Hvilke negative effekter har højhastighedsrøring på plettering af løsningstabilitet?

Den negative indvirkning af højhastighedsrøring på stabiliteten af ​​kemisk nikkelfosforbelægningsopløsning kommer hovedsageligt fra flere mekanismer, såsom fysisk forskydningsstyrke, gasindfangning, termisk effekt og interfaceinterferens, hvilket kan føre til nedbrydning af platingopløsningen, ubalance mellem komponenter eller belægningsdefekter {. Følgende er de specifikke virkninger og arbejdsprincipper: ubalance mellem komponenter eller belægningsdefekt {{2}
I . Fysisk forskydningsstyrke ødelægger den kemiske balance i pletteringsløsningen
1. Disintegration af kompleks ionstruktur
Mekanisme: Nikkelioner i pletteringsløsningen findes hovedsageligt i kompleks form (såsom ni²⁺-EDTA, Ni²⁺-mælkesyre-kompleks) . Den stærke forskydningsstyrke, der genereres ved højhastighedsrøring, kan ødelægge koordinationsbindingen mellem det komplekse middel og nickel-ioner, der frigiver gratis ni²⁺ .}}}}}}}
Konsekvenser:
Koncentrationen af ​​fri ni²⁺ øges, og det er let at kombinere med OH⁻ for at danne Ni (OH) ₂ nedbør (mere markant under alkaliske forhold), hvilket resulterer i turbiditet af pletteringsløsningen og et fald i det effektive nikkelindhold .
Det fremskynder den spontane nedbrydning af pletteringopløsningen, især under høj temperatur (såsom over 85 grader) eller høj pH (såsom pH ＞ 5 . 5), kan nedbrydningshastigheden øges med 3 ~ 5 gange.
2. solid partikeldispersion forværrer kollisioner
Mekanisme: Hvis der er ufuldstændigt opløste faste partikler (såsom nikkel saltkrystaller, urenhedspartikler) i platingopløsningen, vil højhastighedsrøring øge kollisionsfrekvensen mellem partikler og mellem partikler og tankvæggen .
Konsekvenser:
Partikeloverfladen kan blive et katalytisk aktivt sted til nedbrydning af pletteringsløsningen, der udløser en kædereaktion (svarende til "frø" -effekten) .
For sammensatte pletteringsløsninger ved hjælp af nano-additiver (såsom nano-diamanter, SIC-partikler), kan højhastighedsskæring ødelægge spredningsstabiliteten af ​​nano-partikler, hvilket resulterer i agglomeration og sedimentation .}
2. Sideaktioner forårsaget af gasindtastning
1. Oxygen Redox Agent
Mekanisme: Når den mekaniske omrøringshastighed er for høj, indføres luft let i pletteringsløsningen til at danne små bobler, og ilt reagerer med det reducerende middel (hypophosphit, H₂po₂⁻) for at gennemgå en oxidationsreaktion:
O₂ + 2 H₂po₂⁻ → 2hpo₃²⁻ + 2 H⁺
Konsekvenser:
Hypophosphit forbruges ineffektivt, og deponeringseffektiviteten af ​​pletteringsløsningen falder (e . g ., afsætningshastigheden falder fra 15 μm/t til 8 um/h) .
Den genererede hypophosphit (HPO₃²⁻) kan akkumulere og danne let opløselige salte (såsom nihpo₃・ 6H₂O) med nikkelioner, hvilket forårsager turbiditet i pletteringsløsningen .
2. Hydrogenretention og ukontrolleret skum
Mekanisme: Hydrogenet (H₂) genereret af den kemiske pletteringsreaktion skal udledes i tiden under omrøring, men højhastighedsrøring kan forfine boblerne og stabilt sprede dem i pletteringsløsningen til at danne et stabilt skumlag .
Konsekvenser:
Skum, der dækker den flydende overflade, hindrer varmeafledning, hvilket forårsager lokal temperaturstigning (temperaturforskellen kan nå 5 ~ 8 -grader) og fremskynde nedbrydningen af ​​pletteringsløsningen .
Sprøjtning af dråber genereret, når skummet bursts kan forårsage tab af platingopløsningskomponenter (såsom nikkel salt, der klæber til tankvæggen) og forurener udstyret .
III . Termisk effekt og ukontrolleret pletteringsløsningstemperatur
1. varmeledning ved omrøringsudstyr
Mekanisme: Mekanisk friktionsvarme genereret af højhastighedsrøringsmotorer eller cirkulerende pumper kan udføres til pletteringsløsningen gennem skaftforseglinger og tankvægge, især om sommeren eller i workshops uden kølesystemer, kan platingopløsningstemperaturen passivt stige med 2 ~ 5 grader .
Konsekvenser:
When the temperature exceeds the process upper limit (such as >95 grad), den termiske nedbrydningshastighed for hypophosphit øges eksponentielt, hvilket genererer fosfater og elementært fosfor, hvilket får pletteringsløsningen til at mislykkes .
Temperaturen ujævnhed øges (såsom temperaturen i bunden af ​​tanken er 3 ~ 4 grader højere end væskenoverfladen), hvilket forårsager lokal overophedning og nedbrydning .
2. "kortslutning" Effekt af ujævn varmefordeling
Mekanisme: Overdreven turbulens kan få den pletteringsløsning til at cirkulere hurtigt nær den omrørende padle og danne en "termisk kortslutning", mens temperaturdøde hjørner vises i hjørner langt væk fra omrøringsområdet .
Konsekvenser:
Afsætningshastigheden i det døde hjørneområde falder på grund af lav temperatur, mens arealet med høj strømning let nedbrydes på grund af overophedning, og den samlede stabilitet forværres .
Iv . interfaceinterferens og belægningskvalitets nedbrydning
1. Liquid Film Destruction på arbejdsemneoverfladen
Mekanisme: Højhastighedsrøring gør det stillestående lag af pletteringsløsningen på emnets overflade tyndere, ødelæggelse af den normale deponeringsdynamikproces (såsom stien til Ni²⁺ diffusion til det katalytiske aktive sted forstyrres) .
Konsekvenser:
Afsætningshastigheden for belægningen er ustabil, og lokal lækage- eller tykkelsesafvigelse forekommer (såsom tykkelsesforskellen mellem forskellige dele af det samme arbejdsemne er større end 20%) .
Hydrogenbobler adsorberes lettere på arbejdsemneoverfladen under påvirkningen af ​​højhastighedsvæskestrøm, danner pinholes eller pittingdefekter .
2. Deaktivering af katalytiske aktive steder
Mekanisme: For katalytiske overflader, der er aktiveret af ædle metaller såsom palladium, kan højhastighedsvæskestrøm fysisk vaske de adsorberede katalysatorpartikler eller ødelægge den elektroniske tilstand i det katalytiske aktive centrum .
Konsekvenser:
Starten på kemisk plettering er forsinket eller endda ikke i stand til at deponere, især i processen med tynd belægning (f.eks.<5 μm).
V . typiske tilfælde og svar i faktisk produktion
Negative Effects Case -fænomen unormal detektionsindeksopløsning
Turbid precipitation of plating solution Green flocculent precipitation (Ni (OH)₂) appears at the bottom of the tank Nickel ion concentration drops sharply, pH value fluctuation>± 0,3 Reducer omrøringshastigheden og tilsæt komplekseringsmidlet
Abnormal increase in foam The thickness of the foam layer on the liquid surface is>5 cm, milky white Phosphite concentration rises>5 g/l skift til nitrogen omrøring og tilsæt defoamingmiddel
The pinhole rate of the coating increases sharply Holes with a diameter of>50 μm are observed under a microscope Hydrogen evolution rate>20% af den teoretiske værdi reducerer omrøringshastigheden og optimerer emnet hængende metode
Afsætningshastigheden reducerer belægningstykkelsen fra 120 μm til 60 um inden for 8 timer, hvor hypophosphitforbruget er<50% of the theoretical value Detect dissolved oxygen content and adjust the immersion depth of the stirring paddle
Konklusion
Ødelæggelsen af ​​stabiliteten af ​​pletteringsløsningen ved højhastighedsrøring er resultatet af den synergistiske virkning af flere faktorer . Kernerisikoen ligger i at bryde den kemiske balance (kompleks opløsning, oxidations bivirkning) og fysisk balance (varme / masseoverførsel ud af kontrol) . i faktisk produktion, det er nødvendigt at bestemme den øvre sikkerhedsgrænse gennem kritisk omrøringshastighed (sådan som gradvis stigning i stigningen i stigningen i hastighed Overvågning af turbiditetsmutationspunktet), og prioritet til lav-forstyrrelsesrøringsformer (såsom luftstirring, puls-omrøring) eller partitionskontrolstrategier for at undgå overdreven turbulens, samtidig med at det sikrer ensartethedsopløsninger), for meget følsomme opløsninger med høje phosphorus, der sikrer ensartethedsopløsninger), skal den omrøringshastighed kontrolleres ved den høje phosphorus, den optimale række ofre en vis blandingseffektivitet i bytte for stabilitet .