آّبکاری بر اساس کروم سه ظرفیتی
چند سالی است که در آبکاری کروم استفاده از محلول سه ظرفیتی آن به جای یون شش ظرفیتی مورد توجه قرار گرفته است. اولین فرایند رسوب تزئینی کروم سه ظرفیتی در سال 1975 در آمریکا شروع شده است. مسئله زیست محیطی ،ایمنی و مزایای بهره دهی از عوامل صنعتی شدنش می باشد.
بهره دهی از عوامل مهم صنعتی شدن این فرایند می باشد. یون های کروم شش ظرفیتی سرطان زا بوده و زخم هایی روی پوست ایجاد می کنند. به راحتی می توان گفت درجه سمی بودن سه ظرفیتی نسبت به شش ظرفیتی 100 مرتبه کم تر است .
فرایند های کروم سه ظرفیتی نسبت به کروم شش ظرفیتی بخار کمتری ایجاد می کند و بنابراین نیاز به دستگاه تصفیه گازی نیست. عملیات پساب در این فرایند 10 برابر کاهش می یابد چون غلظت کروم سه ظرفیتی 0.1 غلظت آن در فرایند های شش ظرفیتی می باشد.
علاوه بر این محلول سریع تر چکه کرده و در نتیجه محلول کمتری حاوی قطرات خارج می شود و در نهایت این که کروم موجود در پساب لوله کشی به صورت سه ظرفیتی است و به این ترتیب عملیات شش ظرفیت سازی حذف می گردد.
بعضی فرایند های کروم سه ظرفیتی حدود 3 برابر سریع تر از کروم 6 ظرفیتی است و این خاصیت راندمان کاری را افزایش می دهد . بالا بودن قدرت پرتابی و پوشش دهی.سوختگی کم و تحمل قطع و وصل شدن.
یکی از مشکلات اصلی در رابطه با توسعه حمام های کروم سه ظرفیت ،تشکیل کروم 6 ظرفیتی در آند های غیر قابل حل است که در ابتدا موجب خرابی ظاهر و نهایتا توقف آبکاری می شود
دو روش اختصاصی برای بر طرف کردن مشکل کروم شش ظرفیتی که در طول عملیات تشکیل می شوند وجود دارد و در قدیمی ترین و رایج ترین روش تکنیک دفاع چندگانه استفاده می شود.در شرایط نرمال کروم شش ظرفیتی نمی تواند به وجود بیاید .اگر مراحل عملیات طوری باشد داخل محلول کروم شش ظرفیتی ایجاد شود .این شش ظرفیتی ها در آینده تبدیل به سه ظرفیتی می شود.به این ترتیب مسئله آلودگی آن برطرف می گردد .این فرایند به نام تک-سلولی معروف است.
در تکنیک دوم که به آند های محافظ شده با سل دوگانه معروف است.از یک غشاء انتخاب یون می شود که قشر فوق سدی در اطراف آند ها به وجود می آورد . در مورد آند های سربی به الکترولیت 10% اسید سولفولیک اضافه می کنند.لایه اسید سولفوریک مانع از تماس یون های سه ظرفیتی با آند شده و به این ترتیب از تشکیل کروم شش ظرفیتی جلوگیری به عمل می آید.
ترکیب محلول :بر حسب فرایند و شرایط عملیات، مقدار کروم سه ظرفیتی در حدود 5 تا 20 گرم بر لیتر است که به صورت نمک محلول در آب ،به محلول اضافه می گردد. یون های سه ظرفیتی در کنار عوامل پایدار ساز یا کاتالیست ،ذرات پایداری تشکیل می دهند عوامل فوق باعث می شود تا یون های کروم سه ظرفیتی تا رسوب در محلول پایدار بمانند ولی فرایند فوق آنقدر قوی نیست که در رسوب گذاری نرمال کروم در مراحل تصفیه پساب دخالت کند.|
پارامتر |
کروم سه ظرفیتی |
کروم شش ظرفیتی |
|
قدرت پرتاب |
خوب |
ضعیف |
|
قدرت پوشش دهی |
خوب |
ضعیف |
|
قطع شدن جریان |
کاملا تحمل می شود |
غیرقابل تحمل |
|
ریپل یک سو کننده |
کاملا تحمل می شود |
غیرقابل تحمل |
|
ساختار رسوب در حالت تک-سلی |
ریز متخلل و ریز ترک دار |
فرایند های مخصوص لازم است |
|
ساختار رسوب در حالت دو-سلی |
ریز متخلخل |
راحت است |
|
سهولت خوردگی |
خیلی مشکل است |
معمولی است |
|
سهولت آبکشی |
راحت است |
گاهی لازم است |
|
نیاز به جلا دهندگی |
هرگز |
لازم نمی یباشد |
|
نیاز به فیلتر کردن در حالت تک-سلی |
نقط بعد از تصفیه |
لازم نمی یباشد |
|
نیاز به فیلتر کردن در حالت دو-سلی |
روزانه توسط کربن فعال شده |
هر روز هنگام شروع |
|
حالت دهی |
_ |
لازم نمی باشد |
|
تک-سله |
لازم نیست |
- |
|
دو-سله |
هنگام شروع |
سطوح کرماته |
|
تولید بخار |
خیلی کم |
ضعیف |
|
تولید بو |
خیلی کم |
شدید است |
|
ایمنی نسبی |
مشابه نیکل |
شدید و خطرناک |
|
درجه غیر فعالی سطوح پوشش داده نشده |
به پیش غوطه وری نیاز دارد |
سفید مایل به آبی |
به طور کلی می توان در جدول بالا کروم سه ظرفیتی و شش ظرفیتی را مقایسه کرد.
سابقا که دامنه عملیاتی برای آبکاری در تاسیسات تعیین کننده بود می بایست میزان اسیدی و یا بازی محصول و همچنین درجه حرارت خوب کنترل می شدند زیرا آنها روی سرعت آبکاری ، قدرت پوشش دهی، و رنگ پوشش اثر می گذارند.توانایی بافری این محلول بسیار قوی است
