روش معمول در بازرسی خوردگی، اندازه‎ گیری ضخامت باقیمانده با استفاده از یک سنجه (Gage) ضخامت سنجی است. اما امروزه با رشد فناوری، این امر با روش نقشه ‎برداری خوردگی با استفاده از سیستم‎های روبشی اتوماتیک و نیمه‎ اتوماتیک قابل حمل، انجام می‎گیرد. این روش امکان پوشش بیشتر سطح و اندازه‌ گیری دقیق ‎تر ضخامت را فراهم می‎کند و بنابراین فرآیند پایش کلی و ایمنی را بهبود می‎بخشد.

⁣نقشه‎ برداری خوردگی یک روش فراصوتی است که تغییرات در ضخامت مواد ناشی از خوردگی را تشخیص و ثبت می‎کند. برای انجام نقشه‎برداری خوردگی، یک اسکنر اتوماتیک یا نیمه ‎اتوماتیک برای اسکن سطح مورد بازرسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این اسکنر با روش‎های مختلف فراصوتی شامل پژواک، آرایه فازی و ... عمل می‎کند.

نتایج نقشه ‎برداری خوردگی، کاملا تکرارپذیر بوده و همچنین موقعیت و اندازه هر نقص را به‌طور دقیق مشخص می‎کند. لذا اگر آزمون‎های بعدی دقیقا در همان نقطه انجام بگیرد، با نتایج آن‌ها می‎توان مسیر رشد ترک یا نرخ خوردگی یکنواخت یا حفرات را تعیین کرد.

⁣موارد کاربرد: لوله ‎ها، مخازن تحت فشار، تانک ‎های ذخیره‎سازی و راکتورها

 مرجع: کانال پویاب فلز

http://www.pouyabfelez.com
https://t.me/pfc83

انواع پوشش های فسفاته

چکیده: پوشش فسفاته از واکنش بین لایه زیرین سطح فلز و یون های فلزی موجود در محلول بدون نیاز به یک جریان الکتریکی تشکیل می شود و پوشش تشکیل شده بسیار پایدار می باشد. محلول همه انواع فسفاته ها دارای فسفریک اسید رقیق و انواع یون های فلزی می باشد. سطح فلز در محلول به صورت آند و کاتد عمل می نماید، ابتدا میکرو آند بوده و آهن توسط فسفریک اسید موجود در محلول به یون آهن تبدیل شده وسپس انواع کمپلکس های آنیون فسفریک و یون های فلزی موجود در حمام بر روی سطح تشکیل می شود. برای شناسایی مرفولوژی و خواص فیزیکی پوشش های فسفاته از روش های SEM، EDS، XRD استفاده می شود. از روش پتانسیل پلاریزاسیون و تست سالت اسپری برای اندازه گیری میزان مقاومت به خوردگی و تست کشش برای اندازه گیری میزان چسبندگی ترکیبات آلی به سطح استفاده می شود.

