تئوری و واکنش های آبکاری نيكل الکترولس( شيميايي ):

*نيكل شيميايي:آبكاري شيميايي نيكل بايد موارد زير را در برداشته باشد:

*منبع ين نيكل ، بيشتر سولفات نيكل

*يك ماده احياء كننده براي تدارك الكترون مورد نياز نيكل

*انرژي (حرارت)

*مواد كمپاكس سازي كه مقدار نيكل آزاد واكنش را كنترل نمايد

* مواد تامپون ، براي ثابت نگه داشتن pHمحاول كه بخاطر توليد هيدروژن در اثناي واكنش تغيير ميكند.

*شتاب دهنده هايي كه بر سرعت واكنش مي افزايند.

* پيشگيرنده هايي كه مقدار احياء را كنترل مي نمايند.

* واكنش مواد توليد شده جنبي.

مشخصات يك محلول آبكاري شيميايي بستگي به تركيب آن از اين موارد دارد.

منبع یون نیکل:

منبع یون نیکل بیشتر سولفات نیکل می باشد.نمک های دیگر نیکل ، از جمله کلرید نیکل و استات نیکل ، برای کاربردهای بسیار محدود استفاده شده است.آنیون کلریدوقتیآبکاری ENحمام به صفحه مورد استفاده آلومینیوم ، و یا وقتی EN به عنوان پوشش محافظ آهنی استفاده می شود می تواند عمل کند در کاربردهای خوردگی آلیاژها از استات نیکل. استفاده می کنند اما هیچ بهبود قابل توجهی در عملکرد حمام و در مقایسه با کیفیت سولفات نیکل ندارد . هر گونه مزایای جزئی حاصل از استات نیکل توسط هزینه بالاتر در مقابل هزینه سولفات نیکل جبران می شود. نیکل نمک اسیدhypophosphorus ، نیکل((H2P02. منبع ایده آل از یونهای نیکل است.

مواد احيا كننده:

پاره اي از مواد احيا كننده در تهيه اين محلول به كار مي رود: سديم هيپوفسفيت و امينوبران: سديم بروهيدرات و ئيدرازين.

قبل از بحث در مورد کاهش عوامل و پیشنهاد مکانیسم برای واکنش هایشان با نیکل ، باید به چند نکته توجه داشته باشیم.

1-کاهش نیکل که همواره با تحول هیدروژن همراه است

2-رسوب نیکل خالص نیست و شامل فسفر ، بور و یا واکنشگر کاهشی می باشد

3-رسوب نیکل خالص تنها بر روی سطح فلزات خاص انجام میگیرد

4-یونهای هیدروژن به عنوان یک محصول جانبی واکنش کاهش تولید می شود.

5- استفاده از عامل کاهنده برای نشست فلز با توجه به نسبت مولی نیکل رسوبی به عامل کاهشی تعیین میگردد.

6-گاز نیتروژن نیز با توجه به کاهش متوسط استفاده می شود.بنابراین فلز رسوب کننده.

کمتر از 100 درصد است......................

پسیواسیون یا غیر فعالسازی سطح

از نگاه جلاپردازان

Passivation

پسیو یا غیر فعال سازی سطح (passivation)یک مرحله ضروری در افزایش مقاومت به خوردگی قطعات از جنس فولاد ضد زنگ (stainless steel)است. این فرایند فرایند اعمال پوشش یا برداشتن یک لایه از فلز نیست بلکه تغییر در ساختار سطح است که اگز به روش درست انجام نگیرد منجر به افزایش خوردگی در فلز می‌شود.

هیچ دیدگاه کاملی در رابطه با مکانیزم این فرایند در دسترس نیست. اما در این روش یک لایه نامرئی مقاوم به خوردگی روی سطح با ضخامت کمتر از 2 میکرون ایجاد می‌کند. روی سطح تمیز شده و ماشین کاری شده فولاد ضد زنگ یک لایه اکسید تشکیل می‌شود که باعث جدا شدن سطح از اکسیژن اتمسفر می‌شود که در شرایط ایده آل تمام سطح را می‌پوشاند.

اما در شرایط واقعی آلودگیهایی از قبیل آهن و روغنهای سطحی در سطح فلز قرار دارد که اگر از سطح پاک نشود منجر به کاهش اثرگذاری فرایند می‌شود.

بنابراین این فرایند شامل 2 مرحله اصلی است 1- تمیزکاری 2- غیر فعال سازی

تمیزکاری:

این مرحله همیشه ابتدا انجام می‌شود. روغنها یا لایه‌های مواد باقیمانده از فرایندهای مختلف باید از روی سطح تمیز شوند تا پس از آن در فرایند بیشترین میزان مقاومت به خوردگی بدست آید. همیشه مقداری آهن که یا از ماشینهای تراش و یا از روی خود فولاد تراشیده شده است بر روی قطعه قرار دارد و از طرفی لایه اکسیدی غیر یکنواختی که به خاطر قرار گرفتن قطعه در معرض اتمسفر روی سطح ایجاد شده و از طرفی مواد معدنی چون سولفیدها و کلریدها و ... که در مراحل مختلف روی سطح ایجاد شده که باید در فرایندهای اسیدشویی حذف شوند . از طرفی به واسطه حضور روغن و چربیها و لایه های غیر فعال از مراحل ماشین کاری باید یک مرحله چربیگیری روی قطعه انجام گیرد.

از طرفی وجود کلر یا کلریدها روی سطح باعث می‌شود که پس از انجام فرایند اگرچه لایه براق، تمیز و مقاوم به خوردگی ایجاد می‌شود ولی به واسطه وجود کلر پس از گذشت زمان لایه غیر فعال تیره شده و روی سطح و زیر لایه خوردگی ایجاد می‌شود.

در تمام موارد ذکر شده در بالا، قطعه باید کاملاَ تمیز شده و هیچ یک از موارد بالا روی سطح باقی نماند زیرا وجود هر یک از عوامل بالا منجر به کاهش شدید مقاومت به خوردگی می‌شود.

مرحله غیر فعال سازی:

پس از تمیزکاری کامل قطعات از جنس فولاد ضد زنگ آماده هستند تا وارد وان غیرفعال سازی شود. سه نوع فرایند برای این کار وجود دارد.

برای خواندن ادامه مطلب بر روی لینک زیر کلیک کنید:

http://yon.ir/7V12W

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 نيكل 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.

برای خواندن ادامه مطلب به سایت نویسنده مقاله مراجعه کنید.

آبکاری پلاستیک

امروزه استفاده از پلاستيک‎های آبکاري شده در صنايع مختلف ازجمله صنايع اتوموبيل سازي، صنايع الکترونيک، صنايع توليد لوازم خانگي و ... ، گسترش چشمگيري يافته است.

از جمله عواملی که استفاده از پلاستيک در تولید قطعات را امری مقرون به صرفه می‎سازد، میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1. آزادي بيشتر در طراحي و انتخاب قطعه

2. وزن کمتر در مقايسه با قطعات از جنس ديگر

3. حذف عمليات دوباره کاري مانند(پرداختکاري سطح)

4. قابليت انعطاف بيشتر در قياس با قطعات مشابه فلزي

5. استحكام فيزيكي قابل قبول و مناسب و مقاوم بودن آن ها در برابر فرسودگي

6. هزينه کمتر

بايد توجه داشت که بسياري از پلاستيک ها قابليت آبکاري دارند اما در عين حال آبکاری پلاستیکها برای آن دسته از پلاستيک ها استفاده می‎شود که بعد از آبکاري چسبندگي مناسبي بين پوشش و قطعه پلاستيکي بوجود آيد.

پلاستيکهايي که امروزه به طور وسیع آبکاري می‎شوند عبارتند از :
• آلياژ ABS
• پلي سولفون
• نايلون
• پلي استر
• پلي اتراترکتون ( Polyetheretherkeetone )
• پلي پروپيلن
• پلي آريل اتر
• پلي فنيل اکسيد
• تفلون
• پلي اتريميد

در بین این پلاستیکها ABS با خواصی چون قالب پذیری و انعطاف پذیری خوب، هزينه پائين تولید،چسبندگي بالا، کيفيت ظاهري خوب، پايداري ابعادي و توليد آسان بهترين نوع پلاستيک براي آبکاري مي باشد. این پلاستیک از پلیمریزاسیون سه ماده اکریلو نیتریل، بوتادین و استایرن بدست می آید و دارای وزن مخصوص 1.04 گرم بر سانتیمتر مکعب بوده و رنگ آن کدر است، در دمای 100 درجه سانتیگراد نرم میشود.بوتادین جزء لاستیکی این پلاستیک است که به صورت ذره هایی با قطر کمتر از یک میکرون در شبکه اکریلو نیتریل- استایرن پخش شده است.ذرات لاستیکی مذکور، این ماده را ارتجاعی میکند. این ذرات در تماس با محلولهای شیمیایی خورده میشوند و حفره هایی در پلاستیک ایجاد میکنند که این حفره ها، چسبندگی لایه فلزی آبکاری شده را روی پلاستیک بهبود می‎بخشند.

روشهای پوشش دهی پلاستیکها:

1-آينه كاري :

ابتدا قطعه را زبر كرده (در سطوح آن خلل و فرج ريز ايجاد كرده ) متعاقبا با كلريد قلع دو ظرفيتي آن را حساس كرده و سپس با استفاده از پاشيدن دو محلول شيميايي به طور هم زمان بر روي قطعه و در اثر مخلوط شدن دو محلول ، فلز نقره احيا شده و در سطوح قطعه به صورت يك فيلم درخشنده خواهد نشست.

2-استفاده از لاكهاي هدايت کننده:

استفاده از لاك هاي هدايت كننده كه از مخلوط رزين هاي آلكيد و اپوكسي با ذرات ميكروني گرافيت یا نقره يا پودر فلزي تهيه میشوند، عليرغم گران بودن اين لاكها کاربرد این روش بیشتر بر روی قطعاتی است که به لحاظ شیمیایی قابلیت آبکاری را ندارند.

3-پوشش گذاري تحت خلا :

پوشش گذاري تحت خلا نيز كه با فرايندهاي مختلفي صورت مي گيرد، از روشهاي متداول و رايج جهت پوشش دهي غير هاديها به ويژه پلاستيك ها میباشد. با استفاده از اين روش، پوشش هايي با ضخامت يك نانومتر تا يك ميكرون قابل حصول مي باشد. به لحاظ نازكي پوشش داده شده با اين روش در مقايسه با آبكاري قطعه به روش الكتروپليتينگ استفاده از لاكهاي شيميايي قبل و بعد از پوشش دهي به منظور دستيابي به يك سطح با كيفيت بالا و محافظت شده ضروري مي باشد.

4- الکتروپلیتینگ:

این روش متداولترین روش آبکاری پلاستیکهاست و دارای مراحل مختلف پوشش دهی الکترولس و الکترولیتی است. این روش به تفصیل در زیر آورده شده است.

از بين روشهاي فوق، روش پوشش گذاري تحت خلاء و الکتروپلیتینگ بیشترین کاربردها را دارند. در زير به مقايسه این دو روش پرداخته مي شود.

1- در مقايسه با روش پوشش گذاري تحت خلاء روش الكتروپليتينگ به سرمايه گذاري اوليه كمتري نياز دارد.

2- چسبندگي فلز به سطح قطعه در آبكاري به روش الكتروپليتينگ بسيار بهتر از روشهاي تحت خلا بوده و در نتيجه پايداري و دوام پوشش داده شده بهتر است.امكان افزايش ضخامت پوشش تا ده ميكرون و بالاتر و به دست آوردن خصوصيات فيزيكي لازم بر روي سطحقطعه وجود دارد در حاليكه پوشش هاي ايجاد شده با روشهاي تحت خلا معمولا زير يك ميكرون است و به همين دليل استفاده از لاكهاي محافظ بعد ازپوشش دهي ضروري مي باشد.

3- براي جلوگيري از خروج نرم كننده ها، مواد فرار و ساير افزودنيها از سطح يك قطعه پلاستيكي در شرايط خلا در بسياري از موارد لازم است يك پوشش پليمري اوليه نيز بر روي قطعه پلاستيكي داده شود كه موجب افزايش هزينه خواهد شد.

4- آبكاري سطوح قطعات پيچيده با روش الكتروپليتينگ راحت تر صورت مي گيرد.

5- در روشهاي تحت خلا به نيروهاي با تخصص بالاتري در مقايسه با روش الكتروپليتينگ نياز مي باشد.

در مقابل در رابطه با برخي موارد، كاربرد روش استفاده از پوشش دهي تحت خلا به آبكاري با روش الكتروپليتينگ برتري دارد كه اهم آن عبارتند از:

برای مشاهده ادامه مطلب در سایت نویسنده لطفا کلیک کنید.

بهینه‌سازی خواص تریبولوژی پوشش نیکل الکترولس به کمک تغییر ترکیب شیمیایی حمام

چکیده

پوشش نیکل-بور الکترولس پوششی سخت و مقاوم به سایش است که در سال‌های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته و به‌طور ویژه در صنایع دفاع ایالات متحده به‌کار گرفته‌شده‌است. در تحقیق حاضر اثر غلظت اتیلن‌دی‌آمین، آمونیاک و محلول پایدارکننده‌ای حاوی تنگستات سرب و اتیلن‌دی‌آمین تترا استیک اسید روی ساختار و میکروسختی پوشش نیکل-بور الکترولس مطابق طرح مرکب مرکزی در دو شرایط پس از آبکاری و پس از عملیات حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج به‌دست‌ آمده، مورفولوژی سطحی اغلب این پوشش‌ها برخلاف همتاهای دیگر خود دارای ساختار قلوه‌سنگی می‌باشند. این در حالی است که مقالات پیش از این ساختار گل‌کلمی را برای این پوشش معرفی کرده‌اند. علت تشکیل چنین ساختاری به حضور آمونیاک در محلول آبکاری نسبت داده‌شد. بررسی میکروسختی برای پوشش‌ها در شرایط صرفا آبکاری شده، نتوانست منجر به تعریف یک مدل از سختی نسبت به متغیرهای فوق‌الذکر شود، اما به‌طور کلی میکروسختی به دست آمده برای پوشش‌های صرفا آبکاری شده 50HV26±825 بود. در شرایط پس از عملیات حرارتی، غلظت پایدارکننده و اثر متقابل آمونیاک و پایدارکننده به عنوان عوامل تاثیرگذار در میکروسختی پوشش در شرایط پس از عملیات حرارتی شناخته شدند به‌طوری که استفاده از غلظت‌های بهینه از این متغیرها توانست میکروسختی را از مقدار حداقلی 50HV52±1072به مقدار حداکثری 50HV26±1371برساند. بر این اساس بیشینه میکروسختی زمانی به دست می‌آید که مقدار پایدارکننده و آمونیاک بیشینه باشند. بالاترین میکروسختی به‌دست آمده برای این پوشش 50HV1371 بود. مشاهده گردید که در برخی از غلظت‌های متغیرهای پوشش‌دهی، پوشش ترد می‌گردد. مشخص شد که کمترین تردی مربوط به نمونه‌هایی است که بیشینه آمونیاک و پایدارکننده در آبکاری آن‌ها به‌کار رفته است. بررسی سایش پوشش‌ها نشان داد که علاوه بر میکروسختی، تردی و مورفولوژی سطحی پوشش‌ها نیز در کاهش میزان سایش مؤثر هستند و کم‌ترین سایش متعلق به پوششی است که علاوه بر میکروسختی بالا، زبری بالایی داشته و ترد نباشد.

واژه‌های کلیدی: نیکل-بور الکترولس؛ مورفولوژی، توپوگرافی، میکروسختی، سایش، بهینه‌سازی.

فهرست مطالب

صفحه

فصل اول: مقدمه

فصل دوم: مروری بر منابع

2-1- آشنایی با آبکاری الکترولس نیکل

2-2- مشخصات آبکاری نیکل-بور الکترولس

2-2-1- منبع نیکل

2-2-2- عامل احیاکننده

2-2-3- عوامل کمپلکس‌ساز ...

2-2-4- عوامل تسریع‌کننده

2-2-5- عوامل پایدارکننده

2-2-6- عامل تنظیم‌کننده pH

2-2-7- مواد افزودنی

2-2-8- تلاطم

2-2-9- دما

2-3- سازوکار تشکیل پوشش نیکل-بور الکترولس

2-3-1- چگونگی تشکیل فیلم آمورف

2-3-2- چگونگي شكل‌گيري و رشد پوشش Ni-B الكترولس

2-3-3- عمليات حرارتي پوشش نيكل-بور الكترولس

2-4- خصوصيات و وي‍ژگي‌هاي پوشش‌هاي نيكل-بور الكترولس

2-4-1- خصوصيات فيزيكي

2-4-2- ويژگي‌هاي شيميايي

2-4-3- خواص مكانيكي

2-5- به‌سازی خواص پوشش نیکل-بور الکترولس

2-5-1-کامپوزیتی کردن پوشش

فصل سوم: روش تحقیق ........................................................................................................................................... 42

3-1- مقدمه

3-2- آماده‌سازی زیرلایه

3-3- انجام آبکاری

3-3-1- آبکاری نمونه‌های مرتبط با طرح عاملی

3-3-2- انجام آبکاری برای نقاط محوری

3-4- جدول آزمون‌ها

3-5- عملیات حرارتی پوشش‌ها

3-6- بررسی متالوگرافی

3-7- بررسی میکروسختی

3-8- بررسی تردی نمونه‌ها

3-9- بررسی‌های XRD

3-10- بررسی سایش پوشش‌ها

فصل چهارم: نتایج

فصل پنجم: سگالش

5-1- بررسی نتایج متالوگرافی سطحی

5-2- بررسی الگوی پراش اشعه ایکس

5-3- بررسی سختی پوشش نیکل-بور الکترولس

5-2-1- بررسی اثرات اصلی و متقابل

5-2-2- بهینه‌سازی

5-4- بررسی تردی

فصل ششم: جمع‌بندی

6-1- نتیجه‌گیری

6-2- پیشنهاد‌ها

مراجع و منابع

فصل اول:

مقدمه

در سال 1844م، ـ«ورتز[1]» پی‌برد که فلز نیکل می‌تواند از محلول آبیِ حاوی نمک آن به‌وسیله احیاشدن توسط هیپوفسفیت رسوب ‌کند. با این حال رسوب نیکل به‌دست‌آمده در آن موقع به‌‌صورت پودر بود. فرايند آبكاري پوشش نيكل الكترولسی که امروزه رایج است، توسط برنر[2] و ريدل[3] كشف گرديد. پوششي كه توسط اين دو ابداع شد در حقيقت پوشش Ni-P الكترولس بود. وجه نام‌گذاری پوشش Ni-P الکترولس به‌علت وجود فسفر در کنار نیکل در پوشش می‌باشد که منشا آن، فسفر موجود در عامل احیاکننده یعنی سدیم‌هیپوفسفیت است. پوشش‌هاي الكترولس داراي برخي خواص مشتركند. از جمله اين موارد مي‌توان به قابليت اين پوشش‌ها در آبكاري زيرلايه‌هاي غيرهادي و نيز ايجاد پوششي يكنواخت روي انواع زيرلايه‌ها با هندسه پيچيده اشاره‌داشت. پوشش‌هاي الكترولس نيكل با داشتن خواص فيزيكي، شيميايي و مكانيكي خاص، كاربرد ويژه‌اي در صنايع مختلف پيدا کرده‌اند.

