Umicore Electroplating fil-Ġermanja juża anodi elettrolitiċi ta 'temperatura għolja.F'dan il-proċess, il-platinu jiġi depożitat fuq materjali bażi bħal titanju, nijobju, tantalu, molibdenu, tungstenu, azzar li ma jissaddadx u ligi tan-nikil f'banju ta 'melħ imdewweb f'550 ° C taħt argon.
Figura 2: Anodu tal-platinu/titanju electroplated b'temperatura għolja jżomm il-forma tiegħu fuq perjodu twil ta 'żmien.
Figura 3: Anodu Pt/Ti tal-malja estiża.Il-malja tal-metall estiża tipprovdi l-aħjar trasport tal-elettroliti.Id-distanza bejn il-komponenti tal-anodu u tal-katodu tista 'titnaqqas u d-densità tal-kurrent tiżdied.Ir-riżultat: kwalità aħjar f'inqas ħin.
Figura 4: Il-wisa 'tal-malja fuq l-anodu tal-malja tal-metall estiża tista' tiġi aġġustata.Il-malja tipprovdi ċirkolazzjoni akbar ta 'elettroliti u tneħħija aħjar tal-gass.
Iċ-ċomb huwa mħares mill-qrib mad-dinja kollha.Fl-Istati Uniti, l-awtoritajiet tas-saħħa u l-postijiet tax-xogħol qed iżommu mat-twissijiet tagħhom.Minkejja s-snin ta 'esperjenza tal-kumpaniji tal-electroplating fit-trattament ta' materjali perikolużi, il-metall ikompli jitqies aktar u aktar b'mod kritiku.
Pereżempju, kull min juża l-anodi taċ-ċomb fl-Istati Uniti għandu jirreġistra mar-Reġistru federali tar-Rilaxx ta' Kimiċi Tossiċi tal-EPA.Jekk kumpanija tal-electroplating tipproċessa biss madwar 29 kg ta 'ċomb fis-sena, ir-reġistrazzjoni għadha meħtieġa.
Għalhekk, huwa meħtieġ li tfittex alternattiva fl-Istati Uniti.Mhux biss l-impjant tal-kisi tal-kromju iebes ta 'l-anodu taċ-ċomb jidher irħis mal-ewwel daqqa t'għajn, hemm ukoll ħafna żvantaġġi:
Anodi stabbli dimensjonijiet huma alternattiva interessanti għall-kisi tal-kromju iebes (ara Fig. 2) b'wiċċ tal-platinu fuq titanju jew nijobju bħala sottostrat.
L-anodi miksija bil-platinu joffru ħafna vantaġġi fuq kisi tal-kromju iebes.Dawn jinkludu l-benefiċċji li ġejjin:
Għal riżultati ideali, jadatta l-anodu għad-disinn tal-parti li għandha tkun miksija.Dan jagħmilha possibbli li jinkisbu anodi b'dimensjonijiet stabbli (pjanċi, ċilindri, forma ta 'T u forma ta' U), filwaqt li l-anodi taċ-ċomb huma prinċipalment folji jew vireg standard.
L-anodi Pt/Ti u Pt/Nb m'għandhomx uċuħ magħluqa, iżda folji tal-metall estiżi b'daqs varjabbli tal-malji.Dan iwassal għal distribuzzjoni tajba ta 'enerġija, kampijiet elettriċi jistgħu jaħdmu ġewwa u madwar in-netwerk (ara Fig. 3).
Għalhekk, iżgħar tkun id-distanza bejn il-anoduu l-katodu, iktar ma tkun għolja d-densità tal-fluss tal-kisi.Is-saffi jistgħu jiġu applikati aktar malajr: ir-rendiment jiżdied.L-użu ta 'grilji b'erja tal-wiċċ effettiva kbira jista' jtejjeb b'mod sinifikanti l-kundizzjonijiet ta 'separazzjoni.
L-istabbiltà dimensjonali tista 'tinkiseb billi tgħaqqad il-platinu u t-titanju.Iż-żewġ metalli jipprovdu l-aħjar parametri għall-kisi tal-kromju iebes.Ir-reżistività tal-platinu hija baxxa ħafna, biss 0.107 Ohm × mm2/m.Il-valur taċ-ċomb huwa kważi d-doppju ta' dak taċ-ċomb (0.208 ohm × mm2/m).It-titanju għandu reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti, madankollu din il-kapaċità titnaqqas fil-preżenza ta 'alidi.Pereżempju, il-vultaġġ tat-tqassim tat-titanju f'elettroliti li fihom il-klorur ivarja minn 10 sa 15 V, skont il-pH.Dan huwa ogħla b'mod sinifikanti minn dak tan-nijobju (35 sa 50 V) u tantalu (70 sa 100 V).
It-titanju għandu żvantaġġi f'termini ta 'reżistenza għall-korrużjoni f'aċidi qawwija bħal aċidi sulfuriku, nitriku, idrofluworiku, ossaliku u metansulfoniku.Madankollu,titanjugħadha għażla tajba minħabba l-magni u l-prezz tagħha.
Id-depożizzjoni ta 'saff ta' platinu fuq sottostrat tat-titanju titwettaq l-aħjar b'mod elettrokimiku permezz ta 'elettroliżi ta' temperatura għolja (HTE) f'melħ imdewweb.Il-proċess HTE sofistikat jiżgura kisi preċiż: f'banju imdewweb 550 ° C magħmul minn taħlita ta 'ċjanuri tal-potassju u tas-sodju li jkun fihom madwar 1% sa 3% platinu, il-metall prezzjuż jiġi ddepożitat b'mod elettrokimiku fuq titanju.Is-sottostrat huwa maqful f'sistema magħluqa bl-argon, u l-banju tal-melħ huwa fi griġjol doppju.Kurrenti minn 1 sa 5 A/dm2 jipprovdu rata ta 'insulazzjoni ta' 10 sa 50 mikron fis-siegħa b'tensjoni tal-kisi ta '0.5 sa 2 V.
L-anodi platinizzati li jużaw il-proċess HTE qabżu ħafna l-anodi miksija b'elettrolit akweju.Il-purità tal-kisi tal-platinu minn melħ imdewweb hija mill-inqas 99.9%, li hija ogħla b'mod sinifikanti minn dik ta 'saffi tal-platinu depożitati minn soluzzjonijiet milwiema.Duttilità mtejba b'mod sinifikanti, adeżjoni u reżistenza għall-korrużjoni b'tensjoni interna minima.
Meta tikkunsidra l-ottimizzazzjoni tad-disinn tal-anodu, l-aktar importanti hija l-ottimizzazzjoni tal-istruttura ta 'appoġġ u l-provvista tal-enerġija tal-anodu.L-aħjar soluzzjoni hija li ssaħħan u tirbaħ il-kisja tal-folja tat-titanju fuq il-qalba tar-ram.Ir-ram huwa konduttur ideali b'reżistività ta 'madwar 9% biss ta' dik ta 'ligi Pb/Sn.Il-provvista tal-enerġija CuTi tiżgura telf ta 'enerġija minimu tul l-anodu biss, għalhekk id-distribuzzjoni tal-ħxuna tas-saff fuq l-assemblaġġ tal-katodu hija l-istess.
Effett pożittiv ieħor huwa li tiġi ġġenerata inqas sħana.Ir-rekwiżiti tat-tkessiħ huma mnaqqsa u l-ilbies tal-platinu fuq l-anodu jitnaqqas.Kisi tat-titanju kontra l-korrużjoni jipproteġi l-qalba tar-ram.Meta kisi mill-ġdid tal-metall estiż, naddaf u pprepara biss il-qafas u/jew il-provvista tal-enerġija.Jistgħu jerġgħu jintużaw ħafna drabi.
Billi ssegwi dawn il-linji gwida tad-disinn, tista 'tuża l-mudelli Pt/Ti jew Pt/Nb biex toħloq "anodi ideali" għall-kisi tal-kromju iebes.Mudelli stabbli dimensjonijiet jiswew aktar fl-istadju ta 'investiment minn anodi taċ-ċomb.Madankollu, meta tikkunsidra l-ispiża f'aktar dettall, mudell tat-titanju miksi bil-platinu jista 'jkun alternattiva interessanti għall-kisi tal-kromju iebes.
Dan huwa dovut għal analiżi komprensiva u bir-reqqa tal-ispiża totali taċ-ċomb konvenzjonali u l-anodi tal-platinu.
