Mavzu bo'yicha sertifikatlash ishi: "metal qo'plamalarni kimyoviy usul bilan qo'llash" XXX yo'nalishi bo'yicha bakalavr darajasi uchun

Plastmassalarning sirtini tayyorlash. Plastmassalardan metallarni kimyoviy cho'ktirishdan oldin yog'sizlantirish, tuzlash va faollashtirish bosqichlari amalga oshiriladi. Faollashtirish operatsiyasi ayniqsa muhimdir, chunki uni amalga oshirish natijasida plastmassa yuzasida odatda palladiy yoki kumushdan diametri mikrometrning bir necha mingdan bir qismi bo'lgan mikroskopik yadrolar hosil bo'ladi, ular keyingi reaktsiya uchun katalizator bo'lib xizmat qiladi. metallarning kimyoviy qaytarilishi.
Keramika qismlarini sirt tayyorlash gidroksidi yog'sizlantirish va yaxshilab yuvish yo'li bilan amalga oshiriladi. Mikro-pürüzlülük yaratish uchun kimyoviy ishlov berilmaydi, chunki keramik qismlarning yuzasi har doim qo'pol bo'ladi.
Nikelning kimyoviy qaytarilishi avtokatalitik reaksiya hisoblanadi, chunki eritmadan kimyoviy qaytarilish natijasida hosil bo'lgan metall bir xil metallning keyingi qaytarilish reaktsiyasini katalizlaydi. Ammo metallni pasaytirishning dastlabki davri uchun qoplanadigan sirt faollashtirish deb ataladigan operatsiya natijasida hosil bo'lgan katalitik xususiyatlarga ega bo'lishi kerak . Bunday katalizatorlar palladiy, platina, oltin va kumushning kolloid zarralari yoki kam eriydigan birikmalaridir. Eng ko'p ishlatiladigan palladiy yuqori katalitik faollikka ega.
Kolloid holatda metall holida katalitik qatlam hosil bo'lishi ikki bosqichda amalga oshiriladi.
1) sensibilizatsiya - uning tuzi eritmasidan katalitik metallni (palladiyni) kamaytiradigan eritma plyonkasini qo'llash;
2) faollashuv - metall katalizatorning tuz eritmasiga botirish va uni dielektrik yuzasiga tutashgan eritma plyonkasida metall holatga keltirish.
Sensibilizatsiyaning eng samarali usuli ikki valentli qalay tuzlari eritmasida sirtni qayta ishlashdir. Kompozitsiyaning eng keng tarqalgan eritmasi 20 - 25 g / l kalay xloriddir. xlorid kislotasi (zichligi 1,2) 40-60 ml/l.
Xlorid kislotasi kaliy xloridning gidrolizlanishini oldini olish va xona haroratida foydalanish mumkin bo'lgan barqaror, shaffof eritmani olish uchun kerak. Ta'sir qilish muddati 0 5 dan 15 minutgacha o'zgarishi mumkin. Sensibilizatsiyadan so'ng qismlarni sovuq suvda yuvish kerak, bunda reaksiyaga ko'ra kalay xloridning gidrolizi sodir bo'ladi.



Sensibilizatsiya eritmasi quyidagicha tayyorlanadi va sozlanadi. Qalay xloridning hisoblangan miqdori distillangan suvda eritiladi, unga retsept bo'yicha xlorid kislotasi qo'shiladi. Eritma aralashtiriladi, cho'ktiriladi va keyin ishchi hammomga quyiladi. Eritmaning atmosfera kislorodi bilan oksidlanishi natijasida kislotali muhitda gidrolizga juda moyil bo'lgan to'rt valentli qalay ( Sn ⁴⁺ ) qisman hosil bo'ladi, buning natijasida eritma loyqa bo'ladi. Ushbu hodisaning oldini olish uchun eritma ichiga bir nechta metall qalay granulalarini tushirish tavsiya etiladi, bunda tetravalent qalay asl ikki valentli holatga tushadi:

Sensibilizatsiya eritmasining yaroqliligini sifatli baholash uchun bu eritmaning bir qismi taxminan teng hajmdagi yangi tayyorlangan faollashtiruvchi eritma bilan aralashtiriladi. Olingan aralash qizil yoki jigarrang-qizil rangga aylansa, eritma ish uchun javob beradi. Sensibilizatsiya eritmasi loyqa bo'lib qolsa yoki faollashtiruvchi eritma bilan salbiy reaktsiya yuzaga kelsa, yangi tayyorlangan eritma bilan almashtiriladi.

Faollashtirish jarayoni shundan iboratki, ikki valentli qalay bilan sezgirlangan dielektrik yuzasida katalitik metall (palladiy) ionlarining qaytarilish reaktsiyasi reaktsiyaga muvofiq sodir bo'ladi:
Kolloid shakldagi metall palladiy nozik bir qatlamda ishlov beriladigan qismning butun yuzasiga teng ravishda taqsimlanadi.
Hozirgi vaqtda ikki valentli qalay va palladiyning ikkala tuzini o'z ichiga olgan eritmalarda to'g'ridan-to'g'ri faollashtirish deb ataladigan usul qo'llanila boshlandi. To'g'ridan-to'g'ri faollashtirish uchun echimlar birlashtirilgan echimlar deb ham ataladi. To'g'ridan-to'g'ri faollashtirish uchun kombinatsiyalangan eritmadan foydalanish texnologik jihatdan yanada istiqbolli hisoblanadi, chunki u ikkita o'zaro bog'langan sensibilizatsiya va faollashtirish echimlarini ancha murakkab sozlash zaruratini yo'q qiladi va metallizatsiya liniyalarida vannalar sonini kamaytiradi.
Kombinatsiyalangan eritmada faollashtirish jarayonining mexanizmi ancha murakkab va quyidagi bosqichlar bilan ifodalanishi mumkin:
1) mikrobo'shliqlarni katalizator bilan to'ldirish va uning sirtga adsorbsiyasi.
2) suv bilan o'zaro ta'sir qilish natijasida kompleks tuzning gidrolizi palladiy xlorid zarralarini ushlab turadigan kam eruvchan Sn ( OH ) Cl hosil bo'lishi bilan sodir bo'ladi. Natijada, plastmassa yuzasida Sn ( OH ) CI va PdCl ₂ aralashmasidan jelega o'xshash zarralar hosil bo'ladi .
3) tarkibida 120 g/l ammoniy biftorid bo'lgan va kislotali muhitga ega bo'lgan "tezlashtiruvchi" eritmada ishlov berish. Kislotali muhitda Sn ( OH ) Cl eriydi, natijada erkin Sn ^{2+ ionlari hosil bo'ladi} , ular reaksiyaga ko'ra sirtda mavjud bo'lgan Pd ^{2+ ionlari bilan darhol reaksiyaga kirishadi} .
Shunday qilib, metall palladiyning kichik zarralari sirt qatlamida mavjud bo'lib, ular kaliy gidroksid birikmalarining katta zarralari bilan o'ralgan.
4) suvda yuvish, bu to'rt valentli qalay gidroksid zarralarini olib tashlashga yordam beradi va palladiy metallining adsorbsiyalangan zarralari sirtda kolloid shaklda qoladi.
To'g'ridan-to'g'ri faollashtirish jarayonlarida yuvish operatsiyalari juda muhimdir. Yuvish vaqtini ko'paytirish reaksiyaga kirishuvchi komponentlarni olib tashlashi mumkin va keyin muvaffaqiyatli faollashtirish bo'lmaydi.
To'g'ridan-to'g'ri metalllash mumkin bo'lmagan plastmassalarga yopishtiruvchi qatlamlar qo'llaniladi. To'ldiruvchisiz yopishtiruvchi qatlamlar sifatida termoset qatronlar (poliamid-epoksi, fenol-formaldegid, karbamid-formaldegid, alkid, poliamidlar, polietanlar va poliesterlar kabi) ishlatiladi. Ular fenolik plastmassalardan, sopolimerlardan, vinil asetatdan, tsellyuloza asetatdan, shisha va shisha matolardan tayyorlangan mahsulotlarni metalllashtirishda qo'llaniladi. Yopishqoq qatlamni quritgandan so'ng, plomba plyonkada chuqurliklar hosil qiluvchi tegishli erituvchiga surtiladi [41].
Dastlabki tayyorgarlikdan so'ng, metall bo'lmagan materiallardan tayyorlangan qismlar kimyoviy nikel qoplamasiga duchor bo'ladi. Bir qator zavodlarda kimyoviy nikel qoplamasi yuqori cho'kish tezligi, eritmaning barqarorligi va ba'zi plastmassalarga (masalan, epoksi materiallar) yaxshi yopishishi tufayli kimyoviy mis qoplamasi o'rnini bosadi. Faollashtirish natijasida metall nikelning zarralari keyinchalik nikel bilan qoplash jarayoni uchun katalizatorga aylanadi.
Dielektriklarni metalllashtirish uchun kislotali va ishqorli eritmalardan foydalanish mumkin [40]. Metall bo'lmagan materiallarni kimyoviy nikel bilan qoplash uchun eng mashhurlari quyidagi eritmalardir (g / l):
1) Nikel sulfat (kristalgidrat) o'ttiz
natriy gipofosfit o'n
natriy asetat o'n
pH 4-6
Harorat, ° C 90
Nikel qoplama tezligi, mkm/soat 4—25
2) nikel xlorid (kristalgidrat) o'ttiz
natriy gipofosfit o'n
natriy sitrat 100
Ammoniy xlorid kerakli pH qiymatiga 8-9
Harorat, ° C 90
Nikel qoplama tezligi, mkm/soat 6
Xona haroratida nikel qoplamasi uchun ammiak eritmalari (mol/l) ishlatilishi mumkin:
Nikel sulfat (kristalgidrat) 0.1
natriy gipofosfit 0,2 _
Ammoniy xlorid 9
pH 9 ga qadar ammiak
Past haroratlarda nikel qoplamasi uchun sitrat eritmalari (mol/l) taklif etiladi:
Nikel xlorid (kristalgidrat) 0,5
natriy gipofosfit o'n
ammoniy sitrat 0.4
pH 10 gacha natriy gidroksidi.

