TEHNOLOGIJA POVRŠINSKE ZAŠTITE

Akademska godina 2010./11.

Literatura� M. Gojić, Površinska obradba materijala, Metalurški fakultet Sveučilišta

u Zagrebu, Sisak 2010.� I. Esih, Z. Dugi, Tehnologija zaštite od korozije, Školska knjiga,

Zagreb,1990.� I. Esih, Osnove površinske zaštite, Sveucilište u Zagrebu, Zagreb, 2003.� E. Stupnišek-Lisac, Korozija i zaštita konstrukcijskih materijala, Fakultet

kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb 2007.

� S. Martinez, Elektrokemijska korozija materijala, predavanja, http://www.corrosion-project.info/predavanja.

� D.A. Jones, Principles and Prevention of Corrosion, 2nd Ed., Prentice Hall, Upper Sadle River, 1996.

� P.S. Litzinger, Protective Coatings, in Process Industries Corrosion 1986.

� S. Martinez, I. Štern, Korozija i zaštita – eksperimentalne metode, HINUS Zagreb, 1999.

UVOD

� Konstrukcijski materijali u obliku bilo kakvih tvorevina podložni su nenamjernim štetnim promjenama, tj. pojavama i procesima koji smanjuju njihovu uporabnu vrijednost. Te promjene zahvaćaju konstrukcijske materijale od trenutka njihova dobivanja pa sve do otpreme na otpad ili na recikliranje, tj. u obliku poluproizvoda, proizvoda ili dijela tehničkog sustava tijekom prerade, obrade, skladištenja, prijevoza, montaže, primjene, zastoja i popravka.

� Takve promjene nastoje se usporiti ili spriječiti mjerama i postupcima posebne tehnološke discipline, zaštite materijala, koja se obično naziva površinskom zaštitom.

� Mnoge od tih pojava i procesa zbivaju se pri dodiru konstrukcijskog materijala s nekim fluidnim medijem (sredinom, okolinom), tj. s plinom ili kapljevinom. Najrašireniji je štetni proces ove vrste korozija koja kemijskim meñudjelovanjem materijala i medija razara materijal pretvarajući ga u drugu tvar, pri čemu se najčešće nepoželjno mijenja i sastav medija.

� Korozija je nenamjerno razaranje konstrukcijskih materijala uzrokovano fizikalnim, fizikalno-kemijskim, i biološkim agensima.

� Dolazi od latinske riječi corrodere, što znači nagristi.

� Tehnički pojam korozije odnosi se na metalne i nemetalne materijale, ali se u užem smislu često primjenjuje samo na metale. Za razaranju nemetalnih materijala još se koriste izrazi degradacijaili razgradnja nemetala.

� Korozija je danas jedan od važnih čimbenika svjetske krize materijala i energije i uzrok je znatnih gubitaka u gospodarstvusvake zemlje.

opća korozija galvanska korozija korozija u procjepu

rupičasta korozija potpovršinska korozijaa) bubrenje; b) listanje

selektivna korozija

INTENZIVNOST KOROZIJE (i druge karakteristike korozije) odreñuju:

unutrašnji čimbenici korozije vanjski čimbenici korozije

• sastav

• struktura

• tekstura

• oblik konstrukcije

• fizikalna svojstva

• mehanička svojstva

• defekti u materijalu

• napetosti u materijalu

• stanje njegove površine

• vrsta okoline

• koncentracija sastojaka

• pritisak

• temperatura

• brzina strujanja medija

• radijacija

• električni naboj

• biološka aktivnost

Metode zaštite od korozije

� Prevlake (metalne i nemetalne)� Elektrokemijske metode zaštite (metal se održava ili

u pasivnom stanju ili u stanju imuniteta, npr. katodna zaštita)

� Zaštita od korozije promjenom okolnosti, (npr. primjena inhibitora korozije, promjena pH vrijednosti medija i sl.)

� Oblikovanje i konstrukcijske mjere� Odabir konstrukcijskih materijala (s gledišta

korozijske postojanosti).

Troškovi korozije prema metodama zaštite

Zaštitni premazi 108.6 milijardi $ Korozijski otporne legure 7.7 milijardi $ Plastika i polimeri 1.8 milijardi $ Korozijski inhibitori 1.1 milijardi $ Katodna i anodna zaštita 1.0 milijardi $ Troškovi usluga 1.2 milijardi $ UKUPNO: 121.4 milijardi $

Zaštita premazima Primjena korozijski postojanijih materijala

Konstrukcijsko - tehnološke mjere Elektrokemijske metode zaštite(”žrtvovane anode”)

DEFINICIJA POVRŠINSKE ZAŠTITE

Kako se korozijske reakcije počinju odvijati na površini metala, tj. na dodiru metal/korozijski medij, tako i sama zaštita treba započeti na istom mjestu.

Ideja o zaštiti materijala djelovanjem na njegovu površinu je vrlo stara, pa su tako npr. pri grañenju Solomonovog dvorca 950. god. p.n.e. u cilju zaštite od korozije, metalni elementi prekrivani slojem bitumena. Površinu metala možemo zaštititi primjenom prevlaka, premaza i uporabom odgovarajućihinhibitora korozije.

Metode zaštite, temelje se na sprječavanju dodira izmeñu konstrukcijskog materijala i okoline stvaranjem djelotvornog meñusloja (prevlačenje, premazivanje, plastificiranje i sl.), čija debljina i sastav ovise o eksploatacijskim uvjetima i/ili djelovanju na unutrašnje (npr. legiranjem, toplinskom obradom) i vanjske (npr. sniženje temperature, smanjenje brzine strujanja fluida) čimbenike korozije.

Metode površinske zaštite

Prevlake Premazi Inhibitori korozije

„Lakovi i boje (prekrivna sredstva – premazi) su tvari tekuće, pastozne, ili praškaste konzistencije koje, nanesene u tankom sloju na podlogu, stvaraju čvrstu prevlaku. Takva prevlaka mijenja svojstva površine na koju se nanosi, npr. boju, sjaj, otpornost na habanje i koroziju“.

Prevlačenjem i premazivanjem se zapravo mijenjaju unutrašnji i vanjski faktori koji utječu na koroziju, jer se s gledišta osnovnog materijala mijenja okolina tj. vanjski faktori, a s gledišta agresivne okoline karakter površine materijala tj. unutrašnji faktori.

Prema jednoj klasifikaciji prevlake za zaštitu metala od korozije se dijele na:

� metalne prevlake

� konverzijske prevlake (nemetalne prevlake formirane na površini metala pri odvijanju kemijskih i elektrokemijskih reakcija)

� nemetalne prevlake (organske i anorganske).

Sve metalne prevlake u odnosu na metal koji se zaštićuje od korozije dijele se na :

metalne prevlake

katodne anodne

Prevlake metala čiji je elektrodni potencijal u promatranim uvjetima pozitivniji od elektrodnog potencijala metala koji se zaštićuje (zlato, srebro, nikal, krom i olovo na ugljičnom i niskolegiranom čeliku).

Prevlake metala čiji je elektrodni potencijal u promatranim uvjetima negativniji od elektrodnog potencijala metala koji se zaštićuje (cink, kadmij na ugljičnom i niskolegiranom čeliku).

U uvjetima korištenja, neporozne katodne prevlake zaštićuju osnovni metal od korozije pomoću njegovog mehaničkog odvajanja od neposrednog dodira s vanjskom agresivnom sredinom.

Na mjestima pora, brazdi i pukotina u poroznoj nekompaktnoj katodnoj metalnoj prevlaci anodni proces na osnovnom metalu brže se odvija nego bez katodne prevlake. Objašnjenje bržeg otapanja osnovnog metala u ovom slučaju je što, po nanošenju porozne katodne metalne prevlake, nepokrivena površina osnovnog metala u porama prevlake djeluje kao anoda, tj. javlja se kombinacija mala anoda-velika katoda.

Nanošenjem neporozne katodne metalne prevlake ostvaruje se djelotvornija zaštita osnovnog metala od korozije.

Porozne katodne metalne prevlake mogu u odreñenim uvjetima elektrokemijski štititi metal.

Elektrokemijska zaštita je moguća ako osnovni metal u prisutnosti katodne metalne prevlake može prijeći iz aktivnog stanja u pasivno.

Mehanizam zaštite metala od korozije pomoću anodnih metalnih prevlaka je istovjetan s mehanizmom djelovanja anodnih protektora. Karakteristične anodne prevlake metala u atmosferskim uvjetima su prevlake cinka na čeliku i prevlake sjajnog nikla nanesene na prevlaku mat nikla na čeliku.

Grupi prevlaka na bazi kemijskih spojeva za zaštitu metala od elektrokemijske korozije pripadaju: oksidne, kromatne, fosfatne, sulfidne, oksalatne i njima slične prevlake.

Zaštitno djelovanje prevlaka na temelju kemijskih spojeva (konverzijske prevlake) objašnjava se smanjenjem aktivne površine metala ili povećanjem površine katodnih dijelova na metalu. Nastaju na površini metala kao produkt kemijskih ili elektrokemijskih reakcija. Najčešće su to fosfatne i oksidne prevlake.

Pri formiranju konverzijskih prevlaka oksidnogkaraktera metal se prevodi iz aktivnog u pasivno stanje, čime se objašnjava veća elektrokemijska otpornost metala s prevlakama ovog karaktera.

Od nemetalnih prevlaka za zaštitu metala od korozije najviše se koriste organske prevlake na bazi polimera – premazi.

Difuzija vode i kisika kroz premaze na površini metala ne može se spriječiti, pa se u takvim slučajevima zaštita metala ne može ostvariti usporavanjem katodne reakcije.

Anodna reakcija u korozijskom procesu, koja se sastoji od prijelaza iona metala iz njegove rešetke u otopinu i odvajanja elektrona, može se usporiti na dva načina:

� nanošenjem premaza koji čini elektrodni potencijal metala dovoljno negativnim (katodna zaštita),

� pomoću filmova koji su nepropusni za ione metala, pri čemu se sprječava ili usporava prijelaz iona u otopinu (pasivacija).

Nemetalne prevlake mogu još biti metalni oksidi i keramike.

Zaštita površine metalnih konstrukcijskih materijala primjenom prevlaka, konverzijskih prevlaka i premaza čini jedan od najčešćih i najekonomičnijih vidova zaštite od korozije.

Pri izboru vrste i načina nanošenja prevlake potrebno je prvenstveno krenuti od:

� Svojstava zaštitnih metalnih i konverzijskih prevlaka

� Vrste i sastava korozijske sredine

� Prirode osnovnog metala

� Oblika i veličine predmeta za prevlačenje

� Mehaničkog naprezanja prevlaka

� Trajanja zaštite pomoću prevlaka.

Ove parametre je potrebno poznavati da bi se izvršila ekonomska procjena te opravdanost izbora odreñene prevlake.

Svojstva korozijske sredine su vrlo važna pri izboru zaštitnih prevlaka a u ova svojstva spadaju:

� kemijski sastav

� temperatura

� pritisak

� promjena tih svojstava za vrijeme korištenja prevlaka.

Potrebno je takoñer znati koji od čimbenika korozijske sredine najviše utječe na sam tok korozijskih procesa. Tako osnovni utjecaj na razvoj atmosferske korozije imaju vrsta i stupanj zagañenosti atmosfere.

Pri izboru prevlaka potrebno je prvo isključiti sve materijale koji se u jednoj odreñenoj sredini ne mogu upotrijebiti. Po pravilu je izbor prevlake odreñen kemijskom otpornošću prevlake u korozijskoj sredini.

Gotovo za svaku korozijsku sredinu nalazimo neki metal koji je u njoj kemijski relativno otporan, pa se kao takav može upotrijebiti u svojstvu prevlake.

Izbor metalnih i konverzijskih prevlaka u nekoj korozijskoj sredini odreñen je kemijskim ponašanjem prevlaka i svojstvima korozijske sredine.

Osobine metalnih i konverzijskih prevlaka (fizikalna i elektrokemijska svojstva, kemijska otpornost prema raznim spojevima, postojanost u atmosferskim uvjetima i ponašanje na visokim temperaturama) su osnova pri izboru metalnih i konverzijskih prevlaka za zaštitu metala od korozije.

Osnovni metal, koji se u cilju zaštite prevlači drugim metalom, utječe na izbor vrste metala za prevlaku kao i na način nanošenja te prevlake.

Konverzijske prevlake na metalima mogu se stvarati samo u slučajevima reakcije samog metala i otopine za nanošenje tih prevlaka.

Tako se npr. fosfatne prevlake stvaraju u pravilu na čeliku, cinku, magneziju, aluminiju i njihovim slitinama. Bakar i njegove slitine se ne fosfatiraju.

Oblik i veličina predmeta koji se zaštićuje, ne utječu na izbor prevlake, ali način nanošenja prevlake ovisi o obliku i veličini predmeta.

Često su prevlake izložene većim unutrašnjim naprezanjima.

Na predmetima koji se izlažu djelovanju promjenljivih sila, prevlake moraju biti elastične. Za nanošenje takvih prevlaka primjenjuju se sastavi otopina i uvjeti koji izazivaju najmanja unutrašnja naprezanja u prevlakama. Unutrašnja naprezanja u prevlakama mogu se ukloniti i termičkom obradom.

Vrijednost prevlake se ocjenjuje i na temelju mogućnosti da se oštećena mjesta prevlake mogu popraviti. Djelotvornom zaštitom metala pomoću prevlaka predviñeni su i načini popravaka manjih oštećenja i odgovarajući postupci za sprječavanje korozije koja nastaje na mjestima oštećenja.

Vrijeme trajanja zaštite metala od korozije pomoću prevlaka nanesenih na različite načine je različito.

Način zaštite površine metala se odabire i prema potrebnom vremenu trajanja zaštite. U izvjesnim slučajevima prevlaka treba štititi predmet samo za vrijeme skladištenja ili za vrijeme transporta; u većini slučajeva prevlaka treba štititi predmet za čitavo vrijeme njegove upotrebe.

Same prevlake ne moraju biti takve da omogućuju neograničenu zaštitu, pošto je takva zaštita površine predmeta skuplja i od samog predmeta. Površinska obrada metala mora biti ekonomična.

Razmotrivši sve ove čimbenike zaštite, možemo zaista odabrati koju prevlaku možemo koristiti na kojem osnovnom materijalu, u kakvim eksploatacijskim uvjetima te uz kakvu cijenu koštanja.

PRIPREMA POVRŠINE ZA PREVLAČENJE

Svrha pripreme:� čišćenje površine (uklanjanje masnih tvari, produkata korozije i

drugih različitih onečišćenja),� postizanje željene kvalitete površine (optimalne hrapavosti odnosno

glatkoće površine).

Priprema površine metala

mehanička termička kemijska elektrokemijska

Priprema površine metala se sastoji od uklanjanja:

� onečišćenja,

� masnoće,

� okujine,

� produkata korozije,

� starih premaznih sredstava,

� soli,

� te neutralizacije i uklanjanja kiselina i lužina i svega ostalog što bi kasnije sprječavalo dobro vezivanje premaza za metal i omogućavalo koroziju ispod premaza.

Za djelotvornu zaštitu premazima nije dovoljna primjena kvalitetnih premaznih sredstava, nego i besprijekorna priprema površine koja se štiti.

U mnogim slučajevima bolja zaštita se može ostvariti nanošenjem manje kvalitetnih premaza na dobro pripremljenu površinu, nego najkvalitetnijim premazima na površinu koja nije pripremljena na najbolji način.

Mehanička priprema

Brušenje (grubo i fino) - abrazivnim zrncima. Ručno ili strojno brušenje. Najčešće se koriste rotacijski alati i to obično kolutovi koji se montiraju na produljenu osovinu elektromotora. Poliranje – finija zrnca, s većim polumjerom zakrivljenosti na bridovima (manje oštri bridovi). Poliranjem raste glatkoća, zbog skidanja čestica i utiskivanja mikroizbočina (paste i prah za poliranje).Četkanje - četkama od žica ili vlakana, ručna ili strojna obrada.Obrada u rotacijskim ureñajima (bubnjevima) -rotacijom dolazi do brušenja i poliranja predmeta.Čišćenje površine mlazom abraziva - najefikasnija metoda. Koriste se dvije glavne skupine abraziva: mineralni abrazivi (kvarcni pijesak) i metalni abrazivi(sačma). Metoda čišćenja mlazom mokrog abraziva -kombinacija suhog abraziva i vode.

Tablica 1. Tvrdoća i uporaba nekih abrazivnih materijala kod postupaka brušenja i poliranja

ABRAZIV TVRDOĆA PO MOHSOVOJ SKALI

UPORABA

elektrokorund

(Al2O3)

9.5 - 9.7 za brušenje lijevanog željeza, bakra, mesinga, bronce,

aluminija

Cr2O3 9 za poliranje čelika, kromnihprevlaka i plemenitih čelika

prirodni korund 8 - 9 za poliranje metala na visoki sjaj i izradu traka i papira za

poliranje

Fe2O3 5.5 – 6.0 Za poliranje predmeta od zlata i srebra, čest sastojak pasti za poliranje čelika i mesinga na

visoki sjaj

Čišćenje abrazivom ostvaruje se pomoću specijalnih aparata najrazličitijih konstrukcija, ali sa istim principom rada; mlaz abraziva s komprimiranim zrakom prolazi kroz mlaznicu, udara u površinu i čisti je. Razmak od mlaznice do površine koja se čisti, kut usmjeravanja mlaza na površinu, vrsta abraziva, veličina čestica abraziva i vrijeme čišćenja ovise o vrsti i veličini objekta ili predmeta koji se čisti i od stanja njegove površine.

Osim cijene koštanja i fizikalnih svojstava abraziva, pri njihovu izboru za svaki pojedini slučaj primjene treba voditi računa o veličini zrna sačme i njihovom upotrebnom vijeku koji pokazuje koliko puta se jedan isti abraziv može djelotvorno upotrijebiti. Uglavnom se koriste dvije glavne skupine abraziva: metalni i mineralni.

Prednost metalnih abraziva je relativno dug upotrebni period, dobra kvaliteta čišćenja i mala zaprašenost zraka. Ali zbog visoke cijene koštanja, a i da bi se višestruko koristili, metalni se abrazivi primjenjuju isključivo u zatvorenim komorama koje su opremljene ventilacijskim sustavom.

Kada se željezni i čelični abrazivi ovlaže, vrlo brzo dolazi do njihova intenzivnog korodiranja, oni se zgrudvaju i postaju neupotrebljivi. Dodatak SiC sprječava ovu pojavu. Vrsta, oblik i veličina abraziva opisani su meñunarodnim normama ISO 11124 – ISO 11127.

Kvarcni pijesak se koristi na otvorenom prostoru za čišćenje konstrukcija većih dimenzija. Prašina koja se razvija pri procesu pjeskarenja ometa druge radove u blizini i ugrožava zdravlje ljudi. Zbog toga je pogodniji modificirani postupak pjeskarenja - hidropjeskarenje (koristi se smjesa kvarcnog pijeska i vode što onemogućava nastajanje i širenje prašine).

Čišćenje korodiranih površina broda hidropjeskarenjem

Da bi se spriječila korozija mokre ispjeskarene površine čelika, u vodu se dodaje inhibitor korozije (NaNO2, Na3PO4, K2CrO4)pod čijim se utjecajem površina čelika pasivira.

