مشکل ابری متناوب
حمام های پالادیوم الکترولس برای اتصال سیم های نیمه هادی، کنتاکت های رابط و کاربردهای تزئینی که نیاز به پوشش سفید مقاوم در برابر تیرگی{0}} دارند استفاده می شود. شیمی حمام حساس و گران است-فلز پالادیوم تقریباً 45000 دلار در هر کیلوگرم قیمت دارد. یک رویداد کدر شدن حمام محلول شفاف و کهربایی{6}رنگی را به رنگ سفید شیری در می آورد که نشان می دهد پالادیوم به صورت ذرات فلزی ریز در سراسر حجم رسوب کرده است. فلز رسوب داده شده از بین می رود. حمام باید فیلتر شود، تجزیه و تحلیل شود، و دوباره پر شود-که یک درمان هزینه بر است.
رویدادهای ابری متناوب هستند. حمام برای هفته ها صاف کار می کند، سپس در عرض چند ساعت ناگهان ابر می شود. ماشه اغلب به مبدل حرارتی می رسد. یک بخاری غوطه ور فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم ناحیه ای را ایجاد می کند که در آن فیلم غیرفعال شکسته شده است. فلز پایه در معرض کاهش پالادیوم الکترولس را کاتالیز می کند. پالادیوم روی سطح هیتر هسته میشود، سپس واکنش اتوکاتالیستی در حمام حجیم منتشر میشود.
مبدل حرارتی PTFE سطح کاتالیزوری ندارد. نمی تواند کاهش کنترل نشده پالادیوم را آغاز کند. ثبات حمام پس از تبدیل PTFE به طور قابل توجهی بهبود می یابد.
مکانیسم ماشه اتوکاتالیستی
آبکاری پالادیوم بدون الکترود از یک عامل احیاکننده-معمولا هیپوفسفیت سدیم یا اسید فرمیک-برای کاهش کمپلکسهای پالادیوم-آمین به فلز پالادیوم استفاده میکند. این واکنش طوری طراحی شده است که به صورت انتخابی روی سطوح قطعه کار فعال شده رخ دهد. تثبیت کنندههای موجود در حمام-تیوره، استات سرب، یا ترکیبات آلی اختصاصی-روی سطوح غیر{7}}کار جذب میشوند و از کاهش کنترل نشده جلوگیری میکنند.
یک مبدل حرارتی فلزی یک سطح بزرگ و پیوسته غوطه ور را ارائه می دهد که باید در برابر واکنش آبکاری غیرفعال شود. فیلم غیرفعال روی فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم تنها مانع است. هنگامی که این لایه-از طریق خوردگی، چرخه حرارتی یا حمله شیمیایی تخریب میشود، فلز زیرین به سمت اکسیداسیون هیپوفسفیت یا هیدروژن زدایی اسید فرمیک کاتالیزور میشود. احیای پالادیوم در محل مواجهه شروع می شود.
هنگامی که هسته های پالادیوم روی سطح بخاری تشکیل می شوند، چرخه اتوکاتالیستی آغاز می شود. پالادیوم ته نشین شده کاهش بیشتر را کاتالیز می کند. ذرات پالادیوم از سطح جدا می شوند و در حمام به گردش در می آیند و سایت های کاتالیزوری اضافی را ایجاد می کنند. ابرهای حمام به صورت پالادیوم در سرتاسر حجم رسوب می کنند. کل رویداد می تواند در یک شیفت واحد رخ دهد و هزاران دلار در فلز پالادیوم مصرف کند.
| عامل ماشه | بخاری استیل ضد زنگ | هیتر تیتانیوم | مبدل حرارتی PTFE |
|---|---|---|---|
| فعالیت کاتالیزوری سطحی | بالا (سایت های آهن، نیکل) | متوسط (غیرفعال TiO2) | صفر |
| پایداری فیلم غیرفعال در حمام گرم قلیایی Pd | متوسط | خوب | نیازی به فیلم نیست |
| احتمال رخداد ابری در سال | 1-3 رویداد | 0.5-1 رویداد | 0 رویداد |
| پالادیوم رسوبی در هر رویداد (گرم، 500 لیتر حمام) | 50-200 | 20-100 | 0 |
| هزینه فلز در هر رویداد 45000 دلار به ازای هر کیلوگرم کاهش یافت | $2,250-$9,000 | $900-$4,500 | $0 |
| هزینه بازیابی حمام در هر رویداد | $1,500-$3,000 | $1,000-$2,000 | $0 |
مزیت مصرف تثبیت کننده
سطوح بخاری فلزی تثبیت کننده حمام را به طور مداوم مصرف می کنند، حتی زمانی که به طور فعال باعث ایجاد یک رویداد ابری نمی شوند. مولکول های تثبیت کننده بر روی سطح اکسید فلز جذب می شوند و به تدریج یک لایه غیرفعال می سازند. این مصرف پیوسته و متناسب با سطح بخاری است. یک سیم پیچ غوطه ور فلزی بزرگ می تواند 10-30 درصد کل تثبیت کننده را مصرف کند.
PTFE تثبیت کننده مصرف نمی کند. سطح فلوروپلیمر نه مولکول های تثبیت کننده و نه کمپلکس پالادیوم را جذب می کند. کل مواد افزودنی تثبیت کننده برای محافظت از حمام از کاهش کنترل نشده باقی می ماند. کنترل غلظت تثبیتکننده قابل پیشبینیتر میشود و خطر تثبیت زیر{3}}در طول دورههای بار کاری بالا کاهش مییابد.
عمر حمام افزایش می یابد زیرا محصولات تخریب تثبیت کننده تجمعی، که در نهایت نیاز به تعویض حمام دارند، کندتر تجمع می یابند. کاهش مصرف تثبیت کننده همچنین هزینه عملیاتی را کاهش می دهد{1}}ترکیبات تثبیت کننده یکی از گران ترین اجزای حمام هستند.
خلاصه
ابری شدن ناگهانی در حمام های پالادیوم الکترولس توسط سطوح گرم کن فلزی کاتالیزوری ایجاد می شود که در آن تجزیه غیرفعال فیلم باعث کاهش کنترل نشده پالادیوم می شود. مبدلهای حرارتی PTFE از طریق بی اثر بودن سطح کامل{1}}بدون فعالیت کاتالیزوری، عدم خرابی لایه غیرفعال و عدم وجود محل شروع برای رسوب کاتالیستی خودکار از این امر جلوگیری می کنند.
حذف رخدادهای ابری شروع شده از بخاری-از موجودی-پالادیوم با ارزش بالا محافظت میکند و هزینههای بازیابی حمام را کاهش میدهد. کاهش مصرف تثبیت کننده عمر حمام را افزایش می دهد و هزینه عملیاتی را کاهش می دهد. برای فرآیندهایی که از مواد شیمیایی فلزات گرانبها استفاده می کنند، سرمایه گذاری مبدل حرارتی PTFE از طریق یک رویداد ابری جلوگیری شده بازیابی می شود.
پشتیبانی مهندسی برای مشخصات مبدل حرارتی PTFE در آبکاری الکترولس فلز گرانبها پس از ارائه شیمی حمام، غلظت پالادیوم، دمای عملیاتی، حجم مخزن، و هرگونه سابقه رویدادهای ابری در دسترس است.
