Раванди электроплатини руҳ: сианиди натрий: таҳлили ҳамаҷониба

Муқаддима

Электропластика як раванди васеъ дар соҳаҳои мухталиф барои баланд бардоштани хосиятҳои сатҳи металлӣ мебошад. Дар байни усулҳои гуногуни электроплатинг, Сианиди натрий руҳ аз сабаби хусусиятҳо ва афзалиятҳои беназири худ мавқеи муҳимро ишғол мекунад. Ҳадафи ин мақола пешниҳоди таҳлили муфассали он аст Цианиди натрий, ки руҳро электропластика мекунад раванд, ки принсипҳои он, марҳилаҳои раванд, таркиби ванна ва мулоҳизаҳои амалиётиро дар бар мегирад.

Принсипҳои электроплатини руҳ сианиди натрий

дар сианиди натрий процесси электропингкунии руҳ, принсипи асосӣ ба электролиз асос ёфтааст. Ваннае, ки электроплид карда мешавад, дорои ионҳои руҳ ва дигар ҷузъҳо мебошад. Ҳангоми ба кор андохтани ҷараёни барқ, ионҳои руҳ дар ванна дар катод (объекти пӯшонидашаванда) кам мешаванд ва атомҳои руҳ дар сатҳи катод ҷойгир шуда, қабати руҳро ташкил медиҳанд. Мавҷудияти Сианиди натрий дар ванна роли халкунанда мебозад. Он ҳамчун агенти мураккаб амал карда, комплексҳои устуворро бо ионҳои руҳ ташкил медиҳад. Ин комплекс барои назорат кардани суръати таҳшиншавии руҳ кӯмак мекунад ва сифати қабати руҳро беҳтар мекунад. Масалан, реаксияро метавон ба таври оддӣ нишон дод: Zn(CN)₄²⁻ + 2e⁻ → Zn + 4CN⁻ дар катод. Ионҳои мураккаби руҳ дар шакли Zn(CN)₄²⁻ дар ванна устувортаранд, ки ин дар муқоиса бо системаҳои мураккаб ба таҳшиншавии руҳ яксонтар ва майда-дона 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.

• РезишАввал субстрат барои тоза кардани ҳама гуна равған, равған ё ифлоскунандаҳои органикӣ дар сатҳи он равған тоза карда мешавад. Инро тавассути усулҳо ба монанди равған 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 равған тозакунии ишқорӣ метавонад гидроксиди натрий, натрий дошта бошад. карбонхӯрда, ва сурфактантҳо ба монанди додесил сулфати натрий.

• Фурӯши: Пас аз оббозӣ, намаккашӣ барои тоза кардани занг, оксидҳо ва дигар ифлосиҳои ғайриорганикӣ аз сатҳи субстрат анҷом дода мешавад. Маҳлули кислота, аз қабили кислотаи хлоридӣ ё кислотаи сулфат, одатан барои намак истифода мешавад. Кислотаҳо бо оксидҳои рӯи замин реаксия карда, онҳоро об мекунанд. Масалан, дар ҳолати занг (оксиди оҳан) дар субстрати пӯлод реаксия бо кислотаи гидрохлорид чунин аст: Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O. Пас аз бодиринг, субстрат бо об шуста мешавад, то ҳама кислотаи боқимондаро тоза кунад.

2. Омода кардани ваннаи электроплитонӣ

Тайёр кардани ваннаи электроплитонӣ марҳилаи муҳим дар натрий мебошад cyanide процесси электропингкунии руҳ.

• компонентњо: Ба ҷузъҳои асосии ванна оксиди руҳ (ZnO) ҳамчун манбаи ионҳои руҳ, сианиди натрий (NaCN) ҳамчун агенти мураккаб ва гидроксиди натрий (NaOH) ҳамчун намаки ноқил иборатанд. Илова бар ин, иловаҳои дигар метавонанд барои беҳтар кардани сифати пӯшиш дохил карда шаванд, ба монанди равшангар. Барои ваннаи электроплатини сианиди паст, таркиб метавонад чунин бошад: ZnO 8 - 12 г/л, NaCN 10 - 20 г/л, NaOH 80 - 120 г/л.

