Металл бүрэх дэх электрохимийн хэрэглээ
Пендахулуан
Технологи, үйлдвэрлэлийн хөгжилд металл бүрэх нь чухал бөгөөд чухал дэвшил болсон. Энэхүү бүрэх техник нь автомашин, электроникоос эхлээд барилга, тэр ч байтугай үнэт эдлэл хүртэл янз бүрийн үйлдвэрлэлийн салбарт нөлөөлдөг олон төрлийн хэрэглээтэй. Металл бүрэхэд өргөн хэрэглэгддэг нэг арга бол электрохимийн инженерчлэл юм. Энэ нийтлэлд металл бүрэх дэх электрохимийн хэрэглээний янз бүрийн талуудыг, үндсэн зарчмуудаас эхлээд үйлдвэрлэлийн хэрэглээ хүртэл авч үзэх болно.
Электрохимийн үндсэн зарчмууд
Электрохими нь цахилгаан үзэгдэл ба химийн урвалын хоорондын хамаарлыг судалдаг химийн салбар юм. Электрохимийн процесст цахилгааныг аяндаа явагдахгүй химийн урвалыг өдөөхөд ашигладаг. Электролитийн металл бүрэх үйл явц буюу ихэвчлэн электролитийн бүрэх үйл явц нь электрохимийн энэхүү үндсэн зарчмын үндсэн хэрэглээ юм. Үндсэндээ электролитийн бүрэх нь электролитийн уусмал дахь металл ионуудыг цахилгаан гүйдлээр бууруулж объектын гадаргуу дээр нимгэн металл давхаргыг хуримтлуулахыг хэлнэ.
Электролитийн үндсэн зарчим нь электролитийн уусмалд дүрсэн хоёр электрод (анод ба катод)-ыг ашиглах бөгөөд тэнд бүрэх металл нь ионы хэлбэрээр байдаг. Цахилгаан гүйдэл өгөхөд металлын ионууд нь катод (сөрөг электрод) руу шилжиж, тэнд бууралтад орж, катодын үүрэг гүйцэтгэдэг ажлын хэсгийн гадаргуу дээр наалддаг.
Электролизийн ажилд ашигласан материалууд
Электролизийн процесст түүхий эдийг сонгох нь маш чухал бөгөөд хэрэглээ болон үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнээс хамааран өөр өөр байдаг. Электролизийн процесст байнга ашиглагддаг зарим металлууд нь:
1. Никель – Зэврэлт болон элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг. Никель бүрэлт нь гялалзсан гадаргуу болон сайн гоо зүйн мэдрэмжийг өгдөг.
2. Зэс – Ихэвчлэн бусад металлыг бүрэхээс өмнө урьдчилсан бүрээс болгон ашигладаг. Зэс нь цахилгаан дамжуулах чадвар сайтай бөгөөд дараагийн металл давхаргуудад наалддаг.
3. Хром – Чимэглэлийн зориулалтаар эсвэл зэврэлтээс хамгаалах чадварыг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг. Хромын бүрхүүл нь гялалзсан, бат бөх төрхийг бий болгодог.
4. Алт – Цахилгаан дамжуулах чадвар болон исэлдэлтэд тэсвэртэй байдлыг сайжруулахын тулд голчлон электроникийн үйлдвэрт ашигладаг.
5. Цайр – Зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэх, гальваник бүрхүүлээр дамжуулан үндсэн металлыг зэврэлтээс хамгаалахад ашигладаг.
Электролизийн арга
Үйлдвэрлэлийн цар хүрээ болон хэрэглээний тодорхой хэрэгцээнээс хамааран электролизийн процессыг янз бүрийн аргаар гүйцэтгэж болно. Энд электролизийн зарим түгээмэл аргууд байна:
1. Торхны электролиз – Жижиг эд ангиудыг их хэмжээгээр бүрэхэд ашигладаг. Ажлын хэсгийг электродуудтай холбогдсон эргэлдэгч хүрдэнд байрлуулснаар бүрэлт жигд явагдана.
2. Тавиурын электролиз – Том эсвэл нарийн төвөгтэй эд ангиудад ашигладаг. Ажлын хэсгийг бүрэх процесст зориулж электродуудтай холбогдсон тавиур дээр байрлуулдаг.
3. Сойзоор бүрэх – Тодорхой хэсэгт электролитийн уусмалыг шууд түрхэхэд сойз ашигладаг орон нутгийн бүрэх арга. Энэ арга нь хязгаарлагдмал хэсэгт бүрэх шаардлагатай засвар эсвэл тусгай зориулалтын хэрэглээнд ашигтай.
