Niklanje
Niklanje je tehnika u kojoj se predmet od nekog drugog metala prevlači tankim slojem nikla elektrolitskim putem (obično željeznih, čeličnih ili bakrenih). Sloj može biti čisto dekorativan ili nanešen u svrhu korozione zaštite. Kod nanošenja debljeg sloja može se koristiti za obnovu istrošenih metalnih dijelova strojeva. [1] Danas sve veću važnost ima i takozvano kemijsko odnosno reduktivno niklanje. Niklanje se provodi elektrokemijskim ili kemijskim putem. Elektrokemijsko niklanje galvanotehnički je postupak (elektroplatiranje), a provodi se u slabo kiselim otopinama niklova sulfata (galvanotehnika), dok je kemijsko niklanje (postupak Kanigen) izlučivanje nikla na metalnu podlogu kemijskom redukcijom. Niklanjem se dobivaju tvrde, ravnomjerne i neporozne prevlake otporne na koroziju u vlažnoj atmosferi, vodi i lužnatim otopinama, a razmjerno stabilne u solnoj i sumpornoj kiselini. [2]
Elektroplatiranje niklom
urediMoć nikla da zaštiti od korozije tehnički važne metale, dobra mehanička svojstva i lijep izgled njegovih galvanskih slojeva, te to što se, već prema uvjetima, dade lako, brzo i jednolično elektrokristalizirati u različitim oblicima i nakon toga obrađivati, postižu time različite učinke, čine galvaniziranje niklom najvažnijim područjem galvanotehnike, posebno elektroplatiranja. Elektroplatiranje niklom vrlo je važno za gradnju aparata i uređaja kemijske i prehrambene industrije. Time se ne samo zaštićuje aparatura, nego i kemikalije i hrana od zagađivanjima metalima. Osim toga, za tehniku je važno elektroplatiranje niklom radi popravka istrošenih ili izlizanih dijelova strojeva i uređaja slojevima točno određene debljine. To se može izvesti ili elektroplatiranjem niklom ili još i jednim galvanskim slojem kroma (kromiranje). Već prema vrsti kupke, pri tome se mogu dobiti nikalni galvanski slojevi s tvrdoćom po Vickersu od 4,25 do 6,5 ∙103 MPa, a naknadnom toplinskom obradom i do 8 ∙ 103 MPa.
Ipak se najčešće niklom elektroplatira radi ukrašavanja (dekoracije). Pri tome se, da bi se poboljšala nedovoljna postojanost sjaja njegovih galvanskih slojeva, obično također elektroplatira još i jednim sloja kroma, jer se on, iako manje plemenit, pod utjecajem atmosfere brzo nagriza (pasivira) apsorpcijom kisikom ili nastajanjem krom(III) oksida, a da se time ne smanji sposobnost refleksije svjetla. Općenito su galvanski slojevi nikla s manjim sjajem čišći i zbog toga plemenitiji od sjajnih, pa im je zaštitna moć veća. Zbog toga se u posljednje vrijeme sve više elektroplatira niklom po takozvanom dupleks postupku. Pri tome se najprije izraci zaštićuju jednim polusjajnim galvanskim slojem nikla, a traženi izgled postiže im se zatim još jednim slojem, koji ima visoki sjaj.
Za elektroplatiranje niklom još uvijek se najviše upotrebljavaju takozvane Wattsove kupke (po O. P. Wattsu), s elektrolitom od niklovog sulfata i niklovog klorida, s bornom kiselinom kao puferom. U novije vrijeme raste značenje i sulfamatnih, nikalkobaltnih i fluorboratnih elektrolita, a za zakiseljenje upotrebljava se i fosforna kiselina. [3]
Pregled
urediKako je već rečeno kod niklanja na neki drugi metal ili nevodič nanosimo sloj nikla. Predmeti koje niklamo moraju biti potpuno čisti - znači bez ikakvih ostatka masnoće,nečistoće ili oksida na njima.[4] Spomenute se nečistoće mogu ukloniti mehanički,kemijski,elektrokemijski ili ultrazvukom.[1] Pripremljeni se objekti uranjaju u kupku u kojoj su otpljene niklene soli,kao anoda obično služi ploča od lijevanog nikla.Ioni nikla se iz otopine talože na katodu,odnosno predmet.[5]
Povijest
uredi- 1843 nijemac Boetger dobiva prvu elektrolitsku niklenu prevlaku,no industrijska primjena počinje tek nakon 1869.
- 1845 otkiće reduktivnog niklanja.[6]Praktična uporaba tek nakon 1945.
- O.P. Watts razvija svoj i danas korišten elektrolit 1916.
- Do približno 1930 autodijelovi su prevlačeni prvo slojem bakra pa slojem nikla.