Pjeskarenjem se mogu obrañivati čelici (ugljični, niskolegirani, nehrñajući itd.), lijevana željeza, obojeni metali i njihove slitine, tvrdi metali itd.

Postupak ima i nekoliko ograničenja meñu kojima su najvažniji veličina i oblik obrañivanih predmeta, površinska tvrdoća, površinski uvjeti itd.

Čišćenje površine "ledenim projektilima"

� Jedan od novijih načina čišćenja površine koristi zrak pod tlakom, zaleñenu vodu i natrijev hidrogenkarbonat.

� Čestice suhog leda udaraju o površinu metala i pri sudaru se raspršuju uz oslobañanje CO2 a korozijski produkti i nečistoće se skupljaju u vodi koja se zbrinjava.

� Ledeni projektili imaju trostruko djelovanje na površinu: - mehanički udar uzrokuje odvajanje čestica s površine- toplinski šok dovodi do smrzavanja površinskih onečišćenja i slabljenja površinskih veza.- sublimacija CO2 pomaže odnošenju površinskih onečišćenja.

"Sponge Jet System"

� Jedan od novih načina obrade površine.� Metalni abraziv je obložen vodotopljivom poliuretanskom

spužvom koja je za njega kemijski vezana.� Boja, korozijski produkti i nečistoće uklonjene s površine

silinom udara čestica, obuhvaćeni su i drže se u spužvi.� Prednost ove tehnike je u smanjenju prašine (do 94%) i

u mogućnosti ponovne upotrebe oko 85-90% čestica.� Spužvom obložene abrazivne čestice mogu se reciklirati

5-15 puta, pa je količina otpada znatno smanjena.

Termička priprema

� Temelji se na razlici koeficijenata širenja metala i hrñe, dehidrataciji hrñe i karbonizaciji onečišćenja.

� Sastoji se od uklanjanja produkata korozije plamenom.� Primjenjuje se acetilenski plamen visoke temperature ili

smjesa propana i butana u kisiku.� Slojevi onečišćenja pucaju i ljušte se, a potpuno se

skidaju naknadnim ispuhivanjem, četkanjem i struganjem.

Kemijska priprema obuhvaća:

� odmašćivanje,

� nagrizanje,

� čišćenje i poliranje kemikalijama,

� fosfatiranje,

� elektrodekapiranje.

Odmašćivanje

Odmašćivanjem se s površine metala uklanjaju čvrste i tekuće masne tvari mineralnog ili biološkog porijekla te s njima srodna onečišćenja.

ODMAŠĆIVANJE

organskim otapalima

lužnatim otopinama

parno ultrazvučno elektrolitički

Tablica 2. Neka svojstva važnijih organskih otapala masnih tvari

Naziv Sastav ili formula

Vrelište t / ºC

Gusto ća Napomena

aceton (CH) 3CO 56 0.79 lako zapaljiv, miješa se s vodom

etanol C 2H5OH 79 0.79 lako zapaljiv, miješa se s vodom

izopropanol C 3H7OH 82.4 0.79 zapaljiv

benzin za čišćenje smjesa ugljikovodika

80 do 130 0.68 lako zapaljiv

petrolej smjesa ugljikovodika

150 do 250 0.80 do 0.82

zapaljiv, sporo isparava

plinsko ulje smjesa ugljikovodika

200 do 350 0.83 do 0.90

zapaljiv

trikloretilen CHCl=CCl 2 87 1.47 nezapaljiv, slab narkotik

tetrakloretilen CCl 2=CCl2 121 1.59 nezapaljiv, slab narkotik, ekološki štetan

trifluortrikloretan CClF2×CCl2F 48 1.57 nezapaljiv, neotrovan, ekološki štetan – razara

ozonski omota č

Odmašćivanje lužnatim otopinama

Lužnate otopine za odmašćivanje pripremaju se iz hidroksida, karbonata, silikata, borata i fosfata natrija i kalija.Odmašćivanje se vrši uranjanjem predmeta u spremnike s lužnatim otopinama, uz miješanje pri temperaturama izmeñu 50 i 100 ºC, u vremenskom periodu od 3 do 10 minuta.Postupkom odmašćivanja na površini lužnatih otopina stvara se masna pjena zbog nestabilnosti nastale disperzije i niske gustoće masnih tvari. Pjena se uklanja otpuhivanjem zrakom, lopaticama ili prelijevanjem otopine s površine u posebni spremnik.

Parno i ultrazvu čno odmaš ćivanje

Parno odmašćivanje - izlaganje hladnih predmeta pari otapala koje vrije u donjem dijelu ureñaja. Para se na površini predmeta kondenzira, a kondenzat otapa masne tvari i otkapljuje u vrelo otapalo.

Ultrazvučno odmašćivanje – ultrazvuk proizvode vibratori uronjeni u otapalo. Valovi ultrazvuka, prolaskom kroz otapalo, uzrokuju izmjeničnu ekspanziju uz tvorbu šupljina (kavitacije) i kompresiju uz nestanak stvorenih šupljina (implozije). Udarno djelovanje implozija odvaja masne tvari od površine predmeta, pa otapalo lako odmašćuje i predmete složenih profila.

Elektrolitičko odmašćivanje

ELEKTROLITIČKO ODMAŠĆIVANJE

KATODNO ANODNO KOMBINIRANO

Pri elektrolitičkom odmašćivanju dolazi do elektrolize vode, tj. do izlučivanja vodika na katodi i kisika na anodi prema jednadžbama:

222

22

-2

-2

22 :

424 :

4OH2H4eO4H :

OHOHprocesukupni

eOHOOHreakcijaanodna

reakcijakatodna

+→++→

+→+−−

Vodik i kisik razvijaju se u obliku mjehurića koji, izlazeći iz kupelji, snažno miješaju elektrolit neposredno uz površinu predmeta, pospješujući time emulgiranje i suspendiranje masnih tvari. Oba plina oslobañaju se u atomskom stanju u kojem su vrlo reaktivni pa razaraju masne tvari redukcijom, odnosno oksidacijom, što ubrzava čišćenje.

Nadgrizanje (dekapiranje)

Kiselinsko dekapiranje – (3 do 20%-na sumporna kiselina ili klorovodična kiselina). Primjenjuje se za odstranjivanje produkata korozije s čelika i lijevanog željeza. Oksidi i hidroksidi željeza otapaju se uz nastajanje soli i vode. Sumporna kiselina koristi se na temperaturama 40 – 80 ºC jer pri sobnoj temperaturi djeluje presporo, dok se klorovodičnakiselina upotrebljava pri T = 20-35 ºC zbog razvijanja otrovnih para.

( )OHFeClHClOFe

OHSOFeSOHOHFeO

2343

234242

428

43)(2

+→++→+

Čim kiselina doñe u dodir sa željezom, prodiranjem kroz porozni sloj korozijskih produkata ili lokalnim otapanjem tog sloja, počinju neželjene reakcije:

22

2442

2 HFeClHClFe

HFeSOSOHFe

+→++→+

Da bi se usporile ove reakcije, kiselinama se dodaju inhibitori korozije. Većinom se koriste organski inhibitori (npr. dekstrin, želatina, škrob, tiokarbamid i sl.) a ponekad i anorganski inhibitori (As2O3 za H2SO4, SbCl3 i SnCl2 za HCl).

Lužnato dekapiranje – (vruće 10 do 20%-ne otopine natrijeve lužine uz dodatak oksidansa, reducensa ili liganada koji daju topljive komplekse). Najčešće se lužnato dekapiraju Al i njegove slitine u 10% otopini NaOH pri 20 – 60 ºC.

Dekapiranje talinama – (NaOH i do 4% reducensa ili oksidansa, T = 350 do 450 ºC). Služi za skidanje debljih oksidnih slojeva s visokolegiranih željeznih metala. Produkti dekapiranja tonu na dno taline ili se otapaju u njoj.

Fosfatiranje je jedan od najboljih načina pripreme površine metala za nanošenje premaza. Na površinu metala se djeluje kiselom otopinom fosfata, uslijed čega se na njoj stvara film fosfata netopiv u vodi. Takav film dobro štiti metal i predstavlja odličnu podlogu za premaze budući da povećava njihovu prionjivost za podlogu.

Fosfatiranje se ne primjenjuje za upotrebe u kiseloj sredini jer u tom slučaju fosfati prelaze u lako topive soli.

Elektrodekapiranje

Elektroliti čkim nagrizanjem nastoji se ubrzati uklanjanje korozijskih produkata s metala primjenom istosmjerne struje iz izvora niskog napona (4 do 10 V). Elektrolitičko nagrizanje izvodi se u reaktoru s kiselom kupelji u kojem je izradak katoda (katodno nagrizanje) ili anoda (anodno nagrizanje).

Pri katodnom nagrizanju kupelj je otopina s 10% sumpornom kiselinom i nešto kositrovog(II) sulfata. Izvodi se na temperaturi od 60 - 70 ºC , uz gustoću struje 0.08 – 0.1 A cm-2, obično s anodama od olova. Za vrijeme trajanja postupka kositar se izlučuje i

zaštićuje očišćena mjesta od vodikove krtosti.

Simbolični prikaz katodnog nagrizanja u klorovodičnoj kiselini.

Pri anodnom nagrizanju za elektrolit se takoñer koristi sumporna kiselina ili smjesa sumporne i fosforne kiseline. Gubitak materijala predmeta je veći, ali se na njima ne može razviti krtost površine. Takoñer je raspodjela elektrolita u udubinama bolja, pa je postupak primjenjiv i u nagrizanju jako profiliranih dijelova. Najčešće se elektrodekapira kombiniranim postupkom, tj. cikličkim promjenama smjera automatskim preklopnikom, čime se izbjegavaju nedostaci pojedinačnog anodnog ili katodnog postupka. poslije dovoljnog broja ciklusa katodne i anodne obrade (npr. 20 s katodno i 12 s anodno) postupak završava anodno kako bi se izbjegla vodikova krtost.Protuelektrode su od stablinog materijala npr. grafita, olova, nehrñajućeg čelika. Gustoća struje se kreće od 3-30 A dm-2.

Ureñaj za elektrokemijsko nagrizanje.

Izgled topa s potonulog Napoleonovog broda nakon skidanja sloja korozijskih produkata elektrokemijskim nagrizanjem.

Za smanjivanje hrapavosti metala služi i elektrokemijsko ili elektrolitičko poliranje (elektropoliranje) kojim se može postići visoki sjaj ili polusjaj. Dijelovi se obrañuju anodno, tj. spajanjem s pozitivnim polom izvora istosmjerne struje napona 8 do 24 V u korozivnim vodenim otopinama. Glavni anodni proces je ionizacija metala koja teče brže na mikro izbočinama nego u mikro udubinama. Kako otapanje metala teče po Faradayevu zakonu moguća je regulacija brzine i kakvoće obrade. Kao katode se koriste nehrñajući čelici, grafit, olovo, bakar ili plemeniti metali.

Krivulja anodne polarizacije pri elektroplatiranju metala.

Ispiranje i sušenje

Izmeñu svih faza pripreme površine metala provodi se ispiranje predmeta vodom. U industrijskim uvjetima, ispiranje se provodi u odgovarajućim kadama s protočnom hladnom vodom, u trajanju od 5 do 10 minuta, zatim u kadama sa stalnim prilivom tople vode zagrijane na 80 ºC u trajanju od 5 do 10 min.

Sušenje predmeta provodi se nakon svih postupaka pripreme površine, na sobnoj ili povišenoj temperaturi koja je propisana za svaki pojedini slučaj.

Nanošenje metalnih prevlaka

Postupci dobivanja metalnih prevlaka su: � elektroplatiranje ili galvanizacija, � dobivanje metalnih prevlaka vrućim postupcima,� oblaganje ili platiranje,� ionska izmjena.

Elektroplatiranje

Galvanotehnika, kao jedno od područja praktične primjene elektrokemije, izučava procese elektrolize koji se primjenjuju

pri obradi površina metalnih ili rjeñe nemetalnih predmeta

putem elektrolitičkog taloženja metala.

Pod pojmom galvanotehnika podrazumijevaju se

galvanotehnički postupci za formiranje (tzv. galvanskih)

slojeva od jednog metala na podlogama od drugog

materijala, koji se izvode u elektrokemijskim reaktorima.

Galvanotehnika je postupak nanošenja metalnih prevlaka

katodnom redukcijom metalnih iona, tj. elektrolizom, a naziva

se još i galvanizacija ili elektroplatiranje.

Osnovni pojmovi

ELEKTROLIZA – elektrokemijska reakcija razlaganja (razgradnje) elektrolita djelovanjem istosmjerne električne struje.

KATODA – negativna elektroda, predmet na koji se želi nanijeti prevlaka.

ANODA – pozitivna elektroda, topljiva ili netopljiva, najčešće od metala koji se otapa i čiji ioni redukcijom na katodi stvaraju metalnu prevlaku.

ELEKTROLIT – spoj metala koji daje prevlaku (najčešće u obliku kompleksne metalne soli). U galvanotehnici se za elektrolit često koristi i naziv kupelj iz razloga što elektroliti redovito sadrže veći broj različitih dodataka.

STVARANJE METALNE PREVLAKE – rezultat elektrokemijske reakcije redukcije hidratiziranih iona metala na katodi i njihovog uklapanja u kristalnu rešetku metala.

Jakost elektri čne struje (I) - jednaka je količini naboja Qkoja proñe kroz poprečni presjek vodiča u vremenskom intervalu t. Izražava se u amperima (A).

t

QI =

Gusto ća elektri čne struje (i) predstavlja jakost struje (I) po jedinici površine (A). Izražava se u A/cm2 ili A/dm2.

A

Ii =

Podjela galvanotehnike

GALVANOSTEGIJA GALVANOPLASTIKA

GALVANOTEHNIKA

GALVANOSTEGIJA – prema grčkoj riječi “stego” –pokrivam zaštićujem, tehnologija elektrokemijskog nanošenja metalnih prevlaka na površini različitih materijala u cilju njihove zaštite ili poboljšanja estetskih osobina. Još se koristi naziv elektroplatiranje (engl. electroplating).

GALVANOPLASTIKA - prema grčkoj riječi “plaso” -oblikujem od tvari, galvanotehnički procesi dobivanja proizvoda od debljih galvanskih slojeva, najčešće pomoću modela koji se uklanjaju nakon galvanizacije. Još se koristi naziv elektrooblikovanje (engl. electroforming).

Postupak galvanizacije najrašireniji je postupak površinske obrade uz primjenu električne struje, pri kojem se obrañivani predmet spaja katodno (tj. s negativnim polom izvora istosmjerne struje niskog napona, najčešće od 4 – 12 V), a s pozitivnim polom izvora struje spaja se anoda (topljiva ili netopljiva). Kao anoda najčešće se koristi metal koji tvori metalnu prevlaku. Elektrolit sadrži jedan od spojeva metala koji daje prevlaku (metalni spoj najčešće u obliku kompleksne soli).

Reakcije na katodi:

( )[ ] OxHMeneOHMe n

x 22 +→+ −+

Istovremeno se na katodi može odvijati i vodikova depolarizacija:

222 HeH →+ −+

Reakcije na anodi:

( )[ ]−−

−+

++→

+→+

eOHOOH

neOHMeOxHMe n

x

424 22

22

Metalne prevlake koje se dobiju na katodi su kristalne prirode, jer je poznato da metali predstavljaju polikristalnatijela, ako se izostave iz promatranja monokristali. Iz ovog se razloga proces elektrolitičkog taloženja metala naziva elektrokristalizacija.

Stupnjevi procesa kristalizacije:� nastajanje klica (centara) ili jezgri kristala� rast kristala.

Karakter prevlake ovisi o gustoći struje (i / A cm-2), koncentraciji elektrolita c (mol dm-3), prirodi elektrolita, temperaturi, miješanju, prisustvu površinski aktivnih tvari i sl.

Gustoća struje ima veliki utjecaj na brzinu stvaranja nukleusa kristalizacije. Kod većih gusto ća struje veća je i brzina stvaranja kristalnih centara pa se dobiju sitnoznrati kristali. Meñutim kod prevelikih gustoća struje dobije se spužvasta struktura prevlake jer se na katodi paralelno izlučuju metal i vodik, a u prevlaku se uključuju i strane čestice. Kao rezultat toga nastaju mikro ispupčenja što dovodi do nastajanja hrapave površine.

Sastav elektrolita je najčešće kompleksan jer se u njemu nalaze različite komponente npr. za povećanje vodljivosti, sredstva za sjaj, za održavanje optimalne pH vrijednosti i sl.U galvanskim elektrolitima moraju biti ioni koji sadrže metal prevlake. Prema tome, osnovni je sastojak kupelji neki spoj toga metala čijom disocijacijom nastaju spomenuti ioni. Takav spoj (tzv. nosilac metala) izravno služi za pripremu kupelji ili tek u njoj nastaje reakcijom dvaju ili više spojeva. Najvažnije su kloridne, sulfatne i cianidne kupelji, a još se upotrebljavaju i fosfatne, pirosulfatne i pirofosfatne, fluoroboratne, nitritne i druge kupelji.

Temperatura znatno utječe na brzinu različitih procesa. Porastom temperature povećava se difuzija što ima za posljedicu nastajanje krupnih kristala. Porast temperature povećava i izlučivanje vodika. Najčešće su radne temperature u intervalu od 30-50 ºC, ali mogu biti i znatno niže (npr. u nekim slučajevima kromiranja od 12-18 ºC) i znatno više (do 85 ºC u visokoučinkovitim kupeljima).

Miješanje kupeljiU mirujućim kupeljima opadanje koncentracije iona metala u blizini površine katode može izazvati porast razvijanja vodika i time spužvaste galvanske slojeve, a u blizini anode koncentracija tog iona može porasti do te mjere da izazovu kristalizaciju soli.Ukoliko postoji mogućnost nastanka ovih pojava, nužno je djelotvorno prisilno miješanje kupelji. Miješanje kupelji može biti ostvareno propuhivanjem zrakom (elektrolit ne smije bit podložan oksidaciji); pokretanjem katoda, ultrazvučno, pumpama (omogućene su i dodatne operacije kao filtriranje elektrolita, grijanje ili hlañenje i koncentriranje otopine).

Raspodjela struje i metalne prevlake na katodi

Jedan od osnovnih zahtjeva galvanotehnike je dobivanje metalnih prevlaka ravnomjernih debljina.O prirodi elektrolita u prvom redu ovisi ravnomjerna pokrivenost podloge slojem istaloženog metala.Taložna moć elektrolita - osobina elektrolita da omogući ravnomjerno taloženje metalne prevlake preko reljefne katode. Najbolju taložnu moć imaju cianidni elektroliti, a najlošiju kromovi elektroliti.Sposobnost pokrivanja - sposobnost elektrolita da pokrije metalom i jako udubljene dijelove površine katode.

Elektroplatiranje reljefne površine.

Hullova ćelija.

OPREMA ZA PROVOðENJE ELEKTROPLATIRANJA

Galvanizacija predmeta srednje veličine odvija se u spremnicima (kadama) koje su izrañene od materijala koji je otporan prema elektrolitu koji se u njima nalazi.Spremnici su najčešće pravokutnog presjeka, radnog volumena od 30 do 4000 dm3, izrañeni najčešće od čeličnog lima iznutra obloženog odgovarajućim materijalom. Ponekad se radne kade izrañuju i od poliplasta, porculana, stakla, betona, nehrñajućeg čelika ili emajliranog sivog lijeva.

Iznad spremnika nalazi se armatura za dovod struje tzv.

katodne i anodne "šine" spojene s odgovarajućim polom

izvora struje. Trodijelna se armatura sastoji od dviju anodnih

šina i jedne katodne izmeñu njih. Na katodnu šinu se

montiraju predmeti na koje je potrebno nanijeti prevlaku. Na

anodne šine spajaju se anode.

Da bi se osigurala bolja mikroraspodjela prevlaka, anode

treba smjestiti bar s dviju suprotnih strana predmeta. U

odreñenim slučajevima predmeti se okružuju anodama sa

svih strana. Za prevlačenje šupljina (npr. unutrašnjosti cijevi) primjenjuju se tzv. “unutarnje anode” u obliku žica ili

šipki.

Kao izvori struje koriste se suhi ispravljači ili rjeñe motor-

generatori koji mogu dati velike struje (do 50000 A).

Električna oprema galvanskih pogona obuhvaća i različite

sklopke, osigurače i mjerne instrumente (ampermetri,

voltmetri), a takoñer i ampersatna brojila i mjerače katodne

gustoće struje.

Galvanske kade su često opremljene instalacijama za

tempiranje (tj. grijanje i hlañenje), za gibanje predmeta i

elektrolita te za ventilaciju.

Za održavanje galvanskih kupelji potrebna je povremena filtracija, pa su postrojenja često opremljena i filtarskim ureñajima. Filtarski ureñaji sastoje se od rotacijske pumpe, tlačnog filtra i cjevovoda.Pumpa siše elektrolit iz radne kade kroz ulazno crijevo i tlači ga kroz filtar i kroz izlazno crijevo u radnu ili rezervnu kadu.

Automatsko galvansko postrojenje (Euro Istanbul Galvano Cihazlari San.tic.ltd.)

GALVANIZACIJA SITNIH PREDSMETA

Sitni predmeti masovne proizvodnje (npr. vijci, matice, zakovice, igle, dugmad, prstenje, kopče itd.) galvanski se obrañuju u rotacijskim bubnjevima ili zvonima.

Galvanski bubnjevi – šuplji duguljasti valjci ili šesterostrane prizme koje se u vodoravnom položaju uranjaju u elektrolit djelomični ili potpuno i rotiraju oko uzdužne osi. Plašt bubnja je perforiran rupicama kroz koje struji elektrolit. Jedan segment plašta (tzv. poklopac) može se skinuti pa se kroz nastali otvor obavlja punjenje i pražnjenje.

a) Fotografija galvanskog bubnja firme Progalvano(http://www.progalvano.net/home.php) b) Shematski prikaz ureñaja.

Zvona su krnje šesterokutne ili osmerokutne piramide, otvorene na gornjem kraju i postavljene pod kutom od 45° do 75° prema horizontali. Zvona su otvorena, pa se iz njih lako uzimaju kontrolni uzorci, a prazne se jednostavnim prevrtanjem.

Slika galvanskog zvona.

Najvažnije galvanske prevlake i njihova uporaba

� Najvažniji procesi elektroplatiranja metala s naglaskom na primjenu su elektroplatiranje niklom, cinkom, bakrom, kositrom, kromom, i donekle kadmijem i olovom.

� Za specijalne svrhe još su prilično važni i neki procesielektroplatiranja plemenitim metalima, posebno srebrom, zlatom platinom, paladijem i rodijem.

Prevlake nikla

� Galvanske prevlake nikla imaju dobra mehanička svojstva i lijep izgled.

� Debljina slojeva je jednolična te je moguća naknadna obrada prevlaka.

� Primjenjuju se u zaštiti tehnički važnih metala od korozije. Veliku primjenu imaju u kemijskoj i prehrambenoj industriji. Osim zaštite ureñaja i aparatura, na ovaj način se sprječava kontaminacija hrane i kemikalija produktima korozije.

� Važno je elektroplatiranje niklom i radi popravaka istrošenih ili izlizanih dijelova strojeva i ureñaja.

� Elektroplatiranje niklom provodi se i u dekorativne svrhe.

Elektroplatiranje niklom slično je drugim elektrodepozicijskim postupcima, a sastoji se od prolaza istosmjerne struje kroz dvije elektrode uronjene u vodljivu otopinu niklovih soli. Tok struje dovodi do otapanja anoda i prekrivanja katode s niklom.

Za elektroplatiranje niklom još uvijek najviše se koristi tzv. Wattsova kupelj (po G. P. Wattsu), s elektrolitom od niklovogsulfata i niklovog klorida, i bornom kiselinom kao puferom. U novije vrijeme raste značenje sulfatnih, kloridnih i fluoro-boratnih elektrolita, a za zakiseljavanje upotrebljava se i fosforna kiselina.

� Niklov sulfat (NiSO4 × 7H2O) – najjeftinija sol nikla, može se dobiti vrlo čista.Dozvoljena gustoća struje ovisi o koncentraciji kationa nikla u elektrolitu.

� Niklov klorid (NiCl2 × 6H2O) – dodaje se u cilju unošenja kloridnih iona. Glavni zadatak kloridnih iona je sprječavanje pasiviteta anoda.

� Borna kiselina (H3BO3) – ima ulogu pufera, za održavanje pH vrijednosti elektrolita.

� Specifi čni dodacisredstva za kvašenje – smanjuju površinsku

napetost.sredstva za sjaj – omogućuju dobivanje sjajnih prevlaka nikla.

Na kvalitetu i svojstva prevlake, osim sastava elektrolita utječu:

� temperatura� gustoća struje� pH vrijednost� miješanje elektrolita� stupanj pokretljivosti katode.

� Gustoća strujePovećanje gustoće struje dovodi do povećanja brzine izlučivanja nikla, ali pri velikim gustoćama struje sloj uz katodu postaje alkalan i dolazi do naglog opadanja iskorištenja struje i nastajanja hidroksida nikla.

pH vrijednost otopineS povećanjem pH vrijednosti otopine raste prenaponizlučivanja vodika, pa dolazi do većeg izlučivanja nikla.

Temperatura elektrolitaPovećanjem temperature elektrolita dolazi do pravilnijeg otapanja anoda pa je potrebna manja koncentracija kloridnihiona u otopini.

Debljina Ni-prevlaka ovisi o gustoći struje, katodnom iskorištenju struje i vremenu nanošenja. Npr. kod katodnog iskorištenja struje od 95.5%, gustoće struje od 5 A/dm2 i vremena nanošenja od 20 minuta, dobiva se Ni-prevlaka debljine oko 20 µm.

Parametar Wattsovaotopina*

Ni(SO3NH3)2 Tipična otopina (a)

Sastav elektrolita g/l

1. Ni-sulfat NiSO4×6H2O 225-400 - 300

2. Ni-sulfamat Ni(SO3NH2)2 - 300-450 -

3. Ni-klorid NiCl2×6H2O 30-60 0-30 35

4. Borna kiselina H3BO3 30-45 30-45 45

Radni uvjeti:

Temperatura, °C 44-66 32-60 55

Gustoća katodne struje, A/dm2 3-11 0.5-30 3-10

Anode Ni Ni Ni

pH 2-4.5 3.5-5.0 3.5-4.5

Mehanička svojstva:

Vlačna čvrstoća, MPa 345-485 415-610 -

Istezanje, % 10-30 5-30 8-20

Mikrotvrdoća, HV0.1 130-200 170-230 300-400

Unutarnja vlačna naprezanja, MPa 125-210 0-55 35-200

a) dodatak organskih aditiva radi povećanja sjaja prevlake

* - NiSO4×7H2O + NiCl2×6H2O + H3BO3 kao pufer

Podjela prevlaka nikla

� Sjajne prevlake nikla(Wattsov elektrolit uz dodatak različitih tvari kao npr. sredstava za sjaj).

� Tvrde prevlake nikla(prevlake debljine 200 – 3000 µm). Nanose se na dijelove strojeva. Koriste se elektroliti različitih sastava.

� Crne prevlake niklaPrimjena za prevlačenje oružja i dijelova optičkih instrumenata. Njihova debljina je oko 2 µm i nemaju zaštitno djelovanje. Porozne su i obično se impregniraju odgovarajućim uljima ili mastima. Ove prevlake osim nikla sadrže još i sumpor, dušik i ugljik.

Prikaz različitih proizvoda prevučenih s niklom

Niklanjem se najčešće nanose višeslojne prevlake, npr. bakar - polusjajni nikal-krom ili polusjajni nikal - sjajni nikal-krom ili bakar - polusjajni nikal - sjajni nikal. Bakar se koristi zato što se kao podsloj može lako obraditi.

Pogreške pri niklanju

� slabo prianjanje prevlake - zbog neodgovarajuće pripreme površine, prisutnosti bakra u elektrolitu itd.

� nastajanje tzv. “pregorjelih” prevlaka – zbog preniske koncentracije niklovih iona u elektrolitu a visoke vrijednosti primijenjene gustoće struje, visoke pH vrijednosti, nedovoljnog razmaka meñu elektrodama.

� poroznost prevlake – zbog nedovoljnog miješanja elektrolita, zamućenosti elektrolita.

� hrapavost prevlake – zbog suspendiranih čestica u elektrolitu.

� niski sjaj prevlake – zbog neodgovarajuće pripreme površine, malog sadržaja borne kiseline.

Prevlake cinka

Postupci dobivanja prevlaka od cinka:

� Uranjanje predmeta u rastaljeni cink,� Termička difuzija,� Cementacija,� Elektrolitičko nanošenje.

Prednost elektrolitičkog nanošenja cinka:

• omogućava stvaranje zaštitnih slojeva željene i jednolične debljine,

• ne dolazi do nastajanja krtih spojeva željeza s cinkom, promjene oblika predmeta pod utjecajem topline, otpadaka od tvrdog cinka i cinkovog pepela,

• ne dolazi do razvijanja otrovnih para cinka i njegovih spojeva,

• postupak troši manje energije u usporedbi s drugim postupcima.

Za dobivanje cinkovih prevlaka elektrolitičkim putem koriste se slijedeće vrste elektrolita:

a) kiseli elektroliti,b) cijanidni elektrolit,c) cinkov elektrolit,d) pirofosfatni elektrolit,e) amonijakalni elektrolit.

Svi osim prvog su alkalni elektroliti.U svim elektrolitima cink je prisutan u obliku dvovalentnog iona.

Osnovne cinkove soli koje služe za pripremu kiselih elektrolita su cinkov sulfat i cinkov borfluorid, koji disociraju na slijedeći način:

( ) −+

−+

+→

+→

42

24

24

24

2BFZnBFZn

SOZnZnSO

Katodna reakcija izlučivanja cinka:

ZneZn →+ −+ 22

Paralelno s cinkom izlučuje se i nešto vodika pri čemu količina izlučenog vodika ovisi o čistoći elektrolita, temperaturi i gustoći struje na katodi.

Sulfatni elektrolit

PREDNOSTI:Sulfatni elektrolit je jeftin.Nije štetan za zdravlje u usporedbi s drugim elektrolitima.Može se koristiti za nanošenje debljih prevlaka cinka na različite metalne površine.

MANE:Uslijed male katodne polarizacije nastale prevlake su krupnozrnate.Elektrolit mora biti besprijekorno čist – velika osjetljivost na nečistoće.

Cijanidne kupelji se mogu podijeliti u 4 grupe s obzirom na sadržaj cijanida:

a) uobičajene cijanidne kupelji,

b) cijanidne kupelji sa smanjenim sadržajem cijanida,

c) cijanidne kupelji s niskim sadržajem cijanida,

d) mikrocijanidne kupelji.

komponenta uobičajene smanjene s niskim sadržajem

mikro

Zn(CN)2 (g dm-3) 60 30 10 a

NaCN (g dm-3) 40 20 8 1

NaOH (g dm-3) 80 75 65 75

Na2CO3 (g dm-3) 15 15 15 -

NaxSy (g dm-3) 2 2 - -

sredstvo za sjaj (g dm-3) 1-4 1-4 1-4 1-5

a – koncentracija cinka od 7.5 g dm-3 postiže se otapanjem cinkovih anoda.

Cijanidni elektrolit

Osnovne komponente elektrolita su cinkov cijanid, natrijev cijanid i natrijev hidroksid. Cinkov cijanid je praktički netopljiv u vodi, ali se otapa u nazočnosti natrijevog cijanida pri čemu nastaje kompleksna sol natrijev cinkcijanid Na2[Zn(CN)4]. Natrijev cinkcijaniddisocira po jednadžbi:

( )[ ] ( )[ ] −+ +→ 2442 2 CNZnNaCNZnNa

Cink u otopini vezan je u kompleksnom anionu. Zbog niske konstante disocijacije ovog aniona, koncentracija Zn2+ iona u otopini je niska, pa je za redukciju potreban veliki prenapon na katodi.Paralelna reakcija redukcije vodikovih iona potiskuje se dodatkom lužine.

PREDNOSTI:Iskorištenje struje dostiže vrijednost 95-99 %.Velika sposobnost elektrolita da ravnomjerno raspodjeli izlučeni metal po površini katode.Cijanidne otopine cinka dozvoljavaju upotrebu relativno velikih gustoća struje.

MANE:Cijanidi su jako toksični. Cijanidne otopine nisu stabilne u dodiru sa zrakom.Anode u cijanidnim elektrolitima mogu postati pasivne, što može uzrokovati smanjenje koncentracije cinka u otopini.

Cinkov elektrolit

Ove kupelji su razvijene kako bi se pokušale zamijeniti toksične cijanidne kupelji. Cinkov hidroksid se ponaša amfoterno, što znači da može reagirati s kiselinama i s bazama. Iz tog razloga se cinkov hidroksid otapa u koncentriranoj otopini natrijevog hidroksida dajući natrijev cinkat po jednadžbi:

( ) OHZnONaNaOHOHZn 2222 22 +→+

Iz cinkovih elektrolita dobivaju se krupnozrnate prevlake, što je uvjetovano malom katodnom polarizacijom. Bez specijalnih dodataka, kao što su soli kositra, olova i žive, iz cinkovih otopina se dobivaju spužvaste prevlake kao i prevlake neravnomjerne debljine. Iz ovih razloga cinkovi elektroliti imaju ograničenu primjenu.

Kako je cink anoda u odnosu na željezo i čelik, cinkove prevlake debljine 7-15 µm pružaju dobru zaštitu od korozije, osim u morskoj atmosferi. U odnosu na ostale metale cink je relativno jeftin i preferira se kada je u pitanjuzaštita od atmosferske korozije.

Galvansko pocinčavanje važno je za industrijsku kontinuiranu površinsku obradbu čeličnih traka i žica. Dobivene prevlake su jednolike debljine dobrih mehaničkih svojstava.

Najčešće pogreške pri galvanskom pocinčavanju su: tamne i spužvaste prevlake (zbog prisutnosti drugih iona u elektrolitu), krhka prevlaka (zbog velike kiselosti), stvaranje dendrita na katodi (zbog niske koncentracije Zn-iona u elektrolitu, prevelike gustoće struje) itd.

Prevlake bakra

Postupak površinske obradbe pobakrivanja ima znatnu primjenu zbog relativno velike plemenitosti bakra, visoke toplinske i električne vodljivosti, antifrikcijskih svojstava i lijepog izgleda.

Postupak pobakrivanja primarno se koristi za nanošenje meñuslojeva pri galvanizaciji drugim metalima (npr. u slučajevima kada je izravna prionjivost metala slaba).

Prevlake bakra mogu biti funkcionalne (barijerne prevlake s više slojeva, zaštita za električne krugove i sl.) i dekorativne (glatke i sjajne).

Elektroliti za dobivanje prevlaka bakra

� Kiseli elektrolitisulfatnifluoroboratnisilikofluoridni

� Alkalni elektroliticijanidnipirofosfatni

amonijski

Za pobakrivanje se najviše koriste kiseli sulfatni elektroliti. Oni su relativno jeftini, lako se kontroliraju i osiguravaju brzo nanošenje prevlake. Osnovni im je nedostatak što se u njima ne mogu dobiti izravno adherentni slojevi bakra na neplemenitim metalima (npr. Fe, Al, Pb, Zn) pa je prethodno potrebno provesti predgalvanizaciju bakrom, najčešće u cijanidnim elektrolitima.

Elektrodne reakcije pri elektrolizi kiselih elektrolita:

−+

−+

+→

→+

eCuCureakcijaanodna

CueCureakcijakatodna

2 :

2 : 2

2

� Anodni materijal

Lijevane i valjane šipke i ploče od elektrolitičkog bakra koriste se kao anode. Još se mogu koristiti i anode visoke čistoće, bez oksida, čija uporaba smanjuje nastanak anodnog mulja.

� Bakrov sulfat i sumporna kiselina ili bakrov fluorborat i fluorboratna kiselina - osnovne komponente elektrolita. Bakrove soli su nositelji bakrovih iona u otopini. Kiseline povećavaju vodljivost kupelji i poboljšavaju svojstva taloženja bakra na metalnim površinama. Promjena u koncentraciji sumporne kiseline ima veći utjecaj na katodnu i anodnu polarizaciju od promjena koncentracije bakrova sulfata.

� Kloridi - smanjuju anodnu polarizaciju i eliminiraju prugaste naslage u područjima visokih gustoća struja. Kloridni ioni utječu na izgled površine, strukturu, mikrotvrdoću, kristalografsku orijentaciju i unutarnju napetost prevlake.

� Fluorborati – bakrov fluorborat je topljiviji od bakrova sulfata, pa koncentracija Cu2+ iona može biti dvostruko veća u usporedbi sa sulfatnim otopinama. Niska koncentracija fluorborata dovodi do stvaranja tamnih i mutnih prevlaka.

� Borna kiselina – stabilizira otopinu i sprječava razgradnju bakrova fluorborata.

� Dodaci za sjaj, glatkoću površine i čistoću zrna –često se dodaju u kisele sulfatne elektrolite. Postoji cijeli niz spojeva koji se koriste u ove svrhe, a koji se mogu naći u literaturi.

Alkalne cijanidne otopine daju tanke Cu-prevlake (1-3 µm pa do 8-50 µm u otopinama s visokom koncentracijom cijanida) jednolične debljine, na gotovo svim pripremljenim površinama. Zbog toksičnosti i problema sa zbrinjavanjem otpadnih elektrolita nastoje se zamijeniti s necijanidnimelektrolitima.

Alkalne Cu-pirofosfatne otopine koriste se za dekorativno prevlačenje bakrom u brojnim područjima primjene kao npr. za prevlačenje plastike, prevlačenje otvora tiskanih integralnih krugova, za selektivnu zaštitu čeličnih proizvoda od korozije prije otvrdnjavanja itd.

