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Re: めっきについて・・・

 投稿者:Chom  投稿日:2014年 2月 9日(日)13時23分34秒
返信・引用
  > No.54[元記事へ]

マジックさんへのお返事です。

また気づくのが遅くなって申し訳ないです。
季節柄、もう解決または無視できる方向になっていると思いますが、ほかの閲覧なども可能性があるので返信として付けておきます。

> 論文を参考にほぼ同条件で実験を行っているのですが、
> (唯一異なるのは、回転電極でないこととAl基板を使用していること)
> その方法として、
> パルス電析法(短時間に大電流をオンオフで印加する方法)を使用しています。
> しかし、指定した電流が流れません。(-100mA指定し、流れた電流は-30mA程度)
>
> 詳細に説明すると更に長くなってしますので割愛します。何かありましたらお答えします。
> 特徴的な部分を述べますと、FeCo合金めっきであり、硫酸系の浴です。
> 浴は陽極(Pt)と陰極(Al)二つに分離させ、塩橋(飽和KCl)によって接続しております。
> また、液絡部分の塩橋の直径は1Φ程度と小さいです。
> (塩橋先にはイオンだけ通すバイコールガラスが装着されている)
>
> 私としては、物質輸送過程に問題があると考えており、
> 浴温を上げたり、浴を撹拌させたりしているのですが大幅な改善には至らず、
> -100mAに到達するとは到底考えられません。
> また、塩橋の太さを変えてみたのですが、電流値の変化は微量なもので
> 唯一電流値が上昇したものは、塩橋の本数を増加したもののみでした。
>
> 論文には塩橋についてこのような記述がなく、また電流についても、
> 塩橋が絡んだ電流値の大きさの変化について触れているものがなく途方に暮れております。
> 他に電流値を上昇させるような方法はないでしょうか。
> 何か簡単なアドバイスでも宜しいのでご教授お願い致します。
>
> 長文失礼いたしました。

電析なので電流を注視されるのは理解できますが、印加電圧はいくつでしょうか。
めっきの一種なのでそのように考えると、電流の大きさは電圧によっても決まります。
恐らく定電流の設定がある電源(めっきでは整流器として使います)でパルスめっきの要領で実験されているのだと思いますが、電圧によっては目標の電流に到達しないこともあります。
この場合に確認しなくてはならないことがいくつかあり、
1:別の溶液で目標の電流が流れるか
2:計算上の電析に必要な電圧に十分に到達しているか
3:塩橋(工業めっきでは使用しないので、正確な意見は出せないですが)の輸送能力が足りているか
ということが必要です。

1は実験の設備・設定に根本的な無理があるかどうかの確認です。接触不良や機器の不具合などがあります。
2は電源の能力に関係しますし、溶液の選定が適切かどうかの確認になります。
3ですが、塩橋の電荷移動能力は確認されていると思いますが、その溶液との境界での電荷交換が順調ではない可能性が1つ、溶液内で層を形成して電荷移動を妨げている可能性が1つ、本数を増やすと増加するとのことで塩橋の断面積の見積もりが実験系に対して適切ではない可能性が1つ、考えられます。
境界でうまくいかないなら、塩橋内部の塩の種類・構成を変える必要があります。層ができているなら撹拌がが必要です。断面積不足なら塩橋の電荷移動能力を上げるか、やっぱり本数・大きさを変えるしかないでしょう。
以上が上記へのアドバイスになります。

一般論として、めっきで大きな電流を流せるようにするには、
・電極(両方とも)を大きくする
・溶液のイオン濃度を上げる
・溶液に通電を助ける塩を追加する
・よく撹拌する
・液の温度を上げる(変える)
ということが行われるます。
 
 

Re: めっきについて・・・

 投稿者:マジック  投稿日:2013年11月24日(日)14時43分30秒
返信・引用
  > No.53[元記事へ]

Chomさんへのお返事です。

お返事ありがとうございました。
今読み返しますと、あまりにも抽象的な表現で分かりにくかったと思いますが、
質問への回答ありがとうございました。
私の方も色々と勉強しまして、めっき浴の件については解決致しました。

ただ、教授が物理的な専門でして、質問しても曖昧な答えしか返ってきません。
ですので、もう一つだけ質問宜しいでしょうか。

論文を参考にほぼ同条件で実験を行っているのですが、
(唯一異なるのは、回転電極でないこととAl基板を使用していること)
その方法として、
パルス電析法(短時間に大電流をオンオフで印加する方法)を使用しています。
しかし、指定した電流が流れません。(-100mA指定し、流れた電流は-30mA程度)

詳細に説明すると更に長くなってしますので割愛します。何かありましたらお答えします。
特徴的な部分を述べますと、FeCo合金めっきであり、硫酸系の浴です。
浴は陽極(Pt)と陰極(Al)二つに分離させ、塩橋(飽和KCl)によって接続しております。
また、液絡部分の塩橋の直径は1Φ程度と小さいです。
(塩橋先にはイオンだけ通すバイコールガラスが装着されている)

私としては、物質輸送過程に問題があると考えており、
浴温を上げたり、浴を撹拌させたりしているのですが大幅な改善には至らず、
-100mAに到達するとは到底考えられません。
また、塩橋の太さを変えてみたのですが、電流値の変化は微量なもので
唯一電流値が上昇したものは、塩橋の本数を増加したもののみでした。

論文には塩橋についてこのような記述がなく、また電流についても、
塩橋が絡んだ電流値の大きさの変化について触れているものがなく途方に暮れております。
他に電流値を上昇させるような方法はないでしょうか。
何か簡単なアドバイスでも宜しいのでご教授お願い致します。

長文失礼いたