Металлдар мен құймалар арқылы электрхимиялық қаптамалар алудың технологиясы

бөлшектердің әртүрлі нүктелеріндегі металл қабатының қалыңдығы бірдей 
емес. Бөлшекті бұза отыра қабат қалыңдығын өлшеу әдістері: қаптаманы ғана
бұзатын химиялық, қаптама ғана емес бөлшектің өзін тұтас бұзатын 
физикалық деп бөлінеді.
Химиялық 
әдіс 
өндірістік 
жағдайда 
орын 
алатын 
бөлшек 
қаптамаларының бұзылуы салдарынан дайын бөлшектерді жоғалтпау 
мақсатында қолданылады. Бұл әдістер неғұрлым жиі қолданылатын 
қаптаманың қалыңдығын таңдамалы бақылауда қолданылады. Физикалық 
әдіспен салыстырғанда химиялық әдістің салыстырмалы қателігі 

30%. Жұқа 
қабатты қаптамаларды бақылағанда көп қателік жіберіледі. Химиялық әдісте 
бөлшектерді сериялық және массалық дайындау жағдайында қаптаманың 
қалыңдығын бақылау процесін автоматтандыру мүмкін емес. Кетіру әдісі
металға зиян келмейтіндей еріткіштерде қаптамаларды ерітуге негізделеді.
Еріту химиялық немесе электрохимиялық болуы мүмкін. Еріген қаптама 
массасы бойынша оның қалыңдығын анықтайды.
Қаптаманың массасы екі әдіспен анықталады: а) аналитикалық; б) 
қаптаманы отырғызғанға дейін және кейін бөлшекті өлшеу. Бірінші әдісте 
бөлшекті алдымен 
вендік
ізбеспен майсыздандырады, жуады да қаптама толық 
ерігенге дейін ұстайтын ерітіндіге батырады. Содан кейін бөлшекті ерітіндіден 
алып, сумен жуады. Жуған суын ерітіндіге қосады. Ерітіндіні өлшегіш 
колбаға құйып, колбаны белгісіне дейін сумен толтырады. Белгілі бір ерітінді 
көлемін пипетка көмегімен алып, белгілі бір әдіс бойынша сынамадағы 
қаптама металының мөлшерін анықтау үшін анализ жүргізіп, орташа 
қалыңдықты есептейді.
Екінші әдісте бөлшек вендік ізбеспен майсыздандырылып, жуылып, 105-
120
0 
С температурада кептіріледі. Бөлшекті суытқанан кейін өлшеп, қаптама 
толық еру үшін сәйкес ерітіндіге салады. Содан кейін оны шайып, қаптаманың 
орташа қалыңдығын есептейді. Салмағын өлшеу 0,0001г нақтылықпен 
аналитикалық таразыда немесе 0.01г нақтылықпен техникалық таразыда
бөлшектің мөлшері мен массасына байланысты өлшейді. Кетіру әдісі
конфигурациясына байланысты басқа әдістер қолданылмайтын диаметрі 1,5 мм 
сымдарға және ұсақ металдарға қолданылады. Ірі мөлшердегі металдарға
кетіру әдісі процесc режимінің сақталуын тексеру үшін аймақтық ғана емес 
қаптаманың орташа қалыңдығын анықтауда қолданылады. Әдістің нақтылығы 

5%. Кетіру әдісінің бір түріне жататын кулонометриялық әдісте электролиздік 
жолмен анодтық поляризация мен металл массасын кетіруге кеткен электр 
мөлшерімен анықтайды. Процестің аяқталғанын электрод потенциалының 
секірісі арқылы білуге болады.
Кулонометриялық әдіс көмегімен қаптама қалыңдығын өлшеуге 
арналған отандық және шет ел құралдары бар. Бұл қондырғылардың ерекшелігі
олар көп қабатты қаптаманың қалыңдығын анықтауға мүмкіндік береді.
Қаптаманың қалыңдығын тамшы әдісімен анықтау қаптамаға 
ерітінділерді біртіндеп тамшылатып белгілі бір уақыт аралығында оны ұстау 
арқылы ерітуге негізделген (бұл жағдайда қолданылатын тамшылатқыш 
капиллярдың ішкі диаметрі 1,5-20 мм). Операция тамшы тамған аймақтарды

сүзгіш қағазмен негізгі металдың тұтас аумағы көрінгенге дейін сүрту арқылы 
жүргізіледі. Тамшы әдісінің кетіру әдісінен айырмашылығы тамшы әдісі 
арқылы бөлшектің белгілі бір аймағындағы қаптаманың қалыңдығын 
анықтауға болады. Ал бұл әдістің кемшілігі қалың қабатты қаптамалар үшін
мұндай сынақ ұзақ уақыт аралығында жүргізіледі.
Тамшы әдісі күрделі пішінді және ұсақ бөлшектердің бетіндегі қаптама 
қалыңдығын өлшеуге жарамсыз. Себебі ерітінді тамшы таматын уақыт 
аралығында ұсталып тұрмай, ағып кетеді. Бұл әдіс техникалық орындалуы 
жағынан қарапайым болғанымен, тек жұқа қаптаманың қалыңдығын 
анықтағанда қателіктер береді. Қабат қалыңдығы 2 мм қаптама үшін бұл 
әдістің нақытылығы

