Özellikle alçak akım bölgelerinde kendisini gösteren nikel taşıyıcılar, çalışma şartları ve verimlilik açısından yüzey işlem banyolarında dikkat edilmesi gereken uygulamalardan biri. Alçak akım bölgelerindeki kaplamayı homojenize eden nikel taşıyıcılar kullanımı sonrasında ekstra bir anot sarfiyatına neden olmuyor.

Nikel banyoları çalışma şartları açısından dikkat isteyen banyoların başında gelir. Parça öncesinde ve sonrasında oluşabilecek potansiyel problemler, ilerleyen aşamalarda kendini göstererek istenmeyen durumlara neden olurlar. Nikel banyolarının sahip olması istenilen özelliklerin başında “girişkenlik” gelmektedir. Özellikle girintili parçaların geometrisi gereği bu durum bir zorunluluk olmaktadır.

Girişkenliğin arttırılması için uygulanan birçok yöntem bulunmaktadır. Yardımcı anot kullanımından, elektrik akım çeşitlemelerine kadar sayısız yöntemin içerisinde en etkin uygulama organik ilavelerdir. Bunların başında da “düzeltici” olarak isimlendirilen ilaveler gelmektedir.

Kaplama banyosuna giren parçalar her zaman için düz geometrik yapıya sahip değildirler. Çoğu parça belli girinti ve çıkıntılara sahiptir. Bu durumun, mikron düzeyindeki girinti ve çıkıntılar olarak algılanması yanlıştır. Tamamen geometrik şekilden kaynaklanan bu tür yüzeyler, istenilen parçanın doğal şeklidir.

Girişkenlik teorik olarak, kaplamanın tüm yüzey boyunca istenilen değerde kalması ve parçanın Alçak Akım Bölgeleri’ne kadar ilerlemesi olarak tanımlanabilir. Ancak bu banyonun bir karakteridir. İstenildiği takdirde belli ilavelerle, bu özelliğin kazandırılması mümkündür. Girişkenliğin devamlılığı için belli kontrollerin yapılmasının ardından yeterli miktarda ilavenin de eklenmesi gerekmektedir. Bir başka deyişle, diğer proseslerde olduğu gibi nikel banyo eriyikleri de belli bir özen ve dikkat gerektirir.

Makale içerisinde nikel düzelticinin tüm kullanım bilgilerinin yanı sıra teorik anlatımlar ve sarfiyat bilgileri yer almaktadır. düzelticinin yüzey yapısına etkisi de derinlemesine incelenmiştir.

Şekil 1 Girişkenliğin gösterimi

1. Girişkenlik : Kaplama banyosuna giren parçalar her zaman için düz geometrik yapıya sahip değildirler. Çoğu parça belli girinti ve çıkıntılara sahiptir. Bu durumun, mikron düzeyindeki girinti ve çıkıntılar olarak algılanması yanlıştır. Tamamen geometrik şekilden kaynaklanan bu tür yüzeyler, istenilen parçanın doğal şeklidir. Parçalardaki bu girintiler, parçanın alçak akım bölgelerini, çıkıntılar ise parçanın yüksek akım bölgelerini oluştururlar.

Bu isimlendirme bahsedilen bölgenin, anoda yakınlığı ile ilgilidir. Anoda yakın olan kısımlar yüksek akım bölgeleri, uzak kalan kısımlar ise alçak akım bölgeleri olarak isimlendirilirler.

Alçak akım bölgeleri, yüksek akım bölgelerine oranla daha az akım çekeceğinden bu bölgelerdeki kaplama kalınlığı da yüksek akım bölgelerindeki kaplama kalınlığına nazaran daha hafif kalacaktır.  İşte sorun da tam bu noktada kendini gösterir. İstenilen kaplama kalınlığı tüm yüzey için geçerli olan bir değerdir. Dolayısıyla bu kalınlığın tüm yüzeye yayılması sağlanmalıdır. Kaplama kalınlığının tüm yüzeye mümkün olduğunca homojen dağıldığı, girintilerin de kaplama aldığı banyolar için “yeterli girişkenlik” tanımlaması yapılmaktadır.

Şekil 2 Hull hücre nikel yüzde dağılımları

Düzelticinin girişkenliğe etkisi : A-TECH nikel düzeltici kullanımı özellikle girintilere sahip parçalarda etkili sonuçlar vermektedir. Alçak akım bölgelerindeki akım verimi, yüksek akım bölgelerindeki akım verim değerlerine doğru çekilmek istenir. Böylelikle alçak akım bölgelerindeki kaplama kalınlığı arttırılır. Alçak akım bölgelerindeki bu kalınlık nereden gelmektedir? Yani ekstra bir anot sarfiyatı söz konusu mudur? A-TECH nikel düzelticinin çalışma prensibi Faraday Kanunu’na paralel ilerler. Bir başka deyişle, Şekil 1’deki gösterimde olduğu gibi, alçak akım bölgelerine çekilen kaplama yüksek akım bölgelerindeki “atıl kaplama kalınlığıdır, sadece kalınlık dağılımı homojenleştirilmektedir.

2. Düzelticinin çalışma prensibi : A-TECH nikel düzelticinin görevi, alçak akım bölgelerindeki kaplama kalınlığının yüksek akım bölgelerindeki kaplama kalınlığıyla homojenizasyonu kurmasıdır. Böylelikle ilerleyen aşamalardaki olası sorunların önüne geçilebilmekte ve istenilen kaplama kalınlığı tüm yüzey boyunca sağlanarak daha sağlıklı bir yüzey elde edilmiş olunmaktadır.

Şekil 3 – Hidrojen gazının parça yüzeyine etkisi

Şekil 1’de verilen gösterimin deneysel ifadesi Şekil 2’de grafik olarak verilmiştir. Grafikten de rahatlıkla görüldüğü gibi nikel taşıyıcının olmadığı yüzde eğrisi siyah renkle, nikel düzeltici ilavesi sonrasındaki yüzdeler ise kırmızı renkle gösterilmiştir.

Daire içine alınan yüksek akım bölgesine dikkatlice bakıldığında kaplama yüzdesinin azaldığı görülür; aynı şekilde alçak akım bölgesine bakıldığında nikel yüzdesinde artış göze çarpmaktadır.

Bir başka deyişle toplam kaplanan nikel yüzdesinde bir değişiklik yoktur; yani sarf olan nikel anot miktarı aynı kalmaktadır. Alçak akım bölgelerindeki yüzde nikel artışı, yüksek akım bölgelerindeki yüzde nikel azalışından gelmektedir. Anot sarfiyatı Faraday Kanunu’na paralel olarak sabit kalmaktadır. Ekstra bir anot sarfiyatı kesinlikle oluşmaz.

Alçak akım bölgelerindeki bu artış, bu bölgelerdeki akım verimin düzeltilmesiyle mümkün olmaktadır. İlave öncesinde bu bölgelerde akım verimi oldukça düşüktür. Ancak tüm yüzeyin ortalama verimi yüksek olduğundan, sadece girintili bölgelerde hissedilir. Bu tamamen banyonun karakterine özel bir durumdur. İstenildiği takdirde artırılabilindiği gibi (Şekil 2), azaltılabilinmektedir.

Şekil 4 – Hidrojen gazının parça topografisine etkisi

3. A-TECH nikel düzelticinin yüzey yapısına etkisi

Yüzey gren yapısı : Belli organik ilavelerin yapılmadığı yüzeyler oldukça yüksek deformasyon gösterirler. Bu deformasyonun incelenebilmesi için Taramalı Elektron Mikroskobu –SEM- kullanılmaktadır. Şekil 3’te A-TECH nikel düzeltici ilave edilmemiş plakanın alçak akım bölgesinin gren yapısı verilmiştir. Tamamen deformasyonlu kolonsal yapı rahatlıkla görülebilmektedir. Parça, istenilen dekoratif özelliğini kaybetmiş, kaplama tümüyle bozuk düzensiz bir dağılım sergilemektedir. Böyle bir gren yapısına sahip kaplama, ilerleyen aşamalarda ciddi sorunları doğuracağı kesindir. Kaplamanın zayıf olması nedeniyle üzerine çekilen diğer kaplama katmanları da bu bölgeyi tam anlamıyla korumaya yetmeyecek ve sorunlar oluşmaya başlayacaktır.