مقدمه

فولاد ها در صنایع مختلفی از جمله صنعت ساختمان، تانکر سازی، خودروسازی، مخازن خاص، کشتی سازی، صنایع سنگین فلزی، انرژی نظامی، هسته ای و هوا فضا و ... کاربرد دارند. فولاد ها در تماس با محیط های خورنده مقاومت به خوردگی پایینی دارند و می تواند یک مشکل اساسی را ایجاد نمایند. مطالعاتی انجام شده است که با به کار بردن پوشش هایی مقاومت به خوردگی فولاد افزایش می یابد. استفاده از پوشش ها سبب افزایش مقاومت به خوردگی می شود، پوشش ها به دو روش استفاده می شود به صورت مکانیکی نظیر رنگ ها و شیمیایی نظیر کروماته ها می باشد. فولاد هایی که تحت پوشش به روش شیمیایی قرار می گیرند سرعت خوردگی آنها به شدت کاهش می یابد و همچنین میزان چسبندگی ترکیبات آلی به سطح آنها افزایش می یابد. سال های زیادی می باشد که از پوشش های کروماته و فسفاته برای افزایش مقاومت به خوردگی و همچنین افزایش میزان چسبندگی رنگ ها استفاده می شود. نگرانی های زیست محیطی بر پایه سرطان زا بودن استفاده از کروم در پوشش های کروماته وجود دارد. با این توصیف به دنبال روشی با آلودگی زیستی خیلی کمتر می باشند، پوشش های فسفاته از این محاسن بهره می برند. پوشش های فسفاته به روش شیمیایی میزان چسبندگی رنگ به سطح را افزایش و همچنین سبب افزایش مقاومت به خوردگی می شود. انواع پوشش های فسفاته مهم در یک دهه قبل به صورت فسفاته های روی، منگنز، تری کاتیونی، فسفاته آلی و ترکیبات آنها بوده است. اخیرا بر روی کمترین زمان و دمای غوطه وری پوشش های فسفاته در صورتی که مقاومت به خوردگی بالایی داشته باشند، تحقیقاتی انجام شده است. نتایج کاهش دمای حمام فسفاته کاری در مقایسه با افزایش دمای حمام، پوششی با ضخامت کمتر و مقاومت به خوردگی کمتری ایجاد می نماید. یک روشی برای حفط خواص پوشش های فسفاته در دمای پایین افزایش شتاب دهنده ها یا همان مواد افزودنی می باشد. در واقع استفاده از شتاب دهنده ها برای اصلاح غیر یکنواخت بودن پوشش فسفاته و رفع منافذ روی سطح پوشش داده شده و همچنین برای افزایش سرعت تشکیل پوشش استفاده می شود، و اینکه حذف هیدروژن و تشکیل لجن را کنترل می نماید. انواع شتاب دهنده نیترات ها، نیتریت ها و کلرات ها می باشند. افزودنی هایی شامل Ni+2، Ca+2، Co+2، Mo+2، Cu+2، Mn+2، Nb+2 و فلوراید ها در واقع سبب پوششی یکنواخت، کاهش منافذ روی سطح، افزایش مقاومت به خوردگی و چسبندگی ترکیبات آلی به سطح می شود.

برای مطالعه ادامه مقاله به سایت نویسنده مقاله مراجعه فرمایید:

مرجع: شرکت پویاب فلز

تهیه کننده مقاله سرکار خانم باقری

1- تعریف

به طور کلی قطبش[2] شیمیایی یا رسوب­گذاری فلزات نقش دارند.

محدودیت در انتقال و حرکت یون­ها آثاری به همراه دارد، که یکی از این آثار، انحراف پتانسیل الکترود یا پتانسیل سل از مقدار برگشت­پذیر (یعنی مقدار نرنستی یا تعادلی) با عبور جریان فاراده­ای است. هر چه میزان انحراف بیشتر باشد مقدار قطبش نیز افزایش می­یابد. میزان قطبش با اضافه ولتاژ سنجیده می­شود که انحراف پتانسیل از مقدار تعادلی را نشان می­دهد. به بیان دیگر قطبش یک مکانیسمی است که به طور معمول موجب تغییر در پتانسیل الکترود در طی الکترولیز می­شود. زمانی که پتانسیل آند بیشتر از کاتد شود (بر اساس شرایط) باعث کاهش ولتاژ خروجی باتری­ها و کاهش ولتاژ مورد نیاز سل یا کاهش جریان می­شود. قطبش همچنین می­تواند به عنوان یک انحراف سینتیکی از حالت تعادل به دلیل عبور جریان الکتریکی از سل­های گالوانی توصیف شود.

در علم الکتروشیمی، علاوه بر واکنشگرها (یون­ها)، حرکت الکترون­ها و جریان نیز در بحث قطبش اهمیت دارد. حرکت و چرخش الکترون­ها آثار معینی به همراه دارد که برخی از آن­ها دائمی (مثل اثرات القایی یا مزومری) و برخی از آن­ها موقتی هستند. اثراتی که به طور دائم در مولکول عمل می­کنند، به عنوان اثرات قطبش شناخته می­شوند.از لحاظ فیزیکی، به اختلاف پتانسیل یک الکترود بین حالت مدار باز و حالتی که جریان می گذرد قطبش می گویند.