Tmien anodi ta 'liga taċ-ċomb (1700 mm twila u 40 mm fid-dijametru) magħmula minn PbSn7 tqabblu ma' anodi Pt/Ti ta 'daqs xieraq għal kisi bil-kromju ta' partijiet ċilindriċi.Il-produzzjoni ta 'tmien anodi taċ-ċomb tiswa madwar 1,400 ewro (1,471 dollaru Amerikan), li mal-ewwel daqqa t'għajn tidher irħisa.L-investiment meħtieġ biex jiġu żviluppati l-anodi Pt/Ti meħtieġa huwa ħafna ogħla.Il-prezz inizjali tax-xiri huwa ta’ madwar 7,000 ewro.Il-finituri tal-platinu huma speċjalment għaljin.Metalli prezzjużi puri biss jammontaw għal 45% ta 'dan l-ammont.Kisi tal-platinu b'ħxuna ta' 2.5 µm jeħtieġ 11.3 g ta' metall prezzjuż għal kull wieħed mit-tmien anodi.Bi prezz ta’ 35 ewro kull gramma, dan jikkorrispondi għal 3160 ewro.
Filwaqt li l-anodi taċ-ċomb jistgħu jidhru li huma l-aħjar għażla, dan jista 'jinbidel malajr wara spezzjoni aktar mill-qrib.Wara tliet snin biss, l-ispiża totali ta 'anodu taċ-ċomb hija ogħla b'mod sinifikanti mill-mudell Pt/Ti.F'eżempju ta' kalkolu konservattiv, assumi densità ta' fluss ta' applikazzjoni tipika ta' 40 A/dm2.Bħala riżultat, il-fluss tal-qawwa f'wiċċ ta 'anodu partikolari ta' 168 dm2 kien 6720 amperes f'6700 siegħa ta 'tħaddim għal tliet snin.Dan jikkorrispondi għal madwar 220 jum tax-xogħol minn 10 sigħat tax-xogħol fis-sena.Hekk kif il-platinu jossidizza f'soluzzjoni, il-ħxuna tas-saff tal-platinu tonqos bil-mod.Fl-eżempju, dan huwa meqjus bħala 2 grammi għal kull miljun amp-siegħa.
Hemm ħafna raġunijiet għall-vantaġġ fl-ispiża ta 'Pt/Ti fuq anodi taċ-ċomb.Barra minn hekk, konsum imnaqqas tal-elettriku (prezz 0.14 EUR/kWh nieqes 14,800 kWh/sena) jiswa madwar 2,000 EUR fis-sena.Barra minn hekk, m'għadx hemm bżonn ta 'spiża annwali ta' madwar 500 euro għar-rimi tal-ħama tal-kromat taċ-ċomb, kif ukoll 1000 euro għall-manutenzjoni u l-waqfien tal-produzzjoni - kalkoli konservattivi ħafna.
L-ispiża totali tal-anodi taċ-ċomb fuq tliet snin kienet ta’ €14,400 ($15,130).L-ispiża tal-anodi Pt/Ti hija ta '12,020 ewro, inkluż il-kisi mill-ġdid.Anke mingħajr ma jitqiesu l-ispejjeż tal-manutenzjoni u l-waqfien tal-produzzjoni (1000 ewro kuljum fis-sena), il-punt tal-bilanċ jintlaħaq wara tliet snin.Minn dan il-punt 'il quddiem, id-distakk bejniethom jiżdied saħansitra aktar favur l-anodu Pt/Ti.
Bosta industriji jieħdu vantaġġ mill-benefiċċji varji ta 'anodi elettrolitiċi miksija bil-platinu b'temperatura għolja.Il-manifatturi tad-dawl, is-semikondutturi u l-bords taċ-ċirkwiti, il-karozzi, l-idrawlika, il-minjieri, ix-xogħlijiet tal-ilma u l-pixxini jiddependu fuq dawn it-teknoloġiji tal-kisi.Aktar applikazzjonijiet żgur li se jiġu żviluppati fil-futur, peress li l-ispiża sostenibbli u l-kunsiderazzjonijiet ambjentali huma tħassib fit-tul.Bħala riżultat, iċ-ċomb jista' jiffaċċja skrutinju akbar.
L-artiklu oriġinali ġie ppubblikat bil-Ġermaniż fi Annual Surface Technology (Vol. 71, 2015) editjat mill-Prof. Timo Sörgel mill-Università tax-Xjenzi Applikati ta’ Aalen, il-Ġermanja.Korteżija ta’ Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau/Ġermanja.
Fil-biċċa l-kbira tal-operazzjonijiet tal-irfinar tal-metall, jintuża l-masking, fejn għandhom jiġu pproċessati biss ċerti żoni tal-wiċċ tal-parti.Minflok, l-masking jista 'jintuża fuq uċuħ fejn it-trattament mhux meħtieġ jew għandu jiġi evitat.Dan l-artikolu jkopri ħafna aspetti tal-masking tal-finitura tal-metall, inklużi applikazzjonijiet, tekniki, u t-tipi differenti ta 'masking użati.