هول سل در آبکاری
در این بخش به بررسی علل استفاده از هول سل ، موارد قابل مطالعه با هول سل ، طرح وجنس هول سل در فرآیند آبکاری می پردازیم .
حمام آبکاری از مواد شیمیایی متعددی تشکیل می شود که هریک ازآن ها ثر خاصی بر آبکاری دارند و بر خواص پوشش اثر می گذارند بنابراین برای بدست آوردن پوشش مناسب باید ترکیب حمام مقدار نمک ها و فلز آن را بدانیم . روش های شیمیایی برای این کار وجود دارند اما این روش ها مستلزم صرف وقت و هزینه زیادی است با وجود این که از دق بالایی برخوردارند . روش های تجزیه ای در مواردی ازقبیل تعیین میزان مواد افزودنی با توجه به سری بودن ترکیب آن ها چندان مفید نیستند و نمی توان غلطت آن ها را در حمام با این روش ها تعیین کرد که ین امر مشکلاتی ایجاد می کند و به دلیل تغییرات از غلظت بهینه باتوجه به آنکه تغییرات قابل رویتی در پوشش ایجاد نمی کند بنابراین آبکاری نمی تواند میزان خراب و شریط نامساعد محلول را تشخیص بدهد . خوشبختانه این تغییرات در شرایط دیگر آبکاری قابل رویت و شناسایی هستند بنابراین هول سل وسیله مناسبی رای این آزمایشات است. از هول سل برای کنترل انواع حمام های آبکاری می تون استفاده کرد . یکی از مهمترین فواید و مزایای هول سل این است که یک فرد با مهارت بالا می تواند تنها بر روی یک نمونه ، آثار ناشی از تغییرات چگالی را مشاهده کند . هم چنین میتوان در دماها و پگالی های جریان مختلف آزمایش هایی انجام داد و مشخصات و ویژگی های حمام آبکاری و تغییرات آن را بررسی کرد.
موارد قابل مطالعه با هول سل : 1) تغییرات اجزای اصلی حمام آبکاری و مواد افزودنی 2) تغییرات شرایط کاری از قبیل دما ، جریان و چگالی 3) اثر مواد آلی و معدنی روی حمام 4) چگونگی آستر مخزن برای مثال لاستیک ، پلاستیک و ...
هل سل را می توان در دسیکاتور و یا در پوشش پلاستیکی قرار داد و به طور مداوم تغییرات مشخص حمام را مورد بررسی و اندازه گیری قرار داد . با استفاده از هول سل خطراتی را که ممکن است در حین فرآیند آبکاری پیش بیاید می توان پیش بینی کرد به دلیل این که می توان چگالی جریان های کمتر و بیشتر از از چگالی اصلی را به کار برد بنابراین می توان اشکالات را زود تر مشاهده کرد . موضوع مهم دیگر در آبکاری این است که حتی حمام های مشابه که ترکیب یکسانی دارند پس از تشکیل کمپلکس های متعدد رفتار متفاوتی خواهند داشت و اصولا هر حمام منحصر به فرد است برای مثال حمام های کروم . در چنین مواردی تجزیه شیمیایی به تنهایی بی ارزش است در حالی کع هول سل بسیار ارزشمنداست .همچنین وقتی که تجزیه شیمیایی افزودن مقدار زیادی از یک ماده به حمام را پیش بینی می کند با استفاده از هل سل می توان می توان اطمینان پیدا کرد که آیا افزودن یکجای این ماده تعادل حمام را به هم می زند یا خیر . همچنین میتوان اثرهای وجود ناخالصی ها را در حمام آبکاری بررسی کرد حتی اگر مقدار آنها بسیار کم باشد به طوری که نتوان آنها را با مواد شیمیایی تعیین کرد . مثلا در حمام آبکاری کروم اگر کلر وجود داشته باشد موجب می شود توان پوشش نامطلوب شود . باید نتایج حاصل از هول سل را با استاندارد هایی مقایسه کرد که آنها را والترنوش تدوین کرده است .
طرح هول سل : هول سل یک ظرف آبکاری به شکل ذوزنقه می باشد که ابعاد وشکل آن بسیار مهم است . این سل در ابعاد 250 ، 320، 267 ، 534 و 1000 ml ساخته شده است . سل هایی با ابعاد مختلف از نظر سادگی محاسبه تهیه شده اند . برای مثال در سل 267 ml افزودن 2 گرم ازهر ماده به حجم 267 سی سی معادل 1اونس بر گالن آمریکایی است و سل های 250 سی سی و 1000 سی سی هم مطابق سیستم متریک است . در سل های کوچک دما و ترکیب به سرعت تغییر می کند بنابراین سل 534 سی سی طراحی شده است که شکل آن هم فرق دارد و حجم بیشتر اجازه می دهد که قبل از تغییرمشخصات حمام آزمایشات متعددی روی آن انجام شود ، معمولا در آزمایشات نیکل براق حداکثر آزمایش هایی که بدون اصلاح pH می توان در سل 267 سی سی انجام داد 3 و در سل 534 سی سی 5 مرتبه می باشد . در سل 534 کنترل دما هم بهتر است و معمولا آزمایش را به مدت 5 دقیقه در دمای 25 تا 30 با جریان کاتدی 1 تا 3 آمپر انجام می دهند و در عمل در سل 534 سی سی داما در این شرایط چندان تغییر نمی کند . در سل 54 سی سی می وان برای آند هایی که زود پلاریزه می شوند از چند آند برای یک کاتد استفاده کرد بنابراین چگالی جریان آندی را کاهش می دهد تا به میزان حدی نرسد و پلاریزه نشود . آزمایشگرانی که از سل 1000 ml استفاده می کنند حتی نمیخواهند کوچکترین تغییری در دما بوجود بیاید . در این سل آند و کاتد با زاویه مشخصی نسبت به هم قرار می گیرند تا توزیع جریان مستقل از نوع الکترولیت باشد .
جنس هول سل : این سل باید از مواد نارسانا تهیه شود که مواد شیمیایی ریخته شده در آن نسبت به آن بی اثر باشند خصوصا چون از آن برای تعیین میزان ناخالصی های الکترولیت ها استفاده می شود باید نسبت به غیر قابل حل بودن در آن الکترولیت اطمینان داشت . پرس پکس ماده مناسبی است و برای کلیه حمام ه به غیر از حمام های کروم مناسب است و به دلیل شفافیت آن می توان داخل سل را در حین کار مشاهده کرد و از اتفاقاتی که برای کاتد در حین آزمایش رخ می دهد مطلع شد . پلی تن و P.V.C ، فولادهایی با آستر P.V.C نیز گاهی به کار می روند و شرکت هول سل از یک سل پلی پروپیلن اصلاح شده برای حما کروم استفاده کرده است . از آنجایی که حتی در محلول های گرم پایداری شکل و ابعاد سل بسیار مهم است مواد پلاستیکی را باید با دقت به هم وصل کرد و معمولا یک قطعه پلاستیکی یکپارچه بهتر است .
برخی دیگر از کاربرد های متفرقه هول سل : آزمایش قابلیت فلز اصلی به گرفتن پوشش . می توان اثر چگونگی سطح فلز اصلی و قابلیت جذب پوشش آن را مطالعه کرد .
توان پوشش : علاوه بر کنترل محلول از هول سل برای تعیین توان پوشش یعنی کمترین چگالی جریان که در آن پوشش ایجاد می شود ، می توان استفاده کرد . برای این منظور یک صفحه را به مدت معینی مثلا یک دقیقه با جریان کلی 0.2 آمپر در کاتد مورد آزمایش قرار می دهند . در این حالت چگالی جریان 12 تا 0.4 آمپر بر فوت مربع است و روی صفحه به خوبی دیده می شود و مقدار مینیمم چگالی جریانی که پوشش حاصل شده است تعیین می شود . این موضوع را دوباره با موتد افزودنی هم می توان بررسی کرد و دید که آیا این مواد توان پوشش را زیاد می کنند و یا کاهش می دهند. در بررسی فوق عامل مهم سطح فلز و نحوه آماده سازی آن است که روی میزان ولتاژ اضافی هیدروژن اثر می گذارد . در این آمایش باید روش استانداردی برای تهیه نمومنه به کار برد و زمان آبکاری نیز بر کلیه ی نمونه ها یکسان باشد .
صیقل کاری الکتریکی : با استفاده از هول سل می توان درباره جگالی جریان مربوط صیقل کاری الکتریکی هم تحقیق کرد . برای مثال راما چاندران درباره صیقل کاری الکتریکی سیم هایی با آب نقره مطالعه کرده است .
بررسی آستر های مخزن : ادواردز با استفاده از هول سل اثر آستر های پلاستیکی و لاستیکی را روی آبکاری نیکل بررسی کرده است . او با استفاده از سل 267 ml با آند نیکلی ه در یک کیسه ی تریلن قرار داشت و کاتد برنجی صیقل کاری شده آزمایش های خود را انجام داده است ، این کاتد ها قبلا در محلول 25 گرم بر لیتر سدیم سیانید تمییز شده بودند . کل جریان سل 2 آمپر و زمان آزمایش 15 دقیقه بود و روی رنگ و شرایط پوشش مطالعه شده است
آبکاری آلیاژی : با استفاده از هول سل می توان شرایط لازم برای آبکاری آلیاژ های مختلف را ببرسی و این آلیاژ ها را رسوب داد .