1-1- قطبش در خوردگی

قطبش به عنوان یک پدیده الکتروشیمیایی در فرایند خوردگی مطرح می­شود. برای همه فلزات و آلیاژها در محیط­های آبی، قطبش کاتدی همیشه میزان خوردگی را کاهش می­دهد. در واقع حفاظت کاتدی به کاربردهای یک قطبش کاتدی برای سیستم خوردگی اشاره دارد. در تعریفی دیگر قطبش یعنی مقاومت در برابر عبور جریان! طبق این تعریف، پلاریزاسیون (قطبش) منجر به عدم خوردگی می‌شود چرا که مانع جریان یافتن و حرکت الکترون ها یا یون ها می‌شود. در مقابل دپلاریزاسیون به معنی از دست رفتن پلاریزاسیون است که منجر به خوردگی می‌شود. به عبارت دیگر عاملی که موجب عدم خوردگی یک ماده می‌شود قطبش نامیده می­شود.

برای مطالعه ادامه مقاله به سایت پویاب فلز مراجعه فرمایید.

نگارنده: سرکار خانم باقری

در این مطلب آموزشی تکنیک های مختلف رسوب گذاری که در ساخت قطعات الکترونی میکرو استفاده می شود،مورد بررسی قرار می گیرد.اگر یک ماده مثل مس یا تنگستن بر روی قطعات نازک سیلیکونی رسوب داده شود، راههای متفاوتی برای رسیدن به این هدف وجود دارد. رسوب گذاری در صنایع نیمه هادی به چهار گروه تقسیم بندی می شود:

1- رسوب بخار فیزیکی (PVD)
2-رسوب بخار شیمیایی(VVD)
3-رسوب الکتروشیمیایی(ECD)
4-پوشش اشپین
در میان این چهار فرآیند، PVD و پوشش اسپین جز فرآیند های فیزیکی و CVD و EVD جزء فرآیند های شیمیایی هستند. در تولید قطعات IC مقدار واقعی مواد رسوب داده شده به تنهایی در هر مرحله بسیار کم است. مواد رسوب داده به شکل یک فیلم نازک، تقریبا مانند نقاشی روی یک سطح ودر واقعیت بسیار نازک تر از پوشش رنگ است.


برای مطالعه ادامه مقاله درسایت پویاب فلز لطفا کلیک فرمایید

شمای 1: ساختار شیمیایی EDTA

         EDTA برای اولین بار در سال 1935 توسطفردیناند مانز[1] از واکنش میان اتیلن دی آمین و کلرواستیک­اسید سنتز شد. امروزه این ترکیب به طور عمده از واکنش اتیلن دی آمین، فرمالدهید، سدیم سیانید طبق واکنش زیر سنتز می­شود (شمای 2).

H₂NCH₂CH₂NH₂+ 4 CH₂O + 4 NaCN + 4 H₂O → (NaO₂CCH₂) ₂ NCH₂CH₂N (CH₂CO₂Na) ₂ + 4 NH₃

(NaO₂CCH₂) ₂NCH₂CH₂N (CH₂CO₂Na) ₂ + 4 HCl → (HO₂CCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂CO₂H)₂ + 4 NaCl

شمای 2: سنتز EDTA

از ترکیبات مختلف این ماده می توان موارد زیر را نام برد:

اسید آزاد آن که دارای وزن مولکولی 2/292 که سفید و بدون بو است.
EDTAدی سدیک که دارای دو مولکول آب است (EDTA-NA2, 2H2O)با وزن مولکولی آن 2/372 و به صورت پودر کریستال بدون بو می­باشد اگه شرایط مساعد باشد در درجه حرارت 20 درجه سانتی گراد در آب حل می­شود.
·EDTAدی پتاسیک دارای دو مولکول آب (EDTA-K2, 2H2O) دارای وزن مولکولی 404 و حلالیت بیشتر نسبت به مورد قبلی است.
·EDTAدی پتاسیک (EDTA-K3)به صورت مایعی شفاف و بدون بو با وزن مولکولی 406 می­باشد که در حالت خشک به صورت پودر سفید در می­آید.
پوشش یون­های فلزی آزاد برای جلوگیری از اثرات منفی آنها مانند: رسوب املاح کم محلول، تولید محصولات جانبی فلزی توسط واکنش­های کاتالیز شده با فرایندهای اکسیداسیونی.
کنترل وضعیت اکسایش یون های فلزی
تنظیم غلظت یون فلزی
اصلاح کمبود فلزات کمیاب
pHنمک­های تری پتاسیک نزدیک بهpHخون و حدود 8-7 است که بالاتر ازpHنمک­های دی سدیک (4.5-5.3) می­باشد. در تست­های خاصی که به شرایط اسیدی یا قلیایی بستگی دارد می­توانیم با توجه بهpHمورد نیاز یکی از اینEDTAها را به کار گرفت.

EDTA     به عنوان یک ماده آلی کاربردهای چشم­گیری در صنایع مختلف دارد که در این مقاله سعی بر آن شده است تا بر کاربردهای این ماده در صنعت و آزمایشگاه اشاره شود.

بخش پزشکی

        در بخش پزشکی EDTA به مواد معدنی و فلزات متصل می شود و به حذف آن­ها از بدن کمک می کند. از EDTAبرای مثال در مسمومیت با سرب به مقدار 1 گرم در هر 12 ساعت به صورت تزریق داخل وریدی استفاده می­شود که میزان سرب در بدن را به مقدار قابل توجهی کاهش می­دهد. هم چنین در دندانپزشکی برای حذف مواد معدنی باقی مانده در لایه اسمیر استفاده می­شود. EDTA نیز برای درمان سمیت دیگوکسین استفاده شده است، اگر چه اغلب پزشکان ترجیح می­دهند از روش های دیگر استفاده می­شود. در این مورد، EDTA کمک می کند مقدار بیشتری  از دیگوکسین حذف گردد. همچنین به عنوان درمان اورژانسی برای هیپرکلسمی (سطوح بیش از حد کلسیم) و کنترل آریتمی بطنی (ریتم غیر طبیعی قلب) در ارتباط با سمیت یا دیژیتال استفاده می شود.

بخش صنعت

ETAD      در صنعت به طور گسترده­ای برای جدا کردن یون­های فلزی موجود در محلول­های آبی مورد استفاده قرار می­گیرد. در صنعت نساجی، مانع ناخالصی­های فلزی در نتیجه مانع تغییر رنگ محصولات رنگی می­شود. همچنین به عنوان عامل تبادل یونی نیز کاربرد دارد­. از دیگر کاربردهای آن می­توان به استفاده آن در صنعت کشاورزی اشاره نمود. در بخش تجاری به عنوان ماده تمیز کننده و محافظت کننده مبلمان، در جوهر و محصولات رنگی،رختشویی و محصولات ظرفشویی و در محصولات مراقبت از پوست کاربرد دارد.

ETAD      به عنوان یک ماده کلیت دهنده نیز کاربرد دارد. عامل کلیت دهنده ترکیبی است که با یون های فلزی کمپلکس های پایدار تشکیل می دهد. از خواص کلیت دهندگی این ترکیب می­توان در موارد زیر استفاده نمود:

       در میان کلیت کننده­ها، EDTAبه عنوان مادهای که حلالیت فلزات را در خاک افزایش می­دهد و اثرات کافی بر واجذبی عناصر سنگین از خاک دارد معرفی شده است. یافته­های محققان زیادی اثبات می­کند که کمپلکس فلز باEDTAدر خاک میتواند حلالیت فلز را به خوبی افزایش دهد و ضریب انتشار فلز را در خاک افزایش دهد. برای مثال طی یک بررسی از این ماده برای حذف نیکل موجود در خاک آلوده استفاده شده است که نتایج حاصل بیان­گر پایین آمدن سطح نیکل در خاک مورد بررسی است که توانایی EDTA را در این زمینه نشان می­دهد.(نمودار 1).

