Натрий цианидинин цинктин электрокаптык процесси: комплекстүү талдоо

тааныштыруу

Электрдик каптоо - металл беттеринин касиеттерин жогорулатуу үчүн өнөр жайдын түрдүү тармактарында кеңири колдонулган процесс. ар кандай электрокаптык ыкмаларынын арасында, Натрий цианид цинктин электропластикасы уникалдуу мүнөздөмөлөрү жана артыкчылыктары менен маанилүү орунду ээлейт. Бул макала деталдуу талдоо жүргүзүүгө багытталган Натрий цианидинин цинктин электр каптоочусу процесс, анын принциптерин, процесстин кадамдарын, ваннанын курамын жана операциялык ойлорду камтыйт.

Натрий цианидинин цинктин электропластынын принциптери

Ичинде натрий цианид цинк процесси электролизге негизделген, негизги принцип электролизге негизделген. Электр каптоочу ванна цинк иондорун жана башка компоненттерди камтыйт. Электр тогу тартылганда ваннадагы цинк иондору катоддо (жабыла турган объектте) азайып, цинк атомдору катоддун бетине жайгашып, цинк катмарын пайда кылат. болушу Натрий цианид мончодо чечүүчү ролду ойнойт. Ал цинк иондору менен туруктуу комплекстерди түзүп, комплекс түзүүчү агенттин ролун аткарат. Бул комплекс цинктин түшүү ылдамдыгын көзөмөлдөөгө жардам берет жана цинк катмарынын сапатын жакшыртат. Мисалы, реакцияны төмөнкүчө чагылдырууга болот: Zn(CN)₄²⁻ + 2e⁻ → Zn + 4CN⁻ катоддо. Zn(CN)₄²⁻ түрүндөгү комплекстүү цинк иондору ваннада туруктуураак, бул татаал эмес системаларга салыштырмалуу цинктин бир калыпта жана майда бүртүкчөлүү катмарлануусуна алып келет.

Process Steps

1. Субстратты алдын ала тазалоо

Электр каптоодон мурун субстрат (жабыла турган металл объектисин) кылдаттык менен алдын ала тазалоо керек. Бул кадам цинк жабуунун жакшы адгезиясын камсыз кылуу үчүн зарыл.

• Майсыздандыруу: Адегенде субстрат бетиндеги май, май же органикалык булгоочу заттарды тазалоо үчүн майсыздандырылат. Буга субстрат беттик активдүү заттарды камтыган щелочтуу эритмеге батырылган щелочтуу майсыздандыруу сыяктуу ыкмалар аркылуу жетишүүгө болот. щелочтуу эритме май менен реакцияга кирип, аны эмульсиялайт жана аны жууп кетүүгө мүмкүндүк берет. Мисалы, типтүү щелочтуу майсыздандыруу эритмесинде натрий гидроксиди, натрий карбонаты жана натрий додецил сульфаты сыяктуу беттик активдүү заттар болушу мүмкүн.

• Туздалуу: Майсыздандырылгандан кийин, субстраттын бетинен дат, оксид жана башка органикалык эмес аралашмаларды тазалоо үчүн жүргүзүлөт. Туз кислотасы же күкүрт кислотасы сыяктуу кислота эритмеси көбүнчө туздоо үчүн колдонулат. Кислота бетиндеги оксиддер менен реакцияга кирип, аларды эритет. Мисалы, болот субстраттагы дат (темир оксиди) учурда туз кислотасы менен реакция: Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O. Пикирленгенден кийин, калган кислоталарды кетирүү үчүн субстрат суу менен жакшылап чайкалат.

2. Электр жабуучу ваннаны даярдоо

electroplating ванна даярдоо натрий бир маанилүү кадам болуп саналат цианид цинкти электрокаплоо процесси.

• ингредиенттер: Ваннанын негизги компоненттерине цинк иондорунун булагы катары цинк оксиди (ZnO), комплекс түзүүчү зат катары натрий цианид (NaCN) жана өткөргүч туз катары натрий гидроксиди (NaOH) кирет. Мындан тышкары, каптоо сапатын жакшыртуу үчүн башка кошумчалар, мисалы, жарыктандыруучу заттар кошулушу мүмкүн. Төмөнкү типтүү цианидди электрокапкан ванна үчүн курамы төмөнкүдөй болушу мүмкүн: ZnO 8 - 12 г/л, NaCN 10 - 20 г/л, NaOH 80 - 120 г/л.

• Аралаштыруу процесси: Биринчиден, суунун бир бөлүгү (болжол менен ваннанын жалпы көлөмүнүн үчтөн бир бөлүгү) каптоочу резервуарга кошулат. Андан кийин, натрий цианидинин жана натрий гидроксидинин керектүү өлчөмү кошулат жана толук эригенге чейин аралаштырылат. Андан кийин, цинк оксиди тынымсыз аралаштыруу менен акырындык менен эритмеге кошулат. Цинк оксиди натрий гидроксиди жана цианид натрий менен реакцияга кирип, керектүү комплекстерди пайда кылат. Цинк оксиди кошулгандан кийин ванна суу менен керектүү көлөмгө чейин разбавляется. Акырында, кошумчалар өндүрүүчүнүн көрсөтмөлөрүнө ылайык кошулат.

3. Электр каптоо процесси

• Электрдик каптоочу клетканы орнотуу: Электр каптоочу клетка каптоочу ваннадан, катоддон (жабыла турган субстрат) жана аноддон турат. Анод көбүнчө цинк металлынан жасалат. Ваннадан электр тогун өткөргөндө цинк иондору аноддон ваннага эрийт жана бир эле учурда катодго түшөт. Катоддун бирдигине токтун көлөмү болгон токтун тыгыздыгы кылдаттык менен көзөмөлдөнөт. Натрий цианидинин цинк менен капталган цинк үчүн типтүү токтун тыгыздыгы 1 - 5 А/дм² аралыгында. Төмөнкү токтун тыгыздыгы жайыраак чөктүрүүгө алып келиши мүмкүн, бирок бир калыпта жана майда бүртүкчөлүү катмарга алып келиши мүмкүн. Башка жагынан алып караганда, жогорку токтун тыгыздыгы чөкмө ылдамдыгын жогорулатуу мүмкүн, бирок, мисалы, бир калыпта эмес каптоо жана жогорку ток аймактарында жабуунун күйүп сыяктуу көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн.

• Температура жана агитация: Электр каптоочу ваннанын температурасы да каптоо процессине таасир этет. Жалпысынан ваннанын температурасы 20 - 40 ° C чегинде сакталат. Жогорку температуралар чөкүү ылдамдыгын жогорулатат, бирок катоддун поляризациясын төмөндөтүшү мүмкүн, бул одоно бүртүкчөлүү катмарга алып келет. Катоддун айланасында иондордун бирдей таралышын камсыз кылуу үчүн ваннаны агитациялоо маанилүү. Буга механикалык агитация, мисалы, аралаштыргычты колдонуу же аба көбүктөрү аркылуу жетишүүгө болот. Агитация катоддун бетине жакын жердеги цинк иондорун толуктоого жардам берет, бул тегиз эмес каптоого алып келиши мүмкүн болгон концентрация градиентинин пайда болушуна жол бербейт.

4. Кийинки дарылоо

• алыб келе: Электр жалатылгандан кийин, капталган объект анын бетинде калган каптоочу эритмени жок кылуу үчүн суу менен жакшылап чайкалат. Бир нече чайкоо этаптары аткарылышы мүмкүн, биринчи чайкоо эритменин негизги бөлүгүн тазалоо үчүн муздак сууда, андан кийин бардык булгоочу заттардын толук алынышын камсыз кылуу үчүн таза сууга кошумча чайкоо.

• Хромдоо: Хромдоштуруу көбүнчө цинк менен капталган катмардын коррозияга туруктуулугун жогорулатуу үчүн жүргүзүлөт. Капталган объект хром кислотасын же анын туздарын камтыган хромдоштуруучу эритмеге батырылат. Хромдоо процесси цинк каптоо бетинде жука, коргоочу хроматтык конверсиялык катмарды түзөт. Бул катмар тосмонун ролун аткарып, ошондой эле бети чийилгенде кандайдыр бир деңгээлде өзүн-өзү айыктыруу менен коррозиядан кошумча коргоону камсыз кылат. Сары хромдоштуруу, көк - ак хромдоо жана кара хромдоо сыяктуу хромдоштуруунун ар кандай түрлөрү бар, алардын ар бири коррозияга туруктуулуктун жана эстетикалык көрүнүштүн ар кандай деңгээлин сунуштайт.

• кургатуу: Акырында, капталган жана хромдалган объект кургатылат. Кичинекей бөлүктөр үчүн, алар ысык аба менен борбордон тепкич кургаткычта кургатылышы мүмкүн, ал эми чоңураак бөлүктөрү аба болушу мүмкүн - бөлмө температурасында кургатылган. Кургатуу суу тактарынын пайда болушуна жол бербөө жана жабуунун узак мөөнөттүү туруктуулугун камсыз кылуу үчүн маанилүү.

Ваннанын курамы жана анын таасири

1. Цинк оксиди (ZnO)

Цинк оксиди электрокапкан ваннасында цинк иондорунун булагы болуп саналат. Ваннада цинк оксидинин концентрациясы цинктин түшүү ылдамдыгына таасир этет. Цинк кычкылынын жогорку концентрациясы, адатта, жогорку тунма ылдамдыгына алып келет. Бирок, эгерде цинк ионунун концентрациясы өтө жогору болсо, ал начар ыргытуу күчү (каптоочу эритменин татаал формадагы объектилерге бирдей жабынды түшүрүү жөндөмдүүлүгү) жана оройраак - бүртүктүү каптоо сыяктуу көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн. Төмөн цианиддүү ванналарда цинк оксидинин ылайыктуу концентрациясы адатта жогоруда айтылган диапазондо (8 - 12 г/л) болот, бул чөкүү ылдамдыгы менен каптоо сапатынын ортосундагы тең салмактуулукту камсыз кылат.

2. Натрий цианид (NaCN)

Натрий цианид ваннада комплекс түзүүчү агент катары кызмат кылат. Ал Zn(CN)₄²⁻ сыяктуу цинк иондору менен комплекстерди түзөт. Натрий цианидинин концентрациясы бул комплекстердин туруктуулугуна, демек, цинктин чөкүү жүрүм-турумуна таасирин тийгизет. Жогорку цианиддүү ванналарда натрий цианидинин салыштырмалуу жогорку концентрациясы колдонулат, бул эң сонун ыргытуу күчүн жана өтө майда бүртүкчөлүү каптоону камсыз кылат. Бирок, жогорку цианиддүү ванналар цианиддин уулуулугунан улам экологиялык жана коопсуздук үчүн олуттуу коркунучтарды жаратат. Ал эми азыркы учурда көбүрөөк колдонулуп жаткан аз цианиддүү ванналар натрий цианидинин төмөнкү концентрациясын (мисалы, 10 - 20 г/л) колдонушат. Бул ванналар дагы эле жакшы ыргытуу күчүн жана каптоо сапатын сунуштайт, ал эми экологиялык жана коопсуздук маселелерин кандайдыр бир деңгээлде азайтат. Натрий цианидинин цинк оксидине болгон катышы (NaCN/ZnO катышы) да маанилүү роль ойнойт. Туура катышы туруктуу комплекстерди жана оптималдуу жабуу шарттарын түзүүнү камсыз кылат. Мисалы, кээ бир колдонмолордо NaCN/ZnO катышы 1.5 - 2.5 тегерегине ылайыктуу.

3. Натрий гидроксиди (NaOH)

Натрий гидроксиди ваннада өткөргүч туздун ролун аткарып, эритменин электр өткөрүмдүүлүгүн жогорулатат. Бул электропластика учурунда токтун эффективдүүлүгүн жогорулатууга мүмкүндүк берет. Ошондой эле ваннанын рН деңгээлин сактоого жардам берет. Натрий цианидинин цинк ваннасынын рНы адатта щелоч диапазонунда, pH 12 - 14 тегерегинде болот. Туруктуу рН комплекстердин туруктуулугу жана жалпы каптоо процесси үчүн маанилүү. Эгерде рН өтө төмөн болсо, комплекстер ыдырап, начар жалатуу натыйжаларына алып келиши мүмкүн. Башка жагынан алганда, рН өтө жогору болсо, аноддун ашыкча коррозиясы жана ваннада цинк гидроксидинин чөкмөлөрүнүн пайда болушу сыяктуу көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн.

4. Кошумчалар

• Жаркыраткычтар: Цинк каптоосунун жарыгын жана жаркыраганын жакшыртуу үчүн ваннага агартуучу заттар кошулат. Алар атомдук деңгээлдеги цинк катмарынын беттик морфологиясын өзгөртүү менен иштешет. Адатта, агартуучу катары сахарин, кумарин жана кээ бир төртүнчү аммоний туздары сыяктуу органикалык кошулмалар колдонулат. Мисалы, сахарин цинк кристаллдарынын белгилүү бир багытта өсүшүнө тоскоол болуп, жылмакай жана жаркыраган беттин пайда болушуна өбөлгө түзүүчү электропластика учурунда катоддун бетине адсорбцияланышы мүмкүн.

• Тегиздөөчүлөр: Левеляторлор электропластика учурунда субстраттын бетиндеги бардык бузууларды текшилөөгө жардам берет. Алар артыкчылыктуу түрдө субстраттын жогорку - ток - тыгыздыгы аймактарында жайгашып, жогорку жана төмөнкү ток - тыгыздык аймактарынын ортосундагы калыңдык айырмасын азайтат жана натыйжада бир калыпта жабууга алып келет. Кээ бир полимерлер жана беттик активдүү заттар электрокапкан ваннасында тегиздөөчү катары иштеши мүмкүн.

• Антиоксиданттар жана стабилизаторлор: Бул кошумчалар ваннадагы компоненттердин, өзгөчө цианид иондорунун кычкылданышын алдын алуу үчүн колдонулат. Цианид абанын жана айрым аралашмалардын катышуусунда кычкылданышы мүмкүн, бул комплекс түзүүчү агенттин эффективдүүлүгүнүн төмөндөшүнө жана ваннанын химиясынын өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн. Кислородду тазалоо жана цианиддин кычкылданышын алдын алуу үчүн ваннага натрий сульфити сыяктуу антиоксиданттарды кошсо болот. Убакыттын өтүшү менен ваннанын туруктуулугун сактоо үчүн стабилизаторлор кошулуп, ырааттуу жабуунун натыйжаларын камсыз кылат.

Оперативдүү ойлор

1. Коопсуздук чаралары

Натрий цианиди өтө уулуу болгондуктан, электропластика процессин иштетүү жана иштетүү учурунда коопсуздуктун катуу чараларын көрүү керек. Процесске катышкан бардык персонал тиешелүү жеке коргонуу шаймандарын, анын ичинде кол каптарды, көз айнектерди жана респираторлорду кийиши керек. Электр каптоочу жай уулуу түтүндөрдүн топтолушуна жол бербөө үчүн жакшы желдетилиши керек. Натрий цианидинин ар кандай төгүлүшү же кырсыктары болгон учурда, тез арада өзгөчө кырдаалдарга чара көрүү процедуралары аткарылууга тийиш. Бул цианидди тиешелүү химиялык заттар (мисалы, гипохлорит эритмелери) менен нейтралдаштырууну жана тиешелүү коопсуздук органдарына билдирүүнү камтышы мүмкүн.

2. Ваннаны тейлөө

• Регулярдуу анализ: Цинк оксидинин, натрий цианидинин, натрий гидроксидинин жана кошумчаларынын концентрациялары оптималдуу диапазондо болушун камсыз кылуу үчүн электропластик ваннанын курамын дайыма талдап туруу керек. Бул компоненттердин концентрациясын аныктоо үчүн титрлөө сыяктуу аналитикалык ыкмаларды колдонсо болот. Мисалы, цинк иондорунун концентрациясын стандарттуу EDTA (этилендиаминтетрауксус кислотасы) эритмеси менен ваннанын үлгүсүн титрлөө аркылуу аныктоого болот.

• Контаминацияны көзөмөлдөө: Ваннанын булганышы ар кандай булактардан келип чыгышы мүмкүн, мисалы, чийки заттардагы ыпластыктар, каптоо учурунда субстраттан бөтөн заттардын чыгышы жана продуктулардын реакциясынын топтолушу. Булганууну көзөмөлдөө үчүн ваннаны туура фильтрлөө керек. Тиешелүү чыпкалуу каражаттары менен чыпкалоо системасы катуу бөлүкчөлөрдү жана кээ бир органикалык булгоочу заттарды жок кыла алат. Мындан тышкары, ваннаны мезгил-мезгили менен тазалоо зарыл болушу мүмкүн. Мисалы, ваннада оор металл аралашмалары (мисалы, жез же коргошун) топтолсо, аларды бул аралашмалар менен чөкмөлөрдү пайда кылуучу химиялык заттарды кошуп, андан кийин чыпкалоо аркылуу тазалоого болот.

• Компоненттерди толуктоо: Электр жалатуу процесси жүрүп жатканда ваннадагы компоненттер сарпталат. Цинк катодго чогулат жана комплекс түзүүчү агенттердин жана кошумчалардын кээ бирлери ыдырап же кошумча реакцияларда керектелиши мүмкүн. Ошондуктан ваннанын курамын сактап калуу үчүн цинк оксиди, натрий цианид, натрий гидроксиди жана кошумчаларды үзгүлтүксүз толуктап туруу талап кылынат. Толуктоо ылдамдыгы каптоо убактысына, капталып жаткан тетиктердин көлөмүнө жана ваннанын анализинин натыйжаларына жараша аныкталышы мүмкүн.

3. Кыйынчылыктарды

• Начар каптоо адгезиясы: Эгерде цинк каптоосу субстрат менен начар жабышса, мүмкүн болгон себептерге субстраттын жетишсиз алдын ала тазаланбаганы, ваннанын туура эмес курамы (мисалы, туура эмес рН же комплекс түзүүчү агенттин концентрациясы төмөн) же ваннадагы булгануунун жогорку деңгээли кирет. Бул маселени чечүү үчүн алдын ала дарылоо процессин карап чыгуу жана оптималдаштыруу керек. Ваннанын курамын анализдөө жана зарыл болгон учурда тууралоо жана булганууну азайтуу үчүн чараларды көрүү керек.

• Тегиз эмес каптоо: Бир калыпта эмес каптоо электропластинка клеткасында токтун туура эмес бөлүштүрүлүшү, ваннанын бир калыпта эмес козголушу же субстраттын геометриясынын өзгөрүшү сыяктуу факторлордон келип чыгышы мүмкүн. Бул көйгөйдү чечүү үчүн, электропландоочу клетканын жөндөөлөрү токтун бирдей бөлүштүрүлүшүн камсыз кылуу үчүн жөнгө салынышы мүмкүн. Агитация ыкмасын оптималдаштырса болот, ал эми арматуралар субстратты бир калыпта жабууга өбөлгө түзө тургандай жасалышы мүмкүн. Татаал формадагы субстраттар үчүн атайын каптоо ыкмалары же көмөкчү аноддорду колдонуу талап кылынышы мүмкүн.

• Күңүрт же кара каптоо: Көңүлсүз же күңүрт цинк каптоо ваннадагы жарыктандыруучу заттын жетишсиз концентрациясынан, аралашмалардын жогорку деңгээлинен же туура эмес каптоо параметрлеринен (мисалы, өтө жогорку токтун тыгыздыгы же ваннанын температурасы) байланыштуу болушу мүмкүн. Жарыктандыруучу заттын концентрациясын текшерүү жана керек болсо тууралоо керек. Ваннаны кирден тазалоо үчүн тазалап, каптоо параметрлерин оптималдаштыруу керек.

жыйынтыктоо

Натрий цианидинин цинк менен каптоо процесси металл буюмдарын коррозияга туруктуулукту жана жасалгалоочу жасалгалоону камсыз кылуу үчүн кеңири колдонулган жана маанилүү ыкма болуп саналат. Анын принциптерин, процесстин кадамдарын, ваннанын курамын жана эксплуатациялык ойлорду түшүнүү жогорку сапаттагы каптоо натыйжаларына жетишүү үчүн өтө маанилүү. Тиешелүү коопсуздук чаралары жана экологиялык жактан таза альтернативаларды (мисалы, аз - цианид же цианид - эркин процесстер сыяктуу) иштеп чыгуу менен натрий цианидин колдонуу менен байланышкан экологиялык жана коопсуздук боюнча кээ бир кыйынчылыктарга карабастан, ал ар кандай тармактарда, анын ичинде автомобиль, аэрокосмостук жана электроника тармактарында олуттуу ролду ойноону улантууда. Процесстин бардык аспектилерин кылдаттык менен көзөмөлдөө менен, өндүрүүчүлөр цинк менен капталган буюмдарды эң сонун сапаты жана натыйжалуулугу менен чыгара алышат.