30 % аумағында ауытқымалы түрде болады. Сынақ 
келесі түрде жүргізіледі. Қаптаманың қалыңдығы анықталатын бөлшектің 
беттік аумағын тиянақты түрде вендік ізбеспен, магний тотығымен немесе 
органикалық еріткіштермен майсыздандырылады. Содан кейін сумен жуылып, 
сүзгі қағазмен кептіріледі. Бетінде никель қабаты бар бөлшектерді 
майсыздандырғанан кейін оның бетіндегі пассивті қабықшаны кетіру үшін тұз 
қышқылының (1:1) ерітіндісімен суландырған мақтамен сүртіп, содан кейін 
сумен жуып, кептіреді. Бақыланатын үлгінің беттік қабатында хром болса,
оны тұз қышқылымен (1:1) ерітеді. Ерітуді тездету үшін хромдалған беттік 
қабатты мырышты таяқшамен жалатып, сумен жуады. Пассивті немесе 
фосфатты қабатты кетіру үшін пассивтелген (хромдалған), мырышталған, 
кадмиленген немесе фосфатты мырышталған бөлшектерді тұз қышқылының 
(1:8) ерітіндісіне шыланған марлы оралған мақта тампонымен сүртеді, сумен 
жуады, кептіреді. Қаптама қалыңдығын пассивтеу және фосфаттау алдында 
тексерген жеңіл. Жоғарыда көрсетілген операциялар жүйесін орындағаннан 
кейін қаптаманың беттік қабатына сәйкес ерітіндінің бір тамшысын тамызып, 
бетте белгілі бір уақыт аралығына дейін ұстайды. Тағайындалған уақыт 
өткеннен кейін тамшыны сүзгі қағазбен алып, құрғата сүртеді. Содан кейін 
тура сол жерге жаңа дайындалған ерітінді тамшысын тамызады. Тамшыны 
тамызу көп қабатты қаптаманың алдыңғы қабаттары және металдың беті 
көрінгенге дейін жалғастырылады. Металдың беттік қабатының көрінуін
тамшы тамған жерде оның түсінің өзгерісі арқылы білуге болады. Қаптаманың 
қалыңдығы келесі фомуламен анықталады: 
Қаптама қалыңдығы (мкм) 
h = (n-0,5)h
k 
мұндағы n - ерітінді тамшысының саны, яғни металдың тұтас аумағын 
немесе қатпарлы қабатты жаңарту үшін қажет ерітінді тамшысы. h
k 
-
тағайындалған уақыт аралығында бір тамшымен жойылатын қабат қалыңдығы. 
(h
k 
мәні және тамшы әдісінде қолданылатын ерітінділер құрамы әдебиеттерде 
берілген).
Ағынды әдіс ауданы 0,3 см
2
аспайтын беттік қабаттағы қаптаманың 
қалыңдығын анықтауға арналған. Ерітіндінің ағуына кедергі жасайтын пішінді 
бөлшектер үшін бұл әдіс қолданылмайды. Ағынды әдістің екі бағыты белгілі: 

а) ағынды периодты (қаптама қалыңдығы оны ерітуге кеткен уақыт бойынша 
есептеледі), б) ағынды көлемдік (қаптама қалыңдығы оны ерітуге кеткен 
ерітінді көлемі бойынша есептеледі). Ағынды периодты әдіспен өлшегенде 
арнайы жабқыштары бар тамшылы воронкадан құралған қондырғы 
қолданылады. Ворнканың соңғы ұшына резинкалы түтік көмегімен
капиллярлы түтік жалғастырылады. Бұл капиллярлы түтік арқылы үлгі бетіне 
ерітінді беріліп тұрады, Ішкі диаметрі 1,5-2,0 мм , ұзындығы 120

5мм , қалың 
қабатты шыны түтік капиллярлы түтік деп. аталады. Осы түтікті тұрақты 
қысымда 18-20
0 
С температурада, кран жабқыштарын толығымен ашқанда
воронкадан 30 сек ішінде 10

