Umicore rafhúðun í Þýskalandi notar háhita rafgreiningarskaut.Í þessu ferli er platína sett á grunnefni eins og títan, níóbíum, tantal, mólýbden, wolfram, ryðfríu stáli og nikkelblendi í bráðnu saltbaði við 550°C undir argon.
Mynd 2: Háhita rafhúðuð platínu/títan rafskaut heldur lögun sinni í langan tíma.
Mynd 3: Stækkað möskva Pt/Ti rafskaut.Stækkað málmnet veitir hámarks flutning raflausna.Fjarlægðin milli rafskautsins og bakskautshlutanna er hægt að minnka og straumþéttleiki aukast.Niðurstaðan: betri gæði á styttri tíma.
Mynd 4: Hægt er að stilla breidd möskva á stækkuðu málmnetskautinu.Netið veitir aukna blóðsaltaflæði og betri gasfjarlægingu.
Fylgst er náið með blýi um allan heim.Í Bandaríkjunum standa heilbrigðisyfirvöld og vinnustaðir við viðvaranir sínar.Þrátt fyrir áralanga reynslu rafhúðunfyrirtækjanna í að takast á við hættuleg efni er málm haldið áfram að skoða af meiri gagnrýni.
Til dæmis, allir sem nota blýskaut í Bandaríkjunum verða að skrá sig hjá alríkisskrá EPA um losun eiturefna.Ef rafhúðununarfyrirtæki vinnur aðeins um 29 kg af blýi á ári er enn þörf á skráningu.
Þess vegna er nauðsynlegt að leita að vali í Bandaríkjunum.Ekki aðeins virðist blýskauta harð krómhúðun verksmiðjan ódýr við fyrstu sýn, það eru líka margir ókostir:
Stöðugar forskaut eru áhugaverður valkostur við harða krómhúðun (sjá mynd 2) með platínuyfirborði á títan eða níóbíum sem undirlag.
Platínuhúðuð rafskaut bjóða upp á marga kosti umfram harða krómhúðun.Þar á meðal eru eftirfarandi kostir:
Til að ná sem bestum árangri skaltu laga rafskautið að hönnun hlutans sem á að húða.Þetta gerir það mögulegt að fá rafskaut með stöðugum stærðum (plötur, strokka, T-laga og U-laga), en blýskaut eru aðallega venjuleg blöð eða stangir.
Pt/Ti og Pt/Nb rafskaut eru ekki með lokuðu yfirborði, heldur stækkaðar málmplötur með breytilegri möskvastærð.Þetta leiðir til góðrar orkudreifingar, rafsvið geta virkað í og ​​við netið (sjá mynd 3).
Því minni fjarlægð er á milliskautog bakskautið, því meiri flæðisþéttleiki lagsins.Hægt er að setja lög hraðar: afraksturinn eykst.Notkun rista með stórt virkt yfirborð getur bætt aðskilnaðarskilyrði verulega.
Hægt er að ná víddarstöðugleika með því að sameina platínu og títan.Báðir málmarnir veita bestu færibreytur fyrir harða krómhúðun.Viðnám platínu er mjög lágt, aðeins 0,107 Ohm×mm2/m.Gildi blýs er næstum tvöfalt hærra en blýs (0,208 ohm×mm2/m).Títan hefur framúrskarandi tæringarþol, en þessi hæfileiki minnkar í nærveru halíðs.Til dæmis er niðurbrotsspenna títan í raflausnum sem innihalda klóríð á bilinu 10 til 15 V, allt eftir pH.Þetta er verulega hærra en níóbíum (35 til 50 V) og tantal (70 til 100 V).
Títan hefur ókosti hvað varðar tæringarþol í sterkum sýrum eins og brennisteins-, saltpéturs-, flúor-, oxals- og metansúlfónsýrum.Hins vegar,títaner samt góður kostur vegna vinnsluhæfni og verðs.
Útfelling platínulags á títan undirlag fer best fram rafefnafræðilega með háhita rafgreiningu (HTE) í bráðnum söltum.Hið háþróaða HTE ferli tryggir nákvæma húðun: í 550°C bráðnu baði úr blöndu af kalíum og natríumsýaníðum sem inniheldur um það bil 1% til 3% platínu, er góðmálmurinn settur rafefnafræðilega á títan.Undirlagið er læst í lokuðu kerfi með argon og saltbaðið er í tvöfaldri deiglu.Straumar frá 1 til 5 A/dm2 veita einangrunarhraða á bilinu 10 til 50 míkron á klukkustund með húðspennu 0,5 til 2 V.
Platinized rafskaut sem nota HTE ferlið hafa gengið mun betur en rafskaut húðuð með vatnskenndri raflausn.Hreinleiki platínuhúðunar úr bráðnu salti er að minnsta kosti 99,9%, sem er umtalsvert hærra en platínulaga sem sett er út úr vatnslausnum.Verulega bætt sveigjanleiki, viðloðun og tæringarþol með lágmarks innri spennu.
Þegar íhugað er að fínstilla rafskautshönnunina er mikilvægast hagræðing stuðningsbyggingarinnar og rafskautsaflgjafans.Besta lausnin er að hita og vinda títanplötuhúðinni á koparkjarnann.Kopar er kjörinn leiðari með viðnám sem er aðeins um 9% af viðnám Pb/Sn málmblöndur.CuTi aflgjafinn tryggir lágmarks orkutap aðeins meðfram rafskautinu, þannig að dreifing lagþykktar á bakskautssamsetningunni er sú sama.
Önnur jákvæð áhrif eru að minni hiti myndast.Kæliþörf minnkar og platínuslit á rafskautinu minnkar.Tæringarvörn títanhúðun verndar koparkjarnann.Þegar sléttmálmur er endurhúðaður, hreinsið og undirbúið aðeins grindina og/eða aflgjafann.Það er hægt að endurnýta þau mörgum sinnum.
Með því að fylgja þessum hönnunarleiðbeiningum geturðu notað Pt/Ti eða Pt/Nb módelin til að búa til „tilvalin rafskaut“ fyrir harða krómhúðun.Stöðugar gerðir kosta meira á fjárfestingarstigi en blýskaut.Hins vegar, þegar kostnaðurinn er skoðaður nánar, getur platínuhúðuð títanlíkan verið áhugaverður valkostur við harða krómhúðun.
Þetta er vegna yfirgripsmikillar og ítarlegrar greiningar á heildarkostnaði hefðbundinna blý- og platínuskauta.
Átta forskaut úr blýblendi (1700 mm löng og 40 mm í þvermál) úr PbSn7 voru borin saman við Pt/Ti rafskaut í viðeigandi stærð til að krómhúða sívalur hluta.Framleiðsla á átta blýskautum kostar um 1.400 evrur (1.471 Bandaríkjadali), sem við fyrstu sýn virðist ódýrt.Fjárfestingin sem þarf til að þróa nauðsynleg Pt/Ti rafskaut er miklu meiri.Upphaflegt kaupverð er um 7.000 evrur.Platínuáferð er sérstaklega dýr.Aðeins hreinir góðmálmar eru 45% af þessari upphæð.2,5 µm þykk platínuhúð þarf 11,3 g af góðmálmi fyrir hvert af forskautunum átta.Á verðinu 35 evrur á grammið samsvarar það 3160 evrum.
Þó að blýskaut kann að virðast vera besti kosturinn, getur þetta fljótt breyst við nánari skoðun.Eftir aðeins þrjú ár er heildarkostnaður við blýskaut verulega hærri en Pt/Ti líkanið.Í íhaldssamt reikningsdæmi, gerðu ráð fyrir dæmigerðum notkunarflæðisþéttleika 40 A/dm2.Fyrir vikið var aflflæðið á tilteknu rafskautyfirborði 168 dm2 6720 amper við 6700 klukkustunda notkun í þrjú ár.Þetta samsvarar um það bil 220 vinnudögum af 10 vinnustundum á ári.Þegar platínan oxast í lausn minnkar þykkt platínulagsins hægt og rólega.Í dæminu er þetta talið 2 grömm á hverja milljón amperstunda.
Það eru margar ástæður fyrir kostnaðarhagræði Pt/Ti umfram blýskaut.Auk þess kostar minni raforkunotkun (verð 0,14 EUR/kWh mínus 14.800 kWh/ári) um 2.000 EUR á ári.Þar að auki er ekki lengur þörf á árlegum kostnaði upp á um 500 evrur fyrir förgun blýkrómatseyru, auk 1000 evra fyrir viðhald og framleiðslustöðvun – mjög varfærnir útreikningar.
Heildarkostnaður við blýskaut á þremur árum var €14.400 ($15.130).Kostnaður við Pt/Ti rafskaut er 12.020 evrur, að meðtöldum endurhúðun.Jafnvel án þess að taka tillit til viðhaldskostnaðar og framleiðslustöðvunar (1000 evrur á dag á ári), er jöfnunarmarkinu náð eftir þrjú ár.Frá þessum tímapunkti eykst bilið á milli þeirra enn meira Pt/Ti rafskautinu í hag.
Margar atvinnugreinar nýta sér hina ýmsu kosti af háhita platínuhúðuðum rafgreiningarskautum.Framleiðendur lýsingar, hálfleiðara og rafrása, bíla, vökva, námuvinnslu, vatnsverksmiðja og sundlaugar treysta á þessa húðunartækni.Fleiri forrit verða örugglega þróuð í framtíðinni, þar sem sjálfbær kostnaður og umhverfissjónarmið eru langtímaáhyggjuefni.Þar af leiðandi gæti blý orðið fyrir aukinni skoðun.
Upprunalega greinin var birt á þýsku í Annual Surface Technology (71. bindi, 2015) sem prófessor Timo Sörgel frá Aalen University of Applied Sciences, Þýskalandi, ritstýrði.Með leyfi Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau/Þýskalandi.
Í flestum málmfrágangsaðgerðum er gríma notuð, þar sem aðeins á að vinna ákveðin svæði á yfirborði hlutans.Þess í stað er hægt að nota grímu á yfirborð þar sem meðferð er ekki nauðsynleg eða ætti að forðast.Þessi grein fjallar um marga þætti málmhlífar, þar á meðal forrit, tækni og mismunandi gerðir af grímu sem notuð eru.