Раванди электроплатини руҳ: сианиди натрий: таҳлили ҳамаҷониба

Муқаддима

Электроплиткунӣ як раванди васеъ истифодашаванда дар соҳаҳои гуногун барои беҳтар кардани хосиятҳои сатҳҳои металлӣ мебошад. Дар байни усулҳои гуногуни электроплиткунӣ, электроплиткунии руҳ бо истифода аз натрий сианиди натрий мавқеи назаррасро ишғол мекунад, зеро хусусиятҳо ва бартариҳои беназири он мавҷуданд. Ин мақола бо мақсади таҳлили муфассали раванди электроплиткунии руҳ бо истифода аз натрий сианиди натрий , ки принсипҳо, марҳилаҳои раванд, таркиби ванна ва мулоҳизаҳои амалиётиро дар бар мегирад, пешниҳод мекунад.

Принсипҳои электроплатини руҳ сианиди натрий

Дар раванди руҳ бо сианиди натрий электроплит карда мешавад, принсипи асосӣ ба электролиз асос ёфтааст. Ваннаи электроплит кардашуда ионҳои руҳ ва дигар ҷузъҳоро дар бар мегирад. Ҳангоми татбиқи ҷараёни барқ, ионҳои руҳ дар ванна дар катод (объекти пӯшонидашаванда) кам мешаванд ва атомҳои руҳ дар сатҳи катод ҷойгир шуда, рӯйпӯши руҳро ташкил медиҳанд. Мавҷудияти сианиди натрий дар ванна нақши муҳим мебозад. Он ҳамчун агенти комплекскунанда амал мекунад ва бо ионҳои руҳ комплексҳои устуворро ташкил медиҳад. Ин комплексизатсия ба назорати суръати ҷойгиршавии руҳ мусоидат мекунад ва сифати қабати руҳи ҷойгиршударо беҳтар мекунад. Масалан, реаксияро метавон ба таври оддӣ чунин ифода кард: Zn(CN)₄²⁻ + 2e⁻ → Zn + 4CN⁻ дар катод. Ионҳои руҳи комплексшуда дар шакли Zn(CN)₄²⁻ дар ванна устувортаранд, ки ин ба ҷойгиршавии руҳи яксонтар ва майдадонатар дар муқоиса бо системаҳои ғайрикомплекс оварда мерасонад.

Раванди раванд

1. Коркарди пешакии субстрат

Пеш аз электропластика, субстрат (объекти металлие, ки бояд пӯшонида шавад) бояд бодиққат коркард карда шавад. Ин қадам барои таъмини часпаки хуби рӯйпӯши руҳ муҳим аст.

• Тозакунии равған : Аввал субстрат барои тоза кардани ҳама гуна равған, равған ё ифлоскунандаҳои органикӣ дар сатҳи он тоза карда мешавад. Инро тавассути усулҳо ба монанди тозакунии ишқорӣ ба даст овардан мумкин аст, ки дар он субстрат дар маҳлули ишқорӣ, ки дорои сурфактантҳо мебошад, ғӯтонида мешавад. Маҳлули ишқорӣ бо равған реаксия карда, онро эмульсия мекунад ва имкон медиҳад, ки шуста шавад. Масалан, маҳлули маъмулии тозакунии ишқорӣ метавонад гидроксиди натрий, карбони натрий ва сурфактантҳо ба монанди додесил сулфати натрий дошта бошад.

• Парвариш : Пас аз тоза кардани равған, парвариш барои тоза кардани занг, оксидҳо ва дигар ифлосҳои ғайриорганикӣ аз сатҳи субстрат анҷом дода мешавад. Барои парвариш одатан маҳлули кислота, ба монанди кислотаи хлорид ё кислотаи сулфат истифода мешавад. Кислота бо оксидҳои рӯи замин реаксия карда, онҳоро ҳал мекунад. Масалан, дар ҳолати занг (оксиди оҳан) дар субстрати пӯлод, реаксия бо кислотаи хлорид чунин аст: Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O. Пас аз парвариш, субстрат бо об бодиққат шуста мешавад, то боқимондаи кислотаро тоза кунад.

2. Омода кардани ваннаи электроплитонӣ

Омодасозии ваннаи электроплиткунӣ марҳилаи муҳим дар раванди электроплиткунии руҳ бо сианиди натрий мебошад.

• Таркиб : Компонентҳои асосии ванна иборатанд аз оксиди руҳ (ZnO) ҳамчун манбаи ионҳои руҳ, сианиди натрий (NaCN) ҳамчун агенти мураккабкунанда ва гидроксиди натрий (NaOH) ҳамчун намаки ноқил. Илова бар ин, барои беҳтар кардани сифати рӯйпӯшкунӣ иловаҳои дигар, ба монанди равшанкунандаҳо, дохил карда мешаванд. Барои ваннаи маъмулии электроплитаи камсианиди сианид, таркиб метавонад чунин бошад: ZnO 8 - 12 г/л, NaCN 10 - 20 г/л, NaOH 80 - 120 г/л.

• Раванди омехтакунӣ : Аввалан, як қисми об (тақрибан як сеяки ҳаҷми умумии ванна) ба зарфи рӯйпӯшкунӣ илова карда мешавад. Сипас, миқдори зарурии сианиди натрий ва гидроксиди натрий илова карда шуда, то пурра ҳал шуданаш омехта карда мешавад. Сипас, оксиди руҳ оҳиста-оҳиста ба маҳлул илова карда мешавад ва пайваста омехта карда мешавад. Оксиди руҳ бо гидроксиди натрий ва сианиди натрий реаксия карда, комплексҳои заруриро ташкил медиҳад. Пас аз илова кардани оксиди руҳ, ванна то ҳаҷми дилхоҳ бо об ҳал карда мешавад. Дар ниҳоят, иловаҳо мувофиқи дастурҳои истеҳсолкунанда илова карда мешаванд.

3. Раванди электропланизатсия

• Танзими ҳуҷайраи электроплиткунӣ : Ҳуҷайраи электроплиткунӣ аз ваннаи плиткунӣ, катод (субстрате, ки бояд плит карда шавад) ва анод иборат аст. Анод одатан аз металли руҳ сохта мешавад. Вақте ки ҷараёни барқ ​​аз ванна мегузарад, ионҳои руҳ аз анод ба ванна ҳал карда мешаванд ва ҳамзамон дар катод ҷойгир мешаванд. Зичии ҷараён, ки миқдори ҷараён барои як воҳиди масоҳати катод аст, бодиққат назорат карда мешавад. Барои руҳи электроплиткунӣ бо сианиди натрий, зичии маъмулии ҷараён аз 1 то 5 А/дм² аст. Зичии пасти ҷараён метавонад боиси суст шудани суръати ҷойгиршавӣ гардад, аммо метавонад ба якхелатар ва нозуктар шудани пӯшиш оварда расонад. Аз тарафи дигар, зичии баланди ҷараён метавонад суръати ҷойгиршавиро зиёд кунад, аммо метавонад боиси мушкилоте ба монанди нобаробар шудани плиткунӣ ва сӯхтани пӯшиш дар минтақаҳои ҷараёни баланд гардад.

• Ҳарорат ва омехтакунӣ : Ҳарорати ваннаи электроплиткунӣ низ ба раванди пӯшиш таъсир мерасонад. Умуман, ҳарорати ванна дар ҳудуди 20-40 °C нигоҳ дошта мешавад. Ҳарорати баландтар метавонад суръати таҳшиншавиро зиёд кунад, аммо инчунин метавонад поляризатсияи катодро коҳиш диҳад, ки боиси пайдоиши пӯшиши дағалтар мегардад. Омехта кардани ванна барои таъмини тақсимоти якхелаи ионҳо дар атрофи катод муҳим аст. Инро тавассути омехтакунии механикӣ, ба монанди истифодаи омехтакунак ё бо ҳубобчаҳои ҳаво ба даст овардан мумкин аст. Омехтакунӣ ба пур кардани ионҳои руҳ дар наздикии сатҳи катод мусоидат мекунад ва аз пайдоиши градиентҳои консентратсия, ки метавонанд ба нобаробар пӯшиш оварда расонанд, пешгирӣ мекунад.

