Nikel elektrokaplama - Nickel electroplating

Nikel kaplama bir tekniktir galvanik ince bir tabaka nikel üzerine metal nesne. Nikel katman dekoratif olabilir, aşınma direnç, giyinmek direnç veya kurtarma amacıyla aşınmış veya küçük parçaları oluşturmak için kullanılır.[1][2]

Genel Bakış

Nikel elektrokaplama, nikelin metal bir parça üzerine çökeltilmesi işlemidir. Kaplama başlamadan önce kaplanacak parçalar temiz ve kirden, korozyondan ve kusurlardan arındırılmış olmalıdır.[3] Kaplama işlemi sırasında parçayı temizlemek ve korumak için aşağıdakilerin bir kombinasyonu: ısıl işlem temizleme, maskeleme, dekapaj ve dağlama kullanılabilir.[1] Parça hazırlandıktan sonra, bir elektrolit çözüm olarak kullanılır ve katot. Nikel anot nikel oluşturmak için elektrolit içinde çözülür iyonlar. İyonlar çözelti boyunca ilerler ve katot üzerinde birikir.[4]

Türler ve kimya

Watt banyoları

Watt nikel kaplama banyoları hem parlak hem de yarı parlak nikel biriktirebilir. Parlak nikel tipik olarak dekoratif amaçlar ve korozyon koruması için kullanılır. Yarı parlak tortular, yüksek korozyon direncinin, sünekliğin veya elektrik iletkenliğinin önemli olduğu ve yüksek parlaklık gerekmediği mühendislik uygulamaları için kullanılır.[2][5][6]

Banyo bileşimi

Kimyasal adFormülParlak[5]Yarı parlak[5]
MetrikBİZEMetrikBİZE
Nikel sülfatNiSO4· 6H2Ö150–300 g / L20–40 oz / gal225–300 g / L30-40 oz / gal
Nikel klorürNiCl2· 6H2Ö60–150 g / L8–20 oz / gal30-45 g / L4–6 oz / gal
Borik asitH3BÖ337–52 g / L5–7 oz / gal37–52 g / L5–7 oz / gal

Çalışma koşulları [4]

  • Sıcaklık: 40-65 ° C
  • Katot akım yoğunluğu: 2-10 A / dm2
  • pH: 4,7-5,1

Parlatıcılar [4]

  • Taşıyıcı parlatıcılar (ör. Paratoluen sülfonamid, benzen sülfonik asit ) 0.75-23 g / l konsantrasyonda. Taşıyıcı parlatıcılar, nikel kaplamanın düzgün ince taneli yapısını sağlayan kükürt içerir.
  • Düzleştiriciler, 0.0045-0.15 g / l konsantrasyonda ikinci sınıf parlatıcılar (örn. Alil sülfonik asit, formaldehit kloral hidrat) (taşıyıcı parlatıcılarla kombinasyon halinde) parlak tortu üretir.
  • 0.075-3.8 g / l konsantrasyonunda yardımcı parlatıcılar (örneğin sodyum alil sülfonat, piridinyum propil sülfonat).
  • 0.075-3.8 g / l konsantrasyonda inorganik parlatıcılar (örn. Kobalt, çinko). İnorganik parlatıcılar kaplamaya ek parlaklık verir.

Eklenen parlatıcıların türü ve konsantrasyonları tortu görünümünü belirler: parlak, parlak, yarı parlak, saten.

Nikel sülfamat

Sülfamat nikel kaplama birçok mühendislik uygulaması için kullanılmaktadır. Boyutsal düzeltmeler, aşınma ve aşınma direnci, yüksek verimli kaplama ve korozyon koruması için biriktirilir. Ayrıca krom için astar olarak da kullanılır.[2][7]

Banyo bileşimi

Kimyasal adFormülBanyo konsantrasyonu[4]
MetrikBİZE
Nikel sülfamatNi (SO3NH2)2300-450 g / l40–60 oz / gal
Nikel klorürNiCl2· 6H2Ö0-30 g / l0–4 oz / gal
Borik asitH3BÖ330-45 g / l4–6 oz / gal

Çalışma koşulları[4]

  • Sıcaklık: 40-60 ° C
  • Katot akım yoğunluğu: 2-25 A / dm2
  • pH: 3,5-4,5

Tüm klorür

Tam Klorür çözeltileri, kalın nikel kaplamaların birikmesine izin verir. Bunu yapıyorlar çünkü düşük voltajlarda çalışıyorlar. Bununla birlikte, birikimin yüksek iç gerilimleri vardır.[2][4]

Kimyasal adFormülBanyo konsantrasyonu[4]
Nikel klorürNiCl2· 6H2Ö30-40 oz / gal
Borik asitH3BÖ34–4.7 oz / gal

Sülfat klorür

Bir Sülfat-Klorür banyosu, Watt banyosundan daha düşük voltajlarda çalışır ve daha yüksek bir birikim oranı sağlar. İç gerilmeler Watt banyosundan daha yüksek olmasına rağmen, hepsi klorür banyosundan daha düşüktür.[2][4]