نمودار 1: بررسی حذف نیکل با استفاده از EDTA

       به منظور بررسی کاربردهای این ماده کاربرد عمده EDTAدر اروپای شرقی در جدول 1 اورده شده است:

جدول 1: کاربردهای EDTA در اروپای شرقی

      در تمامی این موارد به غلظت بسیار کمی ( معمولا کمتر از 1%) از EDTAبه عنوان ماده کلیت دهنده نیاز می­باشد. به جز در آبکاری فلزات که نیازمند غلظت بالای از این ماده است به دلیل این که این ماده به عنوان عنصر فعال در این زمینه کاربرد دارد. برای مثال درآبکاری الکترومس از EDTAبه عنوان عامل کمپلکس دهنده برای جلوگیری از ته نشین شدن مس به  شکل هیدروکسید، تحت شرایط آبکاری الکترولس(pH11-13) استفاده می­شود. نکته قابل ذکر در کاربردهای این ماده استفاده از آن عامل بازدارنده خوردگی و عامل ضد پوسته پوسته شدن است.

نتیجه گیری : به طور کلی، EDTA به مدت 50 سال به عنوان یک ماده شناخته شده مورد استفاده قرار گرفته است. این ماده کلیت دهنده از اثرات نامطلوب یون­های فلزی جلوگیری می­کند، استفاده از آن به عنوان ماده افزودنی در صنعت غذا شناخته و برای درمان مسمومیت در بدن انسان مورد تأیید قرار گرفته است. این ماده زیست­تخریب­پذیر بوده و سطح طبیعی آن در محیط زیست تأثیری بر زندگی آبزیان ندارد. همچنین می­توان از آن در صنعت آبکاری بهره جست. کاربردهای فراوان آن در زمینه­های مختلف بسیار زیاد بوده و میتوان از آن در صنایع مختلف استفاده نمود.

منابع

[1] C. Oviedo, J. Rodríguez, Quim. Nova, 26 (2003), 901-905.

[2] Y.Z. Song, Z.J. Huang, Y. Song, Q.J. Tian, X.R. Liu, Z.N. She, J.Jiao , E.Lu, Y.H. Deng, Devopress, 2014 (2014), 3611-3621.

[3] D. Williams, Chem. Br.1( 1998), 48.

[4] T. Lim, , P. Chui, K. Goh, Chemospher, 58(2005), 1031-1040.

[5] Zeinab. Ezzeddine,I. Batonneau-Gener,Y. Pouilloux, H. Hamad,Z. Saad,V. eKazpard, Microporous and Mesoporous Materials, 212 (2014), 125-136.

مرجع پویاب فلز
www.pouyabfelez.com

در مورد فرایندهای رسوب الکترولس که در آن از هیچ منبع جریان خارجی استفاده نمی شود، الکترون های مورد نیاز برای خروج یون های فلزی توسط یک واکنش شیمیایی در محلول ایجاد می شود. الکترون های مورد نیاز برای احیای یون های فلزی با استفاده از عوامل احیا کننده Rn+که Z الکترون را آزاد می کنند و خود دارای بار Rn+zمی شوند تامین می شود. واکنش های مربوط به صورت زیر است:

Rn+ → Rn+z + Ze-

Mz+ + Ze- → M

برخی فرایندها خصوصا فرایندهایی که شامل مس یا نیکل هستند به دلیل اینکه می توانند پوشش های فلزی خاصی را رسوب دهند که

به طریق آبکاری الکتریکی غیرممکن است، اهمیت عمده ای پیدا کرده اند. پوشش های فوق دارای خواص فیزیکی و شیمیایی عالی هستند که مناسب کاربردهای عملی می باشند. به طور کلی علاوه بر کاربردهایی که بر اساس مقاومت به خوردگی و سایش خوب ایجاد شده اند، استفاده از پوشش ها برای تماس های الکتریکی نیز امکان بیشتری می یابد.

به طور کلی همه روش های بکار رفته برای رسوب الکترولس نیکل از محلول های آبی می توانند به بخش های زیر طبقه بندی شوند:

- عامل احیا کننده

- pH حمام

-دمای رسوب

برخلاف بیشتر حمام های رسوب الکتریکی، تمامی حمام های الکترولسی شامل مشخصه های خاصی هستند که می توانند بصورت زیر خلاصه شوند:

1- حمام شامل یون های نیکل و عوامل احیا کننده در تعادل نیمه پایدار است.

2- ظرفیت نیکل این حمام ها بسیار پایین 2 تا 8 g/L است.

3- سرعت رسوب معمولا در حدود 10 تا 25 µm/hr است که نسبتا پایین می باشد.

4- غیر از ترکیب حمام سرعت رسوب به دما، pH و تا حدی به عمر حمام بستگی دارد. مقاوم کننده ها، کمپلکس کننده ها، تسریع کننده ها و تثبیت کننده ها نیز جهت اطمینان از سرعت رسوب بهینه و پایداری حمام به فرمولاسیون تجاری آن اضافه می شوند.

5- رسوب فلز به وسیله یک کاتالیزور که در انتهای واکنش برداشته می شود، آغاز می گردد.

6- سطحی که باید پوشش داده شود، خود به عنوان یک کاتالیزور عمل خواهد کرد.

7- احیای نیکل همراه با آزاد شدن هیدروژن می باشد. نسبت مولی نیکل رسوب یافته به هیدروژن رها شده در محدوده 76/1:1 تا 93/1:1 قرار دارد.

8- پوشش های تشکیل شده از طریق رسوب الکترولسی به طور طبیعی فلز نیستند بلکه شامل فسفر یا بور هستند که از عامل احیا کننده مشتق شده اند و مقادیرشان به شرایط رسوب بستگی دارد.

9- مواد شیمیایی مصرفی در واکنش باید یا به صورت مداوم و یا در فواصل زمانی معین که غلظتشان به پایین تر از حد مجاز برسد، دوباره اضافه شوند.

حمام های هیپوفسفیت اسیدی مزایای بیشتری نسبت به حمام های آمونیاکی قلیایی دارند که شامل سرعت رسوب بالاتر، پایداری بیشتر، کنترل ساده تر حمام و ایجاد رسوبات نیکل- فسفر با خواص بهتر می باشند.

pH : 6/4- 5

دما : 85- 95 درجه سانتی گراد

سرعت رسوب : 10- 30 µm/hr

رفتار یون های نیکل در محلول قلیایی مشابه رفتار آن ها در محیط اسیدی می باشد، طوری که همراه با آزادسازی هیدروژن و اکسیداسیون هیپوفسفیت به فسفیت است. سرعت های رسوب در محلول های قلیایی تا حدی آهسته تر است و رسوبات تشکیل شده دارای تخلخل بیشتر، مقاومت به خوردگی کم ولی براق تر هستند.

نه تنها سرعت رسوب بلکه ظرفیت فسفر رسوب و به طور کلی سایر خصوصیات پوششی شدیدا به pH حمام و دمای کاری آن وابسته اند و این دو پارامتر از اهمیت بیشتری نسبت به فرایندهای آبکاری الکتریکی برخوردارند.

راه اندازی حمام نیکل الکترولس :

یک حمام الکترولسی نیکل معمولا برپایه یک یا دو محلول است. این محلول با آب یون زدایی شده مخلوط می شود تا به رقت مناسب برسد. دمای حمام به مقدار صحیحی افزایش می یابد و pH آن نیز با مقدار مناسبی از اسیدسولفوریک، سود و یا آمونیاک تنظیم می شود و سپس آماده برای استفاده می گردد.

یک حمام الکترولس نیکل خوب می تواند پوشش های رسوبی با کیفیت یکنواختی در محدوده وسیعی از pH و دما و غلظت نمک های نیکل ایجاد کند بدون این که نیازی به کنترل اتوماتیک فرایند باشد. تغذیه مجدد مواد مصرف شده در یک حمام الکترولسی نیکل معمولا با استفاده از دو یا سه محلول انجام می گیرد. یکی از آن ها شامل نمک های نیکل و دیگر عوامل احیا کننده و یون های هیدروکسیل می باشد. محلول سوم نیز شامل تثبیت کننده ها است.