• Раванди омехта: Аввалан, як қисми об (тақрибан сеяки ҳаҷми умумии ванна) ба зарфи пӯшиш илова карда мешавад. Баъд ба микдори зарурии цианиди натрий ва гидроксиди натрий илова карда, то пурра об шуданаш омехта карда мешавад. Баъдан, оксиди руҳ оҳиста-оҳиста ба маҳлул илова карда мешавад, дар ҳоле ки пайваста омехта мекунанд. Оксиди руҳ бо гидроксиди натрий ва сианиди натрий реаксия карда, комплексҳои заруриро ба вуҷуд меорад. Пас аз илова кардани оксиди руҳ, ванна ба ҳаҷми дилхоҳ бо об илова карда мешавад. Ниҳоят, иловаҳо мувофиқи дастурҳои истеҳсолкунанда илова карда мешаванд.

3. Раванди электропланизатсия

• Ҷойгир кардани ҳуҷайраи электроплитонӣ: Ҳуҷайраи электроплитонӣ аз ваннаи пӯшиш, катод (субстрате, ки бояд пӯшонида шавад) ва анод иборат аст. Анод одатан аз металли руҳ сохта мешавад. Хангоми аз ванна гузарондани чараёни электр ионхои рух аз анод ба ванна гудохта мешаванд ва дар як вакт дар катод чой мегиранд. Зичии чараён, ки микдори чараёни вохиди катод аст, бодиккат назорат карда мешавад. Барои руҳ электроплатини сианиди натрий, зичии маъмулии ҷорӣ аз 1 - 5 А/дм² аст. Зичии камтари ҷараён метавонад ба суръати пасти таҳшиншавӣ оварда расонад, аммо метавонад ба қабати якхела ва ҷаримавтар оварда расонад. Аз тарафи дигар, зичии баландтари ҷараён метавонад суръати таҳшинкуниро зиёд кунад, аммо метавонад боиси мушкилот ба монанди қабати нобаробар ва сӯхтани рӯйпӯш дар минтақаҳои ҷараён гардад.

• Ҳарорат ва агитация: Ҳарорати ваннаи электроплитонӣ ба раванди пӯшиш низ таъсир мерасонад. Одатан, ҳарорати ванна дар ҳудуди 20 - 40 ° C нигоҳ дошта мешавад. Ҳарорати баландтар метавонад суръати таҳшинкуниро зиёд кунад, аммо инчунин метавонад поляризатсияи катодро коҳиш диҳад, ки боиси қабати дағал - донадор мегардад. Агитацияи ванна барои таъмини якхелаи тақсимоти ионҳо дар атрофи катод муҳим аст. Инро тавассути ташвиқоти механикӣ, ба монанди бо истифода аз миксер, ё тавассути ҳубобкунии ҳаво ба даст овардан мумкин аст. Агитационӣ барои пур кардани ионҳои руҳ дар наздикии сатҳи катод кӯмак мекунад, ки ташаккули градиентҳои консентратсияро пешгирӣ мекунад, ки метавонад ба қабати нобаробар оварда расонад.

4. Баъди табобат

• Бастан: Пас аз электропластика, ашёи пӯшонидашуда бо об бодиққат шуста мешавад, то ҳама гуна маҳлули боқимонда дар рӯи он хориҷ карда шавад. Якчанд қадамҳои шустушӯйро метавон анҷом дод, бо шустани аввал дар оби хунук барои тоза кардани қисми асосии маҳлул ва пас аз шустани иловагӣ дар оби тоза барои таъмини тоза кардани ҳама гуна ифлоскунандаҳо.

• Хромкунӣ: Хромизатсия аксар вақт барои боз ҳам баланд бардоштани муқовимат ба зангзании қабати руҳӣ анҷом дода мешавад. Объекти луобдор ба маҳлули хромкунанда, ки дар таркибаш кислотаи хромӣ ё намакҳои он аст, ғӯтонда мешавад. Раванди хроматизатсия дар рӯи рӯйпӯши руҳ қабати тунук ва муҳофизаткунандаи табдили хроматро ташкил медиҳад. Ин қабат ҳамчун монеа амал карда, аз зангзанӣ муҳофизати иловагиро таъмин мекунад ва инчунин ҳангоми харошидани сатҳ то андозае худ шифо меёбад. Намудҳои гуногуни хромизатсия мавҷуданд, ба монанди хроматсияи зард, хромати кабуд - сафед ва хроматсияи сиёҳ, ки ҳар кадоми онҳо сатҳи гуногуни муқовимат ба зангзанӣ ва намуди эстетикиро пешниҳод мекунанд.

• Кушодан: Нихоят, предмети тахташуда ва хромонидашуда хушк карда мешавад. Барои қисмҳои хурд, онҳоро дар хушккунаки марказӣ бо ҳавои гарм хушк кардан мумкин аст, дар ҳоле ки қисмҳои калонтар метавонанд ҳаво - дар ҳарорати хонагӣ хушк карда шаванд. 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: Барои беҳтар кардани равшанӣ ва дурахши қабати руҳ ба ванна нурдиҳандаҳо илова карда мешаванд. Онҳо тавассути тағир додани морфологияи сатҳи қабати руҳ дар сатҳи атомӣ кор мекунанд. Пайвастагиҳои органикӣ ба монанди сахарин, кумарин ва намакҳои муайяни аммонийи чорумӣ одатан ҳамчун равшанкунанда истифода мешаванд. Масалан, сахарин метавонад дар сатҳи катод ҳангоми электроплинг адсорбсия карда, афзоиши кристаллҳои руҳро дар самтҳои муайян боздорад ва ба ташаккули сатҳи ҳамвор ва дурахшон мусоидат кунад.

• Ниваерҳо: Нивелирҳо барои ҳамвор кардани ҳама гуна номунтазамии сатҳи оксид ҳангоми электроплинг кӯмак мекунанд. Онҳо афзалтар дар минтақаҳои зичии баландтари оксид ҷойгир карда, фарқияти ғафсӣ байни минтақаҳои зичии баланд ва пасти ҷорӣро коҳиш медиҳанд ва дар натиҷа як қабати якхела мешаванд. Баъзе полимерҳо ва сурфактантҳо метавонанд ҳамчун ҳамворкунанда дар ваннаи электроплингӣ кор кунанд.

• Антиоксидантҳо ва стабилизаторҳо: Ин иловаҳо барои пешгирии оксидшавии ҷузъҳо дар ванна, махсусан ионҳои сианид истифода мешаванд. Сианид метавонад дар ҳузури ҳаво ва ифлосиҳои муайян оксид карда шавад, ки метавонад боиси кам шудани самаранокии агенти мураккаб ва тағирёбии химияи ванна гардад. Антиоксидантҳоро ба монанди сулфити натрий ба ванна илова кардан мумкин аст, то ки оксигенро тоза кунад ва оксидшавии сианидро пешгирӣ кунад. Стабилизаторҳо инчунин барои нигоҳ доштани устувории ванна бо мурури замон илова карда мешаванд, ки натиҷаҳои пайвастаро 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 электролизӣ бояд мунтазам таҳлил карда шавад, то консентратсияи оксиди руҳ, цианиди натрий, гидроксиди натрий ва иловаҳо дар доираи оптималӣ бошанд. Барои муайян кардани консентратсияи ин ҷузъҳо усулҳои таҳлилӣ, аз қабили титратсия метавонанд истифода шаванд. Масалан, консентратсияи ионҳои руҳро тавассути титр кардани намунаи ванна бо маҳлули стандартии EDTA (кислотаи этилендиаминтетраасетитӣ) муайян кардан мумкин аст.

