Germaniýada “Umicore Electroplating” ýokary temperaturaly elektrolitik anodlary ulanýar.Bu amalda platina, argonyň aşagyndaky 550 ° C-de eredilen duz wannasynda titanium, niobium, tantal, molibden, wolfram, poslamaýan polat we nikel erginleri ýaly esasy materiallara goýulýar.
2-nji surat: temperatureokary temperaturaly elektroplirlenen platina / titanium anod uzak wagtlap öz görnüşini saklaýar.
3-nji surat: Pt / Ti anodyň giňeldilen meshi.Giňeldilen metal tor, iň oňat elektrolit transportyny üpjün edýär.Anod bilen katod komponentleriniň arasyndaky aralyk azaldylyp, häzirki dykyzlygy ýokarlanyp biler.Netije: az wagtyň içinde has gowy hil.
4-nji surat: Giňeldilen metal tor anodundaky toruň ini sazlanyp bilner.Tor elektrolitleriň köpelmegini we gazy has gowy aýyrmagy üpjün edýär.
Gurşun bütin dünýäde ýakyndan synlanýar.ABŞ-da saglygy goraýyş edaralary we iş ýerleri duýduryşlaryna ýapyşýarlar.Elektroplýasiýa edýän kompaniýalaryň howply materiallar bilen iş salyşmak boýunça köp ýyllyk tejribesine garamazdan, metal barha tankydy garalýar.
Mysal üçin, ABŞ-da gurşun anodlaryny ulanýan her bir adam, EPA-nyň federal zäherli himiki goýberiş sanawynda hasaba alynmalydyr.Elektroplatasiýa kompaniýasy ýylda bary-ýogy 29 kg gurşun gaýtadan işleýän bolsa, hasaba alynmagy talap edilýär.
Şonuň üçin ABŞ-da alternatiwa gözlemeli.Gurşun anody gaty hrom örtük zawody ilkinji seredişde arzan görünmek bilen çäklenmän, kemçilikleri hem bar:
Ölçegli durnukly anodlar, titanyň ýa-da niobiumyň aşagyndaky platinanyň üstünde gaty hrom örtüginiň gyzykly alternatiwasydyr (2-nji surata serediň).
Platina bilen örtülen anodlar gaty hrom örtüginden köp artykmaçlygy hödürleýär.Bular aşakdaky peýdalary öz içine alýar:
Iň oňat netijeler üçin anody örtülen bölegiň dizaýnyna uýgunlaşdyryň.Bu durnukly ölçegli (plitalar, silindrler, T görnüşli we U görnüşli) anodlary almaga mümkinçilik berýär, gurşun anodlary esasan adaty listler ýa-da çybyklar.
Pt / Ti we Pt / Nb anodlarynyň ýapyk ýüzleri ýok, tersine üýtgeýän ululykdaky metal listleri giňeltdi.Bu energiýanyň gowy paýlanmagyna getirýär, elektrik meýdanlary torda we töwereginde işläp biler (3-nji surata serediň).
Şonuň üçin aralyk näçe kiçi bolsaanodwe katod, örtügiň akym dykyzlygy näçe ýokary bolsa.Gatlaklary has çalt ulanyp bolýar: hasyl ýokarlanýar.Uly täsirli ýerüsti torlary ulanmak aýralyk şertlerini ep-esli gowulaşdyryp biler.
Ölçegli durnuklylygy platina we titani birleşdirmek arkaly gazanyp bolar.Iki metal hem gaty hrom örtük üçin iň amatly parametrleri üpjün edýär.Platiniň garşylygy gaty pes, diňe 0.107 Ohm × mm2 / m.Gurşunyň bahasy gurşundan iki esse köpdür (0,208 ohm × mm2 / m).Titan ajaýyp poslama garşylygy bar, ýöne bu ukyp halidleriň barlygynda azalýar.Mysal üçin, hlorid saklaýan elektrolitlerde titanyň bölünip çykýan naprýa .eniýesi pH-e baglylykda 10-15 V aralygynda bolýar.Bu niobiumyň (35-50 V) we tantalyň (70 - 100 V) ep-esli ýokarydyr.