0, 1 мл дистилденген су ағатындай етіп 
калибирлейді
Электронды нөл әдісте қаптама қабатының қалыңдығын өлшеу
процесінің аяқталуын гальванометрмен анықтайды. Микроскопиялық әдіс бір 
қабатты, екі қабатты электромагнитті және негізінен абразивті анодизациялық
қабатты анықтау үшін қолданылады. Өлшеу бөлшектің көлденең 
кесіндісіндегі қаптама қалыңдығын микроскоп көмегімен анықтауға 
негізделеді. Сонымен қатар металлографиялық микроскоптың барлық түрлерін 
қолдануға болады. Қабат қалыңдығы 20 мм қаптамадарды өлшегенде 520-1000 
есе арттыру керек. Көп еңбекті қажет ететін бұл әдісті өнеркәсіптік бақылауға 
қолдануға ұсынылмайды. Бұл әдіспен қаптаманың тегістігн тексеруге және
электролиттік қаптаманың құрылысын зерттеуге болады.
Электролиздік 
қаптама 
қабатының 
қалыңдығын 
бақылауда 
қолданылатын физикалық әдістерге: тура өлшеу, массаны өлшеу, магнитті, 
радиоактивті, әртүрлі оптикалық (поляризациялық, интерферендік, қаптаманың 
түсінің өзгерісі арқылы анықтау жарықтық, көлеңкелік таралу ) әдістер 
жатады.
Қаптаманың қалыңдығын өлшеудің электроағындық әдісі 
Тура өлшеу әдісі бөлшекті бетіне қаптама жабылғанға дейін және кейін
микрометр немесе оптиметр көмегімен өлшеуге негізделеді. Микрометр 
көмегімен тек өте жұқа қаптамаларды өлшеуге болады, себебі бұл әдіспен 
өлшеу қателігі 

10 мкм. Массаны өлшеу әдісі қаптама жабылғанға дейін және 
кейін өлшеуге негізделген. Бұл әдісті массалық салмағын неғұрлым нақты 
өлшеуге мүмкіндік болатын ұсақ бөлшектерге қолданылады. Металл 
массасын 1 г және беттік аумағын 1 дм
2
арттырғанына сәйкес қаптама 
қалыңдығы (мкм): 
Мырыш 
14,3 
Кадмий 
11,6 
Мыс 
11,2 
Никель 
11,5 
Хром 
15,4 
Қорғасын 
13,7 
Күміс 
9,5 
Алтын 
5,1 

Магниттік әдістерге үзінді, индукциялық және вихерлі ток әдістері 
жатады. Үзінді магниттік әдіс бөлшек бетінен магнитті жұлып алу күшін 
өлшеуге негізделген. Қалыңдықты өлшейтін құралдар (толщиномеры) магнитті 
үзінді 
әдіске 
негізделген. 
Сонымен 
қатар 
құрастырылуының 
қарапайымдылығымен, прототивтілігімен ерекшеленеді. Н.С. Акулова 
құрастырған қалыңдықты өлшегіш құрал 0-50 мкм аралықта өлшей алады. 
Өлшеу ұзақтығы 5-6 с болғандағы өлшеуде 

10 мкм шамасындағы аз ғана 
қателік байқалады.
Индукциялы магниттік әдіс магниттік ағынды өлшеуге арналады.
Магниттік ағын қалыңдығы магниттік тартылыс күші сияқты қаптама 
қалыңдығына тәуелді. Массалық өндіріс жағдайында ұсақ бөлшектердегі 
қаптама қалыңдығын бақылауда ферромагнитті материалдардан жасалған
бөлшек бетінде магнитті емес және әлсіз магнитті қаптама қалыңдықтарын 
өлшеуге арналған аспаптар қолданылады. Қалайы бөлшектерге арналған 
қалыңдықты өлшегіш ТС- 1 секілді аспаптар бар. Мұндай аспаптарда қол 
жетпейтін аймақтар мен өсінділердегі қаптама қалыңдығын өлшеуге 
мүмкіндік беретін өткізгіштік типтегі датчиктер болады. Вихерлі ток әдісінің 
мәні егерде металл бөлшегін индуктивті катушка негізінде пайда болатын
ауыспалы электромагниттік өріске орналастырса, бөлшектің беттік қабатында
вихерлік ток пайда болуынан туындаған өріс катушка өрісімен әрекеттесіп, 
оның толығымен қарама-қарсы тұра алуына негізделеді. Арнайы өлшегіш және 
күшейткіштер көмегімен катушка датчигінің толық кедергісін өлшеп, бөлшек 
параметрлерін, сондай-ақ қаптаманың қалыңдығын бақылауға болады.
Вихрлік ток әдісіне негізделген құралдармен магнитті емес металдық,
әлсіз магнитті, магнитті емес қаптамаларға отырызылған металдық емес 
қаптамалардың қалыңдығын өлшеуге болады. Қола бетіндегі күміс 
қаптамалардың қалыңдығын анықтауда осы әдісті қолданса жақсы нәтижелер 
алуға болады. Құрал тек қабат қалыңдығын өлшеп қоймайды, сонымен бірге
екі компонентті қаптаманың проценттік құрамын есептеуге мүмкіндік береді.

жүктеу/скачать 1,78 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: