BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ



Benzer belgeler
9 Prof. Dr. Hatem Akbulut, Prof. Dr. Ahmet Alp, Yrd. Doç. Dr. M. Oğuz Güler

a. Yükseltgenme potansiyeli büyük olanlar daha aktifdir.

Akımsız Nikel. Çözeltideki tuzları kullanarak herhangi bir elektrik akım kaynağı kullanılmadan nikel alaşımı kaplayabilen bir prosestir"

AKIMLI/AKIMSIZ, PULSE VE ELEKTROKOMPOZİT KAPLAMA

ELEKTRO METALÜRJ BAHAR

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

ELEKTROLİTİK TOZ ÜRETİM TEKNİKLERİ. Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

Katoda varan pozitif iyonlar buradan kendilerini nötrleyecek kadar elektron alırlar.

BÖLÜM I YÜZEY TEKNİKLERİ

4. ELEKTROLİZ. Elektroliz kabı (beher), bakır elektrotlar, bakır sülfat çözeltisi, ampermetre, akım kaynağı, terazi (miligram duyarlıklı), kronometre.

Elektrot Potansiyeli. (k) (k) (k) Tepkime vermez

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ LABORATUVAR FÖYÜ

BÖLÜM IV METAL KAPLAMALARDAN İSTENEN ÖZELLİKLER VE KAPLAMA KALİTESİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

BÖLÜM. Elektrotlar ve Elektrokimyasal Hücreler 1. ÜNİTE İÇERİK Elektrot ve Elektrolit Yarı Hücre ve Hücre

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFERİ LABORATUVARI

ELEKTROKİMYA II.

Şekil 1. Metal-sulu ortam ara yüzeyinde metalin kimyasal şekil değiştirmesi

Aşınmaya dirençli ve ısıl işlem sayesinde yüksek sertlik değerlerine ulaşabilirler.

KOROZYONUN ELEKTROKİMYASAL PRENSİPLERİ

İÇİNDEKİLER 2

KİMYA II DERS NOTLARI

ELEKTRO KAZANIM (ELEKTROW NN NG)

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği. DENEY NO: 6 DENEYİN ADI: DOYMUŞ NaCl ÇÖZELTİSİNİN ELEKTROLİZİ

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ

3) Oksijenin pek çok bileşiğindeki yükseltgenme sayısı -2 dir. Ancak, H 2. gibi peroksit bileşiklerinde oksijenin yükseltgenme sayısı -1 dir.

HAZIRLAYAN Mutlu ġahġn. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği DENEYĠN AMACI: ELEKTROLĠZ OLAYININ ÖĞRENĠLMESĠ VE BĠR METAL PARÇASININ BAKIR ĠLE KAPLANMASI

BÖLÜM III METAL KAPLAMACILIĞINDA KULLANILAN ÖRNEK PROBLEM ÇÖZÜMLERİ

BÖLÜM. Elektroliz 1. ÜNİTE 5 BÖLÜM İÇERİK

SEM İncelemeleri için Numune Hazırlama

HACETTEPE ÜNĐVERSĐTESĐ

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği DENEY NO: 5 DENEYİN ADI: SUYUN ELEKTRİK ENERJİSİ İLE AYRIŞMASI

ve denge sabitleri gibi bilgilere ulaşı şılabilir.

KOROZYONUN ÖNEMİ. Korozyon, özellikle metallerde büyük ekonomik kayıplara sebep olur.

