت جريان، دما، PH و غلظت يون‌هاي فلزي مي‌توان عمليات را انجام داد. استفاده از عوامل کمپلکس‌ساز (Complexer) نظير سيانيدها، سولفاميدها، هيدروکسيدها و مواد آلي ديگر که مي‌تواند با اضافه شدن به محلول حمام آبکاري، تجزيه شده و با ترکيب شدن با يون فلزي، يون‌هاي پيچيده توليد کند راه مطلوبي در اين زمينه است.

انواع پوشش‌هاي آلياژي روي

آلياژ روي ـ سيکل: Zn/Ni
آلياژ روي ـ آهن: ‌Zn/Fe
آلياژ روي ـ کبالت: Zn/Co
آلياژ قلع ـ روي: Sn/Zn

انتخاب نوع پوشش آلياژي به الزامات عملکردي قطعه و انتظاراتي که از پوشش مورد نظر وجود دارد برمي‌گردد. آلياژ کردن روي عموما با فلزات گروه هشتم جدول تناوبي يعني آهن، کبالت و نيکل صورت مي‌گيرد که نجيب‌تر از فلز روي هستند و بنابراين با آلياژ شدن با فلز روي، سرعت خوردگي آلياژ نسبت به روي خالص کمتر مي‌شود و حفاظت خوردگي بهتري فراهم مي‌آيد. البته در هر قطعه داراي پوشش، سرعت واقعي خوردگي به ترکيب آلياژ، يکنواختي رسوب، محيط کارکرد قطعه، نوع پوشش تبديلي و ماده پايه پوشش بستگي دارد.

عمده‌ترين مورد استفاده پوشش‌هاي آلياژ روي که با روش پوشش‌دهي الکتريکي بکار مي‌رود و به آن گالوانيزه سرد نيز گفته مي‌شود قطعات خودرو است. ۲۰ تا ۳۰ درصد بقيه کارکرد مربوط به صنعت هوا ـ فضا و الکترونيک است.

پوشش آلياژي روي ـ نيکل

اين پوشش‌ها سابقه بسيار بيشتري نسبت به بقيه پوشش‌هاي آلياژي روي دارند، علاوه بر آنکه از لحاظ مقاومت خوردگي نيز درصدر پوشش‌هاي آلياژي روي هستند. از ويژگي‌هاي مهم اين نوع پوشش خاصيت شکل‌پذيري (Formability) قطعه فولادي پوشش داده شده است؛ يعني پس از عمليات حرارتي و انجام عمليات شکل‌دهي، مقاومت خوردگي قطعه تا حد بسيار خوبي حفظ مي‌شود، به همين دليل در پوشش‌دهي قطعاتي مانند اتصالات پيچ و مهره، قطعات سيستم ترمز و سيستم سوخت‌رساني بکار مي‌رود. سختي 300 ـ 250 ويکرزي پوشش باعث پديد آمدن مقاومت به سايش بسيار خوب در قطعه مي‌شود. مقاومت در برابر گرما، نور ماوراء بنفش و سيالات هيدروليکي و سوخت‌ها از جمله ويژگي‌هاي ديگر اين نوع پوشش‌هاست. به همين دليل در قطعات زير کاپوت (under-the-hood) خودرو که در معرض گرما هستند کاربرد وسيعي دارند. کاربرد پوشش‌هاي آلياژي روي ـ نيکل در صنعت اتصالات و پيچ و مهره و قطعات رزوه‌دار نيز رو به توسعه است. با توجه به اينکه اين پوشش‌ها در تماس با آلومينيوم، خوردگي گالوانيکي از خود نشان نمي‌دهد، در صنايعي که شامل بدنه‌هاي آلومينيومي است کاربرد زيادي دارند. از لحاظ قيمتي، پوشش‌هاي آلياژي روي ـ نيکل گرانترين پوشش‌هاي آلياژي روي به شمار مي‌آيند. پوشش‌هاي آلياژي روي ـ نيکل، هم از حمام‌هاي قيليائي و هم حمام‌هاي اسيدي پوشش داده مي‌شوند که ترکيبات و خواص متفاوت پوشش را پديد مي‌آورند. براي افزايش مقاومت به خوردگي پوشش، افزايش قدرت چسبندگي رنگ يا ساير پوشش‌هاي آلي، افزايش خاصيت روانکاري و پديد آمدن ظاهري خوشايند و متنوع از پوشش‌هاي تبديلي نظير کروماته، در انواع رنگ‌هاي مختلف زرد، روشن، برنزي، قوس و قزحي و مشکي استفاده مي‌شود.

