Úsáideann Umicore Electroplating sa Ghearmáin anóidí leictrealaíoch teocht ard.Sa phróiseas seo, déantar platanam a thaisceadh ar bhunábhair mar tíotáiniam, niobium, tantalam, moluibdín, tungstain, cruach dhosmálta agus cóimhiotail nicil i ndabhach salainn leáite ag 550 ° C faoi argón.
Fíor 2: Coinníonn anóid platanam/tíotáiniam leictreaphlátáilte teocht ard a cruth thar thréimhse fada ama.
Fíor 3: Anóid Pt/Ti mogalra leathnaithe.Soláthraíonn mogalra miotail leathnaithe iompar leictrilít is fearr.Is féidir an fad idir na comhpháirteanna anóid agus catóide a laghdú agus an dlús reatha a mhéadú.An toradh: cáilíocht níos fearr i níos lú ama.
Fíor 4: Is féidir leithead an mhogalra ar anóid leathnaithe mogalra miotail a choigeartú.Soláthraíonn an mogalra scaipeadh leictrilít mhéadaithe agus baint gáis níos fearr.
Tá súil ghéar ar an luaidhe ar fud an domhain.Sna Stáit Aontaithe, tá údaráis sláinte agus ionaid oibre ag cloí lena rabhaidh.In ainneoin na mblianta taithí atá ag cuideachtaí leictreaphlátála ar dhéileáil le hábhair ghuaiseacha, táthar ag breathnú níos criticiúla i gcónaí ar mhiotail.
Mar shampla, ní mór d’aon duine a úsáideann anóidí luaidhe sna Stáit Aontaithe clárú le Clár Feidearálach um Scaoileadh Ceimiceach Tocsaineach an EPA.Mura bpróiseálann cuideachta leictreaphlátála ach thart ar 29 kg de luaidhe in aghaidh na bliana, tá gá fós le clárú.
Mar sin, is gá rogha eile a lorg i Stáit Aontaithe Mheiriceá.Ní hamháin go bhfuil an chuma ar an gcéad amharc ar an ngléasra crua-phlátála cróimiam anóid luaidhe, tá go leor míbhuntáistí ann freisin:
Is rogha suimiúil eile iad anóidí atá cobhsaí go toise ar phlátáil crua cróimiam (féach Fíor 2) le dromchla platanam ar tíotáiniam nó niobium mar fhoshraith.
Tá go leor buntáistí ag baint le anóidí brataithe platanam thar plating cróimiam crua.Áirítear orthu seo na buntáistí seo a leanas:
Le haghaidh torthaí idéalach, cuir an anóid in oiriúint do dhearadh na coda atá le brataithe.Mar sin is féidir anóidí a fháil le toisí cobhsaí (plátaí, sorcóirí, T-chruthach agus U-chruthach), agus is leatháin nó slata caighdeánacha den chuid is mó anóidí luaidhe.
Níl dromchlaí dúnta ag anóidí Pt/Ti agus Pt/Nb, ach leatháin miotail leathnaithe le méid mogaill athraitheach.Mar thoradh air seo dáileadh maith fuinnimh, is féidir le réimsí leictreacha oibriú sa líonra agus timpeall air (féach Fíor 3).
Dá bhrí sin, is lú an fad idir ananóidagus an catóide, is airde an floscdhlús den sciath.Is féidir sraitheanna a chur i bhfeidhm níos tapúla: méadaítear an toradh.Is féidir le húsáid ghreillí a bhfuil achar dromchla mór éifeachtach feabhas suntasach a dhéanamh ar na coinníollacha idirscartha.
Is féidir cobhsaíocht tríthoiseach a bhaint amach trí platanam agus tíotáiniam a chomhcheangal.Soláthraíonn an dá mhiotal paraiméadair is fearr le haghaidh plating chrome crua.Tá friotachas platanam an-íseal, níl ann ach 0.107 Ohm × mm2/m.Tá luach na luaidhe beagnach dhá oiread níos airde ná an luaidhe (0.208 óm × mm2/m).Tá friotaíocht creimeadh den scoth ag tíotáiniam, ach laghdaítear an cumas seo i láthair hailídí.Mar shampla, tá voltas miondealaithe tíotáiniam i leictrilítí ina bhfuil clóiríd idir 10 agus 15 V, ag brath ar pH.Tá sé seo i bhfad níos airde ná sin de niobium (35 go ​​50 V) agus tantalam (70 go 100 V).
Tá míbhuntáistí ag tíotáiniam maidir le friotaíocht creimeadh in aigéid láidre mar aigéid sulfarach, nítreach, hidreafluarach, oxalic agus meatánsulfónach.Ach,tíotáiniamfós ina rogha maith mar gheall ar a machinability agus praghas.
Is fearr sil-leagan ciseal platanam ar fhoshraith tíotáiniam a dhéanamh go leictriceimiceach trí leictrealú ardteochta (HTE) i salainn leáite.Cinntíonn próiseas sofaisticiúla HTE sciath beacht: i ndabhach leáite 550 ° C déanta as meascán de chiainídí potaisiam agus sóidiam ina bhfuil thart ar 1% go 3% platanam, déantar an miotal lómhar a thaisceadh go leictriceimiceach ar tíotáiniam.Tá an tsubstráit faoi ghlas i gcóras dúnta le argón, agus tá an folctha salainn i breogán dúbailte.Soláthraíonn sruthanna ó 1 go 5 A/dm2 ráta inslithe de 10 go 50 miocrón in aghaidh na huaire le teannas brataithe de 0.5 go 2 V.
Tá anóidí platanaithe ag baint úsáide as an bpróiseas HTE i bhfad níos fearr ná anóidí atá brataithe le leictrilít uiscí.Tá íonacht na bratuithe platanam ó shalann leáite 99.9% ar a laghad, atá i bhfad níos airde ná na sraitheanna platanam a thaisceadh ó thuaslagáin uiscí.Feabhsaíodh go suntasach insínteacht, greamaitheacht agus friotaíocht creimeadh le teannas inmheánach íosta.
Nuair a bhíonn smaoineamh ar an dearadh anóid a bharrfheabhsú, is é an rud is tábhachtaí ná an leas iomlán a bhaint as an struchtúr tacaíochta agus an soláthar cumhachta anóid.Is é an réiteach is fearr ná an sciath leatháin tíotáiniam a théamh agus a ghaothú ar an gcroí copair.Is seoltóir idéalach é copar a bhfuil friotachas aige nach bhfuil ach thart ar 9% de chóimhiotail Pb/Sn aige.Cinntíonn an soláthar cumhachta CuTi caillteanais chumhachta íosta ach amháin ar feadh an anóid, mar sin tá an dáileadh tiús ciseal ar an tionól catóide mar an gcéanna.
Éifeacht dhearfach eile ná go ngintear níos lú teasa.Laghdaítear na ceanglais fuaraithe agus laghdaítear caitheamh platanam ar an anóid.Cosnaíonn sciath tíotáiniam frith-chreimeadh an croí copair.Nuair a bhíonn miotal leathnaithe á athbhratú, glan agus ullmhaigh an fráma agus/nó an soláthar cumhachta amháin.Is féidir iad a athúsáid go minic.
Trí na treoirlínte dearaidh seo a leanúint, is féidir leat na samhlacha Pt/Ti nó Pt/Nb a úsáid chun “anóidí idéalacha” a chruthú le haghaidh crua-phlátáil cróimiam.Cosnaíonn samhlacha atá cobhsaí go toise níos mó ag an gcéim infheistíochta ná anóidí luaidhe.Mar sin féin, nuair a bhíonn an costas á bhreithniú níos mionsonraithe, is féidir le múnla tíotáiniam platanam-plátáilte a bheith ina rogha eile suimiúil do phlátáil crua chrome.
Tá sé seo mar gheall ar anailís chuimsitheach agus críochnúil ar chostas iomlán anóidí luaidhe agus platanam traidisiúnta.
Cuireadh ocht n-anóid chóimhiotail luaidhe (1700 mm ar fad agus 40 mm ar trastomhas) déanta as PbSn7 i gcomparáid le anóidí Pt/Ti den mhéid cuí le haghaidh plátáil cróimiam ar chodanna sorcóireacha.Cosnaíonn táirgeadh ocht n-anóid luaidhe thart ar 1,400 euro (1,471 dollar SAM), rud atá saor ar an gcéad amharc.Tá an infheistíocht a theastaíonn chun anóidí Pt/Ti riachtanacha a fhorbairt i bhfad níos airde.Is é an praghas ceannaigh tosaigh thart ar 7,000 euro.Tá bailchríocha platanam costasach go háirithe.Níl ach miotail lómhara íon freagrach as 45% den mhéid seo.Teastaíonn 11.3 g de mhiotal lómhar le haghaidh sciath platanam 2.5 µm tiubh le haghaidh gach ceann de na hocht n-anóid.Ar phraghas de 35 euro in aghaidh gach graim, is ionann é seo agus 3160 euro.
Cé gur cosúil gurb iad anóidí luaidhe an rogha is fearr, is féidir é seo a athrú go tapa tar éis iniúchadh níos dlúithe a dhéanamh.Tar éis trí bliana amháin, tá costas iomlán anóid luaidhe i bhfad níos airde ná an tsamhail Pt/Ti.I sampla coimeádach ríofa, glac leis gur 40 A/dm2 gnáth-dhlús feidhmchláir.Mar thoradh air sin, ba é an sreabhadh cumhachta ag dromchla anóid ar leith de 168 dm2 ná 6720 aimpéar ag 6700 uair an chloig oibríochta ar feadh trí bliana.Freagraíonn sé seo do thart ar 220 lá oibre as 10 n-uaire oibre in aghaidh na bliana.De réir mar a ocsaídíonn an platanam ina thuaslagán, laghdaítear tiús na ciseal platanam go mall.Sa sampla, meastar gurb é seo 2 ghram in aghaidh an mhilliúin amp-uair an chloig.
Tá go leor cúiseanna leis an mbuntáiste costais a bhaineann le Pt/Ti thar anóidí luaidhe.Ina theannta sin, cosnaíonn tomhaltas laghdaithe leictreachais (praghas 0.14 EUR/kWh lúide 14,800 kWh in aghaidh na bliana) thart ar 2,000 EUR in aghaidh na bliana.Ina theannta sin, ní gá a thuilleadh le costas bliantúil de thart ar 500 euro chun sloda crómáite luaidhe a dhiúscairt, chomh maith le 1000 euro le haghaidh cothabhála agus aga neamhfhónaimh táirgthe - ríomhaireachtaí an-choimeádach.
Ba é costas iomlán anóidí luaidhe thar thréimhse trí bliana ná €14,400 ($15,130).Is é costas anóidí Pt/Ti ná 12,020 euro, lena n-áirítear athbhratú.Fiú gan costais chothabhála agus downtime táirgthe (1000 euro in aghaidh an lae in aghaidh na bliana) a chur san áireamh, sroichtear an pointe meá ar mheá tar éis trí bliana.Ón bpointe seo ar aghaidh, méadaíonn an bhearna eatarthu níos mó fós i bhfabhar anóid Pt/Ti.
Baineann go leor tionscail leas as na buntáistí éagsúla a bhaineann le anóidí leictrealaíoch brataithe platanam teocht ard.Braitheann monaróirí soilsithe, leathsheoltóra agus cláir chiorcaid, feithicleach, hiodrálaic, mianadóireacht, oibreacha uisce agus linnte snámha ar na teicneolaíochtaí brataithe seo.Is cinnte go bhforbrófar níos mó iarratas amach anseo, toisc gur ábhair imní fadtéarmacha iad cúrsaí costais inbhuanaithe agus comhshaoil.Mar thoradh air sin, d'fhéadfadh go mbeadh níos mó grinnscrúdaithe ag baint le luaidhe.
Foilsíodh an t-alt bunaidh i nGearmáinis in Annual Surface Technology (Im. 71, 2015) arna chur in eagar ag an Ollamh Timo Sörgel ó Ollscoil Eolaíochtaí Feidhmeacha Aalen, an Ghearmáin.Le caoinchead ó Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau/An Ghearmáin.
I bhformhór na n-oibríochtaí críochnú miotail, úsáidtear maisc, áit nár cheart ach réimsí áirithe de dhromchla na coda a phróiseáil.Ina áit sin, is féidir maisc a úsáid ar dhromchlaí nach bhfuil cóireáil ag teastáil nó nár cheart a sheachaint.Clúdaíonn an t-alt seo go leor gnéithe de chumhdach bailchríoch miotail, lena n-áirítear feidhmeanna, teicnící, agus na cineálacha éagsúla maisc a úsáidtear.