pobieranie: 04_Powloki galwaniczne
Pobierz dokument pdfPrzeglądaj wersję html pliku:
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA PRZEDMIOT: INŻYNIERIA POWIERZCHNI Ćwiczenie nr 4. Temat ćwiczenia: Powłoki galwaniczne 1.0 Wstęp Powłoki galwanicznie nakładane przy pomocy elektrolizy dzieli się z punktu widzenia ich przeznaczenia na następujące grupy: - powłoki ochronne mające na celu ochronę metalu podłoża przed korozją; - powłoki dekoracyjne mające na celu poprawę wyglądu zewnętrznego powierzchni; - powłoki dekoracyjne, których celem jest ochronna przed korozją a jednocześnie nadanie powierzchni metalu właściwości dekoracyjnych; - powłoki techniczne, których celem jest nadanie powierzchni odpowiednich właściwości tarcia, poprawa właściwości elektrycznych itd. Powłoka galwaniczna ma strukturę krystaliczną, której postać uzależniona jest głównie od szybkości wzrostu kryształów oraz ilości zarodków krystalicznych. W przypadku wytworzenia dużej liczby zarodków i małej szybkości ich wzrostu tworzy się drobnoziarnista struktura powłoki, zwarta o małej porowatości. Gdy szybkość wzrostu kryształów jest duża powstaje powłoka gruboziarnista i chropowata. Czynnikami mającymi najistotniejszy wpływ na jakość powłoki są: gęstość prądu katodowego, stężenie elektrolitu oraz właściwości materiału podłoża. 2.0 Wykonanie ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wytworzenie na podłożu stalowym powłoki: niklowej oraz cynkowej. W tym celu należy: 1. Zmierzyć powierzchnię próbki, 2. Próbkę z blachy stalowej odtłuścić w odczynniku organicznym, 3. Przepłukać w gorącej wodzie, 4. Zanurzyć w kąpieli trawiącej, 5. Przepłukać w zimnej wodzie, wysuszyć i zaważyć, 6. Zanurzyć do odpowiedniego elektrolitu, 7. Podłączyć do źródła prądu stałego, 8. Wyjąć z elektrolitu, wypłukać i zaważyć. Uwaga: Przebieg operacji jest taki sam dla obu procesów.
Powłoki galwaniczne – Inżynieria Powierzchni
1
2.1 Skład kąpieli oraz parametry procesu dla: - niklowania NiSO4 ⋅ H2O NiCl2 ⋅ H2O H3BO4 CdSO4 ⋅ 8H2O K2SO4 Temperatura pH Gęstość prądu Czas procesu - cynkowania ZnSO4 ⋅ 7H2O Na2SO4 ⋅ 10H2O AlCl3 ⋅ 6H2O Temperatura pH Gęstość prądu Czas procesu 450 g/cm3 75 g/cm3 20 g/cm3 30 °C 3,5-4,5 5-8 A/dm2 1 godz. Ciężar właściwy cynku: Zn = 7,14 g/cm3 120 g/cm3 Ciężar właściwy niklu: 3 Ni = 8,90 g/cm3 15-20 g/cm 20 g/cm3 0,02-0,04 g/cm3 5 g/cm3 18-25 °C 4,5-5,5 0,5-0,8 A/dm2 1 godz.
W obu przypadkach należy: a) zmierzyć grubość powłoki - cynkowej metodą elektromagnetyczną i wagową - niklowej metodą wagową b) określić wydajność prądową η
η=
gdzie:
m1 ⋅ 100[%] m
m = k⋅I⋅t [g] (masa teoretyczna) m1 – masa wydzielona k – równoważnik dla: Ni = 0,3041 mg/C Zn = 0,3387 mg/C I – natężenie prądu [A] s – czas [s]
Powłoki galwaniczne – Inżynieria Powierzchni
2
Literatura: 1. T. Wierzchoń i in.: Ćwiczenia laboratoryjne z inżynierii powierzchni, Oficyna Wydaw. P. W., Warszawa 1966. 2. Praca zbiorowa pod red. Tkaczyka: Powłoki ochronne, Wydaw. Polit. Śląskiej, Gliwice 1997.
