วิธีการเคลือบทองคำขาวบนไทเทเนียม?

กระบวนการชุบทองคำขาวบนพื้นผิวไทเทเนียม

กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าของแพลตตินัมบนไทเทเนียมเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:
การปรับสภาพของสารตั้งต้นไทเทเนียม→ไฟฟ้า→การล้างน้ำ→การกระตุ้น→น้ำกลั่นล้าง→แปรงไฟฟ้าของแพลตตินัม→น้ำกลั่นล้าง→เป่าแห้ง

 

1. การปรับสภาพของสารตั้งต้นไทเทเนียม

 

ปัจจุบันมีโซลูชันการชุบทองคำขาวหลายประเภทที่สามารถใช้กับพื้นผิวหลายชนิด อย่างไรก็ตามการชุบทองคำขาวบนไทเทเนียมเป็นสิ่งที่ท้าทายเพราะไทเทเนียมมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นอย่างมาก ฟิล์มแบบพาสซีฟบนพื้นผิวป้องกันการยึดติดที่แข็งแกร่งระหว่างการเคลือบและสารตั้งต้นทำให้ยากที่จะบรรลุชั้นแพลตตินัมที่มีการยึดติดอย่างดี ดังนั้นการปรับสภาพจึงเป็นสิ่งจำเป็นในการลบฟิล์มแบบพาสซีฟและสร้างฟิล์ม Titanium Hydride (TIH₂) ที่ใช้งานอยู่ ชั้นไฮไดรด์นี้ก่อให้เกิดพันธะเสมือนโลหะที่มีทั้งสารตั้งต้นไทเทเนียมและการเคลือบทองคำขาวเพื่อให้มั่นใจว่าการยึดเกาะที่ดี

 

กระบวนการแกะสลัก

 

จุดประสงค์ของการแกะสลักคือการลบฟิล์มพาสซีฟบนพื้นผิวไทเทเนียม โดยทั่วไปจะทำโดยใช้ระบบกรดไนตริกไฮดริกไฮโดรฟลูออริกที่มีความเข้มข้นสูงที่อุณหภูมิห้องประมาณ 5-10 นาที

 

กระบวนการเปิดใช้งาน

 

จุดประสงค์ของการเปิดใช้งานคือการสร้างฟิล์มที่ใช้งานอยู่บนพื้นผิวไทเทเนียม หลังจากการเปิดใช้งานพื้นผิวไทเทเนียมจะสร้างชั้นไทเทเนียมไฮไดรด์ (TIH₂) ซึ่งปรากฏเป็นสีเทาดำ เนื่องจากแถบพลังงานที่ทับซ้อนกันระหว่างสารตั้งต้นไทเทเนียม, Tih₂และการเคลือบทองคำขาวพันธะเสมือน-โลหะจะเกิดขึ้นทำให้มั่นใจได้ว่าการยึดเกาะที่แข็งแกร่ง หลังจากการเปิดใช้งานแผ่นไทเทเนียมสามารถแช่อยู่ในสารละลายชุบสำหรับการสะสมของแพลตตินัม

 

2. กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้า

 

การชุบด้วยน้ำ

 

การชุบด้วยน้ำของแพลตตินัมเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด โซลูชันการชุบสามารถแบ่งออกเป็นประเภทที่เป็นกรดและอัลคาไลน์

โซลูชันการชุบแพลตตินัมอัลคาไลน์รวมถึง:

 

โซลูชันการชุบ P-salt (dinitrodiammine platinum เป็นเกลือหลัก)

โพแทสเซียม Hexahydroxyplatinate โซลูชันการชุบอัลคาไลน์อย่างรุนแรง

โซลูชันการชุบทองคำขาวที่เป็นกรดรวมถึง:

สารละลายชุบทองคำขาวที่ใช้กรดซัลฟามิก

สารละลาย DNS (dinitrosulfatoplatinate) สารละลายซัลเฟต

 

(1) สารละลายชุบกรดซัลฟามิก

 

สารละลายนี้สร้างชั้นแพลตตินัมที่มีความหนาและมีการตกผลึกอย่างดีเนื่องจากผลที่ซับซ้อนของกรดซัลฟามิกซึ่งช่วยเพิ่มโพลาไรเซชันของแคโทด

 

(2) สารละลายชุบ DNS (เป็นกรดอย่างมาก)

 

วิธีแก้ปัญหานี้ช่วยให้มีการสะสมของแพลตตินัมหนาที่อุณหภูมิต่ำกว่า เนื่องจากไม่มีการปล่อยก๊าซในระหว่างการชุบความเสี่ยงของรูเข็มหรือรูพรุนจะลดลง อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพในปัจจุบันอยู่ในระดับต่ำและการเตรียม dinitrosulfatoplatinate นั้นซับซ้อนกว่า P-salt

 

เกลือหลอมเหลว

 

การชุบทองคำขาวเกลือหลอมเหลวเริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 ในอ่างไซยาไนด์ที่หลอมเหลวฟิล์มพาสซีฟบนโลหะทนไฟสามารถละลายได้และเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ปราศจากออกซิเจนการเคลือบจะยึดติดอย่างรุนแรง เงินฝากที่เกิดขึ้นนั้นเหนียวและปราศจากความเครียด

การเตรียมอิเล็กโทรไลต์:

ส่วนผสมของ 53% NACN และ 47% KCN ถูกละลายล่วงหน้าในเบ้าหลอมเซรามิก

เมื่ออุณหภูมิสูงกว่าจุดหลอมเหลว 50 องศา (~ 550 องศา) จะมีการแทรกขั้วไฟฟ้าแพลตตินัมสองตัวและเริ่มต้นด้วยอิเล็กโทรไลซิส

เมื่อความเข้มข้นของไอออนแพลตตินัมถึง ~ 0. 3%การชุบสามารถเริ่มได้

เงื่อนไขการดำเนินงาน:

ความหนาแน่นกระแสของแคโทด: 30–300 a/m²

ประสิทธิภาพปัจจุบัน: 65–98%

จำเป็นต้องมีการป้องกันก๊าซอาร์กอนยกเว้นในระหว่างการละลาย

วิธีนี้ทำให้เกิดการเคลือบทองคำขาวที่หนาและปราศจากความเครียด แต่กระบวนการนี้มีความซับซ้อนอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมีราคาแพงทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่

 

การชุบแปรง

 

การชุบแปรงมีต้นกำเนิดในยุโรปในปี 1899 เป็นวิธีการชุบการซ่อมแซมนอกถัง ในขั้นต้นขั้วบวกที่ห่อด้วยผ้าฝ้ายถูกจุ่มลงในสารละลายชุบและถูพื้นที่ที่มีข้อบกพร่องเพื่อฝากชั้นซ่อมแซม การชุบแปรงล่วงหน้าช้ามีการยึดเกาะที่ไม่ดีและผลิตสารเคลือบบาง ๆ อย่างไรก็ตามหลังจากหลายทศวรรษของการพัฒนาด้วยปากกาการชุบพิเศษแหล่งจ่ายไฟแอมป์ชั่วโมงที่ควบคุมได้

ข้อดีของการชุบแปรง:

ความเข้มข้นของไอออนโลหะสูง→อัตราการสะสมอย่างรวดเร็ว (เร็วกว่าการชุบปกติ 5–15 เท่า)

ไฮโดรเจนต่ำ embrittlement, ความแข็งสูง, ความพรุนต่ำ, ความหนาควบคุมได้→มักจะไม่จำเป็นต้องโพสต์เครื่องจักร

อุปกรณ์ง่าย ๆ การใช้งานง่ายการบังคับใช้ในสถานที่→เหมาะสำหรับการซ่อมแซมชิ้นส่วนที่สวมใส่หรือขนาดใหญ่

เนื่องจากข้อได้เปรียบเหล่านี้การชุบแปรงส่วนใหญ่ใช้สำหรับการซ่อมแซมแอปพลิเคชันมากกว่าการชุบตกแต่ง