जर्मनीमा Umicore Electroplating ले उच्च तापमान इलेक्ट्रोलाइटिक एनोडहरू प्रयोग गर्दछ।यस प्रक्रियामा, प्लैटिनमलाई टाइटेनियम, निओबियम, ट्यान्टालम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, स्टेनलेस स्टील र निकल मिश्र जस्ता आधारभूत सामग्रीहरूमा आर्गन अन्तर्गत ५५० डिग्री सेल्सियसमा पग्लिएको नुन बाथमा जम्मा गरिन्छ।
चित्र २: उच्च तापक्रमको इलेक्ट्रोप्लेटेड प्लैटिनम/टाइटेनियम एनोडले लामो समयसम्म यसको आकार कायम राख्छ।
चित्र ३: विस्तारित जाल Pt/Ti एनोड।विस्तारित धातु जाल इष्टतम इलेक्ट्रोलाइट यातायात प्रदान गर्दछ।एनोड र क्याथोड घटकहरू बीचको दूरी कम गर्न सकिन्छ र वर्तमान घनत्व बढ्छ।परिणाम: कम समयमा राम्रो गुणस्तर।
चित्र ४: विस्तारित धातु जाल एनोडमा जालको चौडाइ समायोजन गर्न सकिन्छ।जालले बढेको इलेक्ट्रोलाइट परिसंचरण र राम्रो ग्यास हटाउने प्रदान गर्दछ।
सीसालाई विश्वभर नजिकबाट हेरिएको छ।अमेरिकामा, स्वास्थ्य अधिकारीहरू र कार्यस्थलहरू तिनीहरूको चेतावनीमा अडिग छन्।इलेक्ट्रोप्लेटिंग कम्पनीहरूको खतरनाक सामग्रीहरूसँग व्यवहार गर्ने वर्षको अनुभवको बावजुद, धातुलाई अझ बढी आलोचनात्मक रूपमा हेर्ने गरिन्छ।
उदाहरणका लागि, संयुक्त राज्य अमेरिकामा लेड एनोड प्रयोग गर्ने जो कोहीले EPA को संघीय विषाक्त रासायनिक रिलीज दर्तामा दर्ता गर्नुपर्छ।यदि एक इलेक्ट्रोप्लेटिंग कम्पनीले प्रति वर्ष लगभग 29 किलो सिसा मात्र प्रशोधन गर्छ भने, दर्ता अझै आवश्यक छ।
त्यसैले यसको विकल्प अमेरिकामा खोज्नुपर्छ ।न केवल लीड एनोड हार्ड क्रोमियम प्लेटिङ प्लान्ट पहिलो नजरमा सस्तो देखिन्छ, त्यहाँ धेरै बेफाइदाहरू पनि छन्:
आयामी रूपमा स्थिर एनोडहरू कडा क्रोमियम प्लेटिङको एक रोचक विकल्प हो (चित्र 2 हेर्नुहोस्) टाइटेनियममा प्लेटिनम सतह वा सब्सट्रेटको रूपमा निओबियम।
प्लेटिनम लेपित एनोडहरूले कडा क्रोमियम प्लेटिङमा धेरै फाइदाहरू प्रदान गर्दछ।यसमा निम्न लाभहरू समावेश छन्:
आदर्श परिणामहरूको लागि, एनोडलाई लेपित हुने भागको डिजाइनमा अनुकूलन गर्नुहोस्।यसले स्थिर आयामहरू (प्लेटहरू, सिलिन्डरहरू, टी-आकार र यू-आकारको) सँग एनोडहरू प्राप्त गर्न सम्भव बनाउँदछ, जबकि लीड एनोडहरू मुख्य रूपमा मानक पानाहरू वा रडहरू हुन्।
Pt/Ti र Pt/Nb एनोडहरूमा बन्द सतहहरू छैनन्, तर चर जाल आकारको साथ विस्तारित धातु पानाहरू।यसले ऊर्जाको राम्रो वितरणमा जान्छ, विद्युतीय क्षेत्रहरूले नेटवर्क भित्र र वरपर काम गर्न सक्छन् (चित्र 3 हेर्नुहोस्)।
त्यसैले, बीचको दूरी जति सानो हुन्छएनोडर क्याथोड, कोटिंगको फ्लक्स घनत्व उच्च हुन्छ।तहहरू छिटो लागू गर्न सकिन्छ: उपज बढेको छ।ठूलो प्रभावकारी सतह क्षेत्रको साथ ग्रिडहरूको प्रयोगले विभाजन अवस्थाहरूमा उल्लेखनीय सुधार गर्न सक्छ।
प्लेटिनम र टाइटेनियम संयोजन गरेर आयामी स्थिरता हासिल गर्न सकिन्छ।दुबै धातुहरूले कडा क्रोम प्लेटिङको लागि इष्टतम प्यारामिटरहरू प्रदान गर्दछ।प्लेटिनमको प्रतिरोधात्मकता धेरै कम छ, केवल 0.107 Ohm×mm2/m।सीसाको मान सीसाको (०.२०८ ओम × एमएम २/एम) भन्दा झन्डै दोब्बर हुन्छ।टाइटेनियममा उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध छ, यद्यपि यो क्षमता halides को उपस्थितिमा कम हुन्छ।उदाहरण को लागी, क्लोराइड युक्त इलेक्ट्रोलाइट्स मा टाइटेनियम को ब्रेकडाउन भोल्टेज 10 देखि 15 V सम्म, pH मा निर्भर गर्दछ।यो निओबियम (35 देखि 50 V) र ट्यान्टलम (70 देखि 100 V) को तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा उच्च छ।
सल्फ्यूरिक, नाइट्रिक, हाइड्रोफ्लोरिक, अक्सालिक र मेथेनेसल्फोनिक एसिड जस्ता बलियो एसिडहरूमा क्षरण प्रतिरोधको सन्दर्भमा टाइटेनियमको बेफाइदाहरू छन्।तर,टाइटेनियमअझै पनि यसको machinability र मूल्य कारण एक राम्रो विकल्प हो।
टाइटेनियम सब्सट्रेटमा प्लैटिनमको तहको जम्मा पग्लिएको लवणमा उच्च तापमान इलेक्ट्रोलाइसिस (HTE) द्वारा इलेक्ट्रोकेमिकली रूपमा गरिन्छ।परिष्कृत HTE प्रक्रियाले सटीक कोटिंग सुनिश्चित गर्दछ: लगभग 1% देखि 3% प्लैटिनम भएको पोटासियम र सोडियम साइनाइडको मिश्रणबाट बनाइएको 550°C पिघलिएको बाथमा, बहुमूल्य धातुलाई इलेक्ट्रोकेमिकली रूपमा टाइटेनियममा जम्मा गरिन्छ।सब्सट्रेट आर्गनको साथ बन्द प्रणालीमा लक गरिएको छ, र नुन स्नान डबल क्रूसिबलमा छ।1 देखि 5 A/dm2 को प्रवाहहरूले 0.5 देखि 2 V को कोटिंग तनावको साथ 10 देखि 50 माइक्रोन प्रति घण्टाको इन्सुलेशन दर प्रदान गर्दछ।
HTE प्रक्रिया प्रयोग गरेर प्लेटिनाइज्ड एनोडहरूले जलीय इलेक्ट्रोलाइटको साथ लेपित एनोडहरूलाई धेरै राम्रो प्रदर्शन गरेको छ।पिघलेको नुनबाट प्लैटिनम कोटिंग्सको शुद्धता कम्तिमा 99.9% हुन्छ, जुन जलीय समाधानबाट जम्मा गरिएको प्लैटिनम तहहरूको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा बढी हुन्छ।उल्लेखनीय रूपमा सुधारिएको लचीलापन, आसंजन र न्यूनतम आन्तरिक तनावको साथ जंग प्रतिरोध।
एनोड डिजाइनलाई अनुकूलन गर्ने विचार गर्दा, सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण समर्थन संरचना र एनोड पावर आपूर्तिको अनुकूलन हो।उत्तम समाधान भनेको तामाको कोरमा टाइटेनियम पानाको कोटिंगलाई तातो र हावा दिनु हो।तामा Pb/Sn मिश्रको मात्र 9% को प्रतिरोधात्मकता संग एक आदर्श चालक हो।CuTi पावर सप्लाईले एनोडको साथमा मात्र न्यूनतम बिजुली हानि सुनिश्चित गर्दछ, त्यसैले क्याथोड असेंबलीमा तह मोटाई वितरण समान छ।
अर्को सकारात्मक प्रभाव कम गर्मी उत्पन्न हुन्छ।शीतलन आवश्यकताहरू घटाइएको छ र एनोडमा प्लेटिनम पहिरन कम गरिएको छ।एन्टी-जंग टाइटेनियम कोटिंगले तामाको कोरलाई सुरक्षित गर्दछ।विस्तारित धातु रिकोट गर्दा, फ्रेम र/वा बिजुली आपूर्ति मात्र सफा गर्नुहोस् र तयार गर्नुहोस्।तिनीहरू धेरै पटक पुन: प्रयोग गर्न सकिन्छ।
यी डिजाइन दिशानिर्देशहरू पछ्याएर, तपाईंले हार्ड क्रोमियम प्लेटिङको लागि "आदर्श एनोडहरू" सिर्जना गर्न Pt/Ti वा Pt/Nb मोडेलहरू प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ।आयामी रूपमा स्थिर मोडेलहरूले नेतृत्व एनोडहरू भन्दा लगानी चरणमा बढी खर्च गर्छन्।यद्यपि, अधिक विस्तारमा लागतलाई विचार गर्दा, प्लेटिनम-प्लेटेड टाइटेनियम मोडेल हार्ड क्रोम प्लेटिङको लागि एक रोचक विकल्प हुन सक्छ।
यो परम्परागत सीसा र प्लेटिनम एनोड्स को कुल लागत को एक व्यापक र गहन विश्लेषण को कारण हो।
PbSn7 बाट बनेका आठ सीसा मिश्र धातु एनोडहरू (1700 मिमी लामो र 40 मिमी व्यास) बेलनाकार भागहरूको क्रोमियम प्लेटिङको लागि उपयुक्त आकारको Pt/Ti एनोडहरूसँग तुलना गरिएको थियो।आठ लीड एनोडको उत्पादनको लागत लगभग 1,400 यूरो (1,471 अमेरिकी डलर), जुन पहिलो नजरमा सस्तो देखिन्छ।आवश्यक Pt/Ti anodes विकास गर्न आवश्यक लगानी धेरै उच्च छ।प्रारम्भिक खरिद मूल्य लगभग 7,000 यूरो छ।प्लेटिनम फिनिशहरू विशेष गरी महँगो हुन्छन्।यस रकमको ४५% मात्र शुद्ध बहुमूल्य धातुहरूले खाता बनाउँछन्।2.5 µm बाक्लो प्लैटिनम कोटिंगलाई प्रत्येक आठ एनोडको लागि 11.3 ग्राम बहुमूल्य धातु चाहिन्छ।प्रति ग्राम 35 यूरोको मूल्यमा, यो 3160 यूरोसँग मेल खान्छ।
जबकि नेतृत्व anodes सबै भन्दा राम्रो विकल्प जस्तो लाग्न सक्छ, यो छिट्टै नजिक निरीक्षण मा परिवर्तन हुन सक्छ।केवल तीन वर्ष पछि, लीड एनोडको कुल लागत Pt/Ti मोडेल भन्दा उल्लेखनीय रूपमा उच्च छ।एक रूढ़िवादी गणना उदाहरणमा, 40 A/dm2 को एक विशिष्ट अनुप्रयोग प्रवाह घनत्व मान्नुहोस्।नतिजाको रूपमा, 168 dm2 को दिइएको एनोड सतहमा पावर प्रवाह तीन वर्षको लागि 6700 घण्टा सञ्चालनमा 6720 एम्पियर थियो।यो प्रति वर्ष 10 कार्य घण्टा मध्ये लगभग 220 कार्य दिनहरु संग मेल खान्छ।जसरी प्लैटिनम समाधानमा अक्सिडाइज हुन्छ, प्लेटिनम तहको मोटाई बिस्तारै घट्दै जान्छ।उदाहरणमा, यसलाई 2 ग्राम प्रति मिलियन एम्प-घण्टा मानिन्छ।
लीड एनोडहरूमा Pt/Ti को लागत लाभको लागि धेरै कारणहरू छन्।थप रूपमा, घटाइएको बिजुली खपत (मूल्य ०.१४ EUR/kWh माइनस 14,800 kWh/वर्ष) प्रति वर्ष लगभग 2,000 EUR खर्च हुन्छ।थप रूपमा, त्यहाँ अब सीसा क्रोमेट स्लजको निपटानको लागि लगभग 500 यूरोको वार्षिक लागतको आवश्यकता छैन, साथै मर्मत र उत्पादन डाउनटाइमको लागि 1000 यूरो - धेरै रूढ़िवादी गणनाहरू।
तीन वर्षमा लीड एनोडको कुल लागत €14,400 ($15,130) थियो।Pt/Ti anodes को लागत 12,020 यूरो हो, recoating सहित।खाता मर्मत लागत र उत्पादन डाउनटाइम (प्रति दिन 1000 यूरो प्रति वर्ष) लाई ध्यान नदिई पनि, ब्रेक-इभेन बिन्दु तीन वर्ष पछि पुग्छ।यस बिन्दुबाट, तिनीहरू बीचको खाडल Pt/Ti एनोडको पक्षमा अझ बढ्छ।
धेरै उद्योगहरूले उच्च तापमान प्लेटिनम लेपित इलेक्ट्रोलाइटिक एनोडहरूको विभिन्न फाइदाहरूको फाइदा लिन्छन्।प्रकाश, अर्धचालक र सर्किट बोर्ड निर्माताहरू, अटोमोटिभ, हाइड्रोलिक, खनन, वाटरवर्कहरू र पौंडी पोखरीहरू यी कोटिंग प्रविधिहरूमा भर पर्छन्।भविष्यमा थप अनुप्रयोगहरू निश्चित रूपमा विकसित हुनेछन्, किनकि दिगो लागत र वातावरणीय विचारहरू दीर्घकालीन चिन्ताहरू हुन्।नतिजाको रूपमा, सीसाले बढ्दो जाँचको सामना गर्न सक्छ।
मूल लेख जर्मनमा एलेन युनिभर्सिटी अफ एप्लाइड साइंसेज, जर्मनीका प्रो. टिमो सर्गेलद्वारा सम्पादन गरिएको वार्षिक सतह प्रविधि (भोल्युम 71, 2015) मा प्रकाशित भएको थियो।Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau/जर्मनी को सौजन्य।
धेरै जसो धातु परिष्करण कार्यहरूमा, मास्किङ प्रयोग गरिन्छ, जहाँ भागको सतहको केहि क्षेत्रहरू मात्र प्रशोधन गरिनु पर्छ।यसको सट्टा, मास्किङ सतहहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ जहाँ उपचार आवश्यक छैन वा बेवास्ता गर्नुपर्छ।यस लेखले मेटल फिनिश मास्किङका धेरै पक्षहरू समावेश गर्दछ, अनुप्रयोगहरू, प्रविधिहरू, र प्रयोग गरिएका विभिन्न प्रकारका मास्किङहरू सहित।