Galwanizacja

elektrolit powinien zawierać jony dodatnie (kationy) osadzanego metalu. Kationy te są redukowane na katodzie do metalu w stanie zerowej Walencji., Na przykład elektrolit do miedziowania może być roztworem siarczanu miedzi (II), który dysocjuje do kationów Cu2+ i SO2−
4 anionów. Na katodzie Cu2+ redukuje się do miedzi metalicznej, uzyskując dwa elektrony.

Gdy anoda jest wykonana z metalu powlekającego, może tam wystąpić reakcja odwrotna, zamieniając ją w rozpuszczone kationy. Na przykład miedź zostanie utleniona na anodzie do Cu2+, tracąc dwa elektrony., W tym przypadku szybkość rozpuszczania anody będzie równa szybkości powlekania katody, a tym samym jony w kąpieli elektrolitowej są stale uzupełniane przez anodę. Wynikiem netto jest efektywne przeniesienie metalu ze źródła anody na katodę.

anoda może być wykonana z materiału odpornego na utlenianie elektrochemiczne, takiego jak ołów lub węgiel. Tlen, nadtlenek wodoru lub inne produkty uboczne są następnie wytwarzane na anodzie., W takim przypadku jony metalu, który ma być powlekany, muszą być okresowo uzupełniane w kąpieli, ponieważ są one wyciągane z roztworu.

poszycie jest najczęściej pojedynczym elementem metalicznym, a nie stopem. Jednak niektóre stopy mogą być elektrodepozytywowane, zwłaszcza mosiądzu i lutu. Platerowane „stopy” nie są prawdziwymi stopami, tj. roztworami stałymi, ale raczej dyskretnymi małymi kryształkami platerowanych metali. W przypadku lutu platerowanego czasami uważa się, że konieczne jest posiadanie „prawdziwego stopu”, a platerowany lut jest stopiony, aby umożliwić połączenie cyny i ołowiu w celu utworzenia prawdziwego stopu., Prawdziwy Stop jest bardziej odporny na korozję niż Powlekany stop.

wiele kąpieli galwanicznych zawiera oprócz cyjanków innych metali (takich jak cyjanek potasu) cyjanki metalu, który ma być osadzony. Te wolne cyjanki ułatwiają korozję anodową, pomagają utrzymać stały poziom jonów metali i przyczyniają się do przewodności. Dodatkowo, niemetalowe chemikalia, takie jak węglany i fosforany mogą być dodawane w celu zwiększenia przewodności.

gdy poszycie nie jest pożądane na niektórych obszarach podłoża, stosuje się stop-OFF, aby zapobiec kontaktowi kąpieli z podłożem., Typowe przystanki obejmują taśmy, folie, lakiery i woski.

zdolność poszycia do równomiernego pokrycia nazywa się mocą rzucania; im lepsza siła rzucania, tym bardziej jednolita powłoka.

StrikeEdit

początkowo specjalny osad galwaniczny zwany uderzeniem lub błyskiem może być użyty do utworzenia bardzo cienkiej (zazwyczaj mniejszej niż 0,1 µm grubości) powłoki o wysokiej jakości i dobrej przyczepności do podłoża. Służy to jako podstawa dla kolejnych procesów galwanicznych. Uderzenie wykorzystuje wysoką gęstość prądu i kąpiel o niskim stężeniu jonów., Proces jest powolny, więc stosuje się bardziej wydajne procesy galwaniczne po uzyskaniu pożądanej grubości zadzioru.

metoda uderzeniowa jest również stosowana w połączeniu z galwanizacją różnych metali. Jeśli pożądane jest nałożenie jednego rodzaju osadu na metal w celu poprawy odporności na korozję, ale metal ten ma z natury słabą przyczepność do podłoża, można najpierw nałożyć uderzenie, które jest kompatybilne z obydwoma. Przykładem takiej sytuacji jest słaba przyczepność elektrolitycznego niklu do stopów cynku, w którym to przypadku stosuje się uderzenie miedzi, które ma dobre przyleganie do obu.,