4. Баъди табобат

• Шустан : Пас аз пӯшонидани электролизӣ, ашёи пӯшонидашуда бо об бодиққат шуста мешавад, то ҳама гуна маҳлули боқимондаи пӯшишро дар сатҳи он тоза кунад. Марҳилаҳои гуногуни шустанро метавон анҷом дод, ки аввал шустан дар оби хунук барои тоза кардани қисми зиёди маҳлул ва баъдан шустани иловагӣ дар оби тоза анҷом дода мешавад, то пурра тоза кардани ҳама гуна ифлоскунандаҳо таъмин карда шавад.

• Хроматизатсия : Хроматизатсия аксар вақт барои боз ҳам беҳтар кардани муқовимати зангзании қабати бо руҳ пӯшонидашуда анҷом дода мешавад. Объекти пӯшонидашуда дар маҳлули хроматизатсия, ки кислотаи хром ё намакҳои онро дар бар мегирад, ғӯтонида мешавад. Раванди хроматизатсия дар сатҳи рӯйпӯши руҳ қабати тунуки муҳофизаткунандаи табдили хроматро ташкил медиҳад. Ин қабат бо амал кардан ҳамчун монеа ва инчунин бо худшифоёбӣ то андозае ҳангоми харошидани сатҳ муҳофизати иловагиро аз зангзанӣ таъмин мекунад. Намудҳои гуногуни хроматизатсия мавҷуданд, ба монанди хроматизатсияи зард, хроматизатсияи кабуд-сафед ва хроматизатсияи сиёҳ, ки ҳар кадоми онҳо сатҳҳои гуногуни муқовимати зангзанӣ ва намуди зебоӣ доранд.

• Хушккунӣ : Дар ниҳоят, ашёи рӯйпӯшшуда ва хроматшуда хушк карда мешавад. Барои қисмҳои хурд, онҳоро дар хушккунаки марказгурез бо ҳавои гарм хушк кардан мумкин аст, дар ҳоле ки қисмҳои калонтарро дар ҳарорати хонагӣ бо ҳаво хушк кардан мумкин аст. Хушккунӣ барои пешгирии пайдоиши доғҳои об ва таъмини устувории дарозмуддати рӯйпӯш муҳим аст.

Таркиби ванна ва таъсири он

1. Оксиди руҳ (ZnO)

Оксиди руҳ манбаи ионҳои руҳ дар ваннаи электроплитонӣ мебошад. Консентратсияи оксиди руҳ дар ванна ба суръати таҳшиншавии руҳ таъсир мерасонад. Консентратсияи баландтари оксиди руҳ одатан ба суръати баландтари таҳшин оварда мерасонад. Аммо, агар консентратсияи ионҳои руҳ аз ҳад зиёд баланд бошад, он метавонад боиси мушкилот гардад, аз қабили қобилияти пасти партов (қобилияти маҳлули пӯшиш барои гузоштани қабати якхела дар объектҳои мураккаб) ва қабати дағал - донадор. Дар ваннаҳои сианидҳои паст, консентратсияи мувофиқи оксиди руҳ маъмулан дар доираи дар боло зикршуда (8 - 12 г/л) аст, ки мувозинати байни суръати таҳшиншавӣ ва сифати пӯшишро таъмин мекунад.

2. Сианиди натрий (NaCN)

Сианиди натрий дар ванна ҳамчун агенти мураккаб хизмат мекунад. Он бо ионҳои руҳ комплексҳо ба вуҷуд меорад, ба монанди Zn(CN)₄²⁻. Консентратсияи сианиди натрий ба устувории ин комплексҳо ва аз ин рӯ, ба рафтори таҳшиншавии руҳ таъсир мерасонад. Дар ваннаҳои сианиди баланд, консентратсияи нисбатан баланди сианиди натрий истифода мешавад, ки қудрати аълои партофтан ва рӯйпӯши хеле хубро таъмин мекунад. Бо вуҷуди ин, ваннаҳои баландсифати сианид аз сабаби заҳролуд будани сианид хатарҳои ҷиддии экологӣ ва бехатариро ба бор меоранд. Баръакс, ваннаҳои сианиди паст, ки имрӯзҳо бештар истифода мешаванд, консентратсияи камтари сианиди натрийро (масалан, 10 - 20 г/л) истифода мебаранд. Ин ваннаҳо то ҳол қудрати хуби партов ва сифати рӯйпӯшро пешниҳод мекунанд ва дар ҳоле ки нигарониҳои муҳити зист ва бехатариро то андозае коҳиш медиҳанд. Таносуби сианиди натрий ба оксиди руҳ (таносуби NaCN/ZnO) низ нақши муҳим дорад. Таносуби дуруст ташаккули комплексҳои устувор ва шароити оптималии пӯшишро таъмин мекунад. Масалан, дар баъзе барномаҳо таносуби NaCN/ZnO тақрибан 1.5 - 2.5 афзалтар аст.

3. Гидроксиди натрий (NaOH)

Гидроксиди натрий ҳамчун намаки ноқилӣ дар ванна амал карда, гузариши барқи маҳлулро зиёд мекунад. Ин имкон медиҳад, ки ҷараён ҳангоми электропластика самараноктар интиқол дода шавад. Он инчунин барои нигоҳ доштани рН-и ванна кӯмак мекунад. РН-и ваннаи руҳ электроплатини натрий одатан дар диапазони сілтӣ, тақрибан рН 12 - 14 аст. РН устувор барои устувории маҷмӯаҳо ва раванди умумии пӯшиш муҳим аст. Агар рН хеле паст бошад, комплексҳо метавонанд таҷзия шаванд, ки ба натиҷаҳои пасти пӯшиш оварда мерасонад. Аз тарафи дигар, агар рН аз ҳад зиёд баланд бошад, он метавонад боиси мушкилот гардад, ба монанди зангзании аз ҳад зиёди анод ва ташаккули боришотҳои гидроксиди руҳ дар ванна.

4. Иловаҳо

• Равшанкунандаҳо : Равшанкунандаҳо ба ванна барои беҳтар кардани равшанӣ ва дурахши рӯйпӯши руҳ илова карда мешаванд. Онҳо бо тағир додани морфологияи сатҳи қабати руҳи ҷамъшуда дар сатҳи атомӣ кор мекунанд. Пайвастагиҳои органикӣ, ба монанди сахарин, кумарин ва баъзе намакҳои чоряки аммоний, одатан ҳамчун равшанкунандаҳо истифода мешаванд. Масалан, сахарин метавонад ҳангоми электроплиткунӣ дар сатҳи катод адсорбсия шавад ва афзоиши кристаллҳои руҳро дар самтҳои муайян боздорад ва ба ташаккули сатҳи ҳамвор ва дурахшон мусоидат кунад.

• Савдокунакҳо : Савдокунакҳо барои ҳамвор кардани ҳама гуна нобаробариҳо дар сатҳи субстрат ҳангоми пӯшиши электролизӣ кӯмак мекунанд. Онҳо афзалиятнокро дар минтақаҳои зичии ҷараёни баландтари субстрат ҷойгир мекунанд ва фарқияти ғафсиро байни минтақаҳои зичии ҷараёни баланд ва паст кам мекунанд ва боиси пӯшиши якхелатар мегарданд. Баъзе полимерҳо ва сурфактантҳо метавонанд ҳамчун сатҳкунакҳо дар ваннаи электролизӣ амал кунанд.