يكي از انواع پوشش‌هاي نيكل الكترولس پوشش Ni-B الكترولس است. تركيب شيميايي اين پوشش علاوه بر نيكل حاوي مقداري بور مي‌باشد كه منشاء آن عامل احياكننده‌ای حاوي بور است. اين پوشش داراي قابليت‌هاي ويژه‌اي است. خواص سايشي و مكانيكي اين پوشش و نيز عدم داشتن مشكلات زيست‌محيطي همچون كروم سخت، منجر به آن شده‌است كه اين پوشش در مصارف سايشي به‌كار گرفته‌شود. بر این اساس، اين پوشش به‌عنوان پوشش مقاوم به‌سايش قابليت به‌كارگيري در صنايع دفاع، نفت و گاز، صنايع هوا فضا، صنايع خودرو و... را داراست.

كاربرد پوشش نيكل-بور الكترولس تنها به مصارف سايشي محدود نمي‌شود، بلكه اين پوشش قابليت به‌كارگيري در صنايع الكترونيكي به‌عنوان جايگزين طلا و نقره در اتصالات و نيز مانع نفوذ مس را داراست. افزودن كبالت به اين پوشش منجر به تقويت خواص مغناطيسي آن گرديده و دريچه كاربرد آن را در حافظه‌هاي مغناطيسي همچون ديسك سخت مي‌گشايد. ديگر كاربرد اين پوشش قابليت آن در انواع مصارف كاتاليزوري است كه در آنجا به‌عنوان يك كاتاليزور فاز جامد منجر به تسريع انواع واكنش‌هاي شيميايي مي‌گردد.

آبكاري نيكل-بور الكترولس در عين ظاهر ساده پيچيدگي‌هاي خاصي در بطن خود دارد. اين پوشش نسبت به همتاي نيكل-فسفر خود داراي هزينه‌بري بيشتري مي‌باشد كه باعث محدود شدن كاربرد آن گرديده‌است. عوامل مختلفي خواص پوشش نيكل-بور الكترولس را تحت تاثير قرار می‌دهد. از جمله اين موارد باید به تركيبات حمام آبكاري، نوع زيرلايه، دماي انجام آبكاري و نيز عمليات تكميلي همچون انجام عمليات حرارتي روي پوشش اشاره داشت. تعداد متغيرهايي كه براي رسيدن به يك پوشش بهينه بايد محسوب شوند شامل ده‌ها مورد است كه بسياري از آن‌ها ناشناخته‌ مي‌باشند.

برای دستیابی به نمونه تجاری پوشش نیکل-بور الکترولس، نسل‌های مختلفی از این پوشش ارائه شده‌اند که هر یک دارای نقاط قابل بهبود زیادی از حیث خواص و مسائل محیط زیست بودند. یک دستاورد ویژه راجع به پوشش نیکل-بور الکترولس، نسل پنجم این پوشش می‌باشد که تحت نام تجاری اولتراسم[4] شناخته می‌گردد. برای این پوشش ویژگی‌های خاصی علاوه بر سختی و مقاومت به‌سایش ذکر شده‌است که در این باره می‌توان به ضریب اصطکاک پایین و خودروغن‌کاری اشاره نمود.

فناوری تولید پوشش فوق با هدایت «مک‌کوماس[5]» شکل گرفت. ایشان اختراعات بسیاری را در رابطه با پوشش نیکل-بور الکترولس به ثبت رسانده‌است. وی در برجسته‌ترین اختراع ثبت‌شدة خویش به ساختار سطحی متفاوتی نسبت به پوشش‌های Ni-Bالکترولس معمول دست یافت. مطابق این ثبت اختراع، ساختار سطحی پوششی که ایشان به آن دست‌یافت، دانه‌دانه‌ای است. این امر برخلاف ساختار سطحی مطرح برای پوشش نیکل-بور الکترولس یعنی ساختار گل‌کلمی شکل می‌باشد. هم‌چنین وی در حمام آبکاری خود از ترکیبات ویژه‌ای استفاده نمود که در حمام‌های آبکاری معمولی نیکل-بور الکترولس دیده‌نمی‌شود.

تفاوت محلول‌ آبکاری ایشان با سایر محلول‌های آبکاری که سایر محققان مورد بررسی قرار داده‌اند از قرار زیر است:

1- افزودن هیدروکسید آمونیوم به محلول به مقدار قابل توجه؛

2- افزایش دوبرابری در مقدار اتیلن‌دی‌آمین به‌عنوان عامل کمپلکس‌کننده؛

3- استفاده از محلول پایدارکننده حاوی تنگستات سرب، اتیلن‌دی‌آمین تترا استیک اسید، اتیلن دی‌آمین و سورفکتانت و عدم افزودن تنگستات سرب به محلول آبکاری به‌صورت جامد.

4- افزودن مقدار کمی از تنگستات سرب (به‌طور محلول) به حمام آبکاری نسبت به سایر محققان و افزودن مکرر عامل پایدارکننده به حمام آبکاری.

5- استفاده از pHنسبتا بالا

در رابطه با تغییراتی که مک‌کوماس در حمام آبکاری ابداعی خویش بدان مبادرت نموده‌است ابهامات علمی جدی وجود دارد و عملا در مقالات علمی به آن پرداخته نشده‌است. از آنجا که کار ایشان به‌طور عملی و گسترده در صنایع دفاع ایالات متحده آمریکا به کار گرفته‌ شده‌است و شواهدی نیز برای استفاده از این پوشش در صنایع هوایی وجود دارد تحقیق روی حمام آبکاری ابداعی ایشان جالب توجه می‌باشد.

مطابق مطالب اشاره‌شده در فوق، لازم دانسته‌شد که دلیل تفاوت محلول ایشان با محلول‌هایی که اکثر محققان از آن استفاده می‌کنند و اثری که این تفاوت روی خواص مکانیکی پوشش می‌گذارد مورد بررسی قرار گیرد.

در تحقیق حاضر از میان موارد فوق اثر غلظت اتیلن‌دی‌آمین، آمونیوم هیدروکسید و محلول پایدارکننده (با فرمولاسیون مشابه محلول ابداعی مک‌کوماس) روی ساختار سطحی، ضخامت و سختی پوشش مورد بررسی قرار گرفت تا مزیت تغییرات فوق در حمام آبکاری آشکار گردد. همچنین از چند نمونه انتخابی آزمون‌های سایش و XRDبه عمل آمد.

برای بررسی اثر متغیرهای مذکور، طرحی مبتنی بر روش مرکب مرکزی مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس این طرح میان متغیرهای مورد بحث و متغیرهای پاسخ یک رابطه ریاضی برقرار می‌گردد و بنابراین می‌توان فرایند ساخت پوشش را برای رسیدن به خواص مطلوب بهینه نمود.

خواص مورد بررسی در تحقیق حاضر ساختار سطحی، میکروسختی و تردی بودند. همچنین خواص سایشی چند نمونه‌ای که میکروسختی بالا و تردی کمی داشتند مورد بررسی قرار گرفت. در کنار موارد فوق از برخی از نمونه‌ها الگوی پراش اشعه ایکس تهیه گردید و همچنین در رابطه با نرخ آبکاری پوشش تحلیل‌هایی ارائه شد.

فصل دوم:
مروری بر منابع

2-1- آشنایی با آبکاری الکترولس نیکل

آبکاری الکترولس، یک روش پوشش‌دهی الکتروشیمیایی است که طی آن، الکترون‌های مورد نیاز برای شکل‌گیری پوشش، از طریق وقوع واکنش‌های شیمیایی در حمام آبکاری و نه از طریق اعمال جریان خارجی تامین می‌گردد [1-3]. اگرچه انواع مختلفی از آبکاری الکترولس وجود دارد، عنوان آبکاری الکترولس عمدتا برای حالتی از این آبکاری به‌کار می‌رود که طی آن یون‌های فلز تشکیل‌دهنده پوشش و یون‌های عامل احیاکننده (تولیدکننده الکترون) هر دو به‌صورت محلول در حمام آبکاری حضور داشته و واکنش آن‌ها روی یک سطح کاتالیزگر منجر به تشکیل پوشش می‌گردد. واکنش های 2-1 و 2-2، واکنش‌های اصلی در آبکاری الکترولس هستند [2 و 3]:

*نيكل شيميايي:آبكاري شيميايي نيكل بايد موارد زير را در برداشته باشد:

*منبع ين نيكل ، بيشتر سولفات نيكل
*يك ماده احياء كننده براي تدارك الكترون مورد نياز نيكل
*انرژي (حرارت)
*مواد كمپاكس سازي كه مقدار نيكل آزاد واكنش را كنترل نمايد
* مواد تامپون ، براي ثابت نگه داشتن pH محاول كه بخاطر توليد هيدروژن در اثناي واكنش تغيير ميكند.
*شتاب دهنده هايي كه بر سرعت واكنش مي افزايند.
* پيشگيرنده هايي كه مقدار احياء را كنترل مي نمايند.
* واكنش مواد توليد شده جنبي.
مشخصات يك محلول آبكاري شيميايي بستگي به تركيب آن از اين موارد دارد.

