FOSFATLAMA BANYOLARININ BİLEŞİMİ
Bilindiği kadarıyla, günümüzde kendi fosfatlama banyosunu hazırlayan hiç kimse yoktur. 1906 yılında bu alanda nitelikli bir işçi olan İngiliz Thomas Coslett, demir yongalarını seyreltik fosforik asitte çözerek ilk fosfatlama banyosunu hazırlamıştır. Bu orijinal işlem “Kosletleme” olarak adlandırılmıştır. O zamandan bu yana, bazı şirketlerin haklarını çiğnemeksizin bu tipte üretim amaçlı bir çözelti hazırlamayı imkânsız kılan çaprazlama patentler piyasaya çıktı. Bundan dolayı size hakiki bir bileşim reçetesi vermeyeceğim. Dersin sonundaki referanslarda suda çözerek fosfat banyosu elde edebileceğiniz hazır karıştırılmış tuzları ve sıvıları tedarik eden çok sayıda firma ismi vardır.
Fakat yine de size bunların içinde neler bulunduğunu (bu sefer biraz detaylı bir şekilde) tekrar söyleyeceğim.
1. Çözelti, oldukça seyreltik fosforik asit,
2. İlave olarak, demir, çinko veya manganın çözünmüş metal tuzları,
3. Amiyane tabirle hızlandırıcı kimyasallar,
4. Bazı yüzey aktif maddeler içerir.
Tek açıklama gerektiren 3. maddedir. Hızlandırıcı derken ne anlatılmak isteniyor? Hızlandırıcı, belirli bir tepkimenin hızını arttıran madde anlamına gelmektedir. Şu durumda çözünmüş demir fosfat bir hızlandırıcıdır. Demir eşyaların korozyona karşı dayanıklılığını arttırmak için fosforik asitle tepkimeye sokan antik Mısırlılar bu gerçeğin farkında değildi. Demirin üstünde demir fosfat kristallerinden oluşan ince bir film tabakası elde etmek uzun saatlerini belki de günlerini alıyordu. Önceden çözünmüş demir fosfat varlığının tepkimenin hızını arttırdığını bulan kişi Cosslet’tir. Seyreltik fosforik asit tek başına kullanıldığında, başta pH derecesi düşüktür (1 civarında) ve fosfatın çökelmeye başlaması için bir kısım demirin çözünmesi ve arayüzeydeki pH derecesi 4,9 civarına varana kadar çözünmeye devam etmesi gerekmektedir. Bu oldukça uzun zaman alır. Eğer işleme içinde önceden çözünmüş bir miktar demir fosfat bulunan seyreltik asitle başlanırsa, başlangıç pH derecesi daha yüksek olacaktır (2,4 civarında), ve başlangıç için ortamda daha yüksek bir demir derişimi olacağı için pH derecesi 4’ e yaklaştığında çökelme başlayacaktır. Böylece zamandan önemli derecede tasarruf edilmiş olur.
Diğer bir hızlandırıcı olan oksitleyici de aşağıda anlatacağımız şekilde tepkimeyi hızlandırır. Tepkime için belirttiğimiz ilk basitleştirilmiş eşitlikte görüldüğü üzere hidrojen açığa çıkmaktadır. Bu hidrojen oluşumu, atomik hidrojenin molekül hale gelip yüzeyden ayrılması zaman aldığı için tepkimenin süresinin artmasına sebep olur. Nitratlar nitritler vb. gibi (oksitleyiciler) hidrojenle bir kerede tepkimeye girerek ortamdan ayrılmasını sağlayan maddelerin kullanımıyla işlemi hızlandırılabilir.
Tepkimeyi hızlandırmanın başka bir yolu da çözeltiye bir bakır tuzu katmaktır. Tepkimenin başladığı anda yüzeyden çözünen demir ile bir miktar bakır yüzeyin katodik alanlarında yer değiştirir (daldırma kaplama). Bu durumda bakır, civarındaki demirin anot olduğu küçük kaplama hücresinin katodu olarak iş görür. Bu tip bir mikro hücredeki akım akışı demirin çözünmesini hızlandırır ve böylece tepkimenin genel süreci de hızlanmış olur. Bazen aynı amaçla nikel tuzları da ilave edilebilir ama bakır kadar iyi değildirler. Aslında nikel için kullanılan mekanizma bakırla kullanılan mekanizma ile aynı olmayabilir.
Son olarak yapılabilecek bir başka hızlandırma yöntemi de, depolarizasyon etkisi (kutupsuzlaşma) sağlayarak kaplamayı hızlandıran, çeliğe alternatif akım verme yöntemidir. Bu metot artık ticari amaçlı kullanılmamaktadır, yine de yukarıda verilmiş kimyasal metotlar kadar iyi çalışır ve daha az masraflıdır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder