بررسی چگونگی افزایش عمر آبکاری نیکل الکترولس
از آنجایی که پوششهای نیکل الکترولس براساس واکنشهای شیمیایی انجام می گیرد، کنترل این فرایند برای رسیدن به نتایج مطلوب مهم و ضروری است. حمام های آبکاری نیکل الکترولس حساسیت بیشتری نسبت به حمام های آبکاری دیگر دارند و در نتیجه برای دستیابی به عملکرد بهتر می بایست دقت و کنترل بیشتری بر آن داشت. عمر حمام نیکل الکترولس اصولا با توجه به چرخه فلز (MTOs) اندازه گیری می شود.
به عنوان مثال در یک حمام یک لیتری که در آن 6 گرم در لیتر فلز نیکل وجود دارد، 1MTOبه ازای هر 6 گرم نیکل به سیستم اضافه می شود. همان طور که واکنش های شیمیایی در حمام های آبکاری ادامه پیدا می کند، کیفیت پوشش آبکاری کاهش می یابد. در یک حمام آبکاری، کاهش هیپو فسفیت سدیم سبب ایجاد سولفات، سدیم و اورتو فسفیت می گردد. به این ترتیب در حدود 45-60 گرم در لیتر از مواد جانبی در هر چرخه فلزی MTO تشکیل می شود. روش های بسیاری برای افزایش عمر مفید حمام های آبکاری وجود دارد. یکی از این روش ها کاهش میزان محصولات جانبی تولید شده توسط یک منبع حاوی نیکل مانند هیپو فسفیت نیکل یا استات نیکل می باشد که هر کدام از آن¬ها سولفات را از بین می برد و به میزان قابل توجهی باعث کاهش تولید سدیم می گردد. این روش مناسبی است اما نسبت به استفاده از نمک های نیکل هزینه بالاتری دارد. همچنین روش های دیگری مانند الکترودیالیز وجود دارد.
چندین سال پیش روش جدیدی برای افزایش عمر حمام های آبکاری یافت شد. یک حمام نیکل الکترولس بسته به فرمول آن حاوی 120 گرم در لیتر مواد جامد غیر قابل حل می باشد. هر MTO در حمام های آبکاری در حدود 60-45 گرم در لیتر مواد جامد نامحلول به حمام آبکاری اضافه می کند. با توجه به این موضوع کاهش میزان این مواد می تواند سبب ایجاد واکنش های شیمیایی بهتر و بیشتری در حمام آبکاری می شود. برای سال های متوالی کار در غلظت های فلزی پایین به عنوان یک روش کاهش این مواد در حمام های آبکاری مورد استفاده قرار می¬گیرد. به عنوان مثال در یک حمام آبکاری فرموله شده با نیکل 3 گرم در لیتر مواد جامد نامحلول در این نوع حمام در حدود 45 گرم در لیتر کمتر از حمامی است که در آن با نیکل 6 گرم در لیتر کار می کند. کاهش این نوع مواد نامحلول در فرمولاسیون وان¬های آبکاری سبب می شود که محلول الکترولیت بتواند واکنش های شیمیایی جانبی بیشتری داشته باشد و این امر سبب افزایش طول عمر حمام، کاهش مصرف نیکل و ضایعات می گردد.
عمر حمام:
عمر حمام را می توان با آنالیز غلظت ارتوفسفیت و یا اندازه گیری چگالی حمام تعیین کرد.
غلظت حمام عموما به دلیل آسان بودن تیتراسیون نیکل با آنالیز نیکل کنترل می شود. فرکانس تحلیلی حمام ها بستگی به بار حمام و میزان پوشش آن دارد. اگر میزان واکنش های شیمیایی به طور روتین بیشتر از 10 درصد باشد، فرکانس تحلیلی به طبع بایستی افزایش یابد. کنترل بهتر فرایندهای نیکل الکترولس سبب افزایش کیفیت و بهبود کارایی این نوع حمام ها می شود.
دما:
دما عامل اصلی تعیین کننده میزان پوشش می باشد. دماهای پایین در واکنش های شیمیایی انرژی کمتری ایجاد می کند و این امر سبب کاهش میزان پوشش می گردد. درجه حرارت بسیار بالا نیز می تواند باعث شود که حمام بیش از حد فعال شده و شرایط ناپایدار بی ثباتی داشته باشد. استفاده از کنترل کننده های دمایی خودکار و کالیبره شده در این موارد اکیدا توصیه می گردد.
pH
علاوه بر فرمولاسیون حمام، عامل pH بیشترین تاثیر را بر میزان فسفر موجود در حمام دارد. به طور معمول محدوده pH بالاتر باعث کاهش رسوب فسفر می¬شود. این در حالی است که مقدار pH بالاتر منجر به رسوب فسفر بیشتر می گردد. pH حمام های آبکاری در هر باری که تیتراسیون نیکل انجام می شود، می بایست اندازه-گیری گردد.
حجم حمام:
حجم حمام عامل بسیار مهمی است که اغلب در فرایندهای آبکاری نادیده گرفته می شود. یک وان آبکاری با عمق 50 اینچی را در نظر بگیرید. در این عمق محلول الکترولیت به طور 100 درصد فعال است و حمام ما از لحاظ واکنش های شیمیایی متعادل است. در هر بار فرایند آبکاری در حدود 10 درصد از مواد شیمیایی موجود در حمام مورد استفاده قرار می گیرد. وقتی که در این حالت محلول حمام مورد آنالیز قرار می گیرد، 6 گرم بر لیتر فلز نیکل را نشان می دهد. اما با این وجود حمام در حالت تعادل نیست به دلیل اینکه تثبیت کننده ها کم شده است و نسبت کیلیت ها در حمام بالاتر از حد نرمال خواهد بود. در این شرایط حمام نامتعادل است و تثبیت کننده های کم می توانند به بی ثباتی حمام منجر شوند.
مطالب مرتبط