از مزایای دیگر این فرایند :

ایجاد پوشش یکنواخت آلیاژی روی نیکل با درصد نیکل 15-10 %

عدم خوردگی گالوانیزه هنگام مونتاژ شدن با آلومینیوم.
مقاومت بیشتر در برابر تنشهای حرارتی.

مناسب برای قطعات با ژئومتری پیچیده.

حمام مورد نیاز برای ترسیب الیاژی نیکل -روی دو دسته موجود می باشد:

1-حمام های قلیایی

2-حمام های اسیدی

حمام‌هاي قليائي پوشش روي ـ نيکل

رسوب حاصل از پوشش بدست آمده از حمام‌هاي قليائي روي ـ نيکل حاوي کمتر از ۱۰ درصد نيکل (۹ـ۶ درصد) است. فرمولاسيون اين حمام‌ها هرگز قادر به توليد آلياژهاي روي با نيکل بيشتر از ۱۲ درصد نيست. بازده پوشش‌دهي حمام قليايي ۴۰ـ۲۰ درصد است. سرعت پوشش‌دهي در اين حمام‌ها کمتر است اما ترکيب يکنواخت‌تري از پوشش بدست مي‌آيد. در اين حمام‌ها الکتروليت اصلي سود سوزآور (Caustic soda) شامل محلول زينکات Na2Zn(OH)4 است. از عوامل کمپلکس‌ساز و از همه بهتر آمين‌هاي آليفاتيک استفاده مي‌شود. همين امر باعث کاهش بازده الکتريسيته و در نتيحه کاهش سرعت رسوب‌گذاري مي‌شود. همزدن محلول نيز ضخامت لايه نفوذي را کاهش مي‌دهد. هر چه دما بيشتر باشد، بدليل نازک‌تر شدن لايه نفوذي، رسوب فلز غيرفعال‌تر بيشتر مي‌شود. اين امر باعث افزايش سرعت جوانه‌زني و ريزتر شدن دانه‌بندي مي‌شود. گرچه افزايش سرعت رسوب‌گذاري احتمال بروز ناصافي در سطح را بيشتر مي‌کند. دماي مطلوب پوشش‌دهي در اين حمام‌ها ۲۹ درجه سانتيگراد است. هر چه دما بيشتر باشد پوشش تيره‌تر و هر چه دما کمتر باشد رسوب نازک شيري رنگ مي‌شود. مقدار روي در اين حمام‌ها 12 ـ5/7 گرم در هر ليتر الکتروليت است.

حمام‌هاي اسيدي پوشش روي ـ نيکل

رسوب حاصل از پوشش بدست آمده از حمام‌هاي اسيدي روي ـ نيکل حاوي ۱۵ـ۱۰ درصد نيکل و بقيه فلز روي است. با افزايش مقدار نيکل تا ۱۸ درصد مقاومت خوردگي نيز افزايش مي‌يابد اما اگر مقدار نيکل بيشتر شود غيرفعال شدن (passivation)، سطح بيشتر مي‌شود و خواص فداشوندگي و حفاظت خوردگي رو به نزول مي‌رود. بعلاوه هنگامي که مقدار نيکل زياد مي‌شود غيرفعال‌سازي پوشش کروماته مشکل و حتي غيرممکن مي‌شود و کاهش مقاومت خوردگي را در پي دارد. حمام‌هاي اسيدي حاوي سولفات و کلرايد هستند و عوامل کمپلکس‌سازي نظير کلريد آمونيم نيز مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در روش‌هاي سنتي و قديمي، از آندهاي مجزاي روي و نيکل استفاده مي‌شود که به يکسوکننده‌هاي (rectifier) مجزا متصل هستند. در فناوري‌هاي جديد از يک يکسوکننده و آندهاي روي استفاده مي‌شود در حالي که نيکل به شکل يک افزودني به حمام اضافه مي‌شود.

متد کار

برای دست یابی به این ترسیب الیاژی محلول های متفاوتی بکار گرفته شد .نکته حائز اهمیت این بود که پوشش حاصله دارای رنگ ظاهری و بافت مناسب باشد .بنابراین علاوه بر اینکه به دنبال ترکیب مناسب برای حمام باشیم بدنبال راهکاری بودیم تا بتوانیم راحت ترین شرایط اعمال را داشته باشیم .در نهایت حمام بکار گرفته شده در این کار در دسته حمام های اسیدی بوده و پی اچ این محلول در حدود 3 میاشد.این فرایند در دمای محیط صورت میگیرد.این محلول حاوی نمک های روی و نیکل وهمچنین عامل کمپلکس دهنده می باشد.کنترل پی اچ این وان رانیز میتوان توسط اسید سولفوریک انجام داد.نکته مهم در ترسیب پوشش های الیاژی میزان گرم از هر نوع فلز میباشد.با مطالعات انجام شده نهایتا به نسبت مورد نظردست یافتیم.

مانند هر فرایند ترسیبی اماده سازی قطعه قبل ازاعمال فرایند بسیار مهم میباشد .این پوشش مانند پوشش گالوانیزه به مراحل چربیگیری و اسید شویی بسیار حساس میباشد بنابراین مراحل انجام فرایند را میتوان بدین گونه طراحی نمود:

1-چربیگیری

2-اسیدشویی

3-ترسیب الکتریکی

4-پسیواسیون

که پس از انجام هر مرحله قطعه شستشو داده میشود.

از نکات مورد توجه این بود که پس از ترسیب بتوان از محلول های پسیو کننده معمول جهت پسیواسیون این پوشش استفاده کرد. این پوشش به پسیواسیون کروماته خیلی خوب جواب داده وبراحتی توانستیم کروماته زرد، سفید ومشکی را بدست بیاوریم.با توجه به اینکه پوشش های الیاژی نسبت به پسیو کردن بسیار حساس میباشند این نکته را میتوان از مزایای این محلول دانست.محلول های پسیواسیون مورد استفاده حاوی یون کروم میباشند که متناسب با رنگ محصول مورد نظرمیتوان از نمک فلزات واسطه استفاده کرد.این ترکیبات قادرند پوششی یکنواخت با محافظت بالا در برابر خوردگی از خود نشان دهند.از دیگر مزایای این نمک های مورد استفاده در محلول پسیو کننده طراحی شده پایداری بالا ومقاومت در برابر تجزیه شدن میباشد.

نتیجه گیری

حمام بدست امده برای ترسیب الیاژی روی -نیکل اسیدی بوده ودر دمای محیط اعمال میشود.پس از ترسیب از محلول های کروماته معمول جهت پسیواسیون استفاده گردید که پوشش های کروماته زرد،سفید ومشکی حاصل گردیدند.در محلول های پسیواسیون از نمک های متناسب با نوع ترسیب استفاده شد تا در نهایت بالاترین کیفیت در رنگ ظرهری ومقاومت در برابر خوردگی قطعه حاصل گردد.

پالادیم با سیستم های گوناگونی آبکاری می شود که عموما به عنوان روشهای آمونیاکی، کیلیت شده یا اسیدی توصیف می شود. در این بین تعداد زیادی از روشهای آمونیاکی هستند، که پالادیم به صورت کمپلکس آمین حضور دارد، مانند پالادوزآمین کلرید، Pd(NH3)4 Cl2، یا دی آمینو دی نیتریت، Pd(NH3)2 (NO2)2، که به طور معمول به نام نمک P شناخته می شوند. بعضی فرمولاسیونهای مربوطه در زیر آمده است:

نمک P/ سولفامات

Pd(NH3)2 (NO2)210-20g/L

آمونیوم سولفامات 100 g/ L

آمونیوم هیدروکسید با 7.5-8.5 pH

دما 25-35°C

چگالی جریان 0.1-2.0 A/dm2

آندها پلاتینه شده

پالادوزآمین کلرید

Pd(NH3)4 Cl210-20g/L

آمونیوم کلرید 60-90g/L

آمونیوم هیدروکسید با 8.0-9.5 pH

دما 25-50°C

چگالی جریان 0.1-2.5 A/dm2

لایه نشانی پالادیم به میکرو ترک های ناشی از هم رسوبی هیدروژن خیلی حساس است. به همین دلیل مهم است که آبکاری تحت بازده جریان تا حد ممکن بالا انجام می شود.براقیت ویژه و سیستم سورفکتانت موجود باعث افزایش گستره ی چگالی جریان بالا می شود تا آهنگ لایه نشانی به دست آید.

