|
eko osiem[*]
|
 Galwanizacja metali-platynowce Z uwagi na wiele pytań odnośnie metod i powłok galwanicznych z zastosowaniem platynowców oraz procesów odzysku postanowiłem podjąć ten trudny temat na forum podobnie jak temat o srebrzeniu i opisać ....
Galwaniczne uzyskiwanie powłok metali platynowców jest procesem trudnym ponownie oparciem będą słowa "mistrza " jest wzorem w tego typu działaniach...... , proponuję zapoznanie się z podstawami od najlepszych w europie ludzi zajmujących się od dawna tą branżą z ogromnymi efektami uznanymi na świecie . zachęcam do zapoznania się z opisywanymi metodami są czytelne....
PLATYNOWCE Powłoki : - prace autora bez dokonywania zmian /cytat/
W przeciwieństwie do złota i srebra, które były już znane w starożytności, platynowce są metalami poznanymi niedawno.
Dopiero w XVIII w. zaczęto poznawać wartościowe właściwości platyny, podczas gdy wcześniej napotykana w związkach z innymi metalami była uważana za trudne do usunięcia zanieczyszczenia tych metali i stopów.
W XIX w. opanowano techniki przerabiania platyny i innych platynowców.
Platyna oraz pallad, rod, iryd, ruten i osm stanowią grupę spokrewnionych metali szlachetnych, tworzących sąsiadujące triady: platynowce lekkie (ruten, rod, pallad) i platynowce ciężkie (iryd, osm, platyna).
Platynowce występują zazwyczaj razem i oddzielanie jednego metalu od drugiego sprawia wiele trudności.
Platyna rozpuszcza się w wodzie królewskiej, a iryd nie jeśli jednak te dwa metale znajdują się w stopie razem, to pod działaniem wody królewskiej część irydu też się rozpuszcza niestety nie jest to metoda oddzielenia w stopie.
Zastosowanie poszczególnych metali z grupy platynowców w jubilerstwie jest określone ich właściwościami fizyczno-chemicznymi i dostępnością.
W produkcji biżuterii dobierając odpowiedni materiał do wykonania konkretnego elementu, zwraca się między innymi uwagę na łatwość kształtowania mechanicznego użytego tworzywa (odlewanie, walcowanie itp.), jak również na możliwość uzyskania konkretnej barwy uzyskanego stopu .
Platyna ma barwę białą z odcieniem szarawo-niebieskim.... ma ona doskonały połysk metaliczny jest bardzo miękka i ciągliwa, daje się łatwo klepać i ciągnąć w cienkie walce i druty.
Ze względu na swoją miękkość i wysoką cenę platyna najczęściej używana jest w stopach ze złotem, palladem, irydem i innymi zestawami .
Platyna jest używana do budowy aparatury chemicznej elektronicznej i elektrotechnicznej, np. na termopary lub elektrody
Pt-Rh stanowi osnowę stopów z irydem, palladem i rodem, stosowana jest do wyrobu katalizatorów (60% produkcji globalnej), których skuteczność jest trzykrotnie wyższa niż katalizatorów z udziałem palladu, oraz w dentystyce specjalistycznej.
Iryd jest metalem twardym i kruchym o białej matowej barwie, iryd ma właściwość nadawania stopom większej twardości wytrzymałości i odporności, przy czym domieszka 5-10% irydu w stopach z platyną daje dosyć ciągliwe stopy natomiast Iryd uchodzi za metal najbardziej odporny na korozję nie jest atakowany nawet przez wodę królewską i może być używany do różnych celów do temperatury 2000C.
Metal ten trudno poddaje się jednak obróbce mechanicznej zazwyczaj stosuje się go najczęściej jako dodatek stopowy utwardzający platynę.
Pallad jest metalem białym o srebrzystym połysku posiada właściwości odbarwiania złota- Stop złota z domieszką
do 15% palladu jest zupełnie biały....nazywa się go białym złotem
Pallad przeważnie stosuje się w stopach ze złotem lub platyną gdzie z powodzeniem zastępuje iryd, nadając stopom również twardość i wytrzymałość.
Pallad nie jest metalem pospolitym, znajduje jednak pewne pospolite zastosowania, np. zamiast srebra w technice Katalizatorów oraz w jubilerstwie, z palladu wyrabia się także sprężyny napędowe analogowych zegarków na rękę.
Pallad to ciągliwy i kowalny metal ze względu na te cechy często stosowany jako substytut srebra także w elementach elektrycznych.
Ruten stosuje się do utwardzania platyny i palladu zazwyczaj używanych w jubilerstwie, wysoka temperatura topnienia i kruchość utrudniają oczyszczanie i odlewanie rutenu, co znacznie ogranicza jego praktyczne zastosowanie.
Rod jest stosowany do wyrobu tygli ogniotrwałych,głównie jednak do utwardzania platyny i palladu.
Odpornością na korozję i ciągliwością przypomina platynę.
Jest błyszczącym szarobiałym, niezbyt twardym i ciągliwym metalem, jako platynowiec jest odporny na działanie wilgoci tlenu i większości kwasów.
Wolny osm nie znajduje szerszego zastosowania, można go jednak bezpiecznie używać jako dodatku stopowego.
Niewielkie dodatki osmu zwiększają odporność na ścieranie stopów z których wyrabia się np. styki elektryczne i końcówki długopisów.
Na ogół używa się tylko wysoko-próbnych stopów platynowców, gdyż stopy nisko-próbne nie spełniają oczekiwań.
W praktyce stosuje się wprawdzie często nisko-próbne stopy platyny ale czyni się to jedynie celem obniżenia kosztów tego stopu, a nigdy celem ulepszenia jego właściwości.
Trudności z obróbką mechaniczną elementów wykonanych z metali szlachetnych skłoniły współczesnych wytwórców do stosowania pokryć galwanicznych z tych metali zamiast trudno obrabialnych elementów z litego metalu.
Takie rozwiązanie pozwala na znaczne obniżenie kosztów wytwarzania jak również na zastosowanie technik jubilerskich znanych z obróbki złota czy srebra, jednocześnie wysoka mikro twardość pokryć galwanicznych metali z grupy platynowców znacznie polepsza trwałość dekoracyjnego wyglądu gotowych wyrobów oraz jest wysoce trwała .
Nieliczne firmy oferują przemysłowe elektrolity do osadzania powłok z tych metali, obecnie stosowane przemysłowo elektrolity do galwanicznego osadzania platyny, palladu czy rodu pozwalają na tworzenie dobrej jakości pokryć o nieznacznej grubości, ale niestety dużych naprężeniach własnych. Są to na tyle kłopotliwe ograniczeni że wiele znanych firm oferujących technologie z dziedziny elektroosadzania platynowców pragnie opracować i wdrożyć takie technologie które umożliwiłyby osadzanie pokryć o znacznych grubościach i minimalnych naprężeniach własnych.
Stopy pallad-nikiel pallad-kobalt
Stop galwaniczny pallad-nikiel odznacza się wysoką odpornością na ścieranie, jest odporny na działanie korozyjne wielu związków i ma wyśmienite właściwości elektryczne.
Dlatego tego typu pokrycia są chętnie stosowane we współczesnej elektronice.
Uzyskanie pokrycia o zawartości 20-25% niklu możliwe jest przy stosowaniu chlorkowego elektrolitu o składzie:
Pallad (w przeliczeniu na metal) 18-20 g/l
Nikiel (w przeliczeniu na metal) 25-30 g/l
Chlorek amonu 20-30 g/l
Wymaganą wartość pH elektrolitu (8,5-9,0) reguluje się przez dodatek amoniaku sam proces przebiega w temperaturze 20-25C, przy gęstości prądu 1,5-2,0 A/dm2, wydajności 90-95%, przy zastosowaniu anod nierozpuszczalnych lub palladowych.
Odporność stopu palladowego z 25% udziałem niklu jest 14 razy wyższa od odporności na ścieranie czystego palladu, mikrotwardość wzrasta 1,5 raza, naprężenia wewnętrzne zmniejszają się trzykrotnie.
Powyższy stop można również osadzić z elektrolitu na bazie sulfaminianów i kwasu aminooctowego.
Analogicznie można osadzić stopy palladu z kobaltem, jednak elektrolity amoniakalne z solami kobaltu dwuwartościowego są niestabilne.
Niedogodność tę eliminuje się wprowadzając zamiast soli kobaltu dwuwartościowego sole kobaltu trójwartościowego.