Аж үйлдвэрийн хэрэглээ
Автомашин
Автомашины үйлдвэрлэл нь металл бүрэлтэд электрохимийн технологийг хамгийн их ашигладаг орнуудын нэг юм. Бампер, обуд, хөдөлгүүрийн тасалгаа зэрэг автомашины эд ангиудыг зэврэлтээс хамгаалах чадварыг нэмэгдүүлэх, гоо зүйн байдлыг сайжруулах, ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд ихэвчлэн электрод бүрдэг. Жишээлбэл, автомашины гадна талын хром бүрэлт нь удаан хугацааны турш гялалзсан байдлыг хангаж, эд ангиудыг гадны хатуу ширүүн орчноос хамгаалдаг.
электроникийн
Электроникийн салбарт цахилгаан эд ангиудыг өндөр дамжуулах чадвартай, исэлдэлтэд тэсвэртэй байлгахын тулд электролизийг ашигладаг. Цахилгаан контактууд болон хэвлэмэл хэлхээний самбар (PCB) дээр алтаар бүрэх нь оновчтой гүйцэтгэл, урт хугацааны ашиглалтын хугацааг хангахын тулд түгээмэл байдаг. Алтыг зэврэлтэнд тэсвэртэй, өндөр дамжуулах чадвараараа ашигладаг бөгөөд энэ нь өндөр хүчин чадалтай электрон төхөөрөмжүүдэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Конструкци
Барилгын салбар нь мөн электролизийн технологийг өргөнөөр ашигладаг. Барилгын багаж хэрэгсэл, машин механизм, боолт, самар зэрэг бүтцийн эд ангиуд дээрх металл бүрхүүл нь эдгээр тоног төхөөрөмж, материалыг бат бөх, хүрээлэн буй орчны хатуу ширүүн хүчин зүйлийн эсрэг бат бөх байлгахыг баталгаажуулдаг. Жишээлбэл, цайр эсвэл цайрдсан бүтцийн ган нь зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэхэд маш үр дүнтэй бөгөөд энэ нь материалын бат бөх чанарыг сулруулдаг.
Үнэт эдлэл
Үнэт эдлэлийн салбар нь бүтээгдэхүүн дээрээ өндөр чанартай, гоо зүйн төрхийг бий болгохын тулд электролиз ашигладаг салбаруудын нэг юм. Хямд үнэтэй суурь материалаар хийсэн үнэт эдлэл дээр алт, мөнгө зэрэг үнэт металлыг бүрэх нь үзэсгэлэнтэй, боломжийн үнэтэй бэлэн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Мөн бүрэх үйл явц нь үнэт эдлэлийн гадаргуу дээр янз бүрийн өнгө, бүтэцтэй болгох боломжийг олгодог бөгөөд хэрэглэгчдэд таалагдах загварыг бий болгодог.
Сорилтууд ба Инноваци
Хэдийгээр электролиз нь өндөр үр ашигтай, олон талын арга боловч хэд хэдэн томоохон бэрхшээлтэй тулгардаг. Үүний нэг нь байгаль орчны асуудал юм. Электролизийн процесс нь зохих ёсоор удирдаагүй тохиолдолд хүрээлэн буй орчныг бохирдуулж болзошгүй аюултай химийн бодисыг ашигладаг. Хог хаягдлын менежмент болон химийн дахин боловсруулалт нь энэ салбарын тогтвортой байдлыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Эдгээр бэрхшээлийг шийдвэрлэхийн тулд электролизийн технологийн шинэчлэлүүд үргэлжлүүлэн хөгжиж байна. Байгаль орчинд ээлтэй химийн бодис, илүү үр ашигтай бохир ус цэвэрлэх технологийг ашиглах нь одоогийн судалгааны гол чиглэл юм. Цаашилбал, илүү нарийвчлалтай, ажиллагаатай бүрхүүл бий болгохын тулд наноэлектролизийн зэрэг дэвшилтэт электролизийн техникүүдийг боловсруулж байна.
Дүгнэлт
Электрохимийн бүрхүүл нь бүтээгдэхүүний бат бөх чанар, гоо зүй, үйл ажиллагааг сайжруулахын тулд янз бүрийн салбарт хэрэглэгддэг олон талын шийдлийг санал болгодог. Эдгээр аргууд нь хүссэн шинж чанартай нимгэн металл давхаргыг бий болгохын тулд электрохимийн үндсэн зарчмуудыг ашигладаг. Байгаль орчны сорилтуудаас үл хамааран технологийн шинэчлэл, байгаль орчинд ээлтэй практик нь энэ салбарын ахиц дэвшлийг үргэлжлүүлэн дэмжих болно. Тиймээс электрохимийн бүрхүүл нь ирээдүйн аж үйлдвэр, технологийн хөгжилд чухал үүрэг гүйцэтгэсээр байх болно.
