Umicore Electroplating di Jerman ngagunakeun anoda éléktrolitik suhu luhur.Dina prosés ieu, platina disimpen dina bahan dasar kayaning titanium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, stainless steel sarta alloy nikel dina mandi uyah molten dina 550 ° C handapeun argon.
Gambar 2: A anoda platinum / titanium dilapis suhu luhur nahan bentukna dina waktos anu lami.
Gambar 3: bolong dimekarkeun Pt / Ti anoda.bolong logam dimekarkeun nyadiakeun angkutan éléktrolit optimal.Jarak antara komponén anoda sareng katoda tiasa dikirangan sareng dénsitas ayeuna ningkat.Hasilna: kualitas hadé dina waktos kirang.
Angka 4: Lebar bolong dina anoda bolong logam anu dimekarkeun tiasa disaluyukeun.bolong nyadiakeun sirkulasi éléktrolit ngaronjat sarta panyabutan gas hadé.
Lead diawaskeun sacara saksama di sakumna dunya.Di AS, otoritas kaséhatan sareng tempat kerja nempel kana peringatanana.Sanajan taun pangalaman pausahaan electroplating 'dina kaayaan bahan picilakaeun, logam terus ditempo beuki loba kritis.
Salaku conto, saha waé anu nganggo anoda timah di Amérika Serikat kedah ngadaptar sareng ngadaptar Pelepasan Kimia Beracun federal EPA.Lamun hiji pausahaan electroplating ngolah ngan ngeunaan 29 kg timah per taun, pendaptaran masih diperlukeun.
Ku alatan éta, perlu néangan alternatif di AS.Henteu ngan ukur pabrik plating kromium anoda kalungguhan sigana murah dina pandangan kahiji, aya ogé seueur kalemahan:
Anoda stabil dimensi mangrupa alternatif metot pikeun plating kromium teuas (tingali Gbr. 2) kalawan permukaan platinum on titanium atanapi niobium salaku substrat.
Anoda anu dilapis Platinum nawiskeun seueur kaunggulan tibatan palapis kromium anu keras.Ieu kalebet kauntungan di handap ieu:
Pikeun hasil idéal, adaptasi anoda kana desain bagian nu bakal coated.Hal ieu ngamungkinkeun pikeun ménta anoda kalawan diménsi stabil (pelat, silinder, T ngawangun sarta U ngawangun), bari anoda kalungguhan utamana cadar atawa rod baku.
Anoda Pt / Ti sareng Pt / Nb henteu gaduh permukaan katutup, tapi lembaran logam anu dilegaan kalayan ukuran bolong anu variabel.Hal ieu jadi marga pikeun sebaran alus énergi, médan listrik tiasa dianggo dina tur sabudeureun jaringan (tingali Gbr. 3).
Ku alatan éta, nu leutik jarak antaraanodajeung katoda, nu leuwih luhur dénsitas fluks palapis nu.Lapisan tiasa diterapkeun langkung gancang: ngahasilkeun ningkat.Pamakéan grids kalawan aréa permukaan éféktif badag bisa nyata ngaronjatkeun kaayaan separation.
Stabilitas dimensi tiasa dihontal ku ngagabungkeun platinum sareng titanium.Duanana logam nyadiakeun parameter optimal pikeun plating Chrome teuas.Résistivitas platina rendah pisan, ngan ukur 0,107 Ohm × mm2 / m.Nilai timbel ampir dua kali ti timbel (0,208 ohm × mm2/m).Titanium gaduh résistansi korosi anu saé, tapi kamampuan ieu ngirangan ku ayana halida.Contona, tegangan ngarecahna titanium dina éléktrolit nu ngandung klorida antara 10 nepi ka 15 V, gumantung kana pH.Ieu nyata leuwih luhur batan niobium (35 nepi ka 50 V) jeung tantalum (70 nepi ka 100 V).
Titanium gaduh kalemahan dina hal résistansi korosi dina asam kuat sapertos asam sulfat, nitrat, hidrofluorat, oksalat sareng métanesulfonic.Sanajan kitu,titaniummasih mangrupa pilihan alus alatan machinability sarta harga na.
Déposisi lapisan platina dina substrat titanium paling hadé dilaksanakeun sacara éléktrokimia ku éléktrolisis suhu luhur (HTE) dina uyah lebur.Prosés HTE canggih ensures palapis tepat: dina 550 ° C molten mandi dijieun tina campuran kalium jeung natrium sianida ngandung kira 1% nepi ka 3% platina, logam mulia ieu electrochemically disimpen onto titanium.Substrat dikonci dina sistem katutup kalayan argon, sareng mandi uyah aya dina crucible ganda.Arus ti 1 dugi ka 5 A / dm2 nyayogikeun laju insulasi 10 dugi ka 50 mikron per jam kalayan tegangan palapis 0,5 dugi ka 2 V.
Anoda Platinized ngagunakeun prosés HTE geus greatly outperformed anodes coated kalawan éléktrolit cai.Kemurnian lapisan platina tina uyah lebur sahenteuna 99,9%, anu langkung luhur tibatan lapisan platina anu disimpen tina larutan cai.Nyata ningkat ductility, adhesion sarta lalawanan korosi kalawan tegangan internal minimal.