Prevlake kositra

Kositar je kemijski postojan, ne tamni na zraku pa se koristi u proizvodnji bijelog lima, namijenjenog za izradu limenki za prehrambenu industriju.Kositrene prevlake imaju dobra svojstva kao što su: sposobnost lemljivosti, duktilnosti, korozijske otpornosti itd.Ove prevlake se najčešće koriste za zaštitu čelika i bakra. Zbog dobre električne vodljivosti kositrene prevlake koriste se i za obradbu predmeta namijenjenih za elektroindustriju (električne vodiče).Zbog antifrikcijskog djelovanja ovih slojeva često se elektroplatiraju kositrom i klizne površine (npr. klizni ležajevi i stapovi motora).

� Kositar se može elektrokemijski izlučivati iz alkalnih i kiselih otopina.

� Za galvanotehničku proizvodnju bijelog lima upotrebljavaju se tri postupka. Najvažniji je tzv. ferrostanpostupak u kojima je elektrolit kositrov(II) sulfat, zakiseljen fenol sulfonskim ili krezol sulfonskimkiselinama, po kojem se, po grubim procjenama, u svijetu proizvodi oko 65% bijelog lima.

� Osim toga važni su još i tzv. halogeni postupak s elektrolitom od kositrovog(II) klorida i kositrovog fluorida, i tzv. alkalni s elektrolitom od stanata (SnO2-) i alkalija.

Otopina K-stanatg/L

Na-stanatg/L

KOH g/L

NaOHg/L

Metalni Sn g/L

Temp.

C

Kat. gustoća struje A/dm2

A 105 …. 15 …. 40 65-90 3-10

B 210 …. 22 …. 80 75-90 0-16

C 420 …. 22 …. 160 75-90 0-40

D …. 105 …. 10 42 60-80 0.5-3

Tablica: Sastav i parametri tijekom kositrenja iz alkalnih elektrolita

Tablica: Sastav i parametri tijekom kositrenja iz kiselih elektrolita

Komponenta Područje konc., g/L

Optimalni sadržaj, g/L

Temp.

ºC

Kat. gustoća struje A/dm2

Kositreni sulfat 60-100 80

Metalni Sn kao sulfat 30-50 40

Slobodna H2SO4 40-70 50 21-38 1-10

Fenolsulfonska kis. 30-60 40

Β-naftol 1 1

Želatina 2 2

Kositrene prevlake jako su otporne na kloridni medij, a korozijsku otpornost temelje na nastajanju tankog pasivnog sloja kositrova oksida. Kositar je amfoteranelement koji nije korozijski otporan u kiselim i bazičnim medijima, ali je izvrsno otporan u približno neutralnim otopinama.U destiliranoj vodi kositar ne korodira. U neoksidacijskimkiselinama (HCl, H2SO4) brzina korozije ovisi o koncentraciji otopljenog kisika. U konc. HNO3 korozija je veoma jaka, a raste s porastom koncentracije otopljenog kisika. U razrijeñenoj octenoj kiselini brzina korozije je mala.

Prevlake kroma

Osobine:� Otpornost prema atmosferskoj koroziji na sobnim i

povišenim temperaturama.

� Visoka trajnost i otpornost na habanje.

� Mali koeficijent trenja.

� Visoki sjaj bez naknadne obrade.

Podjela prevlaka kroma prema namjeni

DEKORATIVNE TVRDE POROZNE

PREVLAKE KROMA

� Krom se javlja u više valentnih stanja. Dvovalentne soli kroma su nestabilne na zraku pa nisu pogodne za elektrolite. Trovalentni Cr3+-ion u vodenim otopinama je jako hidratiziran pa ga je vrlo teško reducirati, i iz ovog razloga soli trovalentnog kroma se ne upotrebljavaju u galvanotehnici.

� Šesterovalentni krom u obliku kromata i sedmerovalentniu obliku bikromata moguće je reducirati na katodi kada elektrolit sadrži odreñene anione, koji imaju ulogu katalizatora, na primjer sulfatne ione, fluoridne ione, silikofluoridne ione.

Kvaliteta kromove prevlake primarno ovisi o temperaturi i gustoći struje. Optimalna temperatura za kromiranje je 45 – 50 °C. Pri višim temperaturama dolazi do velikog isparavanja toksičnog elektrolita a pri velikim gustoćama struje dobivaju se tamne prevlake.Anodno iskorištenje struje veće je od katodnog, pa je zato rad s anodama od kroma nepoželjan. Osim toga na anodi krom prelazi u otopinu u obliku iona različitih valencija, a sam metal je takoñer teško obrañivati u anode zbog velike krtosti. Kao praktičan materijal za anode pokazalo se olovo. Anode od olova su dobre i zbog toga što se na njima lako odigrava oksidacija trovalentnog kroma. Osim toga, olovo u sulfatno-kiselim otopinama kromne kiseline brzo se oksidira po površini, uz stvaranje olovnog oksida koji dobro provodi električnu struju.

Elektrodne reakcije

OHCreOHOCr

OHCreOHOCr

OHHeOH

reakcijeKatodne

23

3272

23272

223

212614

2121214

222

:

+→++

+→++

+→+

+−+−

−+−

−+

−+−+

−+

++→+

++→

eOHOCrOHCr

eOHOOH

reakcijeAnodne

614212

446

:

32722

3

322

Kromove prevlake su vrlo otporne prema atmosferskoj koroziji, ali su neotporne prema HCl i alkalnim otopinama. Krom tvori amorfni Cr-oksid koji djeluje kao pasivni film.Pri velikim gustoćama struje nastaju tvrde kromove prevlake, koje karakteriziraju guste mikropukotine na maloj dubini koje ne ugrožavaju korozijsku otpornost. Tvrdo se mogu kromirati čelici, lijevano željezo, bronca, aluminijske i niklove slitine, bakar itd. Postupak tvrdog kromiranja obično traje 20-60 minuta.

Kadmijeve prevlake

PRIMJENA:� Zaštita čelika i lijevanih željeza od korozije.� Kadmij djeluje kao sredstvo za prirodno podmazivanje.SVOJSTVA:� Kadmijeve prevlake su otporne u morskoj sredini.� Kadmijeve prevlake su otporne u lužnatim sredinama.� Prevlake kadmija otpornije su u vodenim kondenzatima

od prevlaka cinka.� Koeficijent trenja manji je kod kadmijevih prevlaka u

odnosu na cinkove prevlake.MANA:� Kadmij je toksičan i nastoji ga se sve više ukloniti iz

mnogih područja primjene.

Najčešće se za kadmiranje koriste cijanidne kupelji ali se mogu koristiti i sulfatne i fluor boratne kupelji.Vrijeme kadmiranja ovisi o željenoj debljini prevlake, korištenoj gustoći struje i katodnom iskorištenju struje. Primjerice, kod katodnog iskorištenja struje od 90% i kod najčešće korištene struje od 270 A/m2 prevlaka debljine 3 µm postiže se za 2.6 minuta.

Otop. Odnos Na-cijanida i metalnog

Cd

Cd-oksidg/l

Cd(s) Na-cijanid

NaOH Na2CO3 Gustoća struje A/m2

Temp°C

1 4:1 23 19.8 78.6 14.4 30-75 55-650 27-32

2 7:1 23 19.8 139 14.4 30-45 110-860 27-32

3 5:1 26 23.1 116 16.6 30-60 55-970 24-29

4 4.5:1 36.5 36.4 164 26.6 30-45 55-1600 27-32

Tablica: Sastav cijanidnih kupelji i uvjeti kadmiranja

Olovne prevlake

Olovo se može deponirati iz različitih elektrolita, uključujući olovne fluor boratne, fluor silikatne, sulfamatne itd.Fluor boratne kupelji najviše se koriste zbog dostupnosti, jednostavne pripreme, stabilnosti i iz razloga što daju sitnozrnate i guste prevlake olova.

Vrste kupelji

Olovog/L

Fluor boratnakiselina

g/L

Peptonotopina

g/L

Slobodna borna kis.

g/L

Temp.°C

Kat. gustoća strujeA/dm2

Visokoučinskakupelj

225 100 1.7 1 20-41 5

Kupelj za male debljine

15 400 1.7 .... 24-71 1

Tablica: Sastav i parametri nanošenja prevlaka olova iz fluor boratnih otopina

Olovo je postojano u sumpornoj i kromatnoj kiselini, ali nije u medijima s kloridnim ionima.Na Pb-prevlakama nastaje inertan pasivni film koji osigurava dobru korozijsku otpornost u većini atmosfera.Zbog navedenih osobina prevlačenje olovom koristi se za zaštitu metala od korozije u elektrolitima kao što su razrijeñena sumporna kiselina, npr. za različite vrste spremnika, kemijske aparature i industrijsku opremu.

Elektroplatiranje plemenitim metalima

� Elektroplatiranje srebrom

� Elektroplatiranje zlatom

� Elektroplatiranje rodijem

� Elektroplatiranje paladijem

� Elektroplatiranje platinom

Primjena elektroplatiranja plemenitim metalima

Kemikalije za elektroplatiranje

plemenitim metalima

Nakit – izvorni i imitacije

Industrija satova

Modna industrija - ornamenti i sjajni predmeti

Tiskane elektroničke ploče

Proizvodnja poluvodiča

Oprema za elektroplatiranje malih predmeta zlatom, srebrom ili rodijem.

A – staklene posude volumena 5 l s grijačima za tople postupke elektroplatiranja.B – spremnici od sintetičkog materijala za hladne postupke.C – čelični spremnici za ispiranje kapaciteta 2 l.http://www.mariodimaio.it/ita/finitura/doc/galvanica

/Minibrill.pdf

ELEKTROPLATIRANJE SREBROM

Od svih postupaka galvanizacije plemenitim metalima najvažnije je nanošenje srebra. Elektrokemijska depozicija srebra koristi se primarno radi dekorativnih, ali se može koristiti i radi funkcionalnih razloga (npr. električni kontakti u elektronici).Otopine za posrebrivanje mogu biti cijanidne i necijanidne. Uobičajena debljina Ag-prevlaka je 1.5-5 µm, a vrijeme deponiranja nekoliko sekunda.