• Назорати ифлосшавӣ: Ифлосшавии ванна метавонад аз сарчашмаҳои гуногун ба амал ояд, ба монанди наҷосат дар ашёи хом, 带入 моддаҳои бегона аз оксиген ҳангоми пӯшидан ва ҷамъшавии реаксияи маҳсулот. Барои назорат кардани ифлосшавӣ, филтратсияи дурусти ванна бояд анҷом дода шавад. Системаи филтратсия бо васоити филтри мувофиқ метавонад зарраҳои сахт ва баъзе ифлоскунандаҳои органикиро тоза кунад. Илова бар ин, тозакунии даврии ванна метавонад зарур бошад. Масалан, агар дар ванна ифлосиҳои металлҳои вазнин (масалан, мис ё сурб) ҷамъ шаванд, онҳоро бо илова кардани моддаҳои кимиёвӣ, ки бо ин ифлосиҳо боришот ба вуҷуд меоранд ва пас аз он филтратсия хориҷ кардан мумкин аст.

• Пур кардани ҷузъҳо: Ҳангоми идомаи раванди электроплинг, ҷузъҳои ванна истеъмол карда мешаванд. Руҳ дар катод ҷамъ карда мешавад ва баъзе аз агентҳои мураккаб ва иловаҳо метавонанд дар аксуламалҳои тарафӣ пусида ё истеъмол шаванд. Аз ин рӯ, барои нигоҳ доштани таркиби ванна мунтазам пур кардани оксиди руҳ, сианиди натрий, гидроксиди натрий ва иловаҳо лозим аст. Меъёри пур кардан мумкин аст дар асоси вақти пӯшиш, миқдори қисмҳои пӯшонидашуда ва натиҷаҳои таҳлили ванна муайян карда шавад.

3. Баррасии мушкилот

• Адгезияи пасти рӯйпӯш: Агар рӯйпӯши руҳ ба субстрат пайвасти суст дошта бошад, сабабҳои эҳтимолӣ коркарди нокифояи пешакии субстрат, таркиби нодурусти ванна (ба монанди рН нодуруст ё консентратсияи пасти агенти мураккаб) ё сатҳи баланди олудашавӣ дар ванна иборатанд. Барои ҳалли ин масъала, раванди пеш аз табобат бояд баррасӣ ва оптимизатсия карда шавад. Дар ҳолати зарурӣ таркиби ванна бояд таҳлил ва ислоҳ карда шавад ва барои кам кардани ифлосшавӣ чораҳо андешида шаванд.

• Пӯшидани нобаробар: Пӯшидани нобаробар метавонад аз омилҳо ба монанди тақсимоти номатлуби ҷараён дар ҳуҷайраи электроплитонӣ, ғалтаки якхелаи ванна ё тағирёбии геометрияи субстрат ба амал ояд. Барои ҳалли ин мушкилот, насби ҳуҷайраи электроплитатсияро метавон танзим кард, то тақсимоти якхелаи ҷараёнро таъмин кунад. Усули агитацияро метавон оптимизатсия кард ва асбобҳоро барои нигоҳ доштани субстрат тавре тарҳрезӣ кардан мумкин аст, ки ба қабати якхела мусоидат кунад. Барои субстратҳои мураккаб, усулҳои махсуси пӯшиш ё истифодаи анодҳои ёрирасон талаб карда мешаванд.

• Сарпӯши кунд ё торик: Сарпӯши руҳ кундзебу торик метавонад аз сабаби консентратсияи нокифояи равшанкунандаи равшанкунанда дар ванна, сатҳи баланди наҷосат ё параметрҳои нодурусти пӯшиш (масалан, зичии аз ҳад баланд ё ҳарорати ванна) бошад. Консентратсияи равшанкунанда бояд тафтиш карда шавад ва агар лозим бошад, танзим карда шавад. Барои тоза кардани ифлосиҳо ванна бояд тоза карда шавад ва параметрҳои пӯшиш 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.