జర్మనీలోని యుమికోర్ ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ అధిక ఉష్ణోగ్రత విద్యుద్విశ్లేషణ యానోడ్‌లను ఉపయోగిస్తుంది.ఈ ప్రక్రియలో, టైటానియం, నియోబియం, టాంటాలమ్, మాలిబ్డినం, టంగ్‌స్టన్, స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ మరియు నికెల్ మిశ్రమాలు వంటి బేస్ మెటీరియల్‌లపై ప్లాటినం 550°C వద్ద ఆర్గాన్‌లో కరిగిన ఉప్పు స్నానంలో నిక్షిప్తం చేయబడుతుంది.
మూర్తి 2: అధిక ఉష్ణోగ్రత ఎలక్ట్రోప్లేట్ చేయబడిన ప్లాటినం/టైటానియం యానోడ్ చాలా కాలం పాటు దాని ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
మూర్తి 3: విస్తరించిన మెష్ Pt/Ti యానోడ్.విస్తరించిన మెటల్ మెష్ సరైన ఎలక్ట్రోలైట్ రవాణాను అందిస్తుంది.యానోడ్ మరియు కాథోడ్ భాగాల మధ్య దూరాన్ని తగ్గించవచ్చు మరియు ప్రస్తుత సాంద్రత పెరుగుతుంది.ఫలితం: తక్కువ సమయంలో మెరుగైన నాణ్యత.
మూర్తి 4: విస్తరించిన మెటల్ మెష్ యానోడ్‌లోని మెష్ యొక్క వెడల్పును సర్దుబాటు చేయవచ్చు.మెష్ పెరిగిన ఎలక్ట్రోలైట్ సర్క్యులేషన్ మరియు మెరుగైన గ్యాస్ తొలగింపును అందిస్తుంది.
ప్రపంచవ్యాప్తంగా సీసం నిశితంగా గమనిస్తోంది.యుఎస్‌లో, ఆరోగ్య అధికారులు మరియు కార్యాలయాలు వారి హెచ్చరికలకు కట్టుబడి ఉన్నాయి.ప్రమాదకర పదార్థాలతో వ్యవహరించడంలో ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ కంపెనీల సంవత్సరాల అనుభవం ఉన్నప్పటికీ, మెటల్ మరింత విమర్శనాత్మకంగా చూడబడుతోంది.
ఉదాహరణకు, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో లెడ్ యానోడ్‌లను ఉపయోగించే ఎవరైనా తప్పనిసరిగా EPA యొక్క ఫెడరల్ టాక్సిక్ కెమికల్ రిలీజ్ రిజిస్టర్‌తో నమోదు చేసుకోవాలి.ఒక ఎలక్ట్రోప్లేటింగ్ కంపెనీ సంవత్సరానికి 29 కిలోల సీసాన్ని మాత్రమే ప్రాసెస్ చేస్తే, రిజిస్ట్రేషన్ ఇంకా అవసరం.
అందువల్ల, USAలో ప్రత్యామ్నాయం కోసం వెతకడం అవసరం.సీసం యానోడ్ హార్డ్ క్రోమియం ప్లేటింగ్ ప్లాంట్ మొదటి చూపులో చౌకగా కనిపించడమే కాకుండా, అనేక ప్రతికూలతలు కూడా ఉన్నాయి:
డైమెన్షనల్‌గా స్థిరమైన యానోడ్‌లు టైటానియం లేదా నియోబియంపై ప్లాటినం ఉపరితలంతో గట్టి క్రోమియం లేపనానికి (Fig. 2 చూడండి) ఒక ఆసక్తికరమైన ప్రత్యామ్నాయం.
హార్డ్ క్రోమియం లేపనం కంటే ప్లాటినం పూతతో కూడిన యానోడ్‌లు అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి.వీటిలో ఈ క్రింది ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి:
ఆదర్శ ఫలితాల కోసం, యానోడ్‌ను పూత చేయవలసిన భాగం యొక్క రూపకల్పనకు అనుగుణంగా మార్చండి.ఇది స్థిరమైన కొలతలు (ప్లేట్లు, సిలిండర్లు, T- ఆకారంలో మరియు U- ఆకారంలో) కలిగిన యానోడ్‌లను పొందడం సాధ్యం చేస్తుంది, అయితే ప్రధాన యానోడ్‌లు ప్రధానంగా ప్రామాణిక షీట్‌లు లేదా రాడ్‌లు.
Pt/Ti మరియు Pt/Nb యానోడ్‌లు మూసి ఉపరితలాలను కలిగి ఉండవు, కానీ వేరియబుల్ మెష్ పరిమాణంతో విస్తరించిన మెటల్ షీట్‌లను కలిగి ఉంటాయి.ఇది శక్తి యొక్క మంచి పంపిణీకి దారి తీస్తుంది, విద్యుత్ క్షేత్రాలు నెట్‌వర్క్‌లో మరియు చుట్టుపక్కల పని చేయగలవు (Fig. 3 చూడండి).
అందువలన, మధ్య దూరం చిన్నదియానోడ్మరియు కాథోడ్, పూత యొక్క అధిక ఫ్లక్స్ సాంద్రత.పొరలు వేగంగా వర్తించవచ్చు: దిగుబడి పెరుగుతుంది.పెద్ద ప్రభావవంతమైన ఉపరితల వైశాల్యంతో గ్రిడ్ల ఉపయోగం విభజన పరిస్థితులను గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది.
ప్లాటినం మరియు టైటానియం కలపడం ద్వారా డైమెన్షనల్ స్థిరత్వం సాధించవచ్చు.రెండు లోహాలు హార్డ్ క్రోమ్ ప్లేటింగ్ కోసం సరైన పారామితులను అందిస్తాయి.ప్లాటినం యొక్క రెసిస్టివిటీ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కేవలం 0.107 Ohm×mm2/m మాత్రమే.సీసం విలువ సీసం (0.208 ohm×mm2/m) కంటే దాదాపు రెండు రెట్లు ఎక్కువ.టైటానియం అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంది, అయితే హాలైడ్ల సమక్షంలో ఈ సామర్థ్యం తగ్గుతుంది.ఉదాహరణకు, క్లోరైడ్-కలిగిన ఎలక్ట్రోలైట్స్‌లో టైటానియం యొక్క బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్ pHని బట్టి 10 నుండి 15 V వరకు ఉంటుంది.ఇది నియోబియం (35 నుండి 50 V) మరియు టాంటాలమ్ (70 నుండి 100 V) కంటే చాలా ఎక్కువ.
టైటానియం సల్ఫ్యూరిక్, నైట్రిక్, హైడ్రోఫ్లోరిక్, ఆక్సాలిక్ మరియు మీథనేసల్ఫోనిక్ ఆమ్లాల వంటి బలమైన ఆమ్లాలలో తుప్పు నిరోధకత పరంగా ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంది.అయితే,టైటానియందాని machinability మరియు ధర కారణంగా ఇప్పటికీ మంచి ఎంపిక.
కరిగిన లవణాలలో అధిక ఉష్ణోగ్రత విద్యుద్విశ్లేషణ (HTE) ద్వారా టైటానియం సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ప్లాటినం పొర నిక్షేపణ ఉత్తమంగా ఎలక్ట్రోకెమికల్‌గా నిర్వహించబడుతుంది.అధునాతన HTE ప్రక్రియ ఖచ్చితమైన పూతను నిర్ధారిస్తుంది: పొటాషియం మరియు సోడియం సైనైడ్‌ల మిశ్రమంతో తయారు చేసిన 550°C కరిగిన స్నానంలో సుమారు 1% నుండి 3% ప్లాటినం కలిగి ఉంటుంది, విలువైన లోహం ఎలెక్ట్రోకెమికల్‌గా టైటానియంపై జమ చేయబడుతుంది.సబ్‌స్ట్రేట్ ఆర్గాన్‌తో క్లోజ్డ్ సిస్టమ్‌లో లాక్ చేయబడింది మరియు ఉప్పు స్నానం డబుల్ క్రూసిబుల్‌లో ఉంటుంది.1 నుండి 5 A/dm2 వరకు కరెంట్‌లు 0.5 నుండి 2 V పూత ఉద్రిక్తతతో గంటకు 10 నుండి 50 మైక్రాన్ల ఇన్సులేషన్ రేటును అందిస్తాయి.
HTE ప్రక్రియను ఉపయోగించే ప్లాటినైజ్డ్ యానోడ్‌లు సజల ఎలక్ట్రోలైట్‌తో పూసిన యానోడ్‌లను బాగా అధిగమించాయి.కరిగిన ఉప్పు నుండి ప్లాటినం పూత యొక్క స్వచ్ఛత కనీసం 99.9%, ఇది సజల ద్రావణాల నుండి జమ చేసిన ప్లాటినం పొరల కంటే గణనీయంగా ఎక్కువ.కనిష్ట అంతర్గత ఉద్రిక్తతతో గణనీయంగా మెరుగైన డక్టిలిటీ, సంశ్లేషణ మరియు తుప్పు నిరోధకత.
యానోడ్ డిజైన్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడాన్ని పరిశీలిస్తున్నప్పుడు, అత్యంత ముఖ్యమైనది సపోర్ట్ స్ట్రక్చర్ మరియు యానోడ్ పవర్ సప్లై ఆప్టిమైజేషన్.టైటానియం షీట్ పూతను కాపర్ కోర్‌పై వేడి చేయడం మరియు గాలి వేయడం ఉత్తమ పరిష్కారం.రాగి Pb/Sn మిశ్రమాలలో 9% మాత్రమే రెసిస్టివిటీతో ఆదర్శవంతమైన కండక్టర్.CuTi విద్యుత్ సరఫరా యానోడ్ వెంట మాత్రమే కనిష్ట విద్యుత్ నష్టాలను నిర్ధారిస్తుంది, కాబట్టి కాథోడ్ అసెంబ్లీలో పొర మందం పంపిణీ ఒకే విధంగా ఉంటుంది.
మరో సానుకూల ప్రభావం ఏమిటంటే తక్కువ వేడి ఉత్పత్తి అవుతుంది.శీతలీకరణ అవసరాలు తగ్గుతాయి మరియు యానోడ్‌లో ప్లాటినం దుస్తులు తగ్గుతాయి.యాంటీ-తుప్పు టైటానియం పూత రాగి కోర్ని రక్షిస్తుంది.విస్తరించిన లోహాన్ని తిరిగి పూసేటప్పుడు, ఫ్రేమ్ మరియు/లేదా విద్యుత్ సరఫరాను మాత్రమే శుభ్రం చేసి సిద్ధం చేయండి.వాటిని చాలాసార్లు తిరిగి ఉపయోగించుకోవచ్చు.
ఈ డిజైన్ మార్గదర్శకాలను అనుసరించడం ద్వారా, మీరు హార్డ్ క్రోమియం ప్లేటింగ్ కోసం “ఆదర్శ యానోడ్‌లను” సృష్టించడానికి Pt/Ti లేదా Pt/Nb మోడల్‌లను ఉపయోగించవచ్చు.లెడ్ యానోడ్‌ల కంటే డైమెన్షనల్‌గా స్థిరమైన నమూనాలు పెట్టుబడి దశలో ఎక్కువ ఖర్చు అవుతాయి.అయినప్పటికీ, ధరను మరింత వివరంగా పరిశీలిస్తున్నప్పుడు, ప్లాటినం పూతతో కూడిన టైటానియం మోడల్ హార్డ్ క్రోమ్ ప్లేటింగ్‌కు ఆసక్తికరమైన ప్రత్యామ్నాయంగా ఉంటుంది.
సాంప్రదాయిక సీసం మరియు ప్లాటినం యానోడ్‌ల మొత్తం ధర యొక్క సమగ్ర మరియు సమగ్ర విశ్లేషణ దీనికి కారణం.
స్థూపాకార భాగాల క్రోమియం లేపనం కోసం PbSn7తో తయారు చేయబడిన ఎనిమిది లెడ్ అల్లాయ్ యానోడ్‌లు (1700 మిమీ పొడవు మరియు 40 మిమీ వ్యాసం) తగిన పరిమాణంలో ఉన్న Pt/Ti యానోడ్‌లతో పోల్చబడ్డాయి.ఎనిమిది ప్రధాన యానోడ్‌ల ఉత్పత్తికి దాదాపు 1,400 యూరోలు (1,471 US డాలర్లు) ఖర్చవుతుంది, ఇది మొదటి చూపులో చౌకగా అనిపిస్తుంది.అవసరమైన Pt/Ti యానోడ్‌లను అభివృద్ధి చేయడానికి అవసరమైన పెట్టుబడి చాలా ఎక్కువ.ప్రారంభ కొనుగోలు ధర సుమారు 7,000 యూరోలు.ప్లాటినం ముగింపులు ముఖ్యంగా ఖరీదైనవి.స్వచ్ఛమైన విలువైన లోహాలు మాత్రమే ఈ మొత్తంలో 45% ఉంటాయి.2.5 µm మందపాటి ప్లాటినం పూత ఎనిమిది యానోడ్‌లలో ప్రతిదానికి 11.3 గ్రా విలువైన లోహం అవసరం.గ్రాముకు 35 యూరోల ధర వద్ద, ఇది 3160 యూరోలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.
ప్రధాన యానోడ్‌లు ఉత్తమ ఎంపికగా అనిపించినప్పటికీ, ఇది నిశితంగా పరిశీలించిన తర్వాత త్వరగా మారవచ్చు.కేవలం మూడు సంవత్సరాల తర్వాత, లీడ్ యానోడ్ మొత్తం ధర Pt/Ti మోడల్ కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది.సాంప్రదాయిక గణన ఉదాహరణలో, 40 A/dm2 యొక్క సాధారణ అప్లికేషన్ ఫ్లక్స్ సాంద్రతను ఊహించండి.ఫలితంగా, 168 dm2 ఇచ్చిన యానోడ్ ఉపరితలం వద్ద విద్యుత్ ప్రవాహం మూడు సంవత్సరాల పాటు 6700 గంటల ఆపరేషన్‌లో 6720 ఆంపియర్‌లుగా ఉంది.ఇది సంవత్సరానికి 10 పని గంటలలో సుమారు 220 పని దినాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.ప్లాటినం ద్రావణంలో ఆక్సీకరణం చెందడంతో, ప్లాటినం పొర యొక్క మందం నెమ్మదిగా తగ్గుతుంది.ఉదాహరణలో, ఇది మిలియన్ ఆంప్-గంటలకు 2 గ్రాములుగా పరిగణించబడుతుంది.
లెడ్ యానోడ్‌ల కంటే Pt/Ti ఖర్చు ప్రయోజనానికి అనేక కారణాలు ఉన్నాయి.అదనంగా, తగ్గిన విద్యుత్ వినియోగం (ధర 0.14 EUR/kWh మైనస్ 14,800 kWh/సంవత్సరం) సంవత్సరానికి 2,000 EUR ఖర్చు అవుతుంది.అదనంగా, సీసం క్రోమేట్ బురదను పారవేయడానికి దాదాపు 500 యూరోల వార్షిక వ్యయం అవసరం లేదు, అలాగే నిర్వహణ మరియు ఉత్పత్తి సమయానికి 1000 యూరోలు - చాలా సాంప్రదాయిక లెక్కలు.
మూడు సంవత్సరాలలో లీడ్ యానోడ్‌ల మొత్తం ధర €14,400 ($15,130).Pt/Ti యానోడ్‌ల ధర రీకోటింగ్‌తో సహా 12,020 యూరోలు.నిర్వహణ ఖర్చులు మరియు ఉత్పత్తి డౌన్‌టైమ్‌లను పరిగణనలోకి తీసుకోకుండానే (సంవత్సరానికి రోజుకు 1000 యూరోలు), బ్రేక్-ఈవెన్ పాయింట్ మూడు సంవత్సరాల తర్వాత చేరుకుంది.ఈ పాయింట్ నుండి, Pt/Ti యానోడ్‌కు అనుకూలంగా వాటి మధ్య అంతరం మరింత పెరుగుతుంది.
అనేక పరిశ్రమలు అధిక ఉష్ణోగ్రత ప్లాటినం పూతతో కూడిన ఎలక్ట్రోలైటిక్ యానోడ్‌ల యొక్క వివిధ ప్రయోజనాలను ఉపయోగించుకుంటాయి.లైటింగ్, సెమీకండక్టర్ మరియు సర్క్యూట్ బోర్డ్ తయారీదారులు, ఆటోమోటివ్, హైడ్రాలిక్స్, మైనింగ్, వాటర్‌వర్క్స్ మరియు ఈత కొలనులు ఈ పూత సాంకేతికతలపై ఆధారపడతాయి.స్థిరమైన ఖర్చు మరియు పర్యావరణ పరిగణనలు దీర్ఘకాలిక ఆందోళనలు కాబట్టి భవిష్యత్తులో మరిన్ని అప్లికేషన్‌లు ఖచ్చితంగా అభివృద్ధి చేయబడతాయి.ఫలితంగా, సీసం పెరిగిన పరిశీలనను ఎదుర్కోవచ్చు.
జర్మనీలోని ఆలెన్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ అప్లైడ్ సైన్సెస్ నుండి ప్రొఫెసర్ టిమో సోర్గెల్ ఎడిట్ చేసిన యాన్యువల్ సర్ఫేస్ టెక్నాలజీ (వాల్యూమ్. 71, 2015)లో అసలు కథనం జర్మన్‌లో ప్రచురించబడింది.Eugen G. Leuze Verlag సౌజన్యంతో, బాడ్ Saulgau/జర్మనీ.
చాలా మెటల్ ఫినిషింగ్ ఆపరేషన్లలో, మాస్కింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ భాగం యొక్క ఉపరితలం యొక్క కొన్ని ప్రాంతాలను మాత్రమే ప్రాసెస్ చేయాలి.బదులుగా, చికిత్స అవసరం లేని లేదా నివారించాల్సిన ఉపరితలాలపై మాస్కింగ్ ఉపయోగించవచ్చు.అప్లికేషన్‌లు, టెక్నిక్‌లు మరియు ఉపయోగించిన వివిధ రకాల మాస్కింగ్‌లతో సహా మెటల్ ఫినిషింగ్ మాస్కింగ్ యొక్క అనేక అంశాలను ఈ కథనం కవర్ చేస్తుంది.