کروم چڑھانا عمل اصول:
کروم چڑھانا عمل ایک الیکٹرو کیمیکل عمل ہے، ایک ریڈوکس رد عمل کا عمل۔ بنیادی عمل یہ ہے کہ پرزوں کو دھاتی نمک کے محلول میں کیتھوڈ کے طور پر، دھات کو اینوڈ کے طور پر ڈبو دیا جائے، اور براہ راست کرنٹ سے جڑنے کے بعد، پرزوں پر دھات کی کوٹنگ جمع کی جائے گی۔ گریوور الیکٹروپلاٹنگ کے عمل کا اسکیمیٹک ڈایاگرام: پلیٹ رولر کیتھوڈ ہے اور ٹائٹینیم میش انوڈ ہے۔
کرومیم محلول کے اہم اجزاء مین نمک:
کرومک اینہائیڈرائڈ مواد: 200-260 g/L کیٹالسٹ: سلفیورک ایسڈ مواد: 2۔{2}}.5 g/L additives: کرومیم چڑھانا پرت کی کارکردگی کو برابر کرنا اور بہتر بنانا: کرومیم ایک چاندی کی سفید دھات ہے ہلکی نیلی رنگت، 51.99 کے رشتہ دار ایٹمی ماس کے ساتھ، کثافت 6۔ دھاتی کرومیم ہوا میں آسانی سے گزر جاتا ہے، جس سے سطح پر ایک بہت ہی پتلی گزرنے والی فلم بنتی ہے۔
1. روٹوگراوور کروم چڑھایا پرت میں سختی بہت زیادہ ہے۔ چڑھانا حل کی ساخت اور عمل کے حالات پر منحصر ہے، اس کی سختی 400 سے 1200 HV تک مختلف ہو سکتی ہے۔
2. کروم پرت میں گرمی کی اچھی مزاحمت ہے۔ 500 ڈگری سے نیچے گرم ہونے پر، اس کی چمک اور سختی نمایاں طور پر تبدیل نہیں ہوتی ہے۔
3. کروم پلیٹڈ پرت کا رگڑ گتانک، خاص طور پر خشک رگڑ کا گتانک، تمام دھاتوں میں سب سے کم ہے۔ لہذا، کروم چڑھایا پرت اچھی لباس مزاحمت ہے.
4. کروم چڑھایا پرت اچھی کیمیائی استحکام رکھتی ہے اور الکلی، نائٹرک ایسڈ، سلفائیڈ، کاربونیٹ اور زیادہ تر گیسوں اور نامیاتی تیزابوں میں اعلیٰ کیمیائی استحکام رکھتی ہے۔
5. کروم پلیٹڈ پرت ہائیڈرو ہیلک ایسڈ (جیسے ہائیڈروکلورک ایسڈ) اور گرم مرتکز سلفیورک ایسڈ میں آسانی سے حل ہوجاتی ہے۔
کروم چڑھانا خصوصیات:
کرومک اینہائیڈرائڈ آبی محلول کرومک ایسڈ ہے، جو کرومیم چڑھانا کا واحد ذریعہ ہے۔ اگرچہ پلیٹنگ سلوشن کی کارکردگی کا تعلق کرومک اینہائیڈرائیڈ مواد سے ہے، لیکن یہ بنیادی طور پر تیزابیت کے تناسب پر منحصر ہے، یعنی کرومک اینہائیڈرائڈ اور سلفیورک ایسڈ کا تناسب۔
1. کرومیم چڑھانے کے محلول کا بنیادی جزو دھاتی کرومیم نمک نہیں ہے، بلکہ کرومک ایسڈ، کرومیم کا آکسیجن پر مشتمل تیزاب ہے، جو ایک مضبوط تیزابی چڑھانا محلول ہے۔ الیکٹروپلاٹنگ کے عمل کے دوران، کیتھوڈ کا عمل پیچیدہ ہوتا ہے، اور زیادہ تر کیتھوڈ کرنٹ دو طرفہ رد عمل میں استعمال ہوتا ہے: ہائیڈروجن ایوولیوشن ری ایکشن 2 اور ہیکساویلنٹ کرومیم میں کمی سے ٹرائیویلنٹ کرومیم ری ایکشن 1۔ اس لیے، کرومیم چڑھانا کی کیتھوڈ کرنٹ کی کارکردگی بہت کم ہے۔ (10% سے 18%)۔ تین غیر معمولی مظاہر بھی ہیں: 1. کرومک اینہائیڈرائڈ کے ارتکاز میں اضافے کے ساتھ موجودہ کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔ 2. درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ یہ کم ہو جاتا ہے۔ 3. یہ موجودہ کثافت کے اضافے کے ساتھ بڑھتا ہے۔
2. کرومیم چڑھانے والے محلول میں، دھاتی کرومیم کے عام جمع کو حاصل کرنے کے لیے ایک مخصوص مقدار میں anions، جیسے SO42- کو شامل کرنا ضروری ہے۔
3. کرومیم چڑھانا محلول کی بازی کی صلاحیت بہت کم ہے۔ پیچیدہ شکلوں والے حصوں کے لیے، یکساں کرومیم چڑھانا تہہ حاصل کرنے کے لیے تصویری انوڈس یا معاون کیتھوڈس کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہینگرز کے تقاضے بھی نسبتاً سخت ہیں۔
4. کرومیم چڑھانے کے لیے زیادہ کیتھوڈ کرنٹ کثافت کی ضرورت ہوتی ہے، عام طور پر 20A/dm2 سے اوپر، جو عام چڑھانا سے 10 گنا زیادہ ہوتی ہے۔ کیتھوڈ اور اینوڈ سے خارج ہونے والی گیس کی بڑی مقدار کی وجہ سے، پلیٹنگ سلوشن کی مزاحمت بڑی ہوتی ہے، ٹینک وولٹیج بڑھ جاتا ہے، اور الیکٹروپلاٹنگ پاور سپلائی زیادہ ہونا ضروری ہے۔ 12V سے زیادہ پاور سپلائی درکار ہے، جبکہ دیگر پلیٹنگ کی قسمیں 8V سے کم پاور سپلائی استعمال کر سکتی ہیں۔
5. کرومیم پلاٹنگ کا انوڈ دھاتی کرومیم استعمال نہیں کرتا، کیونکہ کرومیم کو پلیٹنگ سلوشن میں تحلیل کرنا بہت آسان ہے، جس سے انوڈ کرنٹ کی کارکردگی کیتھوڈ کی کارکردگی سے زیادہ ہو جاتی ہے، جس کے نتیجے میں کرومک ایسڈ کی کھپت میں اضافہ ہوتا ہے۔ لہذا، ایک ناقابل حل اینوڈ استعمال کیا جاتا ہے. عام طور پر لیڈ، لیڈ اینٹیمنی الائے اور لیڈ ٹن الائے استعمال ہوتے ہیں۔ پلاٹنگ محلول میں استعمال ہونے والے کرومیم کو کرومک اینہائیڈرائیڈ شامل کرکے پورا کرنے کی ضرورت ہے۔
6. کرومیم چڑھانا کا آپریٹنگ درجہ حرارت کیتھوڈ کرنٹ کثافت پر ایک خاص انحصار کرتا ہے۔ دونوں کے درمیان تعلقات کو تبدیل کرنے سے مختلف خصوصیات کے ساتھ کرومیم کوٹنگز حاصل کی جا سکتی ہیں۔ کرومیم چڑھانا پرت اور سبسٹریٹ کے درمیان تعلقات کی طاقت کو بڑھانے کے لیے، پلیٹ رولر کو پہلے سے گرم کیا جا سکتا ہے۔
گروور کروم چڑھانا کے دوران کیتھوڈ (رولر سطح) کے رد عمل کا اصول:
کروم چڑھانا حل بنیادی طور پر کرومک ایسڈ (CrO42-) اور ڈیکرومک ایسڈ (Cr2O72-) کی شکل میں موجود ہے۔ جب pH قدر 1 سے کم ہے، (Cr2072- میں 2 منفی چارجز اور 7 آکسیجن ایٹم ہیں) بطور بنیادی شکل؛ جب pH قدر 2-6 ہے، Cr2O72- اور CrO42- درج ذیل توازن میں موجود ہیں، یعنی Cr2072- +H20===2CrO{{13} }H+ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ کروم پلیٹنگ الیکٹرولائٹ میں موجود آئنوں میں Cr2O72-، H+، CrO42- اور SO42- شامل ہیں۔ SO42- کے علاوہ، دیگر آئن کیتھوڈ کے رد عمل میں حصہ لے سکتے ہیں۔ کیتھوڈ (رولر سطح) پر الیکٹرو کیمیکل رد عمل کے چار عمل:
مرحلہ 1: جیسے جیسے الیکٹروڈ کی صلاحیت بڑھتی ہے، موجودہ کثافت بڑھ جاتی ہے۔ الیکٹروڈ ردعمل 2H → H2 رد عمل 2 ہے۔
مرحلہ 2: جیسے جیسے الیکٹروڈ کی صلاحیت میں اضافہ ہوتا رہتا ہے، موجودہ کثافت کم ہوتی جاتی ہے۔ یہ ایک الکلین کیتھوڈ فلم بنانے کا عمل ہے۔ (الکلین کیتھوڈ فلم کی تشکیل کیتھوڈ کی سطح پر دو رد عمل ①② کے ذریعہ H+ کی ایک بڑی مقدار کے استعمال کی وجہ سے ہے)۔ رد عمل 1، رد عمل 2
مرحلہ 3: جب کرومیم ورن کی صلاحیت تک پہنچ جاتی ہے، تو کرومیم کو پلیٹ رولر کی سطح پر چڑھایا جاتا ہے۔ جیسا کہ الیکٹروڈ کی صلاحیت میں اضافہ جاری ہے، موجودہ کثافت دوبارہ بڑھ جاتی ہے. الیکٹروڈ کا رد عمل ہے Cr6→Cr 2H→H2 رد عمل 1، رد عمل 4
کیتھوڈک فلم تھیوری اور کروم چڑھانا کے دوران معیار پر اس کا اثر:
کرومیم چڑھانے کے عمل کے دوران، پلیٹ رولر کی سطح پر ایک الکلین کیتھوڈ فلم بنتی ہے۔ یہ تحلیل پہلے مقامی طور پر ہوتا ہے اور بتدریج پھیلتا ہے، اس طرح سبسٹریٹ کے ایک چھوٹے سے علاقے کو بے نقاب کرتا ہے، حقیقی موجودہ کثافت بہت زیادہ ہے، اور پولرائزیشن کا اثر بڑا ہے۔ اس کے بعد ہی کرومیم چڑھانا (کرومیم ورن کی صلاحیت تک پہنچنا) ایک خاص رفتار سے آگے بڑھ سکتا ہے۔ نئی کرومیم پرت کی سطح پر ایک کولائیڈل فلم تیار کی جائے گی، اور کولائیڈل فلم کی تحلیل اور جنریشن ایک اہم ریگولیٹری کردار ادا کرتے ہوئے دہرائی جائے گی۔
اگرچہ پلیٹنگ سلوشن میں SO42- اور کیتھوڈ کے عمل کے دوران پیدا ہونے والا ٹرائیولنٹ کرومیم براہ راست الیکٹروڈ ری ایکشن میں حصہ نہیں لیتے ہیں، لیکن ان کی موجودگی اور مواد کروم پلیٹنگ پرت کے معیار کے لیے اہم ہیں۔
1. اگر ٹرائیولنٹ کرومیم کا مواد کم ہو تو کولائیڈل فلم کا بننا مشکل ہے یا پتلی اور غیر محفوظ ہے، اور سلفیورک ایسڈ اسے آسانی سے تحلیل کر سکتا ہے۔ اس وقت، بے نقاب سبسٹریٹ کا رقبہ بڑا ہے، اور کم موجودہ کثافت والا علاقہ کرومیم کی بارش کی صلاحیت تک نہیں پہنچ سکتا، اس لیے کرومیم کو ڈھانپنے کی صلاحیت ناقص ہے۔
2. اگر ٹرائیولنٹ کرومیم کا ارتکاز زیادہ ہے، تو کولائیڈل فلم موٹی اور گھنی ہے، اور سلفورک ایسڈ کو تحلیل کرنا مشکل ہے۔ کرومیم کی تہہ صرف اصلی دانوں پر ہی بڑھ سکتی ہے، جس کے نتیجے میں کھردرا کرسٹلائزیشن اور سیاہ اور مدھم کوٹنگ ہوتی ہے۔
3. سلفیورک ایسڈ کا مواد زیادہ ہے، کولائیڈل فلم کو تحلیل کرنا آسان ہے، اور کم موجودہ کثافت والے علاقے میں کرومیم کی کوئی تہہ نہیں ہے، جو اس صورت حال کی طرح ہے جب ٹرائیولنٹ کرومیم کم ہوتا ہے۔ اگر گندھک کا تیزاب ناکافی ہے، تو کرومیم کی تہہ کھردری ہو جائے گی، بالکل اسی صورت حال کی طرح جب ٹرائیولنٹ کرومیم زیادہ ہو۔
4. اس لیے، کروم پلیٹنگ میں ان کے مواد کو سختی سے کنٹرول کیا جانا چاہیے، خاص طور پر کرومک اینہائیڈرائڈ اور سلفیورک ایسڈ کا تناسب
روٹوگراوور کرومیم حل اور ہٹانے کے طریقوں میں ناپاک آئنوں کا اثر:
کرومیم پلیٹنگ الیکٹرولائٹ میں نقصان دہ نجاستوں میں بنیادی طور پر آئرن، کاپر، زنک، نکل وغیرہ شامل ہیں۔ ان میں سے، جب کوئی دھاتی آئن کسی خاص مواد میں جمع ہوتا ہے، تو یہ کرومیم چڑھانے کے عمل کو نقصان پہنچاتا ہے، جیسے کہ روشن رینج میں کمی۔ کوٹنگ کا، الیکٹرولائٹ کی بازی کی صلاحیت میں کمی، اور چالکتا کا بگاڑ۔ جب الیکٹرولائٹ میں دھاتی آئن کا مواد زیادہ ہو تو الیکٹرولائٹ کا علاج کرنا ضروری ہے۔ کم موجودہ کثافت کے ساتھ علاج کچھ نتائج حاصل کر سکتا ہے. تاہم، کرومیم مائع انتہائی corrosive ہے، اور کچھ نجاست الیکٹرولیسس کے بعد تحلیل ہو جاتی ہے۔ جب لوہے کے آئنوں کا مواد بہت زیادہ ہو تو، آئن ایکسچینج علاج کے لئے استعمال کیا جاتا ہے. علاج کے دوران، کرومیم پلیٹنگ محلول کو پہلے پتلا کیا جاتا ہے تاکہ کرومک ایسڈ کا مواد 120 گرام/L سے زیادہ نہ ہو، اور پھر اسے ایکسچینج کالم میں انجکشن لگایا جاتا ہے۔ اس طریقے سے علاج کیے گئے کرومیم چڑھانا محلول کو دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ رال کی سروس لائف کو بڑھانے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ مرتکز کرومیم پلیٹنگ سلوشن اور کیشنک رال کے درمیان براہ راست رابطے سے گریز کیا جائے، تاکہ رال کو آکسیڈیشن کے ذریعے تباہ ہونے سے بچایا جا سکے۔ کیشن ایکسچینج کا طریقہ کاپر آئنوں اور ٹرائیویلنٹ کرومیم پر ایک جیسا اثر ہے، لیکن یہ پیچیدہ اور وقت طلب ہے۔
گریوور کرومیم حل اور ہٹانے کے طریقوں میں ٹرائیولنٹ کرومیم کے اثرات:
عام طور پر، ٹرائیولنٹ کرومیم کے اضافے کا علاج ایک بڑے انوڈ اور ایک چھوٹے کیتھوڈ کے ساتھ الیکٹرولیسس کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ اگر سلفیورک ایسڈ کی مقدار زیادہ ہے تو بہتر ہے کہ الیکٹرولیسس سے پہلے سلفورک ایسڈ کو معمول پر لایا جائے۔ ضرورت سے زیادہ سلفیورک ایسڈ الیکٹرولیسس اثر کو سنجیدگی سے متاثر کرے گا، جس سے ٹرائیولنٹ کرومیم کو کم کرنا مشکل ہو جائے گا۔ عام طور پر غیر معمولی کرومیم کے بڑھنے کی کئی وجوہات ہیں:
1. اینوڈ ایریا بہت چھوٹا ہے۔ اینوڈ ایریا کیتھوڈ ایریا کا 2-3 گنا ہونا چاہیے۔
2. چڑھانا حل میں دھات کی نجاست کا مواد بہت زیادہ ہے۔
3. انوڈ آکسیکرن انوڈ کا کچھ حصہ غیر موصل ہونے کا سبب بنتا ہے۔
گروور پرنٹنگ کرومیم مسٹ انابیٹر کے کام کرنے والے اصول کا تعارف:
کرومیم چڑھانے کے عمل کے دوران، غیر حل پذیر اینوڈس کے استعمال اور کم کیتھوڈ کرنٹ کی کارکردگی کی وجہ سے، ہائیڈروجن اور آکسیجن کی ایک بڑی مقدار کا اخراج ہوتا ہے۔ جب گیس مائع کی سطح سے نکل جاتی ہے، تو اس میں کرومک ایسڈ کی ایک بڑی مقدار ہوتی ہے، جو کرومیم دھند بناتی ہے اور آلودگی کے سنگین خطرات کا باعث بنتی ہے۔ کرومیم دھند کو دبانے کے لیے فی الحال دو طریقے ہیں۔
1. فلوٹنگ باڈی کا طریقہ: پلاٹنگ سلوشن کی سطح پر فوم پلاسٹک کے ٹکڑے یا ٹکڑے رکھیں۔ یہ تیرتی ہوئی لاشیں کرومیم دھند کے فرار کو روک سکتی ہیں۔
2. فوم روکنے والا شامل کریں: فوم انحیبیٹر ایک سرفیکٹنٹ ہے جو پلیٹنگ سلوشن کی سطح کے تناؤ کو کم کر سکتا ہے اور ایک مستحکم فوم کی تہہ پیدا کر سکتا ہے (لانڈری ڈٹرجنٹ کے پانی کی طرح، ان گنت چھوٹے بلبلوں کے ساتھ پلیٹنگ سلوشن کی سطح پر تیرتے ہیں)۔
پلاٹنگ محلول میں کرومیم مسٹ انحیبیٹر کے ذریعے بننے والی جھاگ کی تہہ چڑھانا محلول کی سطح کو مضبوطی سے ڈھانپتی ہے۔ جب کرومک ایسڈ پر مشتمل ہائیڈروجن اور آکسیجن بخارات بنتے ہیں، تو وہ سطح پر جھاگ کی تہہ کے ساتھ رابطے میں آتے ہیں، اور ان گنت چھوٹے کرومک ایسڈ کی دھندیں بڑی بوندوں میں مل جاتی ہیں۔ کشش ثقل کے اثر کی وجہ سے، جب وہ ایک خاص اونچائی پر اٹھیں گے تو وہ پلاٹنگ محلول میں واپس آجائیں گے، جب کہ ہائیڈروجن اور آکسیجن اس وقت تک بڑھتے رہتے ہیں جب تک کہ وہ مائع کی سطح سے باہر نہیں نکل جاتے، اس طرح گیس کے اخراج اور کرومیم دھند کو مؤثر طریقے سے دبانے میں کامیابی حاصل ہوتی ہے۔