Umicore Electroplating ing Jerman nggunakake anoda elektrolitik suhu dhuwur.Ing proses iki, platinum disimpen ing bahan dasar kayata titanium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, stainless steel lan nikel ing bath uyah molten ing 550 ° C ing argon.
Gambar 2: Anoda platinum/titanium elektroplated suhu dhuwur tetep wujud sajrone wektu sing suwe.
Gambar 3: Expanded mesh Pt/Ti anode.Bolong logam sing ditambahi nyedhiyakake transportasi elektrolit sing optimal.Jarak antarane komponen anoda lan katoda bisa dikurangi lan kapadhetan saiki tambah.Asil: kualitas luwih apik ing wektu kurang.
Gambar 4: Jembaré bolong ing anoda bolong logam sing ditambahi bisa diatur.Bolong nyedhiyakake sirkulasi elektrolit sing luwih apik lan mbusak gas sing luwih apik.
Timbal diawasi kanthi rapet ing saindenging jagad.Ing AS, panguwasa kesehatan lan papan kerja tetep ing bebaya.Senadyan taun pengalaman perusahaan electroplating ing dealing karo bahan mbebayani, logam terus viewed liyane lan liyane kritis.
Contone, sapa wae sing nggunakake anoda timbal ing Amerika Serikat kudu ndhaptar karo Register Pelepasan Kimia Beracun federal EPA.Yen perusahaan electroplating mung ngolah 29 kg timbal saben taun, registrasi isih dibutuhake.
Mulane, perlu golek alternatif ing AS.Ora mung tanduran plating kromium anoda timbal katon murah, nanging uga ana akeh kekurangan:
Anode stabil dimensi minangka alternatif menarik kanggo plating kromium hard (pirsani Fig. 2) karo lumahing platinum ing titanium utawa niobium minangka landasan.
Anode dilapisi Platinum nawakake akeh kaluwihan tinimbang plating kromium sing keras.Iki kalebu keuntungan ing ngisor iki:
Kanggo asil becik, adaptasi anoda menyang desain bagean sing bakal dilapisi.Iki ndadekake iku bisa kanggo njupuk anode karo dimensi stabil (piring, silinder, T-shaped lan U-shaped), nalika anode timbal utamané sheets utawa rod standar.
Anode Pt / Ti lan Pt / Nb ora duwe permukaan sing ditutup, nanging lembaran logam sing ditambahi kanthi ukuran bolong variabel.Iki ndadékaké kanggo distribusi apik saka energi, kothak listrik bisa ing lan watara jaringan (ndeleng Fig. 3).
Mulane, sing luwih cilik jarak antaraneanodalan katoda, sing luwih dhuwur Kapadhetan flux saka lapisan.Lapisan bisa ditrapake luwih cepet: ngasilake tambah.Panggunaan kothak kanthi area lumahing efektif sing gedhe bisa ningkatake kondisi pamisahan.
Stabilitas dimensi bisa digayuh kanthi nggabungake platinum lan titanium.Loro-lorone logam nyedhiyakake paramèter optimal kanggo plating krom keras.Resistivitas platinum sithik banget, mung 0,107 Ohm × mm2 / m.Nilai timbal meh kaping pindho timbal (0,208 ohm×mm2/m).Titanium nduweni ketahanan korosi sing apik, nanging kemampuan iki suda amarga ana halida.Contone, tegangan risak titanium ing elektrolit sing ngemot klorida antara 10 nganti 15 V, gumantung saka pH.Iki luwih dhuwur tinimbang niobium (35 nganti 50 V) lan tantalum (70 nganti 100 V).
Titanium nduweni kekurangan ing babagan ketahanan korosi ing asam kuwat kayata asam sulfat, nitrat, hidrofluorat, oksalat lan metanesulfonat.Nanging,titaniumisih pilihan apik amarga machinability lan rega.
Deposisi lapisan platinum ing substrat titanium paling apik ditindakake kanthi elektrokimia kanthi elektrolisis suhu dhuwur (HTE) ing uyah cair.Proses HTE sing canggih njamin lapisan sing tepat: ing bath molten 550 ° C sing digawe saka campuran kalium lan natrium sianida sing ngemot kira-kira 1% nganti 3% platinum, logam mulia kasebut disimpen sacara elektrokimia ing titanium.Substrat dikunci ing sistem tertutup karo argon, lan adus uyah ana ing crucible pindho.Arus saka 1 nganti 5 A/dm2 nyedhiyakake tingkat insulasi 10 nganti 50 mikron saben jam kanthi tegangan lapisan 0,5 nganti 2 V.
Anod platinized nggunakake proses HTE wis banget outperformed anodes ditutupi karo banyu elektrolit.Kemurnian lapisan platinum saka uyah molten paling sethithik 99,9%, sing luwih dhuwur tinimbang lapisan platinum sing disimpen saka larutan banyu.Ngartekno apik ductility, adhesion lan resistance karat karo tension internal minimal.
Nalika nimbang ngoptimalake desain anoda, sing paling penting yaiku optimalisasi struktur dhukungan lan sumber daya anoda.Solusi sing paling apik yaiku panas lan angin lapisan lembaran titanium menyang inti tembaga.Tembaga minangka konduktor becik kanthi resistivitas mung 9% saka paduan Pb/Sn.Pasokan daya CuTi njamin mundhut daya minimal mung ing sadawane anoda, saengga distribusi ketebalan lapisan ing perakitan katoda padha.
Efek positif liyane yaiku kurang panas sing diasilake.Keperluan pendinginan dikurangi lan nyandhang platinum ing anoda dikurangi.Lapisan titanium anti karat nglindhungi inti tembaga.Nalika recoating ditambahi logam, ngresiki lan nyiyapake mung pigura lan / utawa sumber daya.Padha bisa digunakake maneh kaping pirang-pirang.
Kanthi tindakake pedoman desain iki, sampeyan bisa nggunakake model Pt / Ti utawa Pt / Nb kanggo nggawe "anode becik" kanggo plating kromium hard.Model sing stabil kanthi dimensi luwih larang ing tahap investasi tinimbang anoda timbal.Nanging, nalika nimbang biaya kanthi luwih rinci, model titanium sing dilapisi platinum bisa dadi alternatif sing menarik kanggo plating krom keras.
Iki amarga analisa lengkap lan lengkap babagan biaya total timbal lan anoda platinum konvensional.
Wolung anoda paduan timbal (dawa 1700 mm lan diameter 40 mm) digawe saka PbSn7 dibandhingake karo anoda Pt/Ti sing ukurane pas kanggo plating kromium saka bagean silinder.Produksi wolung anoda timbal regane udakara 1.400 euro (1.471 dolar AS), sing sepisanan katon murah.Investasi sing dibutuhake kanggo ngembangake anoda Pt / Ti sing dibutuhake luwih dhuwur.Rega tuku awal udakara 7.000 euro.Platinum rampung utamané larang.Mung logam mulia murni sing 45% saka jumlah kasebut.Lapisan platinum sing kandel 2,5 µm mbutuhake 11,3 g logam mulia kanggo saben wolung anoda.Ing rega 35 euro saben gram, iki cocog karo 3160 euro.
Nalika anoda timbal bisa uga dadi pilihan sing paling apik, iki bisa diganti kanthi cepet nalika dipriksa.Sawise mung telung taun, biaya total anoda timbal luwih dhuwur tinimbang model Pt/Ti.Ing conto pitungan konservatif, nganggep Kapadhetan fluks aplikasi khas 40 A/dm2.Akibaté, aliran daya ing lumahing anoda diwenehi 168 dm2 ana 6720 ampere ing 6700 jam operasi telung taun.Iki cocog karo kira-kira 220 dina kerja saka 10 jam kerja saben taun.Nalika platinum ngoksidasi dadi solusi, kekandelan lapisan platinum alon-alon mudhun.Ing conto, iki dianggep 2 gram saben yuta amp-jam.
Ana akeh alasan kanggo kauntungan biaya Pt / Ti liwat anoda timbal.Kajaba iku, konsumsi listrik suda (rega 0,14 EUR/kWh dikurangi 14,800 kWh/taun) regane udakara 2,000 EUR saben taun.Kajaba iku, ora perlu biaya taunan kira-kira 500 euro kanggo pembuangan sludge kromat timbal, uga 1000 euro kanggo pangopènan lan downtime produksi - petungan banget konservatif.
Total biaya anoda timbal sajrone telung taun yaiku €14,400 ($15,130).Biaya anode Pt / Ti yaiku 12.020 euro, kalebu recoating.Malah tanpa njupuk biaya pangopènan akun lan downtime produksi (1000 euro saben dina saben taun), titik break-even tekan sawise telung taun.Saka titik iki, longkangan antarane wong-wong mau mundhak malah luwih ing sih saka Pt / Ti anode.
Akeh industri njupuk kauntungan saka macem-macem keuntungan saka anoda elektrolit dilapisi platinum suhu dhuwur.Produsen lampu, semikonduktor lan papan sirkuit, otomotif, hidraulik, pertambangan, banyu lan kolam renang gumantung ing teknologi lapisan kasebut.Aplikasi liyane mesthi bakal dikembangake ing mangsa ngarep, amarga biaya sing lestari lan pertimbangan lingkungan minangka masalah jangka panjang.Akibaté, timbal bisa ngadhepi tambah pengawasan.
Artikel asli diterbitake ing basa Jerman ing Annual Surface Technology (Vol. 71, 2015) disunting dening Prof. Timo Sörgel saka Aalen University of Applied Sciences, Jerman.Courtesy saka Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau/Jerman.
Ing umume operasi finishing logam, masking digunakake, ing ngendi mung area tartamtu ing permukaan bagean kudu diproses.Nanging, masking bisa digunakake ing permukaan sing ora mbutuhake perawatan utawa kudu dihindari.Artikel iki nyakup akeh aspek masking logam, kalebu aplikasi, teknik, lan macem-macem jinis masking sing digunakake.