Dla osadzenia powłoki półbłyszczącej palladu z kobaltem o zawartości metalu mniej szlachetnego do 25% zalecany jest elektrolit o składzie:
Pallad (w przeliczeniu na metal) 18-20 g/l
Kobalt (w przeliczeniu na metal) 5-6 g/l
Sacharyna 0,3-0,5 g/l
Amoniak do pH 9,5-10
Proces należy prowadzić w temperaturze 40-50C, przy katodowej gęstości prądu 1-4 A/dm2 i przy silnym mieszaniu.
Ciekawym rozwiązaniem jest modyfikacja kąpieli amoniakalnej polegająca na wprowadzeniu kompleksu pirofosforanowego niklu lub kobaltu ,dzięki temu osadzane powłoki mają znacznie niższe naprężenia w stosunku do powłok osadzanych w analogicznych warunkach z kąpieli amoniakalnych.
Stopy pallad-ind
Pallad i ind to metale różniące się w sposób istotny swoimi właściwościami. Podczas gdy powłoki palladowe (...) odporność na bardzo wysokie temperatury i są one bardzo twarde i kruche, to powłoki indowe odznaczają się plastycznością i niskim współczynnikiem tarcia. Stopy obu metali pozwalają na wyeliminowanie niedostatków powłok z czystych metali, a nawet uzyskanie nowych, niezwykle korzystnych właściwości. Pokrycia pallad-ind są niezwykle odporne na ścieranie nawet przy małych grubościach powłoki.
Dla osadzenia stopu pallad-ind z zawartością 25-37% indu zalecane jest stosowanie elektrolitów amoniakalno-wersenianowych o składzie:
Pallad (w przeliczeniu na metal) 20-40 g/l
Ind (w przeliczeniu na metal) 50-120 g/l
Chlorek amonu 150-250 g/l
Proces należy prowadzić w temperaturze pokojowej z zastosowaniem anod palladowych. Podwyższenie zawartości indu w stopie uzyskuje się przez stosowanie prądów impulsowych, najlepiej o modulowanej charakterystyce.
Stopy rod-ind, rod-nikiel, rod-wolfram
Osadzanie rodu zyskało szerokie zastosowanie przemysłowe pokrycia z tego metalu mają bardzo wysoką twardość i odporność korozyjną.
Podobnie jak wiele innych powłok z czystego metalu z grupy platynowców, powłoki z czystego rodu są jednak kruche i dlatego nadają się jedynie jako pokrycia dekoracyjne.
Eliminację tej wady uzyskuje się przez wprowadzanie do powłoki rodu w ilości 1-2%. wszelkie Powłoki rod-ind są równie twarde jak powłoki rodu, ale 2-3 razy bardziej odporne na ścieranie.
Niestety mimo tak korzystnych rezultatów pokrycia rod-ind nie zyskują praktycznego znaczenia ponieważ koszt elektrolitu do osadzania tego typu pokryć jest znaczny, sam elektrolit bardzo niestabilny.
Te względy spowodowały że producenci kąpieli do osadzana powłok z metali szlachetnych zaczęli promować technologie osadzania powłok rod-wolfram z możliwością wprowadzenia do pokrycia nawet 15% wolframu.
Dalsze zwiększanie składnika mniej szlachetnego w stopach rodu możliwe okazało się w przypadku stopów z niklem lub kobaltem.
Pokrycia tego typu mają nieco gorsze właściwości od pokryć rodu z wolframem, jednak są znacznie tańsze.
Stopy ruten-ren, ruten-iryd
Duże praktyczne znaczenie zyskały powłoki ruten-ren bardzo twarde i odporne na korozję.
Z dostępnych elektrolitów można osadzić powłoki o zawartości 50% renu przypominające swym wyglądem przedmioty wykonane ze stali nierdzewnej. Zmieniając skład elektrolitu można regulować zawartość renu w szerokich granicach.
Dzięki temu uzyskuje się bardzo ciekawe efekty kolorystyczne.
Galwaniczne stopy rutenu z irydem są obecnie lansowane, ponieważ są tańsze od pokrycia platyną. W tego typu powłokach zawartość 4-8% irydu czyni taką powłokę najtwardszą ze znanych i jednocześnie niezwykle podobną z wyglądu do platyny.
pozdrawiam
eko
|