KİMYA II DERS NOTLARI

ELEKTROKİMYASAL KOROZYON

SERT KROM BANYOSU ES / M 300

BÖLÜM. Kimyasallardan Elektrik Üretimi 1. ÜNİTE 4 BÖLÜM. İÇERİK Galvanik Piller Bataryalar: Kimyasal Tepkimelerden Elektrik Üretimi

Elektrokimya. KIM254 Analitik Kimya 2 - Dr.Erol ŞENER

KİMYA ÖZEL VİDEO FASİKÜLLERİ KİMYA VE

KOROZYONUN ELEKTROKİMYASI

KOROZYON TÜRLERİ Başlıca 8 korozyon türü vardır. Bunlar:

MİKRO ARK OKSİDASYON TEKNİĞİ

Kaplama dekoratif görünüşü çekici kılarlar 2

KOROZYON DERS NOTU. Doç. Dr. A. Fatih YETİM 2015

KĠMYASAL ÖZELLĠKLER VE KĠMYASAL BAĞ

BÖLÜM. Korozyon 1. ÜNİTE İÇERİK Metallerde Korozyon Endüstriyel Korozyonu Önleme Teknikleri

YAKIT PİLLERİ. Cihat DEMİREL

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

ALUMİNYUMUN YÜZEYİNDEKİ OKSİT TABAKASININ SÜLFÜRİK ASİT ANODIZING YÖNTEMİYLE GELİŞTİRİLMESİ*

AtılımKimyasalları AK 5120 E/N PARLAK AKIMSIZ NİKEL KAPLAMA ÜRÜN TANIMI

Serüveni 3. ÜNİTE KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİM GÜÇLÜ ETKİLEŞİM. o İYONİK BAĞ o KOVALENT BAĞ o METALİK BAĞ

REDOKS REAKSİYONLARI UYGULAMALARI

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

Metal Yüzey Hazırlama ve Temizleme Fosfatlama (Metal Surface Preparation and Cleaning)

Korozyonun Sebep Olduğu Ekonomik Kayıp

Şekil 1. Elektrolitik parlatma işleminin şematik gösterimi

ve DEĞERLEND ERLENDĐRMERME

6 Prof. Dr. Şaduman ŞEN & Yrd. Doç. Dr. A.Şükran DEMİRKIRAN

ÜRÜN PROSPEKTÜSÜ. : m/dak katod hareketi gerekir. Büyük yüzeyli parçalar için iki boyutlu hareket önerilir.

Malzemelerin Yüzey İşlemi MEM4043 / bahar. ön ve son işlemler. Prof. Dr. Gökhan Orhan

1. Amaç Kristallerin üç boyutlu yapısı incelenecektir. Ön bilgi için İnorganik Kimya, Miessler ve Tarr, Bölüm 7 okunmalıdır.

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

İçindekiler. Cilt 1. 1 Kimyanın Temelleri Cilt 2 16

CEVHERLERİN LİÇİ VE LİÇ ÇÖZELTİLERİNDEN METALLERİN ELEKTRO-REDÜKSİYONLA KAZANIMI. Prof.Dr. Ahmet ALP& Yrd.Doç.Dr. Ediz ERCENK

HALİÇ METRO GEÇİŞ KÖPRÜSÜ KATODİK KORUMA AKIM İHTİYACI DEĞERLENDİRME RAPORU

ELOKSAL (ANODİK OKSİDASYON)

ELEKTROLİZ YÖNTEMİYLE HİDROJEN GAZI ELDESİ

Yüksek Miktarlı Enerji Depolama Teknolojileri

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1

KOROZYON Hazırlayanlar: Gözde Çörekçi Merve Baykan Osman Çakır

İYON TEPKİMELERİ. Prof. Dr. Mustafa DEMİR. (Kimyasal tepkimelerin eşitlenmesi) 03-İYON TEPKİMELERİ-KİMYASAL TEPKİMELERİN EŞİTLENMESİ 1 M.

Hidroklorik asit ve sodyum hidroksitin reaksiyonundan yemek tuzu ve su meydana gelir. Bu kimyasal olayın denklemi

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

ÜRÜN PROSPEKTÜSÜ. : PE, PP, PVC veya bu malzemelerden birisi ile kaplı çelik tanklar kullanılmalıdır.

