জার্মানিতে উমিকোর ইলেক্ট্রোপ্লেটিং উচ্চ তাপমাত্রার ইলেক্ট্রোলাইটিক অ্যানোড ব্যবহার করে।এই প্রক্রিয়ায়, প্লাটিনাম টাইটানিয়াম, নাইওবিয়াম, ট্যানটালাম, মলিবডেনাম, টংস্টেন, স্টেইনলেস স্টীল এবং নিকেল অ্যালয়েসের মতো বেস উপাদানগুলিতে আর্গনের নীচে 550 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গলিত লবণের স্নানে জমা হয়।
চিত্র 2: একটি উচ্চ তাপমাত্রার ইলেক্ট্রোপ্লেটেড প্ল্যাটিনাম/টাইটানিয়াম অ্যানোড দীর্ঘ সময়ের জন্য তার আকৃতি ধরে রাখে।
চিত্র 3: প্রসারিত জাল Pt/Ti anode.প্রসারিত ধাতব জাল সর্বোত্তম ইলেক্ট্রোলাইট পরিবহন সরবরাহ করে।অ্যানোড এবং ক্যাথোড উপাদানগুলির মধ্যে দূরত্ব হ্রাস করা যেতে পারে এবং বর্তমান ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়।ফলাফল: কম সময়ে ভাল মানের।
চিত্র 4: প্রসারিত ধাতব জাল অ্যানোডের জালের প্রস্থ সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।জাল বর্ধিত ইলেক্ট্রোলাইট সঞ্চালন এবং ভাল গ্যাস অপসারণ প্রদান করে।
সারা বিশ্বে সীসা নিবিড়ভাবে পর্যবেক্ষণ করা হয়।মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, স্বাস্থ্য কর্তৃপক্ষ এবং কর্মক্ষেত্রগুলি তাদের সতর্কতা মেনে চলছে।ইলেক্ট্রোপ্লেটিং কোম্পানিগুলির বিপজ্জনক পদার্থের সাথে মোকাবিলা করার বছরের অভিজ্ঞতা থাকা সত্ত্বেও, ধাতুকে আরও বেশি সমালোচনামূলকভাবে দেখা হচ্ছে।
উদাহরণস্বরূপ, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে যে কেউ সীসা অ্যানোড ব্যবহার করে তাদের অবশ্যই EPA এর ফেডারেল টক্সিক কেমিক্যাল রিলিজ রেজিস্টারে নিবন্ধন করতে হবে।যদি একটি ইলেক্ট্রোপ্লেটিং কোম্পানি প্রতি বছর প্রায় 29 কেজি সীসা প্রক্রিয়াজাত করে, তবে এখনও নিবন্ধন প্রয়োজন।
অতএব, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে একটি বিকল্প সন্ধান করা প্রয়োজন।লিড অ্যানোড হার্ড ক্রোমিয়াম প্লেটিং প্ল্যান্টটি প্রথম নজরে সস্তা বলে মনে হয় না, এর অনেক অসুবিধাও রয়েছে:
মাত্রাগতভাবে স্থিতিশীল অ্যানোডগুলি টাইটানিয়াম বা নিওবিয়ামের উপর একটি সাবস্ট্রেট হিসাবে প্ল্যাটিনাম পৃষ্ঠের সাথে হার্ড ক্রোমিয়াম প্রলেপ (চিত্র 2 দেখুন) এর একটি আকর্ষণীয় বিকল্প।
প্ল্যাটিনাম প্রলিপ্ত অ্যানোডগুলি হার্ড ক্রোমিয়াম কলাইয়ের উপর অনেক সুবিধা দেয়।এর মধ্যে নিম্নলিখিত সুবিধা রয়েছে:
আদর্শ ফলাফলের জন্য, প্রলিপ্ত অংশের নকশায় অ্যানোডকে মানিয়ে নিন।এটি স্থিতিশীল মাত্রা (প্লেট, সিলিন্ডার, টি-আকৃতির এবং ইউ-আকৃতির) সহ অ্যানোডগুলি অর্জন করা সম্ভব করে তোলে, যখন সীসা অ্যানোডগুলি প্রধানত স্ট্যান্ডার্ড শীট বা রড।
