چگونه پلاتین را روی تیتانیوم بپوشانیم؟

فرآیند آبکاری پلاتین روی بستر تیتانیوم

فرآیند تولید پلاتین روی تیتانیوم شامل مراحل زیر است:
پیش درمانی بستر تیتانیوم → الکتروکلینگ → شستشوی آب → فعال سازی → شستشوی آب مقطر → برس برقی پلاتین → آب های مقطر شستشو → خشک کردن ضربه.

 

1. درمان بستر تیتانیوم

 

در حال حاضر ، انواع مختلفی از راه حل های آبکاری پلاتین وجود دارد که می تواند در بسیاری از بسترها استفاده شود. با این حال ، آبکاری پلاتین بر روی تیتانیوم چالش برانگیز است زیرا تیتانیوم بسیار مستعد ابتلا است. فیلم منفعل روی سطح مانع از پیوند شدید بین پوشش و بستر می شود و دستیابی به یک لایه پلاتین خوب را دشوار می کند. بنابراین ، پیش درمانی برای حذف فیلم منفعل و تشکیل یک فیلم فعال-تیتانیوم هیدرید (TIH₂) لازم است. این لایه هیدرید پیوندهای شبه فلزی با هر دو بستر تیتانیوم و پوشش پلاتین تشکیل می دهد و از چسبندگی خوب اطمینان می دهد.

 

فرآیند اچینگ

 

هدف از اچینگ حذف فیلم منفعل در سطح تیتانیوم است. این کار به طور معمول با استفاده از یک سیستم اسید هیدروفلوئوریک اسید هیدروفلوئوریک نیتریک با غلظت بالا در دمای اتاق به مدت 5-10 دقیقه انجام می شود.

 

روند فعال سازی

 

هدف از فعال سازی تولید یک فیلم فعال در سطح تیتانیوم است. پس از فعال سازی ، سطح تیتانیوم یک لایه هیدرید تیتانیوم (TIH₂) را تشکیل می دهد ، که به رنگ خاکستری سیاه به نظر می رسد. با توجه به باندهای انرژی همپوشانی بین بستر تیتانیوم ، TIH₂ و پوشش پلاتین ، پیوندهای شبه فلزی تشکیل می شوند و از چسبندگی قوی اطمینان می دهند. فقط پس از فعال سازی می توان ورق تیتانیوم را در محلول آبکاری برای رسوب پلاتین غوطه ور کرد.

 

2. فرآیند آبکاری

 

آبیاری

 

الکتروپلینگ آبی پلاتین بسیار پرکاربردترین روش است. محلول های آبکاری را می توان به انواع اسیدی و قلیایی طبقه بندی کرد.

راه حل های آبکاری پلاتین قلیایی شامل موارد زیر است:

 

محلول آبکاری P-Salt (Dinitrodiammine Platinum به عنوان نمک اصلی)

محلول آبکاری به شدت قلیایی مبتنی بر پتاسیم پتاسیم

راه حل های آبکاری پلاتین اسیدی شامل موارد زیر است:

محلول آبکاری پلاتین مبتنی بر اسید سولفامیک

DNS (Dinitrosulfatoplatinate) محلول آبکاری سولفات

 

(1) محلول آبکاری مبتنی بر اسید سولفامیک

 

این محلول به دلیل اثر پیچیده اسید سولفامیک ، لایه های پلاتین ضخیم و ضخیم با تبلور ریز تولید می کند ، که باعث افزایش قطبش کاتد می شود.

 

(2) محلول آبکاری DNS (به شدت اسیدی)

 

این محلول باعث می شود که رسوبات پلاتین روشن و ضخیم در دماهای پایین تر باشد. از آنجا که هیچ گاز در حین آبکاری آزاد نمی شود ، خطر ابتلا به سوراخ ها یا تخلخل به حداقل می رسد. با این حال ، راندمان فعلی کم است و تهیه Dinitrosulfatoplatinate پیچیده تر از P-Salt است.

 

آبکاری نمک مذاب

 

آبکاری پلاتین نمک مذاب در دهه 1930 آغاز شد. در یک حمام سیانید مذاب ، فیلم منفعل روی فلزات نسوز قابل حل است و از آنجا که الکترولیت بدون اکسیژن است ، پوشش به شدت چسبیده است. سپرده حاصل انعطاف پذیر و بدون استرس است.

آماده سازی الکترولیت:

مخلوطی از 53 ٪ NACN و 47 ٪ KCN در یک سرامیک قابل ذوب شده است.

هنگامی که درجه حرارت بیش از نقطه ذوب با 50 درجه (550 درجه) باشد ، دو الکترود پلاتین درج می شوند و الکترولیز شروع می شود.

هنگامی که غلظت یون پلاتین به ~ 0 3 ٪ رسید ، آبکاری می تواند شروع شود.

شرایط عملیاتی:

چگالی جریان کاتدیک: 30-300 a/m²

راندمان فعلی: 65-98 ٪

حفاظت از گاز آرگون به جز در هنگام ذوب لازم است.

این روش پوشش های پلاتین ضخیم ، روشن و بدون استرس را تولید می کند ، اما این روند پیچیده ، از نظر محیط زیست خطرناک و گران است و آن را برای کاربردهای در مقیاس بزرگ نامناسب می کند.

 

آبکاری

 

آبکاری برس در سال 1899 در اروپا به عنوان یک روش آبکاری خارج از مخزن سرچشمه گرفت. در ابتدا ، یک آند بسته بندی شده با پنبه در محلول آبکاری غوطه ور شد و برای رسوب یک لایه تعمیر بر روی مناطق معیوب مالیده شد. آبکاری اولیه برس آهسته بود ، چسبندگی ضعیفی داشت و پوشش های نازک تولید می کرد. با این حال ، پس از چندین دهه توسعه با قلم های آبکاری تخصصی ، منبع تغذیه کنترل شده با آمپر ، و راه حل های آبکاری با غلظت بالا ، آبکاری-پلنگ به یک روش رسوب الکتروشیمیایی گسترده اتخاذ شده تبدیل شد.

مزایای آبکاری برس:

غلظت یون فلزی بالا → سرعت رسوب سریع (5-15 برابر سریعتر از آبکاری معمولی).

آغوش کم هیدروژن ، سختی زیاد ، تخلخل کم ، ضخامت قابل کنترل → معمولاً نیازی به عدم استفاده از ماشین نیست.

تجهیزات ساده ، عملکرد آسان ، کاربردی در سایت → ایده آل برای تعمیر قطعات فرسوده یا بزرگ.

با توجه به این مزایا ، آبکاری برس در درجه اول برای کاربردهای تعمیر به جای آبکاری تزئینی استفاده می شود.