Niklanje

Izvor: Wikipedija
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje
Kemijski poniklani predmeti.

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 korozijske 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[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Elektroplatiranje

Moć 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 boratnom kiselinom kao puferom. U novije vrijeme raste značenje i sulfamatnih, nikalkobaltnih i fluorboratnih elektrolita, a za zakiseljenje upotrebljava se i fosforna kiselina. [3]

Pregled[uredi VE | uredi]

Kako je već rečeno kod niklanja na neki drugi metal ili nevodič nanosimo sloj nikla. Predmeti koje niklamo moraju biti potpuno čisti - znači bez ikakvih ostataka 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 VE | 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 nikal s vremenom potamni koristiti višeslojno prevlačenje slojem bakar/nikal/krom.

Vrste otopina[uredi VE | uredi]

Watts otopina[uredi VE | uredi]

Watts 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 VE | 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
Borina kiselina H3BO3 37–52 g/L 5–7 oz/gal 37–52 g/L 5–7 oz/gal

Specifikacije rada [5][uredi VE | uredi]

  • Temperatura: 40-65°C
  • Jakost struje na katodi: 2-10 A/dm2
  • PH: 3.0-4.5

Dodaci za sjaj [5][uredi VE | uredi]

  • 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[uredi VE | uredi]

Ova 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 VE | 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
Boratna kiselina H3BO3 30-45 g/l 4–6 oz/gal

Specifikacije[5][uredi VE | uredi]

  • Temperatura: 40-60°C
  • Jakost struje na katodi: 2-25 A/dm2
  • PH: 3.5-4.5

Kloridna kupka[uredi VE | uredi]

Također omogućuju debele prevlake, mana im je velika unutarnja napregnutost prevlake.[5]

Kemijski naziv Formula Koncentracija[5]
Nikl klorid NiCl2·6H2O 30–40 oz/gal
Boratna kiselina H3BO3 4–4.7 oz/gal

Tvrdi nikl[uredi VE | uredi]

Koriste 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
Boratna kiselina H3BO3 4 oz/gal 29.96 g/L

Crni nikl[uredi VE | uredi]

Daje tamnu nereflektivnu prevlaku. Antikorozijska zaštita beznačajna, isključivo dekorativna prevlaka,no koristi se i u vojne svrhe.[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[uredi VE | uredi]

  • Schlesinger, M.; Paunovic, M.(Ed.): Modern Electroplating,Hoboken 2014.
  • Brugger, R. Die galvanische vernicklung, Saulgau 1984.
  • Jampolski, A.M. Mednenie i nikelirovanie, Lenjingrad 1977.

Vanjske poveznice[uredi VE | uredi]


Izvori[uredi VE | uredi]

  1. 1,0 1,1 1,2 QQ-N-290A
  2. niklanje, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  3. "Tehnička enciklopedija" (Galvanotehnika), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
  4. MIL-P-27418
  5. 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
  6. 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
  7. 7,0 7,1 7,2 http://www.pfonline.com/articles/nickel-electroplating
  8. NickelElectroplating.pdf
  9. http://www.balesmold.com/sulfamate.htm
  10. 10,0 10,1 MIL-P-18317