Pt/Ti এবং Pt/Nb অ্যানোডের বদ্ধ পৃষ্ঠ নেই, বরং পরিবর্তনশীল জালের আকার সহ প্রসারিত ধাতব শীট রয়েছে।এটি শক্তির একটি ভাল বিতরণের দিকে পরিচালিত করে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি নেটওয়ার্কের মধ্যে এবং তার চারপাশে কাজ করতে পারে (চিত্র 3 দেখুন)।
অতএব, মধ্যে দূরত্ব ছোটঅ্যানোডএবং ক্যাথোড, আবরণের প্রবাহের ঘনত্ব তত বেশি।স্তরগুলি দ্রুত প্রয়োগ করা যেতে পারে: ফলন বৃদ্ধি পায়।একটি বড় কার্যকরী পৃষ্ঠ এলাকা সহ গ্রিড ব্যবহার উল্লেখযোগ্যভাবে বিচ্ছেদ অবস্থার উন্নতি করতে পারে।
প্ল্যাটিনাম এবং টাইটানিয়াম একত্রিত করে মাত্রিক স্থিতিশীলতা অর্জন করা যেতে পারে।উভয় ধাতুই হার্ড ক্রোম কলাইয়ের জন্য সর্বোত্তম পরামিতি প্রদান করে।প্ল্যাটিনামের প্রতিরোধ ক্ষমতা খুবই কম, মাত্র 0.107 Ohm×mm2/m।সীসার মান সীসার (0.208 ohm×mm2/m) থেকে প্রায় দ্বিগুণ।টাইটানিয়ামের চমৎকার জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, তবে হ্যালাইডের উপস্থিতিতে এই ক্ষমতা হ্রাস পায়।উদাহরণস্বরূপ, ক্লোরাইডযুক্ত ইলেক্ট্রোলাইটে টাইটানিয়ামের ভাঙ্গন ভোল্টেজ 10 থেকে 15 V পর্যন্ত, pH এর উপর নির্ভর করে।এটি নিওবিয়াম (35 থেকে 50 V) এবং ট্যানটালাম (70 থেকে 100 V) এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি।
সালফিউরিক, নাইট্রিক, হাইড্রোফ্লোরিক, অক্সালিক এবং মিথেনেসালফোনিক অ্যাসিডের মতো শক্তিশালী অ্যাসিডগুলিতে ক্ষয় প্রতিরোধের ক্ষেত্রে টাইটানিয়ামের অসুবিধা রয়েছে।যাহোক,টাইটানিয়ামএর machinability এবং দাম কারণে এখনও একটি ভাল পছন্দ.
টাইটানিয়াম সাবস্ট্রেটে প্ল্যাটিনামের একটি স্তর জমা করা গলিত লবণে উচ্চ তাপমাত্রার ইলেক্ট্রোলাইসিস (HTE) দ্বারা ইলেক্ট্রোকেমিকভাবে সর্বোত্তমভাবে সঞ্চালিত হয়।অত্যাধুনিক HTE প্রক্রিয়া সুনির্দিষ্ট আবরণ নিশ্চিত করে: পটাসিয়াম এবং সোডিয়াম সায়ানাইডের মিশ্রণ থেকে তৈরি 550°C গলিত স্নানে প্রায় 1% থেকে 3% প্ল্যাটিনাম রয়েছে, মূল্যবান ধাতুটি ইলেক্ট্রোকেমিকভাবে টাইটানিয়ামে জমা হয়।সাবস্ট্রেটটি আর্গন সহ একটি বদ্ধ সিস্টেমে লক করা হয় এবং লবণের স্নানটি একটি ডবল ক্রুসিবলে থাকে।1 থেকে 5 A/dm2 এর স্রোত প্রতি ঘন্টায় 10 থেকে 50 মাইক্রন একটি অন্তরণ হার প্রদান করে এবং 0.5 থেকে 2 V এর আবরণ টান দেয়।
এইচটিই প্রক্রিয়া ব্যবহার করে প্লাটিনাইজড অ্যানোডগুলি জলীয় ইলেক্ট্রোলাইট দিয়ে প্রলিপ্ত অ্যানোডগুলিকে অনেক বেশি পারফর্ম করেছে।গলিত লবণ থেকে প্ল্যাটিনাম আবরণের বিশুদ্ধতা কমপক্ষে 99.9%, যা জলীয় দ্রবণ থেকে জমা হওয়া প্ল্যাটিনাম স্তরগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি।ন্যূনতম অভ্যন্তরীণ উত্তেজনার সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত নমনীয়তা, আনুগত্য এবং জারা প্রতিরোধের।