BÖLÜM. Ne Neyi Yükseltger/İndirger? 1. ÜNİTE 3 BÖLÜM İÇERİK

2. GRUP KATYONLARI. As +3, As +5, Sb +3, Sb +5, Sn +2, Cu +2, Hg +2, Pb +2, Cd +2, Bi +3

Korozyon Hızı Ölçüm Metotları. Abdurrahman Asan

FARMASÖTİK TEKNOLOJİ I «ÇÖZELTİLER»

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 4 Metaller, Aluminyum ve Çinko. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

4. KCIO 3 + SO 2 + H 2 O KCI + H 2 SO 4. A) KCIO 3 'teki CI'nin yükseltgenme basamağı +7'dir.

KOROZYONDAN KORUNMA YÖNTEMLERİ

ÖZEL EGE İLKÖĞRETİM OKULU. ve UYGULAMA ALANLARI ÖZEL EGE LİSESİ

ÜRÜN PROSPEKTÜSÜ. : Askı kaplamada yatay katod hareketi gereklidir. Katod hızı dakikada 3 4 metre olmalıdır.

Elektro Kaplamada Optimum Ko ullar

TOPRAK ALKALİ METALLER ve BİLEŞİKLERİ

Fiziksel özellikleri her yerde aynı olan (homojen) karışımlara çözelti denir. Bir çözeltiyi oluşturan her bir maddeye çözeltinin bileşenleri denir.

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

PERİYODİK CETVEL Mendeleev Henry Moseley Glenn Seaborg

ÇELĐK MALZEME YÜZEYĐNE ELEKTROLĐTĐK YOLLA KAPLANAN Zn-Ni-Co ALAŞIMININ MEKANĐK VE YAPISAL ÖZELLĐKLERĐNĐN ĐNCELENMESĐ

PERİYODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR

Şekilde görüldüğü gibi Gerilim/akım yoğunluğu karakteristik eğrisi dört nedenden dolayi meydana gelir.

5.111 Ders Özeti # (suda) + OH. (suda)

Kanalizasyonlarda CAC Kullanımı Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

INSA 283 MALZEME BİLİMİ. Giriş

MMM 2402 MALZEME BİLİMİ yücel birol

Ölçme Kontrol ve Otomasyon Sistemleri 3

EVDE KİMYA SABUN. Yağ asitlerinin Na ve ya K tuzuna sabun denir. Çok eski çağlardan beri kullanılan en önemli temizlik maddeleridir.

Çeşitli ortamlarda değişik etkilerle ve mekanizmalarla oluşan korozyon olayları birbirinden farklıdır. Pratik olarak birbirinden ayırt edilebilen 15

Transkript:

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ

Gelişen teknoloji ile beraber birçok endüstri alanında kullanılabilecek malzemelerden istenen ve beklenen özellikler de her geçen gün artmaktadır. Mevcut malzeme özelliklerinin istenen şartlara göre modifiye edilme gerekliliği de bu nedenlerle ortaya çıkmıştır. Birçok teknik alanda kullanılan malzemelerin yüzey özelliklerinin çevresel etkilere karşı korunabilmesi için yüzey kaplamaları tatbik edilmektedir. Ayrıca birçok sahada kullanılan elemanlardan optimum çalışmayı elde etmek ve bunu artırmak için de yüzey kaplamaları tatbik edilir. Metal ve alaşımlarına veya dışındaki diğer malzemelere uygulanan yüzey kaplamalarının amacı çok çeşitlidir. Bu amaçlardan başlıcaları aşınmaya, korozyona, ısıl etkilere ve benzeri dış etkilere karşı malzemeyi korumaktır. Ayrıca dekoratif görüntü de uygulama nedenlerinden biridir. Ancak kaplama uygulamaları çok fazla sayıda olup, amaca ve uygulanacak kaplamanın cinsine ve beklenen performansa göre kaplama uygulamasının türü de değişebilmektedir. 1-AKIMLI KAPLAMALAR: Akımlı kaplamalar denilince elektroliz prensiplerine dayalı doğru akım kaynağı yoluyla gerçekleştirilen kaplamalar anlaşılmaktadır. Bir tuz çözeltisine veya erimiş bir tuza batırılmış iki metal elektrot arasından bir akım kaynağı yardımıyla elektrik akımı geçirilecek olursa, elektrolitik iletkenlik yardımıyla devre tamamlanır. Elektrotların sıvıya batan kısımlarında bazı kimyasal olaylar meydana gelmektedir. Bu şekilde akım kaynağından sağlanan elektrik enerjisi kimyasal olayları meydana getirmek için kullanılmıştır. Meydana gelen bu değişmelerin tümüne elektroliz adı verilmektedir. Sülfürik asit çözeltisine daldırılmış Pt elektrotların olduğu ve iletken sistemler aracılığı ile bir güç kaynağından sağlanan anot katot potansiyel farkı yoluyla katot ve anotta reaksiyonların gerçekleştirildiği basit bir elektroliz hücresi aşağıda gösterilmiştir. a (Çözünmeyen Pt elektrot ile) Sülfürik Asit çözeltisinin elektrolizi (Şematik) : Şekil 1. Basit bir elektroliz hücresi