منبع یون نیکل:

منبع یون نیکل بیشتر سولفات نیکل می باشد. نمک های دیگر نیکل ، از جمله کلرید نیکل و استات نیکل ، برای کاربردهای بسیار محدود استفاده شده است. آنیون کلرید وقتی آبکاری EN حمام به صفحه مورد استفاده آلومینیوم ، و یا وقتی EN به عنوان پوشش محافظ آهنی استفاده می شود می تواند عمل کند در کاربردهای خوردگی آلیاژها از استات نیکل. استفاده می کنند اما هیچ بهبود قابل توجهی در عملکرد حمام و در مقایسه با کیفیت سولفات نیکل ندارد . هر گونه مزایای جزئی حاصل از استات نیکل توسط هزینه بالاتر در مقابل هزینه سولفات نیکل جبران می شود. نیکل نمک اسید hypophosphorus ، نیکل( (H2P02. منبع ایده آل از یونهای نیکل است .
مواد احيا كننده:پاره اي از مواد احيا كننده در تهيه اين محلول به كار مي رود: سديم هيپوفسفيت و امينوبران: سديم بروهيدرات و ئيدرازين.

قبل از بحث در مورد کاهش عوامل و پیشنهاد مکانیسم برای واکنش هایشان با نیکل ، باید به چند نکته توجه داشته باشیم.
1-کاهش نیکل که همواره با تحول هیدروژن همراه است
2-رسوب نیکل خالص نیست و شامل فسفر ، بور و یا واکنشگر کاهشی می باشد
3-رسوب نیکل خالص تنها بر روی سطح فلزات خاص انجام میگیرد
4-یونهای هیدروژن به عنوان یک محصول جانبی واکنش کاهش تولید می شود.
5- استفاده از عامل کاهنده برای نشست فلز با توجه به نسبت مولی نیکل رسوبی به عامل کاهشی تعییین میگردد.
6-گاز نیتروژن نیز با توجه به کاهش متوسط استفاده می شود. بنابراین فلز رسوب کننده.
کمتر از 100 درصد است.

برای خواندن ادامه مطلب کلیک کنید

قلع فلزی است براق٬ دارای رنگ سفید نقره‌ای٬ در درجه حرارت معمولی در مقابل آب و هوا مقاوم است و اسیدها و بازهای ضعیف به سختی روی آن اثر می‌گذارند. برعکس اسید و بازهای قوی به آسانی روی آن اثر می‌گذارند. به راحتی لحیم‌پذیر است. قلع در مقابل مواد غذایی و اتمسفر معمولی تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد. با توجه به اینکه سمی نیست٬ کاربرد زیادی در پوشش‌کاری قطعات صنعتی مواد غذایی و صنعت کنسروسازی دارد. با توجه به لحیم‌کاری بسیار عالی در صنعت برق نیز به کار برده می‌شود.

الکترولیت‌های آبکاری قلع

الکترولیت‌های اسیدی : اسید فنل سولفونیک - اسید هیدروفلوریک و اسید فلوئوروبونیک.
الکترولیت‌های قلیایی : براساس استانات سدیم یا پتاسیم و هیدروکسیدهای مربرطه می‌باشد.

پوشش‌های قلع ایجاد شده روی قطعات به طریق الکترولیتی ظاهری کدر دارند با فرو بردن قطعات در حمام روغن داغ (Surfuion) براق می‌شوند. حمام‌های روغن داغ٬ خلل و فرج موجود در پوشش را از بین برده٬ مقاومت در مقابل خوردگی قشر را افزایش می‌دهند. همچنین با استفاده از یک محلول خیلی داغ کرومات قلیایی حاوی یک تر کننده٬ می‌توان مقاومت در مقابل خوردگی قشر قلع‌اندود شده را بهتر نمود.

آبكاري قلع

چكيده :

محدوده وسيعي از آلياژهاي قلع - سرب جهت لحيم كاري تجهيزات مختلف بكار مي‌روند.استفاده از آلياژهاي غني از سرب بدليل مقاومت به خزش مطلوب در شرايط كاري رادياتور توصيه شده است .در صورتي مي‌توان از آلياژهاي قلع - سرب با درصد كمتر قلع جهت لحيمكاري استفاده كرد كه آنها در شرايط محيطهاي كلريدي رادياتور مقاوم به خوردگي باشند.خوردگي آلياژ لحيم با ظهور تركيبات سفيد رنگ در محل اتصالات ، سبب انهدام و نشتي رادياتور مي‌شود.در اين پژوهش سرعت خوردگي سرب ، قلع و آلياژهايشان را در اتمسفر و الكتروليتهاي خورنده به روش كاهش وزن و پلاريزاسيون كاتدي اندازه‌گيري شده است .در محيطهاي خنثي همچون شرايط تسريع شده خوردگي (H/T) و آب افزودن مقدار كمي قلع به سرب مقاومت به خوردگي آلياژ لحيم را بطور قابل توجهي افزايش مي‌دهد.در محيطهاي اسيدي حاوي يون كلر همچون فلاكس كلريدي لحيمكاري و اسيد هيدروكلريك آلياژهاي غني از قلع از مقاومت به خوردگي كمتر برخوردارند.با رسم منحنيهاي سرعت خوردگي با مقدار قلع در هريك از محيطهاي فوق اپتيمم مقدار قلع آلياژهاي لحيم قلع - سرب داراي مقاومت به خوردگي مطلوب پيشنهاد شده است .بكمك تكنيكهاي الكتروشيميايي و بررسي محصولات خوردگي با ميكروسكوپ الكتروني SEM و آناليز جذب اتمي AA و تفرق اشعه ايكس XRD مكانيسمي براي خوردگي سرب ، قلع و آلياژهايشان در محيطهاي خنثي و اسيدي ارائه شده است . مقدمه قلع عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Sn وعدد اتمی 50 وجود دارد.این فلز ضعیف چکش خوار و نقره ای که به آسانی در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسیده نمی شود و در برابر فرسایش مقاوم است ، در بسیاری از آلیاژها وجود داشته و بعنوان پوشش مواد دیگر جهت جلوگیری از فرسایش آنها بکار می رود.قلع را عمدتا" از ماده معدنی کاسی تریت که در آن بصورت اکسید وجود دارد ، بدست می آورند. قلع قلع فلزی است چکش خوار ، قابل انعطاف، شدیدا" بلورین وسفید نقره ای که ساختار بلوری آن هنگام خم شدن قطعه ای از قلع صدای خاصی ایجاد می کند( علت آن شکست بلورها است).این فلز دربرابر فرسایش ناشی از آب تقطیر شده دریا و آب لوله کشی مقاومت می کند اما بوسیله اسیدهای قوی و موادقلیایی و نمکهای اسیدی مورد حمله قرار می گیرد. هنگامیکه اکسیژن بصورت محلول است قلع بعنوان کاتالیزور عمل کرده و واکنشهای شیمیایی را تسریع می کند. درصورتیکه آنرا درحضور آزمایش‌های مربوط به هوا حرارت دهند Sn2 حاصل می شود. Sn2 اسید ضعیفی بوده و با اکسیدهای بازی تولید نمکهای قلع می کند.قلع را می توان به مقدار زیادی جلا داد و بعنوان پوشش سایر مواد جهت ممانعت از فرسودگی یا واکنشهای شیمیایی دیگرمورد استفاده قرار می گیرد.این فلز مستقیما" با کلر و اکسیژن ترکیب می شود و و جایگزین هیدروژن اسیدهای رقیق می گردد.قلع در دماهای معمولی انعطاف پذیر است اما در صورتیکه گرم شود شکننده می شود. شکلهای مختلف در فشار طبیعی قلع جامد دارای دو شکل مختلف است . در دماهای پایین به شکل خاکستری یا قلع آلفا وجود دارد که دارای ساختار بلوری مکعبی مانند سیلیکن و ژرمانیم است. وقتی دما بالاتر از 2/13 درجه سانتیگراد باشد به رنگ سفید یا قلع بتا تبدیل می شود که فلزی بوده و دارای ساختار چهار وجهی است. درصورتیکه سرد شود به آهستگی بصورت خاکستری برمی گردد که بیماری قلع نامیده می شود.بهر حال این تغییر شکل تحت تاثیر ناخالصیهایی از قبیل آلومینیم و روی قرار می گیرد که با افزودن آنتیموان یا بیسموت می توان از آن جلوگیری کرد. كاربردهـا قلع به آسانی به آهن متصل شده وبرای پوشش سرب روی و فولاد مورد استفاده قرار می گیرد تا از پوسیدگی آنها جلوگیری شود.قوطیهای فولادی با پوشش قلع برای نگهداری غذا کاربردی وسیع دارد و این کاربرد بخش وسیعی از بازار قلع فلزی را تشکیل می دهد.

سایر کاربردها :

• برخی از آلیاژهای مهم قلع عبارتند از: برنز، مفرغ، بابیت، آلیاژ ریخته گری شده تحت فشار، پیوتر، برنز فسفردار،لحیم نرم وفلز سفید.
• مهمترین نمک آن کلرید قلع است که بعنوان عامل کاهنده و یک خورنده در چاپ روی پارچه کاربرد دارد.اگر نمک قلع روی شیشه پاشیده شود لایهای بوجود می آید که خاصیت هدایت الکتریکی دارد. از این پوششها در شیشه های اتومبیل ضد یخ و روشنایی تابلو فرمان استفاده می شود.
• برای ساخت شیشه پنجره با سطحی تخت ،بیشتر ازروش شناور نمودن شیشه مذاب روی قلع مذاب( شیشه شناور) استفاده می شود ( این روش را فرآیند Pilkington می نامند
• از قلع همچنین در لحیم کاری برای اتصال لوله ها یا مدارهای الکتریکی ، در آلیاژهای چرخ دنده، در شیشه سازی وطیف وسیعی از کاربردهای شیمیایی قلع استفاده می شود.

برای مطالعه ادامه مطلب در سایت نویسنده لطفا کلیک کنید.

قلع فلزی است براق٬ دارای رنگ سفید نقره‌ای٬ در درجه حرارت معمولی در مقابل آب و هوا مقاوم است و اسیدها و بازهای ضعیف به سختی روی آن اثر می‌گذارند. برعکس اسید و بازهای قوی به آسانی روی آن اثر می‌گذارند. به راحتی لحیم‌ پذیر است. قلع در مقابل مواد غذایی و اتمسفر معمولی تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد. با توجه به اینکه سمی نیست٬ کاربرد زیادی در پوشش‌کاری قطعات صنعتی مواد غذایی و صنعت کنسروسازی دارد. با توجه به لحیم‌کاری بسیار عالی در صنعت برق نیز به کار برده می‌شود.
محدوده وسيعي از آلياژهاي قلع - سرب جهت لحيم كاري تجهيزات مختلف بكار مي‌روند. استفاده از آلياژهاي غني از سرب بدليل مقاومت به خزش مطلوب در شرايط كاري رادياتور توصيه شده است . در صورتي مي‌توان از آلياژهاي قلع - سرب با درصد كمتر قلع جهت لحيم كاري استفاده كرد كه آنها در شرايط محيطهاي كلريدي رادياتور مقاوم به خوردگي باشند.خوردگي آلياژ لحيم با ظهور تركيبات سفيد رنگ در محل اتصالات ، سبب انهدام و نشتي رادياتور مي‌شود.در اين پژوهش سرعت خوردگي سرب ، قلع و آلياژهايشان را در اتمسفر و الكتروليتهاي خورنده به روش كاهش وزن و پلاريزاسيون كاتدي اندازه‌گيري شده است .
در محيطهاي خنثي همچون شرايط تسريع شده خوردگي (H/T) و آب افزودن مقدار كمي قلع به سرب مقاومت به خوردگي آلياژ لحيم را بطور قابل توجهي افزايش مي‌دهد.در محيطهاي اسيدي حاوي يون كلر همچون فلاكس كلريدي لحيم كاري و اسيد هيدروكلريك آلياژهاي غني از قلع از مقاومت به خوردگي كمتر برخوردارند.با رسم منحنيهاي سرعت خوردگي با مقدار قلع در هريك از محيطهاي فوق اپتيمم مقدار قلع آلياژهاي لحيم قلع - سرب داراي مقاومت به خوردگي مطلوب پيشنهاد شده است. به كمك تكنيك هاي الكتروشيميايي و بررسي محصولات خوردگي با ميكروسكوپ الكتروني SEM و آناليز جذب اتمي AA و تفرق اشعه ايكس XRD مكانيسمي براي خوردگي سرب، قلع و آلياژهايشان در محيط هاي خنثي و اسيدي ارائه شده است .

الکترولیت‌های آبکاری قلع

⦁ الکترولیت‌های اسیدی : اسید فنل سولفونیک - اسید هیدروفلوریک و اسید فلوئوروبونیک.
⦁ الکترولیت‌های قلیایی : براساس استانات سدیم یا پتاسیم و هیدروکسیدهای مربرطه می‌باشد.
پوشش‌های قلع ایجاد شده روی قطعات به طریق الکترولیتی ظاهری کدر دارند با فرو بردن قطعات در حمام روغن داغ (Surfuion) براق می‌شوند. حمام‌های روغن داغ٬ خلل و فرج موجود در پوشش را از بین برده٬ مقاومت در مقابل خوردگی قشر را افزایش می‌دهند. همچنین با استفاده از یک محلول خیلی داغ کرومات قلیایی حاوی یک تر کننده٬ می‌توان مقاومت در مقابل خوردگی قشر قلع‌اندود شده را بهتر نمود.

آبكاري قلع

قلع عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Sn وعدد اتمی 50 وجود دارد.این فلز ضعیف چکش خوار و نقره ای که به آسانی در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسیده نمی شود و در برابر فرسایش مقاوم است ، در بسیاری از آلیاژها وجود داشته و بعنوان پوشش مواد دیگر جهت جلوگیری از فرسایش آنها بکار می رود.
قلع را عمدتا" از ماده معدنی کاسی تریت که در آن بصورت اکسید وجود دارد، بدست می آورند. قلع قلع فلزی است چکش خوار ، قابل انعطاف، شدیدا" بلورین وسفید نقره ای که ساختار بلوری آن هنگام خم شدن قطعه ای از قلع صدای خاصی ایجاد می کند( علت آن شکست بلورها است).

این فلز دربرابر فرسایش ناشی از آب تقطیر شده دریا و آب لوله کشی مقاومت می کند اما بوسیله اسیدهای قوی و موادقلیایی و نمکهای اسیدی مورد حمله قرار می گیرد. هنگامیکه اکسیژن بصورت محلول است قلع بعنوان کاتالیزور عمل کرده و واکنشهای شیمیایی را تسریع می کند. درصورتیکه آنرا درحضور آزمایش‌های مربوط به هوا حرارت دهند Sn2 حاصل می شود. Sn2 اسید ضعیفی بوده و با اکسیدهای بازی تولید نمکهای قلع می کند.
قلع را می توان به مقدار زیادی جلا داد و بعنوان پوشش سایر مواد جهت ممانعت از فرسودگی یا واکنشهای شیمیایی دیگرمورد استفاده قرار می گیرد. این فلز مستقیما" با کلر و اکسیژن ترکیب می شود و جایگزین هیدروژن اسیدهای رقیق می گردد. قلع در دماهای معمولی انعطاف پذیر است اما در صورتیکه گرم شود شکننده می شود. شکل های مختلف در فشار طبیعی قلع جامد دارای دو شکل مختلف است . در دماهای پایین به شکل خاکستری یا قلع آلفا وجود دارد که دارای ساختار بلوری مکعبی مانند سیلیکن و ژرمانیم است. وقتی دما بالاتر از 2/13 درجه سانتیگراد باشد به رنگ سفید یا قلع بتا تبدیل می شود که فلزی بوده و دارای ساختار چهار وجهی است. درصورتیکه سرد شود به آهستگی بصورت خاکستری برمی گردد که بیماری قلع نامیده می شود.بهر حال این تغییر شکل تحت تاثیر ناخالصیهایی از قبیل آلومینیم و روی قرار می گیرد که با افزودن آنتیموان یا بیسموت می توان از آن جلوگیری کرد.
كاربردهـا قلع به آسانی به آهن متصل شده وبرای پوشش سرب روی و فولاد مورد استفاده قرار می گیرد تا از پوسیدگی آنها جلوگیری شود. قوطی های فولادی با پوشش قلع برای نگهداری غذا کاربردی وسیع دارد و این کاربرد بخش وسیعی از بازار قلع فلزی را تشکیل می دهد.

سایر کاربردها :

• برخی از آلیاژهای مهم قلع عبارتند از: برنز، مفرغ، بابیت، آلیاژ ریخته گری شده تحت فشار، پیوتر، برنز فسفردار،لحیم نرم وفلز سفید.
• مهمترین نمک آن کلرید قلع است که بعنوان عامل کاهنده و یک خورنده در چاپ روی پارچه کاربرد دارد.اگر نمک قلع روی شیشه پاشیده شود لایه ای بوجود می آید که خاصیت هدایت الکتریکی دارد. از این پوششها در شیشه های اتومبیل ضد یخ و روشنایی تابلو فرمان استفاده می شود.
• برای ساخت شیشه پنجره با سطحی تخت ،بیشتر ازروش شناور نمودن شیشه مذاب روی قلع مذاب( شیشه شناور) استفاده می شود ( این روش را فرآیند Pilkington می نامند
• از قلع همچنین در لحیم کاری برای اتصال لوله ها یا مدارهای الکتریکی ، در آلیاژهای چرخ دنده، در شیشه سازی وطیف وسیعی از کاربردهای شیمیایی قلع استفاده می شود. زیر دمای k)72/3 قلع تبدیل به یک ابر رسانا می شود). در واقع قلع یکی از اولین ابررساناهایی بود که مورد بررسی قرار گرفت ؛Meissner effect که یکی از ویژگیهای ابررساناها می باشد اولین بار در بلورهای قلع ابررسانا کشف شد.
آلیاژ نیوبیوم – قلع (Nb3Sn) بعلت دمای بحرانی بالا(k 18) و میدان مغناطیسی بحرانی(T 25) بصورت سیمهایی برای آهنرباهای ابررسانا کاربرد تجاری پیدا کرده است .یک آهنربای ابررسانا به وزن چند کیلوگرم قادر به تولید میدانهای مغناطیسی مشابه الکترومغناطیسهای چند تنی می باشد. تاریخچه قلع ( انگلوساکسون tin و لاتین stannum) یکی از قدیمی ترین فلزات شناخته شده است و از دوران باستان بعنوان بخشی از برنز مورد استفاده بوده است.چون موجب سخت شدن مس می گردد از 3500 سال قبل از میلاد در وسایل برنزی بکار رفته است.
رونق تجارت قلع در دوران باستان بین معادن Cornwall و تمدنهای مدیترانه وجود داشته است. با این وجود شکل خالص این فلز تا تقریبا" 600 قبل از میلاد کاربرد نداشته است. پیدایــش تقریبا" 35 کشور در جهان به استخراج قلع مشغولند. تقریبا" در هر قاره ای آبکاری پوشاندن یک جسم با یک لایه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می‌شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ایجاد می‌شود باید رسانای جریان برق باشد. الکترولیت مورد استفاده برای آبکاری باید دارای یون های آن فلزی باشد که قرار است لایه نازکی از آن روی جسم قرار بگیرند.
نگاه کلی فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا و نقره ‌و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن ‌و مس ‌و غیره و همچنین ایجاد روکشی بسیار مناسب (در حدود میکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می‌تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه‌های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می‌شود چون فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها) و یا الکتروشیمیایی (توسط اسیدها و بازها و نمک‌ها) انجام پذیرد.
طبیعت و میزان خوردگی به ویژگی‌های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با روکش پلاستیک٬ حفاظت کاتدیک‌و آبکاری با فلزات دیگر. اصول آبکاری به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد:
فلز <-------- (الکترون) z + کاتیون فلزی

ترسیب فلز قلع با روش های زیر انجام می‌شود:

در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنش ها در جهت واحد مورد‌نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنش های مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
- این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.
قوانین فارادی قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند.
(1 قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است.
(2 قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست. بر اساس این قوانین مشخص شده است که ۹۶۵۰۰ کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی‌والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند. آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند.

بر این اساس سه امکان وجود دارد:
* ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان‌) یا فرایند غوطه‌وری:
اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه‌ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف‌تر (فلز فعال) از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب) باشد و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد.
موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از:
⦁ مس‌اندود نمودن فولاد
⦁ نقره‌کاری مس و برنج
⦁ جیوه‌کاری
⦁ حمام زنکات
روش های مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی.

(1 ترسیب فلز به روش اتصال:

این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می‌کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه) همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو برده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود.

2) روش احیا:

ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ت رسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد.
با بررسي و مطالعه ويژگي هاي الکتروشيميايي باتري هاي قليايي دي اکسيد منگنز - قلع از نوع تکمه اي (Button cells)و باتري هاي قابل شارژ دوقطبي (Bipolar alkaline batteries) مشخص شد که مشکل عمده در دستيابي به ظرفيت مناسب و رسيدن به تعداد چرخه هاي شارژ/دشارژ بيشتر، استفاده از ترکيب نامناسب آندي است. لذا با به کارگيري يک روش جديد، نوع ويژه اي از پودر قلع الکتروليتي با روکش آلياژ قلع - قلع تهيه و از آن در ساخت آند باتري ها استفاده شد.
در اين روش الكتروليز آلياژ قلع - قلع (Sn/Zn) بر سطح رسوب قلع اسفنجي حاصل از الكتروليز انجام شد. بدين منظور از روش حمام هاي جداگانه (Dual bath technique) استفاده شد، به نحوي که الكتروليز قلع خالص و الكتروليز آلياژ قلع - قلع به طور متناوب تکرار شد. براي تعيين ويژگي هاي الکتروشيميايي نمونه هاي تهيه شده، از فن هاي ولتامتري چرخه اي و امپدانس الکتروشيميايي استفاده شد. افزون بر اين، مقدار گاز حاصل از واکنش هاي خوردگي اندازه گيري شد. نتيجه هاي به دست آمده از اين فن ها افزايش مقاومت در برابر خوردگي (Corrosion resistance) پودر قلع دوپه شده با آلياژSn/Zn ، و همچنين برگشت پذيري بهتر واکنش ها را نسبت به پودر قلع خالص نشان داد. نتيجه هاي آزمايش باتري هاي آزمايشگاهي مشخص کرد که استفاده از مواد ساخته شده در ترکيب آندي باتري هاي تکمه اي، ويژگي هاي الکتروشيميايي را بهبود و در باتري هاي قابل شارژ توان چرخه اي شارژ و دشارژ را افزايش مي دهد. خوردگی آهن کاتیون ها یعنی یون های +Fe2، که در آند تولید شده اند در آب موجود بر سطح جسم به سوی کاتد می روند. آنیون ها ،یعنی یون های OH-،که در کاتد تولید شده اند به طرف آند حرکت می کنند. این یون ها ، در جایی میان این دو ناحیه به هم می رسند و Fe(OH2) به وجود می آورند. اما آهن (II ) هیدروکسید در حظور رطوبت و اکسیژن پایدار نیست. این هیدروکسید به نوبه خود اکسید و به آهن (Ш) هیدروکسید تبدیل می شود که در واقع آهن(Ш) اکسید آب پوشیده، Fe2O3.xH2O ، یا زنگ آهن است. جاهایی که جسم آهنی زنگ زده گود شده است، نواحی آندی یا جاهایی هستند که آهن به صورت یون های Fe2+ در محلول وارد می شوند. نواحی کاتدی جاهایی است که بیشتر در معرض رطوبت و هوا هستند، زیرا O2 و H2O در واکنش کاتدی دخالت دارند.
زنگ آهن همیشه در نقاطی نسبتا دورتر از جاهای گود شده (میان نواحی آندی و کاتدی) ایجاد می شود. مثلا وقتی که یک جسم آهنی رنگ شده زنگ می زند، نواحی کاتدی نقاطی هستند که رنگ آن زدوده شده و فلز آهن عریان در معرض رطوبت و اکسیژن قرار گرفته است. نواحی آندی، جایی که آهن گود شده، نقاطی زیر سطح رنگ شده هستند. گود شدن سبب پوسته پوسته شدن رنگ می شود و این عمل زنگ زدن آهن را تسریع می کند. خود زنگ درنقاطی میان این دو ناحیه، که معمولا به ناحیه کاتدی نزدیکتر و از ناحیه آندی دورتر است، تشکیل می شود. تبدیل Fe(OH2) به زنگ مستلزم (O2(gو H2O است. آب نمک زنگ زدن را تسریع می کند، زیرا یون های موجود در آب به انتقال جریان در سلول های ولتایی کوچکی که بر سطح آهن برقرار شده است، کمک می کند. به نظر می رسد که بعضی از یون ها، مثلاCl- ، واکنش های الکترودی را کاتالیز می کنند. ناخالصی های موجود در آهن نیز سبب پیشرفت زنگ زدگی می شوند، آهن بسیار خالص به سرعت زنگ نمی زند. بعضی از انواع ناخالصی ها، کشیدگی ها و نقص های بلوری موجود در آهن با جذب الکترون ها آنها را از ناحیه هایی که جایگاه های آندی می شوند، دور می کنند. اجسام آهنی یا فولادی را می توان با پوشش های محافظ ( مانند گریس، رنگ، یا فلزات دیگر) که مانع رسیدن هوا و رطوبت به آهن می شوند، از زنگ زدن محافظت کرد. پوشش های فلزی(مانند پوشش های Cr ، Ni و Cd ) به وسيله برقكافت يا با فرو بردن جسم در فلز مذاب( مانند Zn و Sn ) عملی می شود.
آهن گالوانیزه، آهنی است که با روی پوشانده شده باشد. این آهن، حتی اگر پوشش آن هم شکستگی پیدا کند، از زنگ زدن محفوظ می ماند. در این مورد، روی به جای آهن، به عنوان آند به کار می رود و اکسید می شود، زیرا روی فلزی فعالتر از آهن است. در مورد پوشش قلع، مانند «حلبی» هایی که از آن قوطی می سازند، عمل معکوس انجام می شود . اگر پوشش قلع بشکند، خوردگی آهن در زیر این پوشش پیش می رود، زیرا آهن فعالتر از قلع است. فلزاتی که فعالتر از آهن هستند به منزله آند هایی فدایی به کار می آیند. برای آنکه مخزن های بزرگ آهنی زیر زمینی، خط لوله نفت، یا کابل از زنگ زدن محفوظ بمانند، قطعه هایی از فلزات فعال ( مانند Zn يا Mg ) را در کنار جسم آهنی در زیر زمین دفن می کنند و فلز فعال را با سیم به جسم آهنی متصل می کنند. در این صورت آندهای فلزی فعال فدا می شوند تا آهن از زنگ زدن محفوظ بماند. این آند ها به سرعت اکسید می شوند و هر از چند گاه باید آنها را تعویض کرد آماده سازی قطعات برای آبکاری برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد.

عملیات آماده سازی عبارتند از:

⦁ سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند.
⦁ چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد.
⦁ پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد.
⦁ آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود.

موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری قلع در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت‌های تجاری زیادی را در زمینه‌های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از ۱۰۰ میکرومتر است می‌پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند.
این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده‌اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی‌و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه‌های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره‌ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه‌ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل‌یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصت های قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعیین‌کننده‌ای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر اصول قابل پیش‌بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است.

برای خواندن ادامه مطلب در سایت نویسنده لطفا کلیک کنید.

آبکاری الکتریکی محلول ها
آبکاری طلا ازنگاه متال فینیشینگ 2011

طلاها و آلیاژهای طلای آبکاری شده برای کاربرد های مختلفی در صنعت های مختلفی استفاده می شود.اگر چه به طور کلی به 8 گروه تقسیم می شوند که تقریبا همه ی طلاهای آبکاری شده را در بر می گیرند.
گروه A: طلای تزئینی درخشان 24 عیار ( 2 تا 4 میلیونیوم از طلاها)،آویزان کردن و بشکه ای
گروه B: طلای آلیاژی تزیینی ( 2 تا 4 میلیونیوم از طلاها)، آویزان کردن و بشکه ای
گروه C: طلای آلیاژی تزیینی گران (20 تا 400 میلیونیم از طلاها)،آویزان کردن
گروه D: طلای نرم صنعتی/الکترونیکی با خلوص بالا (20 تا 200 میلیونیم از طلاها)، آویزان کردن و بشکه ای وانتخابی
گروه E: طلای سخت و درخشان وگران صنعتی/الکتریکی با خلوص %99.5 (20 تا 200 میلیونیم از طلاها)، آویزان کردن و بشکه ای و انتخابی
گروه F: طلای آلیاژی گران صنعتی/الکترونیکی (20 تا 400 میلیونیم از طلاها)،آویزان کردن وانتخابی
گروه G: آلیاژ صیقل داده شده و مرمت شده و به طور عمومی خالص و درخشان(5 تا 40 میلیونیم از طلاها)،آویزان کردن
گروه H:متفرقه، طلاها و آلیاژهای طلا شکل داده شده الکترونیکی برای تندیس سازی و کارهای هنری