অ্যানোড ডিজাইনের অপ্টিমাইজেশন বিবেচনা করার সময়, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হল সাপোর্ট স্ট্রাকচার এবং অ্যানোড পাওয়ার সাপ্লাই অপ্টিমাইজ করা।সর্বোত্তম সমাধান হল তামার কোরের উপর টাইটানিয়াম শীটের আবরণ গরম করা এবং বাতাস করা।তামা হল একটি আদর্শ পরিবাহী যার প্রতিরোধ ক্ষমতা Pb/Sn সংকর ধাতুগুলির মাত্র 9%।CuTi পাওয়ার সাপ্লাই শুধুমাত্র অ্যানোড বরাবর ন্যূনতম বিদ্যুতের ক্ষতি নিশ্চিত করে, তাই ক্যাথোড সমাবেশে স্তর পুরুত্ব বন্টন একই।
আরেকটি ইতিবাচক প্রভাব হল কম তাপ উৎপন্ন হয়।শীতল করার প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করা হয় এবং অ্যানোডে প্ল্যাটিনাম পরিধান হ্রাস করা হয়।বিরোধী জারা টাইটানিয়াম আবরণ তামার কোর রক্ষা করে।প্রসারিত ধাতু পুনরায় কোট করার সময়, শুধুমাত্র ফ্রেম এবং/অথবা পাওয়ার সাপ্লাই পরিষ্কার করুন এবং প্রস্তুত করুন।এগুলি বহুবার পুনরায় ব্যবহার করা যেতে পারে।
এই ডিজাইন নির্দেশিকাগুলি অনুসরণ করে, আপনি হার্ড ক্রোমিয়াম প্লেটিংয়ের জন্য "আদর্শ অ্যানোড" তৈরি করতে Pt/Ti বা Pt/Nb মডেলগুলি ব্যবহার করতে পারেন।সীসা অ্যানোডের তুলনায় বিনিয়োগ পর্যায়ে মাত্রাগতভাবে স্থিতিশীল মডেলের দাম বেশি।যাইহোক, আরও বিশদে খরচ বিবেচনা করার সময়, একটি প্ল্যাটিনাম-ধাতুপট্টাবৃত টাইটানিয়াম মডেল হার্ড ক্রোম প্লেটিংয়ের একটি আকর্ষণীয় বিকল্প হতে পারে।
এটি প্রচলিত সীসা এবং প্ল্যাটিনাম অ্যানোডের মোট খরচের একটি ব্যাপক এবং পুঙ্খানুপুঙ্খ বিশ্লেষণের কারণে।
PbSn7 দিয়ে তৈরি আটটি সীসা অ্যালয় অ্যানোড (1700 মিমি লম্বা এবং 40 মিমি ব্যাস) নলাকার অংশগুলির ক্রোমিয়াম প্লেটিংয়ের জন্য উপযুক্ত আকারের Pt/Ti অ্যানোডের সাথে তুলনা করা হয়েছিল।আটটি সীসা অ্যানোডের উৎপাদন খরচ প্রায় 1,400 ইউরো (1,471 মার্কিন ডলার), যা প্রথম নজরে সস্তা বলে মনে হয়।প্রয়োজনীয় Pt/Ti anodes বিকাশের জন্য প্রয়োজনীয় বিনিয়োগ অনেক বেশি।প্রাথমিক ক্রয় মূল্য প্রায় 7,000 ইউরো।প্লাটিনাম ফিনিস বিশেষ করে ব্যয়বহুল।শুধুমাত্র বিশুদ্ধ মূল্যবান ধাতু এই পরিমাণের 45% জন্য দায়ী।একটি 2.5 µm পুরু প্ল্যাটিনাম আবরণ আটটি অ্যানোডের প্রতিটির জন্য 11.3 গ্রাম মূল্যবান ধাতু প্রয়োজন।প্রতি গ্রাম 35 ইউরোর মূল্যে, এটি 3160 ইউরোর সাথে মিলে যায়।
যদিও সীসা অ্যানোডগুলি সর্বোত্তম পছন্দ বলে মনে হতে পারে, এটি ঘনিষ্ঠ পরিদর্শনের পরে দ্রুত পরিবর্তন করতে পারে।মাত্র তিন বছর পর, একটি সীসা অ্যানোডের মোট খরচ Pt/Ti মডেলের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি।একটি রক্ষণশীল গণনার উদাহরণে, 40 A/dm2 এর একটি সাধারণ প্রয়োগ ফ্লাক্স ঘনত্ব অনুমান করুন।ফলস্বরূপ, 168 dm2 এর একটি প্রদত্ত অ্যানোড পৃষ্ঠে বিদ্যুৎ প্রবাহ ছিল 6720 অ্যাম্পিয়ার তিন বছরের জন্য 6700 ঘন্টা অপারেশনে।এটি প্রতি বছর 10 কাজের ঘন্টার মধ্যে প্রায় 220 কার্যদিবসের সাথে মিলে যায়।প্ল্যাটিনাম দ্রবণে জারিত হওয়ার সাথে সাথে প্ল্যাটিনাম স্তরের পুরুত্ব ধীরে ধীরে হ্রাস পায়।উদাহরণে, এটি প্রতি মিলিয়ন amp-ঘন্টায় 2 গ্রাম হিসাবে বিবেচিত হয়।
সীসা অ্যানোডের তুলনায় Pt/Ti-এর খরচ সুবিধার অনেক কারণ রয়েছে।উপরন্তু, কম বিদ্যুত খরচ (মূল্য 0.14 EUR/kWh বিয়োগ 14,800 kWh/বছর) প্রতি বছর প্রায় 2,000 EUR খরচ হয়।উপরন্তু, সীসা ক্রোমেট স্লাজ নিষ্পত্তির জন্য প্রায় 500 ইউরোর বার্ষিক খরচের প্রয়োজন নেই, সেইসাথে রক্ষণাবেক্ষণ এবং উৎপাদন ডাউনটাইমের জন্য 1000 ইউরো - খুব রক্ষণশীল গণনা।
তিন বছরে সীসা অ্যানোডের মোট খরচ ছিল €14,400 ($15,130)।Pt/Ti anodes এর খরচ হল 12,020 ইউরো, রিকোটিং সহ।এমনকি রক্ষণাবেক্ষণের খরচ এবং উৎপাদন ডাউনটাইম (প্রতি বছর প্রতি দিন 1000 ইউরো) বিবেচনা না করেও তিন বছর পর ব্রেক-ইভেন পয়েন্টে পৌঁছে যায়।এই বিন্দু থেকে, Pt/Ti অ্যানোডের পক্ষে তাদের মধ্যে ব্যবধান আরও বেশি বৃদ্ধি পায়।
অনেক শিল্প উচ্চ তাপমাত্রার প্ল্যাটিনাম প্রলিপ্ত ইলেক্ট্রোলাইটিক অ্যানোডের বিভিন্ন সুবিধার সুবিধা গ্রহণ করে।আলো, সেমিকন্ডাক্টর এবং সার্কিট বোর্ড নির্মাতারা, স্বয়ংচালিত, জলবাহী, খনির, জলের কাজ এবং সুইমিং পুলগুলি এই আবরণ প্রযুক্তিগুলির উপর নির্ভর করে।ভবিষ্যতে অবশ্যই আরও অ্যাপ্লিকেশন তৈরি করা হবে, কারণ টেকসই খরচ এবং পরিবেশগত বিবেচনা দীর্ঘমেয়াদী উদ্বেগ।ফলস্বরূপ, সীসা বাড়তি যাচাই-বাছাইয়ের সম্মুখীন হতে পারে।
মূল নিবন্ধটি জার্মানিতে অ্যালেন ইউনিভার্সিটি অফ অ্যাপ্লাইড সায়েন্সেস, জার্মানির প্রফেসর টিমো সার্গেল দ্বারা সম্পাদিত বার্ষিক সারফেস টেকনোলজিতে (Vol. 71, 2015) প্রকাশিত হয়েছিল৷Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau/Germany এর সৌজন্যে।
বেশিরভাগ ধাতব ফিনিশিং অপারেশনে, মাস্কিং ব্যবহার করা হয়, যেখানে অংশের পৃষ্ঠের শুধুমাত্র নির্দিষ্ট কিছু অংশ প্রক্রিয়া করা উচিত।পরিবর্তে, মাস্কিং এমন পৃষ্ঠগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে চিকিত্সার প্রয়োজন হয় না বা এড়ানো উচিত।এই নিবন্ধটি মেটাল ফিনিশ মাস্কিংয়ের অনেক দিক কভার করে, যার মধ্যে রয়েছে অ্যাপ্লিকেশন, কৌশল এবং ব্যবহৃত বিভিন্ন ধরনের মাস্কিং।