2.3 Kimyoviy kobaltlanish

2.3.1 Co-P qoplamalarining tuzilishi va xususiyatlari haqida qisqacha ma'lumot

Zamonaviy texnologiyalarning turli xil qurilmalar va mexanizmlar materiallariga bo'lgan talablarining oshishi munosabati bilan qoplamalarning xususiyatlariga, xususan, magnit xususiyatlariga nisbatan yangi talablar paydo bo'ldi. Ushbu talablarni kobalt o'z ichiga olgan eritmalardan kimyoviy qoplamalarni qo'llash orqali ma'lum darajada qondirish mumkin. Ovoz yozish va kompyuterni saqlash qurilmalari uchun metall va katalitik faol bo'lmagan materiallarga Co- Me ni cho'ktirish natijasida olingan nozik magnit plyonkalar alohida ahamiyatga ega [16, 42].
Ham kislotali, ham ishqoriy muhitda sodir bo'ladigan kimyoviy nikel qoplama jarayonidan farqli o'laroq, kobaltni kamaytirish uchun faqat ishqoriy muhit qulaydir. Kobalt tuzi va gipofosfitga qo'shimcha ravishda, kobalt gidroksidning cho'kishining oldini olish uchun eritmaga kompleks hosil qiluvchi vosita, shuningdek, doimiy pH qiymatini saqlab turish uchun bufer birikmasi kiritiladi.
Kobaltning etarli darajada kamayishi, nikelning kamayishi kabi, yuqori haroratlarda (90-95 ° C) davom etadi. Kobalt qoplamalaridagi fosfor qo'shimchalari qoplamalarning tuzilishi va xususiyatlariga va ularning magnit xususiyatlariga muhim ta'sir ko'rsatadi. Co-P qoplamasining xususiyatlari uni tayyorlash jarayonining fizik-kimyoviy parametrlariga, masalan, pH qiymatiga bog'liq. eritma tarkibi, harorat va boshqalar.
Zamonaviy tushunchalarga ko'ra, kimyoviy kobaltlanishning umumiy jarayoni uchta reaktsiyani o'z ichiga oladi:


(9)
(o'n)

Kobaltning kamayishi bilan bir vaqtda, gipofosfitning elementar fosforga qaytarilishi reaktsiyasi doimo sodir bo'ladi (bu jarayonning mexanizmi kimyoviy nikel bilan qoplash jarayonida batafsil tahlil qilingan).

Co-P qoplamalarini cho'ktirish uchun optimal sharoitlarni yaratish uchun jarayon tezligining pH haroratiga, komponentlar konsentratsiyasiga va boshqalarga bog'liqligini bilish kerak. Tadqiqotchilarning fikriga ko'ra [38, 42], Q tezligining oshishi . yotqizish kimyoviy nikel qoplama jarayonidagi bog'liqlikka o'xshash haroratning oshishiga eksponensial bog'liqlikda bo'ladi (8-rasm).

G uruch. 8-rasm. Co-P qoplamalarining cho'kish tezligining eritma haroratiga bog'liqligi, pH 8.02.

Kobaltning gipofosfit bilan qaytarilish reaktsiyasini o'rganish shuni ko'rsatdiki, ishqoriy eritmalarda pH ning o'zgarishi ham jarayon tezligiga, ham hosil bo'lgan qoplamalarning xususiyatlariga ta'sir qiladi. Shunday qilib, eritmaning pH qiymatining 8 dan 10 gacha oshishi nafaqat kobaltni pasaytirish tezligini 05 dan 7,0 mkm / soatgacha oshirishga, balki qoplamaning ko'rinishini yaxshilashga ham olib keldi.

PH > 10,5 ning yanada oshishi bilan kobaltning pasayish tezligi pasayadi va pH 12 da jarayon to'xtaydi. PH ning oshishi qoplamadagi fosforning pasayishiga olib keladi. Maksimal qoplama tezligiga mos keladigan eritmaning optimal pH qiymatiga bufer birikmasining kontsentratsiyasi va tabiati ta'sir qiladi.