202292. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés elektrolitikus folyamatok tulajdonságainak vizsgálatára
1 HU 202292 B 2 A találmány tárgya eljárás elektrolitikus folyamatok tulajdonságainak, például szóróképességének vagy galvánbevonat vastagságának vizsgálatára, amelynek során egy adott térfogatú műveleti tankba a vizsgálandó folyamatnak megfelelő elektrolit oldatot öntünk, ebbe katód és anód elektródokat merítünk és ezekhez egyenáramú áramforrást kapcsolunk, majd a műveleti tankban a vizsgálandó elektrolitikus folyamatot az üzemi körülményeknek megfelelően szimuláljuk. A galvániparban a fémbevonatok különböző összetételű elektrolit oldatokból választhatók le. A fémleválasztást az elektrolit őszszetételén kívül befolyásolják az alkalmazott paraméterek is, úgymint a hőmérséklet, a pH, az áramsűrűség, stb. Ahhoz, hogy egy galvánipari eljárás pontosan az előírt minőséget tudja biztosítani, szükség van az elektrolit összetételének, valamint az üzemi paraméterek pontos beállítására. Az elektrolit összetétele analitikai módszerekkel a legtöbb esetben meghatározható, ennek pontosságát azonban az egyes összetevők, különösen a szerves fényesitő adalékok nagymértékben befolyásolják. Az ilyen adalékoknak az előírttól már igen kis mértékben eltérő jelenléte a folyamat minőségére lényegesen kihat. Ebből következik, hogy az adott elektrolitnak a fémbevonatra gyakorolt hatását az összetétel teljes pontosságú beállítása helyett sokszor érdemesebb kísérleti úton vizsgálni. Hasonló a helyzet az alkalmazott paramétereknek a folyamatra gyakorolt hatásával is. A kísérleteket tulajdonképpen az üzemi viszonyok egy konkrét paraméterrendszer mellett történő szimulálásának is tekinthetjük. Egy-egy paraméter változtatásának a hatását azonban csak igen nagyszámú kísérlettel lehet vizsgálni, és ez a körülmény az optimum elérését hosszadalmassá és drágává teszi. A fémbevonatok galvanikus létesítésénél az elektrolitikus folyamat minőségét többek között a térbeli szóróképesség is lényegesen befolyásolja. Térbeli szóróképesség alatt a fürdőnek azt a képességét értjük, hogy a galvanizálás a kezelt tárgy felületi tagoltsága esetén a mélyedésekbe, takart részekbe eső felületekre milyen mértékben eredményes. Nagyobb szóróképességű fürdő a takart felületek tökéletesebb galvanizálását képes eredményezni. A szóróképesség vizsgálata lehetőséget adhat adott elektrolit fürdő vagy elektrolitikus folyamat optimalizálására, vagy pedig tudósíthat egy adott összetételű fürdővel adott paraméterekkel végzett galvanizálási folyamat minőségéről. A találmány feladata olyan eljárás és ennek megvalósitását megengedő elrendezés létrehozása, amely az eddig esetlegesen végzett kísérletek helyett gyors és objektív képet ad a vizsgált folyamatokról. A találmány révén eljárást hoztunk létre elektrolitikus folyamatok tulajdonságainak, például szóróképességének vagy galvánbevonat vastagságának vizsgálatára, amelynek során egy adott térfogatú műveleti tankba a vizsgálandó folyamatnak megfelelő elektrolit oldatot öntünk, ebbe katód és anód elektródokat merítünk és ezekhez egyenáramú áramforrást kapcsolunk, majd a műveleti tankban a vizsgálandó elektrolitikus folyamatot az üzemi körülményeknek megfelelően szimuláljuk, és a találmány szerint egyik elektródként fémből készített félgömböt használunk, amelyet egyenlitösikjával a tank egyik falához illesztünk, másik elektródként a szemközti falnál az egyenlitősíkkal párhuzamos és a félgömbbel szemközti helyzetű, annál nagyobb alapterületű fémlapot helyezünk, és a folyamat szimulálását követően a félgömböt az elektrolitból kivesszük és rajta a bevonat térbeli eloszlását vizsgáljuk. Több lépéses kísérletezésnél a vizsgált folyamat valamelyik jellemzőjét adott mértékben megváltoztatjuk, és újabb félgömbbel a szimulációt megismételjük. Ekkor előnyös, ha lépésenként egy-egy meghatározott mértékű változtatással és esetenként egy-egy félgömb alkalmazásával végezzük a vizsgálatot. A találmány szerinti eljárás akkor is előnyösen használható, ha elektrolitként leoldó fürdőt használunk, és a vizsgálathoz adott vastagságban bevont félgömbből indulunk ki. A találmány vonatkozik még az eljárás foganatosítására alkalmas elrendezésre is, amelynél a műveleti tank négyszögletes hasáb alakú, amelynek egyik oldalát négyszögletes sík elektród fedi, ehhez képest szemközti helyzetben és szimmetrikusan a másik kádfalnál belül üres félgömb helyezkedik el, a katód és anód kivezetések a fémlaphoz, illetve a félgömbhöz vannak kapcsolva, és a félgömb átmérője a fémlap oldalhosszánál kisebb, de a fél oldalhossznál nagyobb, továbbá a szemközti elektródtartó kádlapok távolsága legalább a fémlap oldalhosszának 0,8- -szorosával azonos. A félgömb célszerűen rézből vagy sárgarézből van kialakítva. A találmány szerinti eljárás és elrendezés szükségtelenné teszi a nagyszámú kísérlet elvégzését, hiszen egyetlen vizsgálat igen nagyszámú statikus vizsgálatnak felel meg, egyes alkalmazási területeken pedig új lehetőségeket teremt. Mindeddig nem volt ugyanis lehetőség az elektrolitikus leoldás hatékony ellenőrzésére és beállítására. A találmány szerinti eljárást és vizsgálati elrendezést a továbbiakban példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a vizsgálati elrendezés vázlata, a 2. ábra az 1. ábra szerinti 5 félgömb áramsűrűségét szemlélteti a radiális távolság függvényében. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