Kimyasal adFormülBanyo konsantrasyonu[4]
Nikel sülfatNiSO4· 6H2Ö20–30 oz / gal
Nikel klorürNiCl2· 6H2Ö20–30 oz / gal
Borik asitH3BÖ34–6 oz / gal

Tam sülfat

Anotların çözünmez olduğu yerlerde nikelin elektro-çökeltilmesi için bir tamamen sülfat çözeltisi kullanılır. Örneğin, çelik boruların ve bağlantı parçalarının iç kısımlarının kaplanması bir anot gerektirebilir.[2][6]

Kimyasal adFormülBanyo konsantrasyonu[4]
Nikel sülfatNiSO4· 6H2Ö30-53 oz / gal
Borik asitH3BÖ34–6 oz / gal

Sert nikel

Yüksek gerilme mukavemeti ve sertlik tortusu gerektiğinde sert nikel solüsyonu kullanılır.[2][4]

Kimyasal adFormülBanyo konsantrasyonu[4]Metrik
Nikel sülfatNiSO4· 6H2Ö24 oz / gal179.7 g / L
Amonyum KlorürNH4Cl3,3 oz / gal24,7 g / L
Borik asitH3BÖ34 oz / gal29,96 g / L

Siyah nikel

Siyah nikel kaplama, yansıtıcı olmayan bir yüzey oluşturmak için tipik olarak pirinç, bronz veya çelik üzerine kaplanır.[8] Bu tip kaplama dekoratif ve askeri amaçlarla kullanılır ve fazla koruma sağlamaz.[1][2][8]

Kimyasal adFormülBanyo konsantrasyonu[8]
Nikel amonyum sülfatNiSO4· (NH4) 2SO4· 6H2Ö8 oz / gal
Çinko sülfatZnSO41.0 oz / gal
Sodyum tiyosiyanatNaCNS2 oz / gal

Başvurular

Dekoratif kaplama

Dekoratif parlak nikel çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Yüksek parlaklık, korozyon koruması ve aşınma direnci sunar. Otomotiv endüstrisinde parlak nikel, tamponlar, jantlar, egzoz boruları ve süs. Ayrıca parlak çalışmalar için de kullanılır. bisiklet ve motosikletler. Diğer uygulamalar şunları içerir: el aletleri ve ev eşyaları gibi aydınlatma ve sıhhi tesisat armatürleri, tel raflar, ateşli silahlar ve aletler.[5]

Mühendislik uygulamaları

Parlaklığın istenmediği yerlerde mühendislik nikeli kullanılır. Dekoratif olmayan uygulamalar, boyutsal kurtarma için düşük stres oluşumlarının yanı sıra aşınma ve korozyon koruması sağlar.[5][9] Yöntem yapmak için kullanılabilir nanokompozit dirençli kaplamalar giymek.[10][11]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b c "QQ-N-290 BİR NİKEL KAPLAMA". www.everyspec.com. Alındı 2018-02-25.
  2. ^ a b c d e f g h Ian Rose; Clive Whittington (2014). "Nikel Kaplama El Kitabı". Nikel Enstitüsü.
  3. ^ "MIL-P-27418 KAPLAMA YUMUŞAK NİKEL ELEKTRO YATAKLI BANYO". www.everyspec.com. Alındı 2018-02-25.
  4. ^ a b c d e f g h ben j k l "Nikel elektrokaplama [SubsTech]". www.substech.com. Alındı 2018-02-25.
  5. ^ a b c d e Snyder, Doktor Donald. "Nikel Galvanik". www.pfonline.com. Alındı 2018-02-25.
  6. ^ a b "NikelElectroplating.pdf" (PDF). Alındı 25 Şubat 2018.
  7. ^ "Parçalarınızı kaplamak için en uygun yaklaşımı bulacağız. Hiç kimse Bales'in geniş mühendislik kaplama ve kaplama yelpazesini yenemez".
  8. ^ a b c "MIL-P-18317 PİRİNÇ BRONZ ÜZERİNE SİYAH NİKEL KAPLAMA VEYA". www.everyspec.com. Alındı 2018-02-25.
  9. ^ Davis, Joseph R. (2000-01-01). Nikel, Kobalt ve Alaşımları. ASM Uluslararası. ISBN  9780871706850. Alındı 9 Ağustos 2016.
  10. ^ Mosallanejad, M. H .; Shafyei, A .; Akhavan, S. (18 Nisan 2016). "SiC ve CNT'nin Ni kaplamasına eşzamanlı olarak birlikte biriktirilmesi". Canadian Metalurgical Quarterly. 55 (2): 147–155. doi:10.1080/00084433.2016.1150406. S2CID  138392838. Alındı 9 Ağustos 2016.
  11. ^ Zhang, Sam (2010-06-18). Nanoyapılı İnce Filmler ve Kaplamalar: Mekanik Özellikler. Taylor ve Francis. ISBN  9781420094022. Alındı 9 Ağustos 2016.