Nalika mertimbangkeun ngaoptimalkeun desain anoda, anu paling penting nyaéta optimasi struktur dukungan sareng catu daya anoda.Solusi anu pangsaéna nyaéta panas sareng anginkeun lapisan lambar titanium kana inti tambaga.Tambaga mangrupa konduktor idéal kalawan résistansi ngan ngeunaan 9% tina alloy Pb/Sn.Catu daya CuTi mastikeun karugian kakuatan minimal ngan sapanjang anoda, ku kituna distribusi ketebalan lapisan dina rakitan katoda sami.
Pangaruh positif anu sanésna nyaéta kurang panas anu dibangkitkeun.Syarat cooling dikirangan sareng ngagem platinum dina anoda dikirangan.Lapisan titanium anti korosi ngajaga inti tambaga.Nalika recoating logam dimekarkeun, beresih jeung nyiapkeun ukur pigura jeung / atawa catu daya.Éta tiasa dianggo deui sababaraha kali.
Ku nuturkeun tungtunan desain ieu, anjeun tiasa nganggo model Pt / Ti atanapi Pt / Nb pikeun nyieun "anoda idéal" pikeun plating kromium teuas.Modél anu stabil sacara dimensi langkung mahal dina tahap investasi tibatan anoda timah.Nanging, nalika nimbangkeun biaya sacara langkung rinci, modél titanium anu dilapis platinum tiasa janten alternatif anu pikaresepeun pikeun palapis krom keras.
Ieu alatan analisis komprehensif sarta teleb tina total biaya kalungguhan konvensional sarta anoda platinum.
Dalapan anoda alloy kalungguhan (panjangna 1700 mm sareng diaméterna 40 mm) didamel tina PbSn7 dibandingkeun sareng anoda Pt/Ti ukuran anu pas pikeun palapis kromium bagian silinder.Produksi dalapan anoda timah hargana sakitar 1.400 euro (1.471 dolar AS), anu saheulaanan sigana murah.Investasi diperlukeun pikeun ngembangkeun anoda Pt / Ti diperlukeun loba nu leuwih luhur.Harga beuli awal sakitar 7,000 euro.Platinum rengse utamana mahal.Ngan logam mulia murni akun pikeun 45% tina jumlah ieu.Lapisan platina kandel 2,5 µm merlukeun 11,3 g logam mulia pikeun unggal dalapan anoda.Dina harga 35 euro per gram, ieu pakait jeung 3160 euro.
Sanaos anoda timah sigana mangrupikeun pilihan anu pangsaéna, ieu tiasa gancang robih saatos pamariksaan anu langkung caket.Saatos ukur tilu taun, total biaya anoda kalungguhan nyata langkung luhur tibatan modél Pt/Ti.Dina conto itungan konservatif, anggap dénsitas fluks aplikasi has 40 A/dm2.Hasilna, aliran kakuatan dina permukaan anoda tinangtu tina 168 dm2 éta 6720 ampere dina 6700 jam operasi salila tilu taun.Ieu pakait jeung kurang leuwih 220 poé gawé ti 10 jam gawé per taun.Nalika platina dioksidasi jadi solusi, ketebalan lapisan platina lalaunan turun.Dina conto, ieu dianggap 2 gram per juta amp-jam.
Aya loba alesan pikeun kaunggulan ongkos Pt / Ti leuwih anoda kalungguhan.Sajaba ti éta, ngurangan konsumsi listrik (harga 0.14 EUR/kWh dikurangan 14.800 kWh/taun) waragad ngeunaan 2.000 EUR per taun.Salaku tambahan, teu aya deui anu peryogi biaya taunan sakitar 500 euro pikeun pembuangan sludge kromat kalungguhan, ogé 1000 euro pikeun pangropéa sareng downtime produksi - itungan pisan konservatif.
Total biaya anoda kalungguhan leuwih tilu taun éta €14.400 ($15.130).Biaya anoda Pt/Ti nyaéta 12.020 euro, kalebet recoating.Malah tanpa tumut kana akun waragad pangropéa sarta downtime produksi (1000 euro per poé per taun), titik break-even ngahontal sanggeus tilu taun.Ti titik ieu, celah antara aranjeunna naek malah leuwih dina kahadean Pt / Ti anoda.
Seueur industri ngamangpaatkeun rupa-rupa kauntungan tina anoda éléktrolitik anu dilapis platinum suhu luhur.Pabrikan cahaya, semikonduktor sareng papan sirkuit, otomotif, hidrolik, pertambangan, waterworks sareng kolam renang ngandelkeun téknologi palapis ieu.Langkung seueur aplikasi pasti bakal dikembangkeun di hareup, sabab biaya anu lestari sareng pertimbangan lingkungan mangrupikeun masalah jangka panjang.Hasilna, kalungguhan bisa nyanghareupan ngaronjat scrutiny.
Artikel aslina ieu diterbitkeun dina Jerman dina Téhnologi Surface Taunan (Vol. 71, 2015) diédit ku Prof. Timo Sörgel ti Aalen Universitas Applied Sciences, Jérman.Kahadean tina Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau / Jérman.
Dina kalolobaan operasi pagawean logam, masking dipaké, dimana ukur wewengkon nu tangtu beungeut bagian nu kudu diolah.Gantina, masking bisa dipaké dina surfaces dimana perlakuan henteu diperlukeun atawa kudu dihindari.Artikel ieu nyertakeun loba aspék masking finish logam, kaasup aplikasi, téhnik, jeung tipena béda masking dipaké.