• Антиоксидантҳо ва стабилизаторҳо : Ин иловаҳо барои пешгирии оксидшавии ҷузъҳо дар ванна, бахусус ионҳои сианид, истифода мешаванд. Сианидро дар ҳузури ҳаво ва баъзе ифлосиҳо оксид кардан мумкин аст, ки ин метавонад боиси коҳиши самаранокии агенти мураккабкунанда ва тағирёбии химияи ванна гардад. Антиоксидантҳо ба монанди сулфити натрийро ба ванна илова кардан мумкин аст, то оксигенро тоза кунад ва аз оксидшавии сианид пешгирӣ кунад. Стабилизаторҳо инчунин барои нигоҳ доштани устувории ванна бо мурури замон илова карда мешаванд ва натиҷаҳои мунтазами пӯшишро таъмин мекунанд.

Мулоҳизаҳои амалиётӣ

1. Тадбирҳои бехатарӣ

Азбаски сианиди натрий хеле заҳролуд аст, ҳангоми коркард ва корбарии раванди электроплитатсия чораҳои бехатарӣ бояд риоя карда шаванд. Ҳамаи кормандоне, ки дар раванд иштирок мекунанд, бояд таҷҳизоти муҳофизати инфиродӣ, аз ҷумла дастпӯшакҳо, айнакҳо ва респираторҳо пӯшанд. Майдони электроплизанӣ бояд хуб вентилятсия карда шавад, то ҷамъшавии дуди заҳролудро пешгирӣ кунад. Дар сурати резиши ё садамаҳои марбут ба сианиди натрий, бояд расмиёти вокуниши фаврӣ ба ҳолати фавқулодда риоя карда шавад. Ин метавонад безараргардонии сианид бо маводи кимиёвии мувофиқ (ба монанди маҳлулҳои гипохлорит) ва огоҳ кардани мақомоти дахлдори бехатарӣ дар бар гирад.

2. Нигоҳдории ванна

• Таҳлили мунтазам : Таркиби ваннаи электроплитӣ бояд мунтазам таҳлил карда шавад, то боварӣ ҳосил шавад, ки консентратсияи оксиди руҳ, сианиди натрий, гидроксиди натрий ва иловаҳо дар доираи оптималӣ қарор доранд. Барои муайян кардани консентратсияи ин ҷузъҳо усулҳои таҳлилӣ, ба монанди титркунӣ, метавонанд истифода шаванд. Масалан, консентратсияи ионҳои руҳро бо роҳи титр кардани намунаи ванна бо маҳлули стандартии EDTA (кислотаи этилендиаминтетраасетикӣ) муайян кардан мумкин аст.

• Назорати ифлосшавӣ : Ифлосшавии ванна метавонад аз манбаъҳои гуногун, ба монанди ифлосшавӣ дар ашёи хом, воридшавии моддаҳои бегона аз субстрат ҳангоми рӯйпӯшкунӣ ва ҷамъшавии маҳсулоти реаксия ба амал ояд. Барои назорат кардани ифлосшавӣ, бояд филтратсияи дурусти ванна анҷом дода шавад. Системаи филтратсия бо муҳити мувофиқи филтр метавонад зарраҳои сахт ва баъзе ифлоскунандаҳои органикиро тоза кунад. Илова бар ин, тозакунии даврӣ метавонад зарур бошад. Масалан, агар ифлосшавии металлҳои вазнин (масалан, мис ё сурб) дар ванна ҷамъ шавад, онҳоро бо илова кардани моддаҳои кимиёвӣ, ки бо ин ифлосшавӣ таҳшин мешаванд ва баъдан филтратсия кардан мумкин аст, тоза кардан мумкин аст.

• Пур кардани ҷузъҳо : Ҳангоми идома ёфтани раванди электроплиткунӣ, ҷузъҳои ванна истеъмол мешаванд. Руҳ дар катод ҷойгир мешавад ва баъзе аз агентҳои мураккабкунанда ва иловаҳо метавонанд таҷзия ё дар аксуламалҳои манфӣ истеъмол карда шаванд. Аз ин рӯ, барои нигоҳ доштани таркиби ванна мунтазам пур кардани оксиди руҳ, сианиди натрий, гидроксиди натрий ва иловаҳо зарур аст. Суръати пур карданро метавон дар асоси вақти пӯшонидан, миқдори қисмҳои пӯшонидашаванда ва натиҷаҳои таҳлили ванна муайян кард.

3. Баррасии мушкилот

• Часпиши пасти рӯйпӯш : Агар рӯйпӯши руҳ ба субстрат часпиши суст дошта бошад, сабабҳои эҳтимолӣ иборатанд аз коркарди нодурусти пешакии субстрат, таркиби нодурусти ванна (масалан, рН-и нодуруст ё консентратсияи пасти агенти мураккабкунанда) ё сатҳи баланди ифлосшавӣ дар ванна. Барои ҳалли ин масъала, раванди коркарди пешакии ванна бояд аз нав дида баромада ва оптимизатсия карда шавад. Таркиби ванна бояд таҳлил ва дар ҳолати зарурӣ танзим карда шавад ва барои кам кардани ифлосшавӣ чораҳо андешида шаванд.

• Пӯшиши нобаробар : Пӯшиши нобаробар метавонад аз омилҳо ба монанди тақсимоти нодурусти ҷараён дар ҳуҷайраи электропӯлӣ, ларзиши нобаробари ванна ё тағирёбии геометрияи субстрат ба вуҷуд ояд. Барои ҳалли ин мушкилот, танзимоти ҳуҷайраи электропӯлӣ метавонад танзим карда шавад, то тақсимоти якхелаи ҷараён таъмин карда шавад. Усули ларзишро метавон оптимизатсия кард ва арматураҳоро метавон тарҳрезӣ кард, то субстратро ба тарзе нигоҳ дорад, ки пӯшиши якхеларо таъмин кунад. Барои субстратҳои шакли мураккаб, усулҳои махсуси пӯшиш ё истифодаи анодҳои ёрирасон метавонанд талаб карда шаванд.

• Рӯйпӯши хира ё торик : Рӯйпӯши руҳи хира ё торик метавонад аз сабаби консентратсияи нокифояи равшанкунанда дар ванна, сатҳи баланди ифлосӣ ё параметрҳои нодурусти рӯйпӯшкунӣ (масалан, зичии аз ҳад зиёди ҷараён ё ҳарорати ванна) ба вуҷуд ояд. Консентратсияи равшанкунанда бояд тафтиш ва дар ҳолати зарурӣ танзим карда шавад. Барои тоза кардани ифлосӣ ванна бояд тоза карда шавад ва параметрҳои рӯйпӯшкунӣ бояд оптимизатсия карда шаванд.

хулоса

Раванди электроплатини руҳ як усули васеъ истифодашаванда ва муҳим барои таъмини муқовимат ба зангзанӣ ва ороиши ороишӣ ба ашёи металлӣ мебошад. Фаҳмидани принсипҳои он, марҳилаҳои раванд, таркиби ванна ва мулоҳизаҳои амалиётӣ барои ба даст овардани натиҷаҳои баландсифати пӯшиш муҳим аст. Ҳарчанд он дорои баъзе мушкилоти экологӣ ва бехатарии вобаста ба истифодаи сианиди натрий, бо чораҳои дурусти бехатарӣ ва таҳияи алтернативаҳои аз ҷиҳати экологӣ тозатар (ба монанди равандҳои паст - сианид ё сианид - озод), он ҳамчунон дар соҳаҳои мухталифи саноат, аз ҷумла мошинсозӣ, аэрокосмосӣ ва электроника нақши муҳим мебозад. Бо бодиққат назорат кардани тамоми ҷанбаҳои раванд, истеҳсолкунандагон метавонанд маҳсулоти дорои руҳро бо сифат ва иҷрои аъло истеҳсол кунанд.