Titan kükürt, azot, gidroflor, oksal we metanesulfon kislotalary ýaly güýçli kislotalarda poslama garşylyk taýdan kemçilikleri bar.Şeýle-de bolsa,titaniumussatlygy we bahasy sebäpli henizem gowy saýlaw.
Platiniň bir gatlagynyň titanyň substratyna çökmegi, eredilen duzlarda ýokary temperaturaly elektroliz (HTE) arkaly elektrokimiki usul bilen amala aşyrylýar.Çylşyrymly HTE prosesi takyk örtügi üpjün edýär: takmynan 1% -den 3% platini öz içine alýan kaliý we natriý sianidleriň garyndysyndan ýasalan 550 ° C eredilen hammamda gymmatly metal elektrokimiki taýdan titana goýulýar.Substrat argon bilen ýapyk ulgamda gulplanýar we duzly hammam iki esse möhümdir.1-den 5 A / dm2-e çenli toklar, örtük dartyş güýji 0,5-2 V aralygynda sagatda 10-50 mikron izolýasiýa derejesini üpjün edýär.
HTE amalyny ulanýan platinaly anodlar, suw elektrolitleri bilen örtülen anodlardan ep-esli ýokarydyr.Eredilen duzdan platina örtükleriniň arassalygy azyndan 99,9% bolup, suw erginlerinden goýlan platina gatlaklaryndan ep-esli ýokarydyr.Içki dartgynlylyk bilen süýümliligi, ýelmeşmegi we poslama garşylygy ep-esli gowulaşdy.
Anod dizaýnyny optimizirlemegi göz öňünde tutanyňyzda iň möhümi, goldaw strukturasynyň we anodyň elektrik üpjünçiliginiň optimizasiýasydyr.Iň oňat çözgüt, titanyň örtügini mis ýadrosyna gyzdyrmak we ýellemekdir.Mis, Pb / Sn erginleriniň takmynan 9% garşylygy bolan ideal geçirijidir.CuTi elektrik üpjünçiligi, diňe anodyň boýunda minimal ýitgileri üpjün edýär, şonuň üçin katod ýygnagynda gatlak galyňlygynyň paýlanyşy birmeňzeşdir.
Anotherene bir oňyn täsir, az ýylylyk emele gelýär.Sowuklama talaplary azalýar we anodda platina könelýär.Poslama garşy titanium örtügi mis ýadrosyny goraýar.Giňeldilen metal gaýtadan işlenende, diňe çarçuwany we / ýa-da elektrik üpjünçiligini arassalaň we taýýarlaň.Olary köp gezek ulanyp bolýar.
Bu dizaýn görkezmelerine eýerip, Pt / Ti ýa-da Pt / Nb modellerini ulanyp, gaty hrom örtük üçin “ideal anodlar” döredip bilersiňiz.Ölçegli durnukly modeller, gurşun anodlaryndan has köp maýa goýum tapgyrynda has gymmat.Şeýle-de bolsa, çykdajylary has jikme-jik göz öňünde tutanyňyzda, platina bilen örtülen titanium modeli gaty hrom örtüginiň gyzykly alternatiwasy bolup biler.
Munuň sebäbi adaty gurşun we platina anodlaryň umumy bahasyny hemmetaraplaýyn we düýpli seljermek bilen baglanyşyklydyr.
PbSn7-den ýasalan sekiz gurşun erginli anodlar (uzynlygy 1700 mm we diametri 40 mm) silindr bölekleriniň hrom örtügi üçin degişli ölçegdäki Pt / Ti anodlary bilen deňeşdirildi.Sekiz gurşun anodynyň önümçiligi 1400 ýewro (1471 ABŞ dollary) töweregi, bu bir seredişde arzan ýaly görünýär.Gerekli Pt / Ti anodlaryny ösdürmek üçin zerur bolan maýa goýumlary has ýokary.Başlangyç satyn alyş bahasy 7000 ýewro töweregi.Platinanyň gutarmagy esasanam gymmat.Diňe arassa gymmat bahaly metallar bu mukdaryň 45% -ini tutýar.2,5 µm galyňlykdaky platina örtük, sekiz anodyň her biri üçin 11,3 gr gymmat bahaly metal talap edýär.Her gram üçin 35 ýewro bahasy 3160 ýewro deňdir.
Gurşun anodlary iň gowy saýlaw ýaly bolup görünse-de, has ýakyndan gözden geçirilenden soň çalt üýtgäp biler.Diňe üç ýyldan soň, gurşun anodynyň umumy bahasy Pt / Ti modelinden ep-esli ýokary.Konserwatiw hasaplama mysalynda 40 A / dm2 adaty programma akymynyň dykyzlygyny kabul ediň.Netijede, 168 dm2 berlen anodyň üstündäki tok akymy, üç ýyllap 6700 sagat işlemekde 6720 amper boldy.Bu, ýylda 10 iş sagadynyň takmynan 220 iş gününe gabat gelýär.Platina ergine okislenýärkä, platina gatlagynyň galyňlygy kem-kemden azalýar.Mysal üçin, bu her million amp-sagatda 2 gram hasaplanýar.
Gurşun anodlaryndan Pt / Ti-iň çykdajy artykmaçlygynyň köp sebäbi bar.Mundan başga-da, elektrik energiýasynyň sarp edilmegi (bahasy 0,14 EUR / kWt minus 14,800 kWt / sagat) ýylda 2000 ýewro töweregi.Mundan başga-da, gurşun hromat galyndylaryny zyňmak üçin ýyllyk bahasy 500 ýewro, şeýle hem tehniki hyzmat we önümçilik wagty 1000 ýewro - gaty konserwatiw hasaplamalar zerurlygy ýok.
Üç ýylyň dowamynda gurşun anodlarynyň umumy bahasy 14,400 funt (15,130 dollar) boldy.Pt / Ti anodlarynyň bahasy, gaýtadan işlemegi goşmak bilen 12,020 ýewro.Bejeriş çykdajylaryny we önümçiligiň azaldylmagyny (ýylda 1000 ýewro) hasaba almazdan, arakesme nokady üç ýyldan soň gazanylýar.Şu nukdaýnazardan, olaryň arasyndaky boşluk Pt / Ti anodynyň peýdasyna hasam artýar.
Köp pudaklarda ýokary temperatura platina bilen örtülen elektrolitik anodlaryň dürli artykmaçlyklaryndan peýdalanýarlar.Yşyklandyryş, ýarymgeçiriji we zynjyr tagtasynyň öndürijileri, awtoulag, gidrawlika, magdançylyk, suw desgalary we basseýnler bu örtük tehnologiýalaryna bil baglaýarlar.Dowamly çykdajylar we daşky gurşaw meselesi uzak möhletli aladalar sebäpli geljekde has köp programmalar işlenip düzüler.Netijede, gurşun barlanylmagy bilen ýüzbe-ýüz bolup biler.
Asyl makala Germaniýanyň Aalen amaly ylymlar uniwersitetiniň professory Timo Sörgel tarapyndan redaktirlenen ualyllyk faceerüsti Tehnologiýada (71-nji tom, 2015) nemes dilinde neşir edildi.Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau / Germaniýa.
Metaly timarlamak amallarynyň köpüsinde maska ​​ulanylýar, bu ýerde diňe bölegiň ýüzüniň käbir ýerleri gaýtadan işlenmeli.Munuň ýerine bejergini talap etmeýän ýa-da öňüni almaly ýerlerde maskalanmak ulanylyp bilner.Bu makala, metaldan ýasalan maskalanmagyň köp tarapyny, şol sanda amaly programmalary, usullary we ulanylýan dürli maskalary öz içine alýar.