Umicore Electroplating sa Germany ay gumagamit ng mataas na temperatura electrolytic anodes.Sa prosesong ito, ang platinum ay idineposito sa mga base na materyales tulad ng titanium, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, hindi kinakalawang na asero at nickel alloys sa isang molten salt bath sa 550°C sa ilalim ng argon.
Figure 2: Ang isang mataas na temperatura na electroplated platinum/titanium anode ay nagpapanatili ng hugis nito sa loob ng mahabang panahon.
Larawan 3: Pinalawak na mesh na Pt/Ti anode.Ang pinalawak na metal mesh ay nagbibigay ng pinakamainam na electrolyte transport.Ang distansya sa pagitan ng mga bahagi ng anode at cathode ay maaaring mabawasan at tumaas ang kasalukuyang density.Ang resulta: mas mahusay na kalidad sa mas kaunting oras.
Figure 4: Ang lapad ng mesh sa pinalawak na metal mesh anode ay maaaring iakma.Ang mesh ay nagbibigay ng mas mataas na sirkulasyon ng electrolyte at mas mahusay na pag-alis ng gas.
Ang lead ay mahigpit na binabantayan sa buong mundo.Sa US, ang mga awtoridad sa kalusugan at mga lugar ng trabaho ay nananatili sa kanilang mga babala.Sa kabila ng mga taon ng karanasan ng mga kumpanya ng electroplating sa pagharap sa mga mapanganib na materyales, ang metal ay patuloy na tinitingnan nang higit at mas kritikal.
Halimbawa, ang sinumang gumagamit ng lead anodes sa United States ay dapat magparehistro sa pederal na Toxic Chemical Release Register ng EPA.Kung ang isang kumpanya ng electroplating ay nagpoproseso lamang ng humigit-kumulang 29 kg ng lead bawat taon, kinakailangan pa rin ang pagpaparehistro.
Samakatuwid, kinakailangang maghanap ng alternatibo sa USA.Hindi lamang mukhang mura ang lead anode hard chromium plating plant sa unang tingin, mayroon ding maraming disadvantages:
Ang dimensionally stable anodes ay isang kawili-wiling alternatibo sa hard chromium plating (tingnan ang Fig. 2) na may platinum surface sa titanium o niobium bilang substrate.
Ang mga anod na pinahiran ng platinum ay nag-aalok ng maraming pakinabang kaysa sa matigas na chromium plating.Kabilang dito ang mga sumusunod na benepisyo:
Para sa mainam na mga resulta, iakma ang anode sa disenyo ng bahaging pahiran.Ginagawa nitong posible na makakuha ng mga anod na may matatag na sukat (mga plate, cylinder, T-shaped at U-shaped), habang ang lead anodes ay pangunahing karaniwang mga sheet o rod.
Ang mga anod ng Pt/Ti at Pt/Nb ay walang mga saradong ibabaw, ngunit sa halip ay pinalawak na mga sheet ng metal na may variable na laki ng mesh.Ito ay humahantong sa isang mahusay na pamamahagi ng enerhiya, ang mga electric field ay maaaring gumana sa loob at paligid ng network (tingnan ang Fig. 3).
Samakatuwid, mas maliit ang distansya sa pagitan nganodeat ang cathode, mas mataas ang flux density ng coating.Maaaring mailapat ang mga layer nang mas mabilis: tumaas ang ani.Ang paggamit ng mga grids na may malaking epektibong lugar sa ibabaw ay maaaring makabuluhang mapabuti ang mga kondisyon ng paghihiwalay.
Ang dimensional na katatagan ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagsasama ng platinum at titanium.Ang parehong mga metal ay nagbibigay ng pinakamainam na mga parameter para sa hard chrome plating.Ang resistivity ng platinum ay napakababa, 0.107 Ohm×mm2/m lamang.Ang halaga ng lead ay halos dalawang beses kaysa sa lead (0.208 ohm×mm2/m).Ang titanium ay may mahusay na resistensya sa kaagnasan, gayunpaman ang kakayahang ito ay nababawasan sa pagkakaroon ng mga halides.Halimbawa, ang breakdown voltage ng titanium sa mga electrolyte na naglalaman ng chloride ay mula 10 hanggang 15 V, depende sa pH.Ito ay makabuluhang mas mataas kaysa sa niobium (35 hanggang 50 V) at tantalum (70 hanggang 100 V).
Ang titanium ay may mga disadvantages sa mga tuntunin ng resistensya ng kaagnasan sa mga malakas na acid tulad ng sulfuric, nitric, hydrofluoric, oxalic at methanesulfonic acids.gayunpaman,titanay isang magandang pagpipilian pa rin dahil sa machinability at presyo nito.
Ang deposition ng isang layer ng platinum sa isang titanium substrate ay pinakamahusay na isinasagawa electrochemically sa pamamagitan ng mataas na temperatura electrolysis (HTE) sa mga tinunaw na asing-gamot.Tinitiyak ng sopistikadong proseso ng HTE ang tumpak na coating: sa 550°C molten bath na gawa sa pinaghalong potassium at sodium cyanides na naglalaman ng humigit-kumulang 1% hanggang 3% platinum, ang mahalagang metal ay electrochemically na idineposito sa titanium.Ang substrate ay naka-lock sa isang closed system na may argon, at ang salt bath ay nasa double crucible.Ang mga alon mula 1 hanggang 5 A/dm2 ay nagbibigay ng insulation rate na 10 hanggang 50 microns kada oras na may coating tension na 0.5 hanggang 2 V.
Ang mga platinized na anode gamit ang proseso ng HTE ay may napakahusay na pagganap ng mga anode na pinahiran ng may tubig na electrolyte.Ang kadalisayan ng mga platinum coatings mula sa tinunaw na asin ay hindi bababa sa 99.9%, na mas mataas kaysa sa mga platinum na layer na idineposito mula sa mga may tubig na solusyon.Makabuluhang pinabuting ductility, adhesion at corrosion resistance na may kaunting panloob na pag-igting.
Kapag isinasaalang-alang ang pag-optimize ng disenyo ng anode, ang pinakamahalaga ay ang pag-optimize ng istraktura ng suporta at ang supply ng anode power.Ang pinakamahusay na solusyon ay ang init at wind ang titanium sheet coating papunta sa copper core.Ang tanso ay isang perpektong konduktor na may resistivity na halos 9% lamang ng mga haluang metal ng Pb/Sn.Tinitiyak ng CuTi power supply ang kaunting pagkawala ng kuryente sa kahabaan lamang ng anode, kaya ang distribusyon ng kapal ng layer sa cathode assembly ay pareho.
Ang isa pang positibong epekto ay ang mas kaunting init na nalilikha.Ang mga kinakailangan sa paglamig ay nabawasan at ang platinum wear sa anode ay nabawasan.Pinoprotektahan ng anti-corrosion titanium coating ang copper core.Kapag nire-recoat ang pinalawak na metal, linisin at ihanda lamang ang frame at/o power supply.Maaari silang magamit muli ng maraming beses.
Sa pamamagitan ng pagsunod sa mga alituntunin sa disenyo na ito, maaari mong gamitin ang mga modelong Pt/Ti o Pt/Nb para gumawa ng "ideal na anodes" para sa hard chromium plating.Mas mahal ang mga modelong may sukat na matatag sa yugto ng pamumuhunan kaysa sa mga lead anode.Gayunpaman, kapag isinasaalang-alang ang gastos nang mas detalyado, ang isang platinum-plated na titanium na modelo ay maaaring maging isang kawili-wiling alternatibo sa hard chrome plating.
Ito ay dahil sa isang komprehensibo at masusing pagsusuri ng kabuuang halaga ng maginoo na lead at platinum anodes.
Walong lead alloy anodes (1700 mm ang haba at 40 mm ang diameter) na gawa sa PbSn7 ay inihambing sa naaangkop na laki ng Pt/Ti anodes para sa chromium plating ng mga cylindrical na bahagi.Ang produksyon ng walong lead anodes ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 1,400 euros (1,471 US dollars), na sa unang tingin ay tila mura.Ang pamumuhunan na kinakailangan upang bumuo ng kinakailangang Pt/Ti anodes ay mas mataas.Ang paunang presyo ng pagbili ay humigit-kumulang 7,000 euro.Ang mga platinum finish ay lalong mahal.Tanging ang mga purong mahalagang metal ang bumubuo sa 45% ng halagang ito.Ang isang 2.5 µm makapal na platinum coating ay nangangailangan ng 11.3 g ng mahalagang metal para sa bawat isa sa walong anode.Sa presyong 35 euro kada gramo, ito ay katumbas ng 3160 euro.
Bagama't ang mga lead anode ay maaaring mukhang pinakamahusay na pagpipilian, maaari itong mabilis na magbago sa mas malapit na pagsisiyasat.Pagkatapos lamang ng tatlong taon, ang kabuuang halaga ng isang lead anode ay makabuluhang mas mataas kaysa sa modelo ng Pt/Ti.Sa isang konserbatibong halimbawa ng pagkalkula, ipagpalagay ang isang tipikal na densidad ng flux ng aplikasyon na 40 A/dm2.Bilang resulta, ang daloy ng kuryente sa isang naibigay na ibabaw ng anode na 168 dm2 ay 6720 amperes sa 6700 na oras ng operasyon sa loob ng tatlong taon.Ito ay tumutugma sa humigit-kumulang 220 araw ng trabaho mula sa 10 oras ng trabaho bawat taon.Habang ang platinum ay nag-oxidize sa solusyon, ang kapal ng platinum layer ay dahan-dahang bumababa.Sa halimbawa, ito ay itinuturing na 2 gramo bawat milyong amp-hours.
Mayroong maraming mga dahilan para sa kalamangan sa gastos ng Pt/Ti sa mga lead anodes.Bilang karagdagan, ang pinababang pagkonsumo ng kuryente (presyo 0.14 EUR/kWh minus 14,800 kWh/taon) ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 2,000 EUR bawat taon.Bilang karagdagan, hindi na kailangan ang taunang gastos na humigit-kumulang 500 euro para sa pagtatapon ng lead chromate sludge, pati na rin ang 1000 euro para sa maintenance at downtime ng produksyon – napakakonserbatibong mga kalkulasyon.
Ang kabuuang halaga ng lead anodes sa loob ng tatlong taon ay €14,400 ($15,130).Ang halaga ng Pt/Ti anodes ay 12,020 euro, kabilang ang pag-recoat.Kahit na hindi isinasaalang-alang ang mga gastos sa pagpapanatili at downtime ng produksyon (1000 euros bawat araw bawat taon), ang break-even point ay naabot pagkatapos ng tatlong taon.Mula sa puntong ito, ang agwat sa pagitan ng mga ito ay tumataas nang higit pa sa pabor ng Pt/Ti anode.
Sinasamantala ng maraming industriya ang iba't ibang benepisyo ng mataas na temperatura na platinum coated electrolytic anodes.Ang mga tagagawa ng ilaw, semiconductor at circuit board, automotive, hydraulics, mining, waterworks at swimming pool ay umaasa sa mga teknolohiyang ito ng coating.Higit pang mga application ang tiyak na bubuo sa hinaharap, dahil ang napapanatiling gastos at mga pagsasaalang-alang sa kapaligiran ay mga pangmatagalang alalahanin.Bilang resulta, ang lead ay maaaring humarap sa mas mataas na pagsisiyasat.
Ang orihinal na artikulo ay na-publish sa German sa Annual Surface Technology (Vol. 71, 2015) na na-edit ni Prof. Timo Sörgel mula sa Aalen University of Applied Sciences, Germany.Sa kagandahang-loob ni Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau/Germany.
Sa karamihan ng mga operasyon ng pagtatapos ng metal, ginagamit ang masking, kung saan ang ilang mga lugar lamang ng ibabaw ng bahagi ay dapat iproseso.Sa halip, maaaring gamitin ang masking sa mga ibabaw kung saan hindi kinakailangan ang paggamot o dapat na iwasan.Sinasaklaw ng artikulong ito ang maraming aspeto ng metal finish masking, kabilang ang mga aplikasyon, diskarte, at iba't ibang uri ng masking na ginamit.