depozyt Elektrochemicznyedytuj

depozyt elektrochemiczny jest zwykle stosowany do wzrostu metali i przewodzących tlenków metali ze względu na następujące zalety: grubość i morfologia nanostruktury może być precyzyjnie kontrolowana przez regulację parametrów elektrochemicznych; stosunkowo jednolite i zwarte osady mogą być syntetyzowane w strukturach opartych na szablonach; wyższe szybkości osadzania są uzyskiwane; a sprzęt jest niedrogi ze względu na brak wymagań zarówno wysokiej próżni, jak i wysokiej temperatury reakcji.,

galwanizacja Impulsuedytuj

proces galwanizacji impulsu lub elektrodepozycji impulsu (PED) polega na szybkim przemienaniu potencjału elektrycznego lub prądu między dwiema różnymi wartościami, co powoduje serię impulsów o równej amplitudzie, czasie trwania i polaryzacji, oddzielonych prądem zerowym. Poprzez zmianę amplitudy i szerokości impulsu możliwa jest zmiana składu i grubości osadzonej folii.

eksperymentalne parametry galwanizacji impulsowej zwykle składają się z prądu/potencjału szczytowego, cyklu pracy, częstotliwości i efektywnego prądu/potencjału., Szczytowy prąd / potencjał to maksymalne ustawienie prądu lub potencjału galwanicznego. Cykl pracy to efektywna część czasu w pewnym okresie galwanizacji z zastosowanym prądem lub potencjałem. Efektywny prąd / potencjał oblicza się przez pomnożenie cyklu pracy i szczytowej wartości prądu lub potencjału. Galwanizacja impulsowa może pomóc w poprawie jakości galwanizowanej folii i uwolnieniu naprężeń wewnętrznych nagromadzonych podczas szybkiego osadzania. Połączenie krótkiego cyklu pracy i wysokiej częstotliwości może zmniejszyć pęknięcia powierzchni., Jednak aby utrzymać stały efektywny prąd lub potencjał, może być wymagane zasilanie o wysokiej wydajności, aby zapewnić wysoki prąd / potencjał i szybki przełącznik. Innym częstym problemem galwanizacji impulsowej jest to, że materiał anodowy może zostać platerowany i zanieczyszczony podczas odwrotnej galwanizacji, szczególnie w przypadku wysokich kosztów, elektrody obojętnej, takiej jak platyna.

inne czynniki, które mogą mieć wpływ na galwanizację impulsową, to Temperatura, szczelina anodowo-katodowa i mieszanie., Czasami galwanizacja impulsowa może być wykonywana w podgrzewanej kąpieli galwanicznej w celu zwiększenia szybkości osadzania, ponieważ szybkość prawie całej reakcji chemicznej wzrasta wykładniczo wraz z temperaturą zgodnie z prawem Arrheniusa. Różnica między anodą a katodą jest związana z rozkładem prądu między anodą a katodą. Mały stosunek szczeliny do powierzchni próbki może powodować nierównomierny rozkład prądu i wpływać na topologię powierzchni platerowanej próbki. Mieszanie może zwiększyć szybkość transferu / dyfuzji jonów metali z roztworu luzem na powierzchnię elektrody., Ustawienie mieszania różni się dla różnych procesów galwanizacji metali.

galwanizacja Szczotekedytuj

ściśle związanym procesem jest galwanizacja szczotek, w której zlokalizowane obszary lub całe przedmioty są platerowane za pomocą pędzla nasyconego roztworem poszycia. Szczotka, zazwyczaj Korpus Ze Stali Nierdzewnej owinięty chłonnym materiałem tkaniny, który zarówno utrzymuje roztwór poszycia i zapobiega bezpośredniemu kontaktowi z platerowanym przedmiotem, jest podłączony do anody niskiego napięcia źródła prądu stałego, a przedmiot, który ma być platerowany, podłączony do katody., Operator zanurza szczotkę w roztworze poszycia, a następnie nakłada ją na element, przesuwając szczotkę w sposób ciągły, aby uzyskać równomierny rozkład materiału poszycia.

Galwanizacja szczotek ma kilka zalet w stosunku do poszycia zbiornika, w tym przenośność, zdolność do platerowania elementów, które z jakiegoś powodu nie mogą być platerowane zbiornikiem (jednym z zastosowań było powlekanie części bardzo dużych dekoracyjnych kolumn wsporczych w renowacji budynku), niskie lub brak wymagań maskujących i stosunkowo niskie wymagania dotyczące objętości roztworu poszycia., Wady w porównaniu do poszycia zbiornika mogą obejmować większe zaangażowanie operatora (poszycia zbiornika można często wykonać przy minimalnej uwadze) i niemożność osiągnięcia tak dużej grubości płyty.

Twardy chrom w galwanizacji szczotkowejedytuj

Twardy chrom jest jednym z najczęstszych materiałów poszycia stosowanych do twardego poszycia i galwanizacji, ze względu na jego wytrzymałość, odporność i eleganckie wykończenie. Jednak chrom jest bardzo niebezpieczny w stanie sześciowartościowym. Wdychane lub spożywane w powietrzu Cr6+ jest związane z rakiem płuc i powoduje uszkodzenie gardła, jamy ustnej i nosa.,

dzieje się tak dlatego, że w stanie sześciowartościowym chrom ma właściwości rakotwórcze i teratogenne, co ma działanie mutagenne na komórki.

każdego roku 558 000 amerykańskich techników jest narażonych na sześciowartościowy chrom w miejscu pracy, a osoby pracujące w przemyśle galwanicznym, spawalniczym i malarskim są najbardziej zagrożone ze względu na zwiększoną ekspozycję na wysokie poziomy związków Cr6+.

ze względu na zagrożenia związane z sześciowartościowym chromem, znalezienie bezpieczniejszych, przyjaznych dla środowiska alternatyw było głównym motorem badań nad galwanizacją szczotek przez ostatnią dekadę., Jedną z alternatyw, która została opracowana jest METAL matrix composites (MMC). MMC oferuje unikalne i doskonałe właściwości rozwiązań do powlekania metali, w tym twardość, odporność na zużycie i ochronę przed utlenianiem w wysokich temperaturach. Ta chromowana alternatywa MMC obejmuje węglik chromu kobaltu, węglik wolframu niklu i węglik chromu niklu.

poszycie Beczkowedytuj

ta technika galwanizacji jest jedną z najczęściej stosowanych w przemyśle dla dużej liczby małych obiektów., Obiekty są umieszczane w beczkowatej, nieprzewodzącej klatce, a następnie zanurzane w kąpieli chemicznej zawierającej zawieszone atomy metalu, który ma być na nich powleczony. Lufa jest następnie obracana, a prądy elektryczne są przepuszczane przez różne elementy w lufie, które uzupełniają obwody, gdy się stykają. Rezultatem jest bardzo jednolity i wydajny proces powlekania, chociaż wykończenie produktów końcowych prawdopodobnie będzie cierpieć z powodu ścierania podczas procesu powlekania. Nie nadaje się do wysoce ozdobnych lub precyzyjnie zaprojektowanych przedmiotów.,

CleanlinessEdit

czystość jest niezbędna do skutecznego galwanizowania, ponieważ molekularne warstwy oleju mogą zapobiegać przyczepności powłoki. ASTM B322 jest standardowym przewodnikiem do czyszczenia metali przed galwanizacją. Czyszczenie obejmuje czyszczenie rozpuszczalnikiem, czyszczenie gorącym detergentem alkalicznym, oczyszczanie prądem elektrycznym i obróbkę kwasem itp. Najczęstszym przemysłowym testem czystości jest test szczelności wodnej, w którym powierzchnia jest dokładnie płukana i utrzymywana w pionie. Hydrofobowe zanieczyszczenia, takie jak oleje, powodują koraliki i rozpad wody, umożliwiając szybkie odprowadzanie wody., Idealnie czyste powierzchnie metalowe są hydrofilowe i zachowują nieprzerwany arkusz wody, który nie spływa ani nie spływa. ASTM F22 opisuje wersję tego testu. Ten test nie wykrywa hydrofilowych zanieczyszczeń, ale galwanizacja może je łatwo wyprzeć, ponieważ roztwory są na bazie wody. Środki powierzchniowo czynne, takie jak mydło, zmniejszają czułość testu i muszą być dokładnie spłukane.