در پی آسانتر کردن عنوان گروه های بزرگ و مختلف با محلول های آبکاری می توان طلا و آلیاژهایش را متعلق به 5 گروه دانست:
گروه1:محلول سیانیدی طلا با خاصیت قلیایی برای آبکاری طلا و آلیاژهایش،گروه های A-D و گاهی F-H
گروه2: محلول سیانیدی طلا خنثی برای آبکاری طلا با خلوص بالا; گروه D و G
گروه3: محلول سیانیدی طلای اسیدی برای طلای درخشان و سخت و آبکاری آلیاژهای طلا،گاهی اوقات گروه های E-G،B،C
گروه 4: محلول غیر سیانیدی، به طور معمول سولفیدی برای آبکاری طلا و آلیاژهایش،گاهی اوقات گروه های A-D و F-H
گروه 5: متفرقه

در حدود صدها فرمول برای آبکاری طلا ها با این 5 گروه محلول وجود دارد.
خواص فیزیکی،مهندسی و ظاهری مشخص می کند که کدوم گروه را برای کارمان باید در نظر بگیریم، اما در اقتصاد معمولا فاکتور های مثل روش آبکاری و فرمول های آن در نظر گرفته می شود. هزینه¬ی مربوط به هر اونس طلا فقط یکی از جنبه های مربوط به هزینه های اقتصادی می باشد که مشخص می کند ما از بین روش های آویزان کردن،بشکه ای،پیوسته و آبکار ی انتخابی کدام یک را انتخاب کنیم.برای هر کاربردی ضروری می باشد که این متغیر ها را مشخص کنیم.
1-هزینه ی حمام: این هزینه به حجم ضروری برای روش و غنی کردن طلا مربوط می شود
2-سرعت آبکاری: سرعت سایز تجهیزات و حمام و هزینه ها برای یک تولید مطابق میل تعیین می کند.
3-هزینه خارج کردن: این به عیار طلایی که استفاده می کنیم و شکل قطعه و روشی که استفاده می کنیم بستگی دارد.
4-هزینه های حفظ و کنترل: بعضی از حمام های پر بازده و سرعت بالا تقریبا یک رسیدگی و توجه و آنالیز مداوم نیاز دارند.
5- هزینه ی طول عمر حمام:حمام های سرعت بالا و به خصوص با خلوص زیاد و با قابلیت خوب خارج کردن باید به طور متناوب برای حفظ خلوص تعویض شوند، که این سبب از دست دادن برخی از ویژگی ها می شود.
6- هزینه های مالی برای نگه داری حمام
7-هزینه ی اولیه تجهیزات
8-هزینه های مازاد تجهیزات (که آن در حال استفاده می باشد یا نه) که هزینه ی آن بر ساعت یا بر روز می باشد.

گاهی اوقات یک روش دستی آویزان کردن یا بشکه ای می تواند مقرون به صرفه باشد و یا در زمان دیگر یک روش سرعت بالای کاملا اتوماتیک مناسب می باشد.
طلا امروزه به عنوان یک کالای آزاد با قیمت های مختلف هر روز تجارت یا بازرگانی می شود. برای رسیدن به موفقیت مراقبت و کنترل هزینه ها لازم است.
آبکاری طلای تزئینی (گروه A-C و گاهی G):
در بیشتر موارد، و نه در تمام موارد طلای آبکاری برای تزئینات جواهرات و ضمیمه¬های ساعت و بقیه مواردی که انسان برای تزینات استفاده می کند استفاده می شود. ضخامت طلا و آلیاژهای طلا معمولا بین 0.000002 تا 0.000005 اینچ می باشد و زمان آبکاری بین 5 تا 30 ثانیه می باشد.در قوانین رایج تجارت برای صنایع جواهر سازی مرسوم یا نیاز است که این رسوب طلای درخشان یا طلای شسته شده نامیده شود.این رسوبات معمولا روی نیکل آبکاری شده قرار می گیرند و روکش را درخشان می کنند.آنها به هیچ ریز دانه سازی وپرداختی نیاز ندارند.آنها در صدها رنگ متفاوت هستند،اما کلاس A و Bکه در جدولI نشان داده شده است نماینده ای از رنگ ها می باشند.
در همه ی حمام های رنگ کاری در جدول I باید از فولاد زنگ نزن 316 به عنوان آند استفاده شود.بهترین نسبت آند به کاتد 1:1 یا 3:1 می باشد. نسبت خیلی بالا زمانی است که از یک تانک به عنوان آند استفاده شود که تمایل دارد یک رنگ ناصاف و ضخیم از رسوب بدهد و در نهایت قطعه ها باید غالبا بسوزند. مطمئان نباید از همزدن استفاده کنیم تا یک رنگ یکنواخت بدهد.لغزش و تکان دادن کاتد بار رسوب گذاری طلا را افزایش می دهد اما سریعا طلای حمام را خالی کرده و تعادل را بهم می زند. طلا و آلیاژهای آهنی فلزی باید به طور متناوب افزوده شوند. حمام های شامل محلول های سفید و سبز و صورتی روشن باید با بازده تقریبا %6 درصد عمل کند. هر 11 ساعت اپراتور 5 گرم طلا به همراه مقداری آلیاژ باید اضافه کند.

همه ی شرایط عملیات باید تا جایی که ممکن است کنترل شود،هر تغییری در شرایط می تواند بر بازده ی طلا و آلیاژ و حمام تاثیر بگذارد. تغییرات در مقدار رسوب فلز می تواند رنگ ما را تغییر بدهد. فاکتور های دیگری که بر تغییر رنگ موثرند به شرح زیر می باشد:

1-پرداخت سطحی: پرداخت سطح فلز اساس رنگ ظاهر وسطح آن را تغییر می دهد،این امر به ویژه هنگامی که یک قطعه به طور قابل توجهی دارای مناطق روشن و تار و پودی می باشد مشاهده می شود. آبکاری در حمام باعث نمایان شدن دو رنگ مختلف می شود.
2-رنگ فلز پایه: رنگ فلز پایه رنگ رسوب طلا را تغییر می دهد تا جایی که آنقدر رسوب ضخیم شود تا اثر آن را از بین ببرد. احتمالا اغلب رسوب های آلیاژی بعد از محو شدن فلز پایه به اندازه 0.000002 نمایان می شوند.
3-چگالی جریان : کم بودن بیش از حد چگالی جریان باعث تمایل و علاقه رسوب طلا و غنی تر شدن آلیاژ می گردد، چگالی جریان بالا در ابتدا به نفع آلیاژ و محدود کننده رنگ می باشد. افزایش چگالی جریان باعث توسعه رنگ صورتی ،نارنجی و یا تن قرمز می شود.
4-سیانید آزاد:در محلول های محتوی سیانید آزاد به تغییرات مس بسیار حساس اند، سیانید کم باعث افزایش رنگ صورتی و سایه قرمز و سیانید بالا به طور قابل توجهی رنگ زرد را به وسیله ی عقب نگه داشتن مس افزایش می دهد.
5-دما: اثر آن شبیه به چگالی جریان می باشد، دمای کم به سمت طلای زرد و در دمای بالا به سمت رنگ های آلیاژی می رود،از دمای بالای 160 باید به دلیل شکست سریع سیانید و تیره شدن رنگ اجتناب شود به جز در مورد طلای صورتی روشن
6-PH : به ندرت لازم است تا PH آنها معمولا بین الی 10 تا 11 باقی می ماند،فقط صورتی ،صورتی روشن، یا قرمز طلایی تمایل به higher readings دارد.
آبکاری بشکه ای (گروه A و B )
طلا به شکل KAu(CN2),0.4g/l
سیانید آزاد به صورت NaCN,30g/l
دی سدیم فسفات 23g
دما, F100-120
آندها فولاد زنگ نزن
در جواهرات معمولی در آبکاری بشکه ای معمولا حدود 6 ولت لازم است، در پرداخت تزئینی به اندازه ی 0.000002 اینچ رسوب گذاری 3 الی 4 دقیقه طول می کشد. اگر قطعات کوچک و متراکم باشد برای بدست آوردن پوشش در آبکاری بشکه ای ممکن است تا 8 دقیقه زمان نیاز باشد.
این فرمول بالا ممکن است برای رسیدن به رنگ های متنوع تغییر هم بکند،رنگ نور همیلتون را می توان با اضافه کردن 1.5 تا 3.5 گرم نیکل بدست آورد و کاهش درجه حرارت نیز یک رنگ روشن تر و یکنواخت تر تولید می کند.
طلاهای عتیقه (گروه A و B )
هنر آبکاری قرن 19 ام تولید سطح پرداخت شده ای بود که دارای زر اندود جیوه روی مس و نقره می باشد که در آب و هوای مختلف و خاکهای مختلف عناصرشان را حفظ کردند،هر استاد آبکاری که پرداخت عتیقه ها را بهبود داده کارش ناب بوده است.

روش مدرن برای رسیدن به این اثر به شرح زیر است:
1-پرداخت سطح دوده زده ی سیاه
2- از بین بردن نقاط برجسته بر روی یک نقطه عمیقا فرو رفته یا سطح صاف در قطعه ملیله دوزی با مالش سنگ و بی کربنات سدیم توسط دست یا از بین بردن چرخش با پنبه چرم گاومیش،قلم مو تاپیکو. روش های دیگر هم امکان پذیر است.
3- طلای درخشان یا طلای آلیاژی بر روی مناطق برجسته شستشو شده ناقص رسوب می کند. فرمول های محلول برای حمام طلاهای عتیقه در جدولII نشان داده شده است.
یک پرداخت گرون نیازمند دو بار اویزون کردن می باشد، ام یک پرداخت زیبا عتیقه های روسی می باشد. این ممکن است با از بین بردن سبز- طلایی در جدول II و سپس درخشنده کردن با k24 یا طلای انگلیسی باشد.
در عتیقه های قدیم (1940-1950) به دلیل قیمت بالای طلا نیازی به دو بار آویزان کردن یا تکان دادن طولانی نبود .

