Šildomoms beelektrinėms nikeliavimo vonioms (90 laipsnių, pH 6-8, be cianido), kaip PFA šildytuvo atsparumas nikelio metalo adsorbcijai ir polimero paviršiaus autokatalizinis padengimas koreliuoja su paviršiaus kontaktiniu kampu (toliau ir atsitraukiantis) naudojant Diodomethane?

Nikeliavimo beelektrinėse voniose problema
Dėl autokatalizinio redukavimo beelektrinės nikelio vonios (90 laipsnių, pH 6-8, sumažintas hipofosfitas) gali nusodinti nikelio metalą ant PFA šildytuvo paviršių, todėl vonia gali išeikvoti ir perkaisti. Nikelio sukibimas numatomas pagal paviršiaus drėgmę, kurią lemia dijodmetano kontaktinis kampas (toliau ir tolimas). Remiantis 15 dengimo įrenginių kiekybine analize, paviršiai, kurių kontaktinio kampo skirtumas (histerezė) yra mažesnis nei 10 laipsnių, rodo 90 % mažesnį nikelio sukibimą nei paviršiai, kurių histerezė viršija 25 laipsnius, todėl valymo intervalai pailgėja nuo 2 savaičių iki 12 savaičių.

Nikelio sukibimas ir kontaktinio kampo histerezė
Dijodmetanas (CH₂I₂) yra ne-polinis zondo skystis, kuris sąveikauja su PFA paviršiaus nevienalytiškumu. Judėjimo kampas (θ_a) matuoja mažos-energijos paviršių; atsitraukimo kampas (θ_r) matuoja didelę{5}}energijos taršą. Histerezė H=θ_a - θ_r. Žemas H rodo vienodą mažos{12}}energijos paviršiaus, atsparaus nikelio branduolių susidarymui. Aukštas H rodo polinius arba oksiduotus domenus, kurie sukelia nikelio redukciją.

Paviršiaus apdorojimas θ_a (dijodmetanas) θ_r (dijodometanas) Histerezė ( laipsnis ) Nikelio sukibimo greitis (mg/cm²·dieną) Dienos iki matomos nikelio plėvelės
Kaip-sulipęs (užterštos) 85 55 30 0.8 5
Tirpiklis nuriebalintas 88 65 23 0.5 8
(O₂) išvalyta plazma 90 75 15 0.2 20
Fluoravimas + plazma 92 88 4 0.05 80
Unikalus žemas{0}}histerezės laipsnis 93 91 2 0.02 200+
Autokatalizinis nikelio redukcijos mechanizmas
Beelektrinė nikelio vonia susideda iš Ni²⁺ ir hipofosfito (H2PO₂⁻). Ant katalizinių paviršių (kurių sudėtyje yra nikelio) H₂PO₂⁻ oksiduojasi: H2PO₂⁻ + H2O → H2PO3⁻ + 2H⁺ + 2e⁻. Elektronai mažina Ni²⁺: Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni⁰. Kai ant PFA susidaro nikelio branduolys, jis greitai uždengia šildytuvą autokatalizuodamas tolesnį nusodinimą. Tikslas yra sustabdyti pradinį branduolio susidarymą.

Beelektrinis vonios paviršiaus stabilumas
Dėl nikelio jonų absorbcijos ir oksidacijos 90 laipsnių beelektrinėje vonioje laikui bėgant pablogėja žemos-histerezės paviršiai. Po 500 valandų plazma-apdoroti paviršiai (H=15 laipsnis) pakyla iki H=20 laipsnio, o po 1000 valandų - H=25 laipsnio. Po 1000 valandų fluorinti paviršiai (H=4 laipsnis ) pakyla iki H=8 laipsnio, o lieka žemiau 10 laipsnių slenksčio. Pasirinkite fluorintą arba žemos -histerezės laipsnio PFA, kad užtikrintumėte ilgalaikį{16}}atsparumą nikeliui.

Nikelio pašalinimas ir sienos storis
Kai galiausiai kaupiasi nikelis, pašalinimo technologija priklauso nuo sienelės storio:

Sienelės storis: saugus būdas pašalinti nikelį Valymo dažnis (maža -histerezė PFA) PFA pažeidimo rizika
1,5 mm vien tik cheminė juostelė (50 % HNO₃) Mažas rūgšties kiekis 12 savaičių
2,0 mm Cheminis arba šiek tiek abrazyvinis 16 savaičių Mažas
2,5 mm Cheminis arba mechaninis (minkštas šepetys) 20 savaičiųLabai mažai
3,0 mm Bet kokia technika, pvz., stiklo karoliukų pūtimas, 24 savaitės Vidutinis (trintis)
Vonios chemijos poveikis nikelio sukibimui
Nikelio branduolių susidarymo tendenciją įtakoja stabilizatoriaus tipas ir vonios pH:

Vonios parametrų poveikis nikelio sukibimui su PFA Optimalus žemam sukibimui pH Žemesnis pH (5-6) sumažina nikelio mažinimo greitį pH 5,5
Branduolys sumažėja 50% 85 laipsnių kampu, palyginti su 90 laipsnių.
Švino stabilizatorius: švinas sumažina Ni nusėdimą ant PFA esant 1–2 ppm Pb2. Sieros stabilizatorius: Tiokarbamidas yra mažiau veiksmingas nei švinas. Nerekomenduojama laikytis beelektrinio nikelio šildytuvo specifikacijų.
PFA šildytuvai, kurių dijodmetano kontaktinio kampo histerezė yra mažesnė nei 10 laipsnių (θ_a > 88 laipsniai, θ_r > 80 laipsniai), pagaminti fluoruojant arba žemos -histerezės laipsnio būdu, reikalingi beelektriniam nikeliavimui 90 laipsnių kampu. Reikalaukite tiekėjo sertifikato, skirto kontaktinio kampo matavimui 25 laipsnių kampu naudojant dijodmetaną (ASTM D7490). Siekiant užtikrinti cheminį valymą, sienelės storis turi būti nuo 2,0 iki 2,5 mm. Gaudami kainas nurodykite vonios pH, temperatūrą, stabilizatoriaus tipą ir leistiną valymo būdą. Nuo aštuonių iki dešimties kartų ilgesni valymo intervalai naudojant nepertraukiamą beelektrinį nikelį, kai dėl nikeliu{15}}dengtų šildytuvų išsenka vonia, o ant dalių susidaro ne{16}}specifinės nuosėdos, pateisina žemos-histerezės PFA kainą (25–40 %, palyginti su standartiniu). Standartinis PFA su 3,0 mm sienelėmis ir valymu azoto rūgštimi kas dvi savaites gali būti tinkamas dekoratyviniam padengimui dažnai keičiant vonią. Didelio-fosforo beelektrinio nikelio (mažesnis katalizinis aktyvumas) histerezė yra priimtina iki 15 laipsnių.