تاثیر دما

دما یکی از مهمترین پارامترهایی است که موثر بر سرعت رسوب گذاری می باشد. بیشتر واکنش های اکسیداسیون و احیا در فرایند، نیاز به انرژی به شکل حرارت دارند و این در مورد تمام انواع حمام ها و تمام مقادیر pH صادق است. تقریبا همه حمام های هیپوفسفیت اسیدی بین دمای 85 تا 95 درجه سانتی گراد کار می کنند و سرعت رسوب در تمامی موارد با افزایش دما، افزایش می یابد. درصد فسفر رسوبات حاصل از حمام های اسیدی تحت شرایط ثابت، با افزایش دما کاهش می یابد. به همین دلیل کنترل صحیح دمای حمام های الکترولسی نیکل ضروری است. وقتی که تلاطم و همزنش شدیدی در حمام به کار رود، دما در تمامی نقاط آن یکنواخت خواهد بود که خصوصا در تنظیم الکترولیت با گرمکن های حمام انجام می گیرد. گرم شدن موضعی بیش از حد می تواند خطرناک باشد و به هر قیمت ممکن باید از آن اجتناب شود.

تاثیر pH

غلظت یون H+با احیا شدن یون های نیکل به فرم فلزی آن، افزایش می یابد و نتیجتا pH محلول با ادامه فرایند رسوب الکترولسی افت خواهد کرد. به این دلیل باید در همه حمام های الکترولسی طی عملیات، از محلول بافر استفاده کرد و یون های OH- با افزودن مواد قلیایی سود یا آمونیاک به طور مداوم اضافه شوند.

سرعت رسوب به ویژه در مورد حمام های هیپوفسفیت اسیدی به pH محلول، حساسیت شدیدی دارد و هرچه pH حمام پایین تر باشد درصد فسفر رسوب بیشتر خواهد بود.

تاثیر ترکیب حمام

هر جزء شیمیایی در سرعت رسوب و درصد فسفر رسوب موثر می باشد. در برخی موارد این اثرات شدید هستند در حالی که در دیگر موارد ممکن است کم باشد. در کل سرعت رسوب فقط به صورت جزئی تحت تاثیر غلظت نیکل محلول است. غلظت نیکل در بیشتر حمام ها در محدوده 4 تا 8 g/L قرار می گیرد. پارامتر مهم در این جا نسبت غلظت نیکل به غلظت عامل احیا کننده است. در عمل به ازای مصرف 3 مول هیپوفسفیت، 1 مول نیکل رسوب می کند.

نسبت مولی بهینه Ni:(H2Po2)- باید بین 25/0 تا 6/0 و یا ترجیحا بین 3/0 و 45/0 قرار داشته باشد. اگر نسبت Ni:(H2Po2)- زیر 25/0 قرار گیرد، رسوب قهوه ای رنگی بدست می آید در حالی که اگر نسبت فوق از 6/0 تجاوز کند، رسوب گذاری بسیار آهسته خواهد بود. هرچه نسبت فوق بزرگتر باشد،درصد فسفر رسوب کمتر خواهد بود و با بیشتر شدن نسبت مولی Ni2+:(H2Po2)- کارایی حمام نزول پیدا خواهد کرد.

تاثیر آلاینده ها

آلاینده های فلزی در یک حمام الکترولسی نیکل به 2 گروه تقسیم می شوند:

1- سرب و کادمیوم که حتی در غلظت های خیلی کم، فرایند رسوب را تحت تاثیر خود قرار می دهند. این فلزات بر حسب غلظتشان در محلول به طور وسیعی به رسوبات وارد می شوند و می توانند با رسوب گذاری روی یک سطح غیرفعال به طور انتخابی حذف شوند.