الکترولیت آمونیاکی منحصرا در دماpHبالاتر باعث لکه دار شدن مس و آلیاژ مس می شود. محلول آبکاری کردن پالادیم به طور اختصاصی توسعه یافته است. در بیشتر موارد محلول آبکاری کردن نیکل کافی ست.

محلول آبکاری پالادیم کی لیت شده شامل پالادیم به فرم کمپلکس آلی فلزی ست. این محلول ها در گستره ی pH 7-5 و تقریبا در همه ی موارد به طور اختصاصی تهیه می شوند. جزئیات لازم ممکن است از تولید کنندگان به دست آید.

محلول اسیدی آبکاری پالادیم برای تهیه لایه ضخیم با تنش بسیار پایین مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم های این چنینی معمولی بر پایه ی کلرید هستند، هم چنین به طور اختصاصی محلول سولفات مشخص شده با سولفیت گزارش شده است. بعضی فرمولاسیونهای مربوط به سیستم های کلرید در زیر آمده است:

کلرید اسید

PdCl250g/L

آمونیوم کلرید30 g/L

هیدروکلریک اسید با pH0.1-0.5

دما 40-50°C

چگالی جریان 0.1-1.0 A/dm2

آندها، پالادیم خالص

لایه های تشکیل شده از سیستم اسید کلرید به سمت نیمه براقهستند. بازده جریان بین% 100-97 است. خود محلول آبکاری به آلودگی مس حساس است که می تواند جایگزین پالادیم شود. آبکاری با چنین محلولی باید با پالادیم یا با طلا زده شود.

آبکاری پالادیم- نیکل

پالادیم به راحتی به فرم آلیاژ با سایر فلزات در می آید و با فرمولاسیون های آلیاژی متعددی آبکاری می شود. مهمترین نوع تجاری آن پالادیم – نیکل است که به صورت آلیاژ همگن و یکنواخت لایه نشانی می شود با ترکیب درصد وزنی پالادیم در گستره ی 90%-30%. شیوه های فعلی برای این آلیاژ تقریبا شامل 85%-75% وزنی پالادیم ست.

فرمولاسیون مناسب برای این آلیاژها در این گستره در زیر آمده است:

Pd(NH3)4 Cl218-28 g/L(فلز پالادیم 8-12g/L)

کلرید آمونیوم 60g/L

کلرید نیکل تغلیظ شده 45-75ml/L ( فلز نیکل 8-12 g/L)

آمونیوم هیدروکسید با pH7.5-9

دما 30-45°C

چگالی جریان 0.1-2.5 A/dm2

آندها پلاتینه شده

آلیاژ پالادیم- نیکل لایه نشانی شده حساسیت کمتری از پالادیم خالص نسبت به ترک خوردن ناشی از کاهش هیدروژن دارد. اما حساسیت بیشتری از پالادیم خالص نسبت به ترک های تنشی ناشی از تغییر شکل دارند. مانند سیستم آبکاری پالادیم خالص افزودنی های مختلفی برای براقیت و کنترل تنش وجود دارد.

آبکاری پلاتین

محلول آبکاری برای لایه نشانی پلاتین به طور عمومی مشابه پالادیم است. هر چند یون های پالادیم در محلول دوظرفیتی هستند در حالی که یون های پلاتین ظرفیت های 2 و 4 را نشان می دهند. یونهای با ظرفیت 2 پلاتین می تواند در آند اکسید شده و ظرفیت 4 را بگیرد به ویژه در محلول های قلیایی. بعضی مواقع کاهش بازده جریان مانند اکسیداسیون می تواند منجر به ترقی می شود، گاهی مواقع نمی شود. به همین دلیل مفید است که قسمت حاوی محلول آبکاری آندی جدا شود.

دی نیتروپلاتینیت سولفات، اسید سولفوریک

برای آبکاری مستقیم پلاتین بر روی تیتانیوم برای تهیه آندها فرمولاسیون دی نتیروپلاتینیت سولفات توسعه یافته است:

H2Pt(NO2)2SO45g/L

سولفوریک اسید با pH2

دما 40°C

چگالی جریان 0.1-1 A/dm2

آندها پلاتین

کلروپلاتینیک اسید

فرمولاسیون اسید جایگزین بر پایه ی کلروپلاتینیک اسید است.

H2PtCl620g/L

هیدروکلریک اسید 300 g/L

دما 65°C

چگالی جریان A/dm20.1-2

آندها پلاتین

کلروپلاتینیک اسید، آمونیاکی

در کلروپلاتینیک اسید یونهای 4 ظرفیتی بیشتر از 2 ظرفیتی هستند، مانند دی نیترو پلاتینیت سولفات. فرمولاسیون آبکاری بر پایه ی کلروپلاتینیک اسید می تواند در pH خنثی تا قلیایی تهیه شود:

H2PtCl610g/L

آمونیوم فسفات 60g/L

آمونیوم هیدروکسید با pH 7.5-9

دما 65-75°C

چگالی جریان 0.1-1 A/dm2

آندها پلاتینه شده

فرمولاسیون قلیایی می تواند به طور مستقیم بدون استفاده از پیش آبکاری برای آلیاژهای پایه نیکل اعمال شود. حمام های اسیدی به پیش آبکاری، ترجیحا طلا، بر روی بیشتر پایه های فلزی نیاز دارند.

آبکاری رودیم

حمام های الکترولیت مختلفی برای آبکاری رودیم پیشنهاد شده است که تنها حمام های موجود برای مقاصد تجاری شامل (1) فسفات برای لایه های خیلی سفید و صیقلی (2) سولفات برای لایه های با درخشندگی معمولی و صنعتی (3) مخلوص فسفات- سولفات برای لایه های تزیینی معمولی.

آبکاری تزیینی

صنایع جواهر سازی و ظروف نقره مصرف کننده های اولیه آبکاری رودیم تا همین اواخر بودند. با اینکه هر دو حمام فسفات و سولفات لایه های سفید براق را حاصل می کنند حمام فسفات برای لحیم ظریف جواهرات ترجیح داده می شود، به خصوص قبل از استفاده از آبکاری نیکل براق. نیکل سرد همیشه لحیم های ظریف را پوشش نمی دهد، و الکترولیت اسیدی به لحیم حمله کرده و آنرا حل می کند. سرب در حمام رودیم لایه های کدر و نازک می دهد و ظاهر نهایی سفید آنرا خراب می کند. فسفریک اسید نسبت به سولفوریک اسید به لحیم حمله ی کمتری می کرد، بنابراین رودیم فسفات ترجیح داده می شود. بعد از زیر سازی با نیکل براق بیشتر صنایع به سولفات تغییر می دهند زیرا می تواند در رودیم تغلیظ شده کمتری به کار انداخته شود. محلول فسفات – سولفات برای به دست آوردن رنگ کمی سفیدتر یا براق تر مورد استفاده قرار می گیرد.

میزان آبکاری رودیم بر روی جواهرات سفارشی 0.000002 تا 0.000005اینچ است که بر اساس ترکیب حمام زیر در مدت 20 ثانیه تا 1 دقیقه در ولتاژ 6 ولت به دست آید.

حمام فسفات رودیم

رودیم به صورت تغلیظ شده با فسفات 2g/L

فسفریک اسید ( با خلوص 85%) 40-80g/L

آندها، پلاتین/ پلاتین اندود شده

دما 40-50°C

سرعت چرخش از صفر تا معمولی

چگالی جریان 2-10 A/dm2

حمام سولفات رودیم

رودیم به صورت تغلیظ شده با سولفات 2 g/L

سولفوریک اسید ( با خلوص 95%) 25-80g/L

آندها، پلاتین/ پلاتین اندود شده

دما °C40-50

سرعت چرخش از صفر تا معمولی

چگالی جریان2-10 A/dm2

حمام فسفات- سولفات رودیم

رودیم به صورت تغلیظ شده با فسفات 2g/L

اسید سولفوریک ( با خلوص 95%) 25-80g/L

آندها، پلاتین/ پلاتین اندود شده

دما 40-50°C

سرعت چرخش از صفر تا معمولی

چگالی جریان 2-10 A/dm2

تانک های حاوی این حمام ها باید از جنس شیشه، پیرکس، پلاستیک یا پلاستیک اندود شده با استیل باشد. اگر از جنس پلاستیک استفاده می شود باید یک یا دوبار با اسید سولفوریک یا اسید فسفریک 5% 24 ساعت قبل از افزودن رودیم شسته شود. در هنگام مخلوط محلول جدید باید از آب مقطر یا آب دیونیزه استفاده شود و اسید باید باد دقت به آب با افزوده شود و قبل از اینکه رودیم تغلیظ شده اضافه شود خوب مخلوط شود. این عوامل از رسوب رودیم جلوگیری می کند.

آبکاری رودیم انجام می شود و بیرون کشیده می شود. به دلیل گرانی رودیم اولین شستشو بعد از آبکاری باید بعد از بیرون کشیدن به صورت ایستا در یک ظرف شیشه ای یا تانک پلاستیکی انجام شود. آب از دست رفته محلول آبکاری باید با این محلول بعد از شستشو جایگزین شود به این ترتیب مقداری از رودیم که شسته شده بود به محلول اصلی بر می گردد. هر چند با این کار هنوز 25-30% از رودیم آبکاری شده از بین می رود. بنابراین رودیم باید با سرعت 5g / 18 تا 20 آمپر ساعت در آبکاری لحظه ای دوباره پر شود. چون شستشوی جواهرات زیاد است سولفوریک یا فسفریک اسید محلول آبکاری باید دوباره با سرعت 5ml/18تا 20 آمپر ساعت پر شود. این سرعت پر شدن میانگین است در صورت امکان باید توسط آنالیزگر چک شود.

نیکل براق به عنوان پایه برای آبکاری رودیم زینتی ترجیح داده می شود زیرا یک پایه براق برای رودیم ایجاد می کند و همچنین از محلول رودیم در برابر حمله بستر های برنج، مس، استیل، سرب یا قلع محافظت می کند. تمام این فلزات بر روی رنگ و لکه دار شدن و مقاومت در برابر خوردگی، همچنین قدرت پوشش دهی محلول رودیم تاثیر منفی میگذارند. نیکل یکی از فلزاتی ست که حداقل تاثیر منفی را روی محلول رودیم دارد. حمام ها می توانند غلظت 1 تا2 g/L را تحمل کنند و پوشش رضایت بخشی ارائه دهند. روش رضایت بخشی برای خالص سازی محلول آبکاری رودیم آلوده شده وجود ندارد.

آبکاری ظروف تزئینی

معمولا میزان پرداخت آبکاری ظروف تزئینی 0.000003 تا 0.000005 اینچ است. حمام رودیم – سولفات مختلفی برای این کار استفاده می شود. لازم است که غلظت فلز کاهش و غلظت اسید افزایش یابد تا از لحاظ زیست محیطی مناسب باشد و لایه نشانی رضایت بخش شود. قسمتهای مختلف ظرف لازم است که کاملا به آهستگی آبکاری شود و تمام قسمتها در معرض محلول آبکاری قرار گیرند. ضمانت می شود که تمام قسمتها با ضخامت مشابه تا قبل از رسیدن به ضخامت0.000005اینچ لایه نشانی شوند. کاهش سرعت آبکاری توسط کاهش چگالی جریان ( یا ولتاژ) توصیه نمی شود زیرا ممکن است باعث عدم پیوستگی لایه نشانی بر روی پایه نیکل براق شود. بنابراین سرعت آبکاری بهتر است با کاهش بازده جریان کاتدها از طریق افزایش غلظت اسید و کاهش غلظت رودیم کاهش یابد. فرمولاسیون نوعی برای آبکاری ظروف زینتی طبق زیر پیشنهاد می شود:

رودیم به صورت تغلیظ شده با سولفات 1g/L

اسید سولفوریک ( با خلوص 95%) 80g/L

آندها، پلاتین / پلاتین اندود شده

دما 45-50°C

چگالی جریان 0.5-2 A/dm2

آبکاری الکتریکی/ صنعتی رودیم

پدیدار شدن صنعت الکتریکی در سال 1950 و 1960 استفاده های قابل ملاحظه ای از آبکاری الکتریکی رودیم را برای مقاصد مختلف به وجود آورد، اما به طور ویژه برای اتصالات کشویی و چرخشی، سوییچ های مدارهای چاپی و جابجاگرها، و سوییچ های فرکانس بالا و لوازم جانبی مورد استفاده قرار می گرفت.

تجهیزات زیادی برای آبکاری 0.00002 تا 0.0002 اینچ بر روی نیکل یا گهگاه نقره وجود دارد. آبکاری با محلول زیر انجام می شود:

فلز رودیم به صورت سولفات، تغلیظ شده 5g/L

سولفوریک اسید ( با خلوص 95%) 25-50ml/L

آندها، پلاتین/ پلاتین اندود شده

دما 45-50°C

چگالی جریان 1-3 A/dm2

بازده جریان با چرخش محلول 70-90%و بدون چرخش 50-60%

به بخش قبل تحت عنوان آبکاری تزئینی برای دستیابی به دستورالعمل برای آبکاری بشکه قبل از استفاده توجه شود. ترجیح بر این است برای جلوگیری از گرم شدن موضعی محلول از طریق غوطه وری هیتر یا المنت از آبگرمکن پوششی استفاده می شود. افزایش دما بالای 160 درجه فارنهایت حتی به مدت کوتاه باعث تغییرات شیمیایی محلول می شود که می تواند باعث افزایش دائمی تنش پوشش شود. این تنش می تواند باقی بماند حتی اگر دمای حمام به گستره ی درست خود برگردانده شود.

به دلیل گران بودن محلول توصیه می شود از غلظت تا حد ممکن پایین رودیم برای به دست آوردن ضخامت آبکاری و پرداخت مورد نظر استفاده شود. اگر آبکاری 0.0002 اینچ یا بالاتر است لازم است که غلظت رودیم بین 7 تا g/L10 باشد.

دوباره پر کردن محلول بر پایه ی آمپر ساعت آبکاری و بازده جریان کاتدی ست. البته بهترین تشخیص بر عهده آنالیزگر است هر چند به طور تقریبی پر کردن مجدد 5g رودیم برای هر 5 تا 10آمپر ساعت آبکاری است. مقادیر واقعی بستگی به ضخامت میانگین آبکاری در چگالی جریان مورد استفاده دارد.

بازده جریان کاتدی حتی در هنگام چرخش محلول کاملا پایین است و حباب های هیدروژن تمایل دارند بچسبند و عیوب را بر جای بگذارد. این تاثیر می تواند از طریق افزایش 1% محلول لوریل سولفات سدیم به حمام کاهش یابد. سرعت افزایش باید 1 تا 5ml از محلول 1% در هر گالن حمام آبکاری باشد.

آبکاری بشکه های صنعتی

نه تنها به دلیل گرانی رودیم بلکه به دلیل سختی زیاد بیرون کشیدن بشکه های آبکاری شده پیشنهاد می شود که از غلظت پایین فلز استفاده شود. پوشش دهی در گستره ی یک میلیون اینچی می تواند با مقدار کم 1g/L رودیم انجام شود. برای لایه های ضخیم تر باید از غلظت های به نسبت بالاتر استفاده شود. لایه های با ضخامت 0.0002 اینچ با غلظت 2 1/2g/L به دست می آید،0.00005 اینچی با غلظت کمتر از31/2g/L، 0.0001 اینچی با غلظت کمتر از 4g/L، و لایه های با ضخامت 0.0002 اینچی با غلظت بالای 5 g/L. اگر حفره ها در بشکه خیلی کوچک است و قسمتها دارای مساحت سطح زیادی هستند، لازم است که از غلظت بالاتری استفاده شود.

به هر حال فرمولاسیون برای آبکاری بشکه ها مشابه است:

فلز رودیم به صورت تغلیظ شده با سولفات 2.5-5g/L

اسید سولفوریک 20m/L

آندها، پلاتین/ پلاتین اندود شده

بشکه ها به صورت افقی و غوطه ور

دما 45-50°C

چگالی جریان 0.5-2 A/dm2

مراقبت های محلول رودیم

آلودگی محلول رودیم عامل بیشتر مشکلات آبکاری رودیم است. اصلی ترین آلاینده ها عبارتند از (1) آلاینده های آلی (2)نمکهای پایه رودیم (3) کمپلکس های رودیم (4) غیر آلی مانند آهن، سرب/ قلع، مس، طلا/ نقره، و نیکل.

