Milyen változások következnek be a bevonási sebességnél, ha az összetett ágens tartalma túl magas?

Ha a komplexálószer -tartalom túl magas, a bevonási sebesség jelentős hanyatlást vagy akár megállítást mutat, amelyet elsősorban a nikkel -ionok komplex egyensúlyának megsemmisítése, a felszíni adszorpciós verseny intenzitása és a. reakció kinetikájának elzáródása okoz.
I . A bevonat sebességének csökkenésének alapvető oka
1. Az erős komplexáció rendkívül alacsony a szabad nikkel -ionok koncentrációjához
Excessive complexing agents (such as lactic acid concentration>40g/L, EDTA concentration>A 20G/L) rendkívül magas stabilitási állandóval rendelkező nikkel -ionokkal (például nil₃ⁿ⁻, L a komplexálószer) komplexeket képez, amelyek a szabad Ni²⁺ koncentrációját rendkívül alacsony szintre csökkentik (<10⁻⁵ mol/L).
A Faraday törvénye szerint a kémiai nikkel -bevonás lerakódási sebessége arányos a szabad Ni²⁺ . koncentráció négyzetgyökével, ezért a nem elegendő szabad nikkel -ionok közvetlenül a redukciós reakciósebesség csökkenéséhez vezethetnek, és a bevonási sebességet a normál tartományból (10 ~ 15μm/h) 1 ~ 3 μm/h vagy akár alacsonyabb szintre csökkenthetik.
2. Felszíni adszorpciós verseny a komplexum és a redukáló szer között
A túlzott komplexáló ágens anionok (például a laktát L⁻, citrát citrom⁻) elsősorban a katalitikus felületen (például Ni-P aktív helyen) adszorbeálnak, akadályozva a hypophosphite (H₂PO₂⁻) . adszorpcióját és elektronátvitelét.
A kísérletek azt mutatják, hogy ha a tejsavkoncentráció meghaladja a 35 g/l -t, akkor a H₂PO₂⁻ adszorpciós lefedettsége a katalitikus felületen 70% -ról kevesebb, mint 20% -ra csökken, ami jelentős akadályt jelent a nikkel redukciós reakció kinetikájára .
3. oldali reakció útja megváltozik, és csökkenti a redukálószert
Ha a komplexálószer túlzott, akkor a hypophosphit (H₂PO₂⁻) inkább hidrolízisen megy keresztül, nem pedig csökkenti a nikkel -ionokat:
H₂PO₂⁻ + H₂O → HPO₃²⁻ + 2 H⁺ + H₂ ↑
Ez a reakció redukáló szert fogyaszt, de nem hoz létre nikkel -lerakódást .} Egyidejűleg a generált H⁺ csökkenti a bevonási oldat pH -értékét, tovább gátolja a bevonási sebességet (minden 0.} 5 egységcsökkenést a pH -ban, a bevonási sebesség kb. 20%-kal csökken).
2. Különböző komplexum -típusú típusok bevonási sebességének különbségei
Komplexálószer -típusú bevonási sebességteljesítmény, ha túlzott (koncentráció> 2 -szer az optimális érték) tipikus koncentráció küszöbérték (savas bevonat -oldat).
A tejsav (közepes komplexképző képesség) A szeletelés sebessége 13 μm/h -ről 6 μm/h -re csökken, és a szignifikánsan csökkenés 4 ~ 6 órát vesz igénybe. ＞ 35G/L körülbelül 50%-kal csökken.
A citromsav (erős komplexképző képesség) A bevonat sebessége hirtelen csökken a 10 μm/h -ről<2μm/h, and almost stops within 1~2 hours ＞20g/L Decreases by >80%
Az aminosavsav (gyenge komplexképző képesség) bevonási sebessége nem csökken szignifikánsan (18 μm/h -ről 12 μm/h -re), de hajlamos a szivárgásra.
Megjegyzés: Ha a gyenge komplexképző szerek (például aminosavsav) túlzottak, akkor a bevonási sebesség kevésbé csökken, de az instabil komplexálás helyi nem-lerakódáshoz (szivárgás-bevonáshoz) .
III . Tipikus jelenség a tényleges termelésben
1. egyenetlen bevonat vastagsága és elmulasztott bevonat
A túlzott komplexképző szer a nikkel -ionok egyenetlen eloszlását okozza az oldatban . A katalitikus felülettől távoli terület nem helyezhető el a lassú diffúzió miatt, amely vastag bevonatként nyilvánul meg a munkadarab szélén, vékony bevonat a középső területen, vagy akár nincs bevonat (mint például a Gear belső lyukában lévő bevonás el nem mutattak.
