166192. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminium szinezésére nehézfémsót tartalmazó fürdőben végzett elektrolizissel
166192 Ámbár a váltóáramot alkalmazó ismert eljárásoknál az oxidréteg törése elkerülhető, az eljárások általában nem kellően reprodukálhatóak. Az ismertetett eljárásokkal kapcsolatban az is probléma, hogy az alumíniumréteg az elektrolízis áramával szemben tökéletlen egyenirányítóként viselkedik; ennek következtében a pillanatnyi áramintenzitás nem 5 csupán a pillanatnyi feszültség függvénye, hanem a korábbi oxidációs folyamatoktól is függ és a színezési folyamat során változik. A fémnek az alumíniumoxid-rétegbe történő leválásához szükséges áram mennyisége nem határozható meg könnyen. Éppen ezért adott munkadarab-sorozatnál a késztermék azonos színárnyalata csak az összes művelet legszigorúbb ellenőrzésével biztosítható, beleértve az előzetes anódos oxidációt és a színezési műveletet. 10 A találmány szerinti eljárás segítségével — annak következtében, hogy a nehézfém-szulfamát- oldatba merített; katódként kapcsolt tárgyon egyenáramot vezetünk keresztül - a fenti hátrányok megszűnte thetők. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy anódos oxidációt végző szokásos üzemben alkalmazható. A fürdőn keresztülhaladó árammennnyiség pontos mérése nem problematikus és a fém diffúziós ereje 15 rendkívül nagy; ennek következtében az elektródák felületaránya nem befolyásolja a műveletet, másrészt a találmány szerinti eljárás reprodukálhatósága sokkal jobb, mint az ismert eljárásoké és nincs szükség külön vegyszeradagolásra a fém diffúziós erejének megnövelése céljából. Az - alkalmazott fém típusától függő — pH-érték rögzítésére az elektrolizáló fürdőhöz szabad szulfaminsavat és adott esetben puffert, előnyösen bórsavat adunk. 20 Ezüst, ólom és ón kationok esetén a fürdő pH-ja 1—1,5, ez szulfaminsav hozzáadásával biztosítható. Nikkel esetében nagyobb - 3,5-5,5 közötti - pH-értéket alkalmazunk, ekkor általában nem adunk savat az oldathoz. A szulfaminsavas fürdőben végzett egyenáramú elektrolízis áramhasznosítása olyan jó, hogy a levált fém mennyiségét és a kezelt tárgy színét a műveleti feltételek aÜg befolyásolják. A nehézfém-szulfamát 25 koncentrációja tág határok között változhat a késztermék színének megváltozása nélkül. Az alkalmazott anód típusa és mérete úgyszintén alig befolyásolja a művelet eredményét. A találmány szerinti eljárásnál az áramsűrűséget 0,05 — 3 A/dm2 határok között, tehát igen nagy tartományban változtathatjuk anélkül, hogy a művelet idején kívül más paraméter is megváltozna. A gyakorlatban a nikkelszulfamátot 0,2 — 1,6 mól/liter koncentrációban alkalmazzuk. Ellenelektródként 30 nikkelelektródot használunk, ennek felülete a színezendő tárgy felületének 0,1-2-szerese lehet, s így adott fürdőben az anódfelület változtatása nélkül egészen különböző méretű alumíniumtárgyakat kezelhetünk. Ha ezüsttartalmú fürdővel dolgozunk, akkor - gazdasági okokból - célszerű híg, 0,002 - 0,01 mól/liter töménységű ezüstszulfamá t-oldatot és grafit ellenelektródot alkalmazni. Ólom- vagy ónfürdő felhasználásakor 0,01—0,1 mól/liter koncentrációjú fürdőkkel érhető el különösen jó eredmény. Ez utóbbi 35 esetekben fém (ólom vagy ón) ellenelektródot vagy grafitból készült ellenelektródot alkalmazunk. Az áramsűrűséget előnyösen úgy választjuk meg, hogy az elektrolizálási művelet 2-10 percig tartson. Ez a műveleti idő biztosítja a kezelt tárgyak gyors színeződését és az idő megfelelő ellenőrizhetőségét s így a kialakult színek igen jól reprodukálhatók. Az elektrolízist szobahőmérséklethez közeleső hőfokon, 15-35 C°-on végezzük. 40 Sötétbarna vagy fekete színárnyalatú késztermékek előállítására a tárgyakat periodikusan szaggatott árammal nikkelszulfamát-oidatban kezeljük, s a tárgyakat az árammegszakítás közben „kisütjük". A „kisütés" kifejezést a leírásban és az igénypontokban a legtágabb értelemben alkalmazzuk, mivel az elektrolitba merített tárgyak kisütési — más néven depolarizálási — jelenségei nem teljesen ismertek. A tárgyakon az árammegszakítás ideje alatt az elektrolitba merített kondenzátorhoz hasonló jelenségek zajlanak 45 le: a tárgyon adott esetben az elektrolizis áramirányával ellenkező irányban rendkívül magas pillanatnyi intenzitású áram halad keresztül. Az áram intenzitása igen gyorsan csökken, végül az áram megszűnik. A tárgy kisütése azt eredményezi, hogy az árammegszakítás után az áramfelhasználás sokkal jobb, mint ha az áramot nem szakítottuk volna meg. Állandó Mamintenzitásnál az egyes ciklusok feszültsége adott pillanatban kisebb, mint folyamatos művelet esetén. Állandó feszültség esetén az elektromosság összmennyisége nagyobb, mint folyamatos műveletnél. A kezelendő tárgy kisülését előnyösen úgy végezzük, hogy a tárgyat az anóddal összekötve rövidre zárjuk. Az elektrolizis egyenáramának előre meghatározott gyakoriságú és idejű szaggatására és az elektródok rövidrezárására kapcsolórendszert alkalmazhatunk. A ciklusok időtartama állandó vagy változó lehet. Az egyenáram „t" átfolyási ideje a találmány szerinti eljárásban előnyösen 2 másodperc — 3 perc közötti idő, a megszakítás ideje 1 — 1,5 „t" idő. A ciklusok megválasztását a ciklusidőt és a ciklusarányt kísérleti úton határozzuk meg, e célból TM megfigyeljük a feszültség és az áramintenzitásgörbék időfüggését. A találmány szerinti elektrolízist vagy állandó egyenáramforrással vagy állandó intenzitású áramforrással valósíthatjuk meg. Amennyiben állandó feszültségű áramforrást alkalmazunk, azt találtuk, hogy az áramforrásba bekapcsolt elektrolizáló fürdőben az áramsűrűség az idő függvényében csökken, majd az áramforrás kikapcsolása és az elektródok rövidrezárása alatt az áramsűrűség lényegileg eléri az előző ciklus kezdetén mérhető értéket, majd a következő árammegszakításig ismét csökken. Ez a jelenség ismétlődik meg minden ciklus során. Ha a találmány szerinti elektrolízisben állandó kimeneti értékkel rendelkező áramforrást alkalmazunk, akkor — megfigyelésünk szerint — a cella végpontjain mérhető feszültség az áramforrással való érintkezés 2