برای خواندن ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک کنید:

http://yon.ir/Tkmaa

ما انسان‌ها با چشمانمان زیبایی‌ها را تشخیص داده و از آن‌ها بسیار لذت می‌بریم. نمونه‌ای از این زیبایی‌ها که موجب شادمانی ما می‌شود عبارتند از: دیدن یراق‌آلات و سایر قطعات فلزی که عتیقه( پاتینه) شده‌اند.

مدتی است که عتیقه‌کردن(پاتینه کردن) به عنوان انتخاب متداول و شایع سازندگان درآمده است، که انواع مختلف یراق‌آلات تزیینی از جمله وسایل روشنایی، قفل‌ها، دستگیره‌های کابینت، انواع گیره‌ها، اتصالات و بسیاری از اقلام تزیینی از آن جمله‌اند.
در سال‌های ۱۹۷۰ تقاضای بازار برای این نوع پوشش به طور چشمگیری فزونی یافت که به توسعه فرآیندهای تکنیکی در تولید کارآمد آن منجر شد. از آن تاریخ با توجه به نوسانات بازار، افزایش و تقاضا برای این نوع پوشش، صرف نظر از سلیقه‌های متداول همواره وجود داشته، به طوری‌که برای یراق‌آلاتی که با کیفیت بالا عتیقه شده‌اند تقاضا رو به افزایش بوده است.

قطعات فلزی پایه، که به صورت متداول عتیقه می‌شود، در سه گروه از فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرند “برنج سخت، برنز و مس که در اشکال مختلف وجود دارد. این مواد اولیه بیشتر در مصرف قطعاتی که در محیط باز قرار می‌گیرند یا در مصارف داخلی که نیاز به کیفیت بالا دارد استفاده می‌شوند. چون این آلیاژها لایه اکسید محافظ تشکیل می‌دهند، لذا این مواد، انتخاب مناسبی برای اقلامی مانند: قسمت‌های بیرونی قطعات روشنایی، قفل‌ها، قطعات مورد استفاده در صنایع دریایی، قطعاتی که در زیباسازی نمای ساختمان به کار می‌رود، همچنین پیچ و مهره و اتصالات و سایر قطعات تزیینی است.
این لایه اکسید، محافظ دو نوع انتخاب در اختیار آبکار یا طراح در رابطه با پوشش این نوع قطعات قرار می‌گیرد. قطعه را می‌توان به طور مصنوعی عتیقه کرد. سپس برای محافظت در فضاهای بیرونی با لاک مخصوص پوشش داد و یا این‌که قطعه را یک مرحله عتیقه‌سازی سریع کرد(در زمان بسیار کم). سپس فرصت داده شود تا سطح قطعه به مرور و در زمان مناسب، خود به خود به یک عتیقه تبدیل شود. این اکسید طبیعی یا پاتینه، بسیار جذاب‌تر از آن‌هایی است که به صورت مصنوعی عتیقه می‌شوند و در بسیاری از کالاها مانند مجسمه‌سازی، یراق‌آلات ساختمانی و بعضی از قطعات چراغ روشنایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته فلزات پایه درجه‌بندی‌های مختلفی دارد که در ساخت اقلام مذکور فوق به کار گرفته می‌شود. انواع ورق‌های برنجی و مسی سخت (SOLID ) و آلیاژهای مختلف آن در ساخت قطعات و لوازم روشنایی، صفحات پانل، سقف‌های تاسیسات ساختمانی، قطعات اتصالات نوردکاری تا خم‌کاری شده و همچنین سایر اقلامی که نیاز به چکش‌کاری برای آسان شدن شکل‌دهی و قالب‌گیری دارند از آن‌ها استفاده می‌شود.
در مورد مجسمه‌سازی و پلاک‌ها PLAQUES یا یراق‌آلات با کیفیت بالا، از انواع مختلف برنج و برنز ریخته شده استفاده می‌شود. بسیاری از این قطعات هم‌زمان ماشین‌کاری (تراش‌کاری) و پرداخت (سمباده‌زنی) می‌شود، تا سطح نهایی و مطلوب مورد نظر به دست آید سپس پوشش عتیقه‌ای(پاتینه) به آن داده می‌شود. قطعات فولادی پرس‌کاری، خم‌کاری یا تراش‌کاری شده فولاد بیشتر در مواقعی به کار گرفته می‌شود که در مقایسه با آلیاژهای خالص مسی، نیاز به قدرت تحمل بار بیشتر دارد. مانند: پیچ و مهره، اتصالات یا سایر اهرم‌های ساختمانی که باید قدرت تحمل وزن مورد نظر را داشته باشد. علاوه بر آن، فولاد به‌طور معمول نسبت به مس، برنج و برنز سخت، ارزان‌تر است و هزینه کمتری دارد و به همین دلیل، استفاده از فولاد ترجیح داده می‌شود. متاسفانه برخلاف آلیاژهای مسی، فولاد به منظور حفاظت در مقابل عناصر هوا لایه اکسید ایجاد نمی‌کند. لذا در بیشتر مواقع، قطعه فولادی را آبکاری مس یا برنج می‌دهند تا قطعه از خوردگی محافظت شود و بتوان سطح به دست آمده را عتیقه‌ای کرد.
فولاد به طور عام برای ساخت ابزارهایی مانند: لوله‌ها، اتصالات، جعبه ابزار و سایر اقلام کاربردی استفاده می‌شود. علاوه بر آن به دلیل پایین بودن هزینه فولاد، بیشتر آن را برای ساخت بسیاری از قطعات داخلی تزیینی مانند: لوازم روشنایی و وسایل کابینت به‌کار می‌برند.

بسیاری از این قطعات از ورق‌های فولادی پرس‌کاری شده تولید می‌شود. قطعات مدور را می‌توان در یک فرآیند خم‌کاری تولید کرد. این فرآیند با یک ورق فولاد که به صورت صفحه گرد و مسطح بوده، انجام می‌شود سپس به یک الگوی مورد نظر بسته شده و به سرعت چرخانده می‌شود. قطعاتی که مصرف عمومی دارند از قبیل: کاسه چراغ، زه ساعت و اقلام مشابه را به این روش(خم‌کاری) تولید کرده سپس آبکاری برنج یا مس داده می‌شوند و آن را عتیقه (پاتینه) می‌کنند.
قطعات روی ریختگی، تحت فشار این گروه سوم فلزات برای قطعات تزیینی که اشکال پیچیده دارد و در آن نیاز به تحمل بار کمتری است استفاده می‌شود. بسیاری از این قطعات، دارای اشکال هندسی پیچیده هستند که به راحتی از طریق تراش‌کاری و پرس‌کاری، آن‌ها را به شکل مورد نظر نمی‌توان تولید کرد یا آن‌که، ارزش آن‌ها آنقدر بالا نیست تا بتوان آن قطعات را از طریق برنز ریختگی تولید کرد.
در مورد این قطعات کم‌ارزش، تولید قطعه از طریق ریختگی تحت فشار، مناسب‌ترین پیشنهاد به عنوان فلز پایه بوده چون به دلیل آسان بودن ریختگی قطعات به اشکال پیچیده با کمترین هزینه آن را ایده‌آل برای تولید یراق‌آلات کابینت، قطعات وسایل چراغ‌های روشنایی و سایر اقلام تزیینی می‌کند.
از آنجایی که فولاد و روی، تمایل به خوردگی سریع دارند، لذا باید به منظور مقاومت در برابر خوردگی یا انجام عتیقه‌سازی ابتدا آن را آبکاری مس یا برنج کرد.
متاسفانه بر خلاف فولاد، روی ریخته شده اغلب دارای سطوح منفذدار هستند، لذا لازم است آبکاری مس به منظور پر کردن این منافذ را قبل از انجام عملیات آنتیک‌کاری(پاتینه کردن) استفاده کرد.
تمیزکاری، اولین گام در فرآیند عتیقه‌سازی است. قبل از شروع مرحله شیمیایی عتیقه‌سازی(پاتینه) سطح پایه فلزی آن باید عاری از روغن، اکسیدها، باقی‌مانده‌های واکس، گریس، مواد لحیم‌کاری، اثر انگشت یا سایر مواد خارجی مانده از ساخت قطعه باشد.

پس از برداشتن مواد مذکور از روی سطح ماده شیمیایی فعال شده، عتیقه‌سازی، آبکاری و سایر عملیات آماده خواهد شد. موارد متعددی برای عملیات تمیزکاری وجود دارد که باید مورد توجه قرار گیرد.
در انتخاب فرآیند تمیزکاری فلزات، عوامل مختلفی وجود دارد از جمله: شناخت وضعیت سطح قطعه و ساختار آن به منظور حداکثر استفاده از قطعه، همچنین شناسایی آلودگی‌هایی که باید برداشته شود، اثرگذاری روش‌های تمیزکاری بر محیط، هزینه عملیات آبکاری و همچنین توجه به تمام مراحل شیمیایی، بعد از تمیزکاری انتخاب روش مورد نظر باید با دقت انجام پذیرد.
به طورکلی روش‌های تمیزکاری را با توجه به میزان تمیزکاری مورد نظر به شرح زیر می‌توان درجه‌بندی کرد که با در نظر گرفتن نوع و اندازه آلودگی‌های سطح فلز، روش مورد نظر باید انتخاب شود. تمیزکاری حلالی سرد، چربی‌گیری با بخار، تمیزکاری امولسیون غوطه‌وری، تمیزکاری قلیایی الکتریکی، تمیزکاری قلیایی غوطه‌ای به دنبال آن تمیزکاری اسیدی و در نهایت تمیزکاری التراسونیک(فرا صوتی).

برای خواندن ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک کنید:

http://yon.ir/0ZqJU