Katotta : 2H + + 2 é H 2 Anotta : SO = 4 2 é SO 4 (doymamış molekül grupları) SO 4 + H 2 O H 2 SO 4 + ½ O 2 (H 2 SO 4 + O) H 2 SO 4 2H + = + SO 4 Elektroliz olayının başlayabilmesi için katod ile anod arasına belirli bir en az (minimum) gerilimden yüksek değerde bir potansiyel farkı uygulanmaktadır. Potansiyel farkının bu minimum değerine ayrışma potansiyeli denilmektedir. Elektroliz esnasında pozitif yüklü iyonlar (katyonlar) negatif yüklü elektro da (katoda), negatif yüklü iyonlar(anyonlar) ise pozitif yüklü elektroda (anoda) göç ederler. Bu yüzden pozitif yüklü iyonlara katyon, negatif yüklü iyonlara da anyon adı verilmektedir. Katoda ulaşan katyonlar elektron alarak indirgenirler, anyonlar ise elektronlarını anoda vererek yükseltgenirler. Aynı hücre içindeki elektrolit örneğin bir asitli bakır sülfat çözeltisi olduğunda yukarıdakinden farklı reaksiyonların da meydana geldiği görülecektir. Buna ait şematik örnek aşağıda verilmiştir. b (Çözünmeyen Pt elektrot ile) Metal Sülfat çözeltisinin elektrolizi: Bu elektroliz uygulamasında farklı olarak Katot yüzeyinde indirgeme sonrası bakır (örneğin nikel, çinko gibi bir metal) in oluştuğu ve katot metalinin yüzeyini örttüğü görülecektir. Kaplama yapılması istenen metalin katoda asılarak, çözeltideki metal iyonlarının katot yüzeyine transfer edilen elektronları alması suretiyle yüzeyinde indirgendiği basit bir kaplama sistemi aşağıdaki Şekil 2 de gösterilmiştir. Şekil 2. Çözünmeyen anot sisteminde kaplama