بیشترین آلودگی های عمومی مواد آلی مانند خاک، گرد و غبار، چسب نوارهای پوششی، رنگهای متوقف کننده و مواد مدار خارجی، مواد آلی ناشی از شستشوی نادرست مخزن پلاستیکی ست. این مواد به راحتی توسط سیستم بسته کربنی از بین می رود. کربن مورد استفاده باید کمترین مقدار را در محلول اسیدی باقی مانده داشته باشد. مهم است که از فیلتر دارای جدار سیلیسی استفاده نشود. اگرتمیز کردن کربنی به تنهایی کافی نباشدراه حل دوم تمیز کردن باکربن طراحی شده برای حذف زنجیرهای بسیارکوتاه از مولکولهای آلی ممکن است لازم باشد. راه حل کربنی به راحتی تنش شکنندگی و پوسته شدن لایه را از بین می برد. همچنین این روش می تواند برای از بین بردن لکه های ناشی از انگشت یا لکه های لایه نشانی استفاده شود.

نمکهای پایه رودیم از یک محلول رودیم رسوب می کند و اگر pH حمام بالای 2 برود می تواند آلاینده باشد. اسیدیته محلول باید کنترل شود و هرگز نباید به زیر 25ml/L برود. اگر آبکاری به صورت نرمال در چگالی جریان 25A/ft2 انجام شود اسیدیته باید بالا نگه داشته شود. میزان اسید سولفوریک در حداقل میزان 50ml/L عموما رضایتبخش است. فسفریک اسید برای حمام های آبکاری صنعتی پیشنهاد نمی شود.

آلودگی و افزایش تنش توسط کمپلکسهای ناخواسته رودیم ، همانطور که اشاره شد، اگر محلول بیش از حد گرم شود می تواند اتفاق بیفتد. محلولهای رودیم به طور غیر مستقیم گرم شوند و به صورت ترمواستاتیک کنترل شود.

آلودگی های غیر آلی معمولا توسط فلزات پایه یا آبکاری پایه ایجاد می شود. الکترولیت اسید سولفوریک گرم خیلی خورنده است، و در هنگام کار نباید اجازه داده شود که بدون جریان داشتن با مخزن در تماس باشد. ترجیحا در هنگام کارقبل از اینکه وارد مخزن رودیم شود باید به قطب منفی منبع تغذیه متصل شود. گاهیاوقاتبهیکنوارکاتدیمعلق یا،درموردآبکاریبشکه،گیرهباتریکاتدیوسیمبرای اتصال به بشکه،قبل از اینکه درون مخزن فرو برده شود، نیاز است.

مس، آهن، قلع، و مس، با وجود نشان دادن تاثیر براقیت مختصر در گستره قسمت در میلیون، می توانتد باعث ایجاد تنش های زیادی در لایه های ضخیم رودیم شوند. این فلزات حتی می توانند باعث لکه دار شدن و کدری و کنده شدن آبکاری می شوند.

بیشتر ناخالصی های فلزی، به صورت تئوری، می توانند از محلول رودیم توسط پتاسیم فروسیانید رسوب داده شوند. هر چند در عمل این روش خیلی سخت، زمان بر است و زیاد موفق نیست به خصوص با محلول های که برای آبکاری لایه های ضخیم استفاده می شوند. بهترین روش پیشگیری از آلودگی های فلزی ست.

پارامترهای مهم در کاهش تنش و شکنندگی لایه های رودیم عبارتند از:

افزایش غلظت فلز رودیم
افزایش غلظت سولفوریک اسید
افزایش دما
کربن درمانی حمام
کاهش آلودگی های غیر آلی

حمام های ویژه رودیم با تنش کم موجود است که حاوی میزان بسیار کم سلنیم و ایندیم است. همچنین تنش و ترک های همراه تنش تقریبا به طور کامل از بین می رود، حمامها شبیه حمامهای سولفات مرسوم تهیه می شوند.

برای مشاهده متن از سایت نویسنده کلیک کنید.