2- روی، آهن و آلومینیوم که در محدوده pH 6/4 تا 8/4 به صورت رسوبی در نمی آیند و غلظت آن ها در محلول در حال افزایش خواهد بود. غلظت مجاز این فلزات در مقایسه با فلزات گروه 1 بیشتر است و دخالت آن ها کمتر از سرب، کادمیوم و کروم یا گوگرد می باشد. به طور کلی سیستم های Ni-B نسبت به سیستم های Ni-P اسیدی، حساسیت کمتری به آلاینده ها دارند.

خواص رسوبات الکترولسی نیکل

به طور کلی در مقایسه با نیکل آبکاری الکتریکی شده که معمولا زرد کمرنگ هستند بیشتر رسوبات Ni-B یا Ni-P بسیار براق بوده و معمولا نقره ای رنگ هستند. همچنین رسوبات الکترولسی به دلیل مقاومت به کدر شدن زیادشان، درخشندگی خود را به مدت طولانی تری نسبت به نیکل آبکاری الکتریکی شده حفظ می کنند. پوشش های نیکل الکترولسی همچنین از پایداری بیشتری نسبت به رسوبات آبکاری الکتریکی شده برخوردارند.

مرجع پویاب فلز
www.pouyabfelez.com

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

این مشکلات عبارتند از:

1. پوشش ضعیف:

مقداراسیدکرومیک کم است.

نسبت مقداراسیدکرومیک به مقدارکاتالیست پایین است. ازطریق اضافه کردن اسیدکرومیک ویادرصورت بالابودن،مقدارسولفات رابااضافه کردن کربنات باریم اصلاح مینماییم.

درجه حرارت خیلی بالااست.

دانسیته جریان پایین است.

آندها غیر فعال هستند. با استفاده از جریان بالا آندها را فعال کرده و همچنین اتصال آندی نیز کنترل شود.

تماس فلزی قلاب ها خیلی سخت برقرار باشد.

قطعات اضافی و یا خیلی بهم نزدیک هستند.

گازهای ایجاد شده به خوبی از الکترولیت تخلیه نمی گردند.

2. سوختگی رسوب :

*نسبت اسید کرومیک به کل کاتالیست خیلی بالاست.با اضافه کردن کاتالیزور و یا پایین آوردن مقدار اسید کرومیک محلول اصلاح می گردد.

*چگالی جریان خیلی بالاست.

*درجه حرارت محلول خیلی پایین است.

*در ابتدای فرآیند قطعات سردتر از محلول هستند.

*بعضی قطعات جریان بیشتری در یک وان دریافت می کنند، که می توان با تنظیم کردن سطح آند ها و اتصالات، هر قطعه دانسیته جریان مناسبی را دریافت کند.

3. رسوب کروی:

قبل از آبکاری سطح ناهموار و خشن بوده است.

مقدار اسید کرومیک بالاست، با رقیق کردن الکترولیت می توان مشکل را بر طرف کرد.

درجه حرارت پایین است.

مقدار سولفات پایین است.

چگالی جریان خیلی بالاست.

4. رسوب حفره دار

موادی در محلول معلق است، از طریق فیلتر کردن آنها را خارج کنید.

حباب های گاز به قطعه چسبیده است. حرکت قطعه و یا تلاطم محلول می تواند این مشکل را حل نماید.

قطعه مغناطیسی شده است.

ذرات مغناطیسی در محلول وجود دارد که با آهن ربا می توان آنها را از الکترولیت خارج کرد.

کربن اکتیو به سطح قطعه چسبیده است.

5. چسبندگی ضعیف:

در مرحله تمیز کاری آلایند ها کاملا از سطح پاک نشده اند.

سنگ زنی لبه ها و نقاط تیز شدید بوده طوری که فلز پایه می شکند.

در طول آبکاری جریان قطع و صل شده است.

محلول سرد می باشد.

6. ترکهای درشت:

فلز پایه تنش دار بوده، در طول سنگ زنی یا حرارت ترکها ظاهر می شوند.

سرعت سنگ زنی خیلی زیاد بوده طوری که در قطعه شوک حرارتی ایجاد کرده است.

مرجع پویاب فلز
www.pouyabfelez.com