Katotta: Cu ++ + 2 é Cu 0 (katotta toplanır, Cu kaplama) Anotta: = SO 4 2 é SO 4 (doymamış molekül grupları) SO 4 + H 2 O H 2 SO 4 + ½ O 2 (H 2 SO 4 + O) H 2 SO 4 2H + = + SO 4 Bir elektroliz hücresinde akımın iletilmesini sağlayacak olan iyonlar fazla ve farklı sayıda olabilirler. Bu durumda, anot ya da katotta önce reaksiyona girecek olan anyon ve katyonların sırasını onların minimum ayrışma potansiyeli (standart elektrot potansiyeli) belirlemektedir. Kaplanacak iyon, çözeltiye dışarıdan verilen bir metal tuzunun elektrolit içinde çözündürülmesiyle sağlanabileceği gibi, anodun çözündürülmesi yoluyla da sağlanabilir (Şekil 3). c (Çözünen metalik anot ile) Metal Sülfat çözeltisinin elektrolizi : Bu yöntemde en büyük fark anodunda çözünür olmasıdır. Çözeltide ihtiyaç duyulan iyonları banyoya asılmış anodun çözünmesi yoluyla sağlanmaktadır. Dolayısıyla elektrolitteki Cu ++ miktarı çözünen Cu anottan dolayı eksilmez, sabit kalır. Taki anot elektrot tükeninceye kadar. Şekil 3. Çözünen anot sisteminde metal kaplama hücresi Katotta: Cu ++ + 2 é Cu (katot yüzeyinde toplanır) Anotta: SO 4 = 2 é SO 4 (doymamış molekül grupları)

Cu 0 + SO 4 CuSO 4 CuSO 4 Cu ++ + SO 4 = 2-AKIMSIZ KAPLAMALAR Akımlı kaplamalar gibi akımsız kaplamalar da dekoratif özelliğinden korozyon direncini sağlamaya kadar pek çok niyetle yapılır. Akımsız kaplama (electroless plating), elektrik akımı kullanmadan atomlarının otokatalitik kimyasal indirgeme yöntemi ile elde edilerek metal, seramik veya polimer yüzeyine kaplama tekniğidir. Pratikte bu amaç için nikel büyük kullanım alanına sahiptir. Günümüzde nikel kaplama modern yüzey teknolojisinin en çok kullanılan proseslerinden biri haline gelmiştir. Akımsız olarak elde edilen kaplamalar banyo içeriğine bağlı olarak saf nikel katmanları halinde veya daha çok nikel fosfor veya nikel bor gibi alaşımları halinde olmaktadır. Nikel kaplamalar nikel tuzlarını içeren bir çözeltiye daldırılmış ve yüzeyi iletken veya katalitik bir malzeme üzerinde redükleyicinin etkisi ile nikel iyonlarının nikel metaline dönüşmesi sonucu elde edilir. Bu kaplama sisteminin diğer yöntemlere göre en önemli farkı çözeltide askıda duran çeşitli tozların da kaplanabilmesidir. Bu kaplamaların bazı üstünlükleri şu şekilde sıralanabilir; Aşınmaya dirençli ve ısıl işlem sayesinde yüksek sertlik değerlerine ulaşabilirler. Metal veya metal olmayan yüzeylere bile belirli bir ön işlemden sonra rahatlıkla kaplanabilirler. Düzgün olmayan yüzeylere dahi eş kalınlıkta ve çözelti ile temas eden her bölgede kaplama meydana gelir. Gerek kitlesel (tambur), gerekse askıda kaplama yapımına uygun bir kaplama yöntemidir. Çözeltideki metal iyonunun indirgenebilmesi için kendisinin oksitlenip, iyonu indirgeyeceği çeşitli redükleyici maddelere ihtiyaç duyulur. Banyolarda kullanılan bazı redükleyiciler şunlardır: hipofosfit, borhidrür, aminobor ve hidrazin vb.

Banyolar çözeltinin ph ına göre şu şekilde sınıflanmaktadır: a) alkali banyolar hipofosfitli, bor hidrürlü banyolar. b) asidik banyolar hipofosfitli, aminoborlu banyolar. Akımsız kaplama aşamaları aşağıdaki şemada verilmiştir: Seramik Metal Polimer Yüzey Temizleme (Alkali çözelti Aseton vb) Seramik -Polimer Hassaslaştırma (SnCl çözeltisi) Akımsız Kaplama Aktivasyon HCl, H 2 SO 4 PdCl 2 Nikel iyonlarının redüksiyonu aşağıdaki reaksiyon ile oluşur: Katalitik Ni +2 + H 2 PO - 2 + H 2 O Ni 0 - + H 2 PO 3 + 2H + (4)