Yüzey topografik yapı : Alçak akım bölgelerindeki topografik görüntü Şekil 4’te verilmiştir. Fotoğrafa dikkatli bakıldığında, gren yapısındaki deformasyonların girinti ve çıkıntılar oluşturarak yüzeyin pürüzlülüğünü arttırdığı gözlemlenmektedir. Böylelikle yüzey dekoratif ve korozyon direnç özelliğinden yoksun olmaktadır. Dekoratif bozukluk girinti ve çıkıntıların parlaklığa etkilisiyle görülür ancak korozyon direnci tamamen kaplama kalınlığı ile ilgilidir.

Önceki bölümlerde de bahsedildiği üzere, yüksek akım bölgelerindeki fazla kaplama, alçak akım bölgelerindeki zayıf kaplamayı korumaya yetmez. Böylelikle bu kolonsal yapının alçak akım bölgesindeki varlığı yüzeydeki kalınlığın homojenliğinin bozulduğunu ve dolayısıyla da korozyon direncinin azaldığı anlamını taşımaktadır.

Şekil 5 – Düzeltici yokluğunda hull-Cell plakasının görüntüsü

Hull hücre plakası : Hull Hücre plakalarının ön yüzeyi genellikle dekoratif özelliklerin değerlendirilmesi için kullanılmaktadır. Ancak arka yüzey, banyonun girişkenliği hakkında oldukça ciddi bilgiler vermektedir. Çünkü bu yüzey anodu görmeyen yüzeydir.

Bu bölgelere giren kaplamaya sahip banyoları “girişken” olarak değerlendirmek mümkündür. Şekil 5 ve şekil 6’daki iki plakanın arka yüzey görüntüleri verilmiştir.

Nikel düzelticinin banyo girişkenliğinde ne kadar etkili olduğunu çok net bir şekilde bellidir.

Şekil 6 – düzeltici yokluğunda hull hücre plakasının görüntüsü

4. A-TECH kimya nikel düzelticinin kullanımı : Nikel banyosunun kuruluşu içerisinde kullanılması tavsiye edilmektedir. Ancak bu durum bir zorunluluk değildir. Bunun yanında banyonun istenilen özellikleri sağlıklı bir şekilde ve tam anlamıyla veren bir yapıya sahip olabilmesinin ardında bu tür detaylar gizlenmektedir. Kuruluş değeri uygulanan parçanın geometrik yapısına bağlı olarak kullanıcı tarafından tespit edilebilinir. Bir başka deyişle, ciddi girintilere sahip bir parçanın yüksek miktarda taşıyıcı içeren banyoda işlem görmesi çok daha sağlıklı neticeler verecektir.

Sarfiyat ve yenilenme dozajı : A-TECH kimya nikel düzeltici faraday kanunu’na paralel çalıştığından, sarfiyat değerleri de bu oranda gelişir. Kullanıma bağlı olmakla birlikte farklılıklar gözlemlenebilmektedir. Bu değişiklik tamamen kullanıma özgü bir durumdur.

Yenilenme dozajının ilavesi, banyonun düzgün bir şekilde çalışmasının devamlılığı için hayati önem taşımaktadır. Banyonun ihtiyacı olan organiklerin belli periyotlarda ilave edilmesi gerekmektedir. Böylelikle olası problemlerin de önüne geçilmiş olacaktır. Burada nikel düzelticinin bir diğer avantajı da tolerans limitindeki geniş aralıktır.

Maksimum sıklık, minimum dozajlama : Bu türden uygulamalara örnek vermek gerekirse; Olması Gereken Günlük 1,0 lt’lik ilaveyi 1 kerede vermek yerine, gün içerisinde parçaya uygun olarak belli aralıklarda küçük porsiyonlar şeklinde vermek en sağlıklı yöntemdir. Böylelikle banyo içerisinde ciddi git-geller yaşanmamış olacak ve banyo, karakterini gün boyunca koruyabilecektir.

Sonuç

A-TECH kimya nikel düzeltici; yüksek akım bölgelerindeki fazla atıl kaplamayı, alçak akım bölgelerine yönlendirerek bu bölgelerdeki kaplamayı homojenize eder. Kullanımı sonrasında ekstra bir anot sarfiyatına neden olmaz.

A-TECH kimya nikel düzeltici yokluğunda;

-Yüzey gren yapısı ciddi deformasyon içerir.

-Tomografik anlamda girinti ve çıkıntılar gözlenmektedir.