2. A bevonási oldat színének és a gáz csapadékának rendellenes változásai
A normál bevonási oldat tiszta kék-zöld (ni²⁺-komplexum komplex színű) . A túlzott komplexálószer elmélyíti színét (például a sötétkék, ha a tejsav túlzott), és a hidrogén csapadék mennyisége csökken (mivel a H₂po₂⁻ a hidrolízis reakciójára fordul), és a folyékony felületen lévő buborékok a folyékony felületen lesznek.
3. rendellenes pH -ingadozások
Ha a komplexálószer túlzott, akkor a hidrolízis reakció által generált H⁺ a bevonási oldat pH -értékét továbbra is csökken (például 0 .} 2 ~ 0,5 egység / óránként), és lúgos anyagokat (például ammónia vizet) kell hozzáadni, hogy beállítsák a beállítási stabilitást.
IV . Megoldási stratégia és koncentráció optimalizálása
1. Határozza meg az összetett szer kritikus túlzott koncentrációját
Rajzoljon egy görbét a bevonási sebesség-koncentrációs válaszkísérleten, hogy megtalálja az inflációs pontot, ahol a bevonási sebesség jelentősen csökkenni kezd (például a tejsav inflexiós pontja körülbelül 35 g/l), és ellenőrizze a termelési koncentráció 10% ~ 15% -os tartományát az inflexiós pont alatt (például 25 ~ 30G/L) .}}}}}}}}}}}
2. hígítják vagy cserélik ki a bevonási oldatot
Ha a komplexálószer súlyosan túlzott (például az optimális érték 50% -ának koncentrációja), akkor a desztillált víz hozzáadható annak hígításához, vagy néhány régi megoldást lehet kivenni, és friss bázisoldat (komplexum nélkül) hozzáadható, hogy a koncentrációt a . normál tartományba adjuk vissza.
3. Dinamikus megfigyelés és kiegészítés ellenőrzése
Használjon egy online vezetőképességi mérőt vagy potenciometrikus titrálási módszert a komplexum koncentrációjának valós időben történő monitorozására . Ha a koncentráció közel áll a kritikus értékhez, függje fel a komplexum hozzáadását, és prioritást adjon a nikkelsók feltöltésére és a redukáló szerek (például Nah₂po₂ -t) az anyagi egyensúlyon keresztüli {1} redukciós szerek (például Nah₂po₂) felvételéhez.
V . eset: A túlzott citromsav hatása a bevonat sebességére
Forgatókönyv: A gyártósor tévesen hozzáadta a citromsav -koncentrációt 12G/L -től 30G/L -ig, a bevonási oldat hőmérséklete 90 fok volt, és pH =4.2.
Jelenség:
Az első órában a bevonat sebessége 10 μm/h -ről 5 μm/h -re esett, és a munkadarab felületén a bevonat vékonyabbá vált;
2 óra elteltével a bevonási sebesség kevesebb, mint 1 μm/h volt, az oldat színe sötétkék lett, és nem volt nyilvánvaló hidrogén csapadék;
4 óra elteltével a szabad Ni²⁺ koncentráció csak 0 . 02G/L volt (a normálnak 5 ~ 6G/L -nek kell lennie).
Feldolgozás: Adjon hozzá egy új bázisoldatot (citromsav nélkül) 1: 1 arányban, állítsa be a citromsav -koncentrációt 15 g/l -re, a bevonási sebességet 8 μm/h -re visszaállítják, és a bevonat minősége normális .
Összegzés: A túlzott komplexképző szer hatása a bevonási sebességre

Bonyolult ágenskoncentráció-bevonási sebesség kapcsolat
kép
(MEGJEGYZÉS: A vízszintes tengely a komplex ágensek koncentrációja, a függőleges tengely a bevonási sebesség, és a görbe hirtelen csökken az optimális koncentráció túllépése után, az exponenciális bomlási trend mutatása)
Főbb következtetés: A túlzott komplexképző szer gátolja a bevonási sebességet a "erős komplexképző nikkel-ionok + katalitikus hely verseny + oldali reakció dominanciájának hármas mechanizmusán keresztül" . Ezt a problémát a termelésben kell kerülni a pontos koncentráció-ellenőrzés és a valós idejű megfigyelés révén. .
Működési alapelv: A bevonási oldat stabilitásának biztosításának előfeltétele alatt a komplexumok koncentrációját az alsó határnál (az optimális érték 80% ~ 90% -a) kell elhelyezni a további kiegészítés érdekében, és fenntartani a hatékony bevonat -sebességet .