Komponenta ili parametar Vrijednost

Srebro kao KAg(CN)2, g/L 15 - 90

Na-cijanid (slobodni), g/L 12 – 120

Na-karbonat (minimalno), g/L 15

Temperatura, ºC 20 – 30

Gustoća struje, A/dm2 0.5 – 4.0

Tablica: Sastav i parametri nanošenja srebrnih prevlaka u cijanidnim kupeljima

Sastav cijanidnih kupelji za elektrodepoziciju srebra ovisi o namjeni predmeta koji se posrebruju. Tako ako se posrebrivanje vrši u dekorativne svrhe kupelji za posrebrivanje imaju nižu koncentraciju srebra u odnosu na one u kojima se vrši posrebrivanje u inženjerske svrhe, gdje su potrebni deblji slojevi srebra. Veća koncentracija srebrenih iona omogućuje i rad s većim gustoćama struje i, kao posljedicu toga, veću brzinu elektroplatiranja.

Srebro se izlučuje na većini metalnih supstrata uronjenih u otopinu njegovih soli i bez utjecaja električne struje iz vanjskog izvora zbog vrlo pozitivnog standardnog potencijala. Budući da tim procesom nastali galvanski slojevi nisu adherentni, pri galvaniziranju se mora spriječiti njegovo odvajanje. To se u elektroplatiranju srebrom postiže galvaniziranjem s dvije, ili kad je supstrat čelik, čak i s tri uzastopne cijanidne kupelji, pri čemu je u prvoj omjer koncentracije srebro cijanida prema drugim cijanidima malen, a u završnoj normalan.Pri elektroplatiranju bakrenih ili mjedenih supstrata srebrom može se prije toga amalgamirati supstrat.

Prednosti i mane elektroplatiniranja srebrom

� Galvanski slojevi srebra su vrlo dobro rastezljivi, razmjerno meki i izvanredni vodiči topline i elektriciteta.

� Otporni su prema mnogim kemijskim utjecajima.

� Imaju veliku refleksiju svijetla.� Površine prekrivene srebrom

imaju lijep izgled.

� Zbog sklonosti sulfidizacijipovršine lako gube sjaj i istovremeno im opada vodljivost.

ELEKTROPLATIRANJE ZLATOM

� Elektroplatiranje zlatom u dekorativne svrhe, te zbog povećanja vrijednosti proizvoda.

� Elektroplatiranje zlatom u tehničke svrhe: - zaštita finih mjernih i medicinskih instrumenata, proteza, preciznih utega i alata,- za dobivanje slojeva nepromjenjive moći refleksije (osobito za infracrveno zračenje) i velike stabilnosti (posebno za električne kontakte, kod proizvodnje poluvodiča, ispravljača, računala, valovodavakuumskih cijevi, u nuklearnoj i svemirskoj tehnici).

� Često se umjesto zlatom, posebno kad se traži veća tvrdoća galvanskih slojeva i/ili jeftiniji proizvod, elektroplatira njegovim legurama - slitinama, obično slitinama s antimonom, kositrom, niklom, bakrom, kobaltom.

Sastav kupelji za elektrodepoziciju zlata

alkalnepH > 8.5

neutralne6 < pH < 8.5

kisele1.8 < pH < 6

CIANIDNE KUPELJI KUPELJI KOJE NE SADRŽE CIANID

Kupelji za elektrodepoziciju zlata

Parametar Mat boja Svijetla boja

Zlato kao KAu(CN)2, g/L 8 – 12 8 – 20

Srebro kao KAg(CN)2, g/L - 0.3 – 0.6

K2PO4, g/L 22 – 45 -

pH 12 12

Temperatura, ºC 50 – 70 20 – 30

Anode nehrñajući čelik nehrñajući čelik

Odnos anoda/katoda 1:1 1:1

Gustoća struje, A/dm2 0.1 – 0.5 0.1 – 0.5

Miješanje otopine umjereno dio snažno bez miješanja ili uz lagano miješanje

Iskorištenje struje, % 90 – 95 90 – 100

Vrijeme depozicije za debljinu 0.0025 µm

8 min i 0.5 A/dm2 7 min i 0.6 A/dm2

Tablica: Sastav i radni parametri alkalnih cijanidnih kupelji za pozlaćivanje

Rad s kiselim cijanidnim kupeljima

� Cijanidne kupelji s citratnim puferom izvorno su razvijene za obradu nakita, ali su pronašle široku primjenu u elektroničkoj industriji za pozlačivanje kontaktnih površina, spojeva i specijalno elektroformiranje.

� Anode su izrañene od platiniranog titana ili zlatom platiniranogtitana. Uporaba netopljivih anoda zahtjeva dodatak soli za platiranje i stalnu kontrolu vrijednosti pH elektrolita.

� I u ovim kupeljima moguća je paralelna kodepozicija drugih metala čime se mijenja fizikalna svojstva prevlake, osobito tvrdoća. “Čvrsto” zlato – primjena u elektronici – dobra otpornost na trošenje, prevlaka bez pora, velika vodljivost i kemijska inertnost.

� Moguća je elektrodepozicija na polimernim materijalima.� Visoka strujna djelotvornost (gotovo 100%).

Neutralne cijanidne kupelji

� Koristi se ista sol zlata, KAu(CN)2, kao i u alkalnim i kiselim elektrolitima, ali neutralni pH i odsustvo slobodnih cijanida u otopini čine ove otopine najboljim izborom za nanošenje zlata na polimerne materijale.

� Iz ovih otopina dobiju se čiste prevlake mekog zlata pri relativno niskim gustoćama struje (2 – 5 mA cm-2). Fosfatne soli služe kao pomoćni elektrolit i za kontrolu pHvrijednosti otopine.

� Moguće je dobiti i prevlake od “tvrdog” zlata uslijed taloženja AuCN unutar prevlake zlata. Istaloženi AuCNtvori polimerne strukture i očvršćuje zlato promovirajući nukleaciju zrna, ili sprječavajući rast postojećih zrna zlata.

� Anode su od platiranog titana, zlata ili zlatom platiranogtitana. Otapanje zlatnih anoda je slabo zbog niske koncentracije slobodnog cijanida.

ELEKTROPLATIRANJE PALADIJEM

Za postupke elektroplatiranja paladijem utroši se 5 do 8% godišnje proizvodnje ovog metala. Tehnološki značaj elektroplatiranjapaladijem porastao je krajem sedamdesetih godina prošlog stoljeća. Elektroplatiranje paladijem koristi se u proizvodnji elektroničkih dijelova telekomunikacijske tehnike, u proizvodnji dijelova računala, kod proizvodnje poluvodiča, izradu električnih kontakata i sl. Takoñer se elektroplatiranje paladijem koristi i u dekorativne svrhe gdje sve više zamjenjuje nikal, jer je nañeno da nikal može dovesti do pojave dermatitisa. Utvrñeno je da su mehanička svojstva prevlaka paladija kao što su tvrdoća, vodljivost i termička stabilnost u mnogim slučajevima superiornija u usporedbi s prevlakama "tvrdog" zlata. Zbog toga u elektroničkoj industriji elektroplatiranje paladijem u odreñenim slučajevima zamjenjuje postupke elektroplatiranja zlatom.

Kupelji za elektroplatiranje paladijem

Elektroplatiranje paladijem može se provoditi u velikom broju elektrolita različitih sastava. Ove elektrolite možemo podijeliti, s obzirom na pH vrijednosti otopina, na alkalne (pH 8 – 13), neutralne (pH 5 – 8) i kisele (pH < 1 do 5).Vrlo malo elektrolita ima praktičnu primjenu.Dodaci i agensi za ovlaživanje ključni su za dobivanje glatkih, sjajnih i polusjajnih prevlaka paladija.

Parametar Vrijednost

Pd kao tetraaminopaladijev nitrat, g/L 10 - 25

pH 8 – 10

Temperatura 40 – 60

Gustoća struje 0.5 – 2.2

Iskorištenje struje 90 – 95

Anode netopljive, Pd, Pt ili plainirani titan

Tablica: Parametri otopine za depoziciju paladija

ELEKTROPLATIRANJE RODIJEM

� Postupak je skuplji od elektroplatiranja zlatom.

� Kupelji za elektroplatiranje rodijem imaju jednostavni sastav te se lako nadziru.

� Galvanski slojevi rodija imaju veliku tvrdoću, otpornost prema kemijskim utjecajima, i veliku moć refleksije. Rodij je jedan od nekoliko “bijelih” metala koji zadržavaju sjaj i refleksivnost pri svim atmosferskim uvjetima.

� Primjenjuje se najviše u dekorativne svrhe za prevlačenje nakita, satova, u elektrotehnici za izradu kontakata i sklopki od kojih se traži odlična postojanost.

Dekorativne prevlake rodija imaju debljinu od 0.5 do 1.5 µm, dok u elektrotehnici i za specijalne namjene debljina prevlaka rodija može biti i do 5 µm.Rodijem se može platirati gotovo svaka metalna površina. Primarno se platiraju metalne površine koje su izložene trošenju uslijed trenja, a koje su izrañene od materijala kao što je srebro, niklove i bakrove slitine. Rodij posjeduje najveću otpornost na trošenje trenjem od svih metala platinske skupine. Mikrotvrdoća rodijevih prevlaka iznosi 800-1000 HV.

Elektrokemijsko prevlačenje platinom rijetko se koristi zbog visokih troškova. Nanošenje platine najviše se provodi za izradbu netopljivih anoda po platiniranog titana.