Powłoki galwaniczne – Inżynieria Powierzchni
3
04_Powloki galwaniczne
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA PRZEDMIOT: INŻYNIERIA POWIERZCHNI Ćwiczenie nr 4. Temat ćwiczenia: Powłoki galwaniczne 1.0 Wstęp Powłoki galwanicznie nakładane przy pomocy elektrolizy dzieli się z punktu widzenia ich przeznaczenia na następujące grupy: - powłoki ochronne mające na celu ochronę metalu podłoża przed korozją; - powłoki dekoracyjne mające na celu poprawę wyglądu zewnętrznego powierzchni; - powłoki dekoracyjne, których celem jest ochronna przed korozją a jednocześnie nadanie powierzchni metalu właściwości dekoracyjnych; - powłoki techniczne, których celem jest nadanie powierzchni odpowiednich właściwości tarcia, poprawa właściwości elektrycznych itd. Powłoka galwaniczna ma strukturę krystaliczną, której postać uzależniona jest głównie od szybkości wzrostu kryształów oraz ilości zarodków krystalicznych. W przypadku wytworzenia dużej liczby zarodków i małej szybkości ich wzrostu tworzy się drobnoziarnista struktura powłoki, zwarta o małej porowatości. Gdy szybkość wzrostu kryształów jest duża powstaje powłoka gruboziarnista i chropowata. Czynnikami mającymi najistotniejszy wpływ na jakość powłoki są: gęstość prądu katodowego, stężenie elektrolitu oraz właściwości materiału podłoża. 2.0 Wykonanie ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wytworzenie na podłożu stalowym powłoki: niklowej oraz cynkowej. W tym celu należy: 1. Zmierzyć powierzchnię próbki, 2. Próbkę z blachy stalowej odtłuścić w odczynniku organicznym, 3. Przepłukać w gorącej wodzie, 4. Zanurzyć w kąpieli trawiącej, 5. Przepłukać w zimnej wodzie, wysuszyć i zaważyć, 6. Zanurzyć do odpowiedniego elektrolitu, 7. Podłączyć do źródła prądu stałego, 8. Wyjąć z elektrolitu, wypłukać i zaważyć. Uwaga: Przebieg operacji jest taki sam dla obu procesów.
Powłoki galwaniczne – Inżynieria Powierzchni
1
2.1 Skład kąpieli oraz parametry procesu dla: - niklowania NiSO4 ⋅ H2O NiCl2 ⋅ H2O H3BO4 CdSO4 ⋅ 8H2O K2SO4 Temperatura pH Gęstość prądu Czas procesu - cynkowania ZnSO4 ⋅ 7H2O Na2SO4 ⋅ 10H2O AlCl3 ⋅ 6H2O Temperatura pH Gęstość prądu Czas procesu 450 g/cm3 75 g/cm3 20 g/cm3 30 °C 3,5-4,5 5-8 A/dm2 1 godz. Ciężar właściwy cynku: Zn = 7,14 g/cm3 120 g/cm3 Ciężar właściwy niklu: 3 Ni = 8,90 g/cm3 15-20 g/cm 20 g/cm3 0,02-0,04 g/cm3 5 g/cm3 18-25 °C 4,5-5,5 0,5-0,8 A/dm2 1 godz.
W obu przypadkach należy: a) zmierzyć grubość powłoki - cynkowej metodą elektromagnetyczną i wagową - niklowej metodą wagową b) określić wydajność prądową η
η=
gdzie:
m1 ⋅ 100[%] m
m = k⋅I⋅t [g] (masa teoretyczna) m1 – masa wydzielona k – równoważnik dla: Ni = 0,3041 mg/C Zn = 0,3387 mg/C I – natężenie prądu [A] s – czas [s]
Powłoki galwaniczne – Inżynieria Powierzchni
2
Literatura: 1. T. Wierzchoń i in.: Ćwiczenia laboratoryjne z inżynierii powierzchni, Oficyna Wydaw. P. W., Warszawa 1966. 2. Praca zbiorowa pod red. Tkaczyka: Powłoki ochronne, Wydaw. Polit. Śląskiej, Gliwice 1997.
Powłoki galwaniczne – Inżynieria Powierzchni
3