- Nakon toga počinje se zbog činjenice da nikl s vremenom potamni koristiti višeslojno prevlačenje slojem bakar/nikl/krom.
Vrste otopina
urediWatts otopina
urediWatts otopina daje i sjajne i polusjajne prevlake. Dok se sjajne prevlake koriste u dekorativne i antikorozivne svrhe polusjajne prevlake imaju isključivo tehničke svrhe.[7][8]
Sastav kupke
uredi| Kemijski naziv | Formula | Sjajna[7] | Polusjajna[7] | ||
|---|---|---|---|---|---|
| EU | US | EU | US | ||
| Nikl sulfat | NiSO4·6H2O | 150–300 g/L | 20–40 oz/gal | 225–300 g/L | 30–40 oz/gal |
| Nikl klorid | NiCl2·6H2O | 60–150 g/L | 8–20 oz/gal | 30–45 g/L | 4–6 oz/gal |
| Borna kiselina | H3BO3 | 37–52 g/L | 5–7 oz/gal | 37–52 g/L | 5–7 oz/gal |
- Temperatura: 40-65°C
- Jakost struje na katodi: 2-10 A/dm2
- PH: 3.0-4.5
- Sjajila prvog reda - paratoluene sulfonamid, benzen sulfokiselina - 0.75-23 g/l. .
- Sjajila drugog reda - alil sulfonska kiselina , formaldehid kloral hidrat - 0.0045-0.15 g/lit.
Nikl sulfamat
urediOva se kupka koristi isključivo u tehničke svrhe.Mogu se nanositi i debeli slojevi,Može se koristiti i kao podloga za kromiranje.[9]
Sastav kupke
uredi| Kemijski naziv | Formula | koncentracija[5] | |
|---|---|---|---|
| EU | US | ||
| Nikl sulfamat | Ni(SO3NH2)2 | 300-450 g/l | 40–60 oz/gal |
| Nikl klorid | NiCl2·6H2O | 0-30 g/l | 0–4 oz/gal |
| Borna kiselina | H3BO3 | 30-45 g/l | 4–6 oz/gal |
- Temperatura: 40-60°C
- Jakost struje na katodi: 2-25 A/dm2
- PH: 3.5-4.5
Kloridna kupka
urediTakođer omogućiju debele prevlake,mana im je velika unutarnja napregnutost prevlake.[5]
| Kemijski naziv | Formula | Koncentracija[5] |
|---|---|---|
| Nikl klorid | NiCl2·6H2O | 30–40 oz/gal |
| Borna kiselina | H3BO3 | 4–4.7 oz/gal |
Tvrdi nikl
urediKoriste se kad trebamo prevlake velike čvrstoće i tvrdoće.[5]
| Kemijski naziv | Formula | koncentracija[5] | EU |
|---|---|---|---|
| Nikl sulfat | NiSO4·6H2O | 24 oz/gal | 179.7g/L |
| Amonij klorid | NH4Cl | 3.3 oz/gal | 24.7 g/L |
| Borna kiselina | H3BO3 | 4 oz/gal | 29.96 g/L |
Crni nikl
urediDaje tamnu nereflektivnu prevlaku.Antikorozijska zaštita beznačajna,isključivo dekorativna prevlaka.[10] [1]
| Kemijski naziv | Formula | Koncentracija[10] |
|---|---|---|
| Nikl amonij sulfat | NiSO4·(NH4)2SO4·6H2O | 8 oz/gal |
| Cink sulfat | ZnSO4 | 1.0 oz/gal |
| Natrij tiocijanat | NaCNS | 2 oz/gal |
Dodatna literatura
urediSchlesinger,M.; Paunovic,M.(Ed.): Modern Electroplating,Hoboken 2014.
Vanjske poveznice
uredi- Nickel plating and electroforming Arhivirano 2016-03-07 na Wayback Machine-u
Izvori
uredi- ↑ 1,0 1,1 1,2 QQ-N-290A
- ↑ niklanje, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
- ↑ "Tehnička enciklopedija" (Galvanotehnika), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
- ↑ MIL-P-27418
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 http://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=nickel_electroplating
- ↑ „Hans Gut: Chemische Vernickelung, Look Inside Get Access Find out how to access preview-only content Prozeßstrukturen der chemischen Vernickelung , Springer-Verlag Berlin, Heidelberg 1993; Abschnitt 2.1”. Arhivirano iz originala na datum 2014-11-29. Pristupljeno 2015-02-19.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 http://www.pfonline.com/articles/nickel-electroplating
- ↑ „NickelElectroplating.pdf”. Arhivirano iz originala na datum 2012-03-13. Pristupljeno 2015-02-19.
- ↑ „Archive copy”. Arhivirano iz originala na datum 2015-01-25. Pristupljeno 2015-02-19.
- ↑ 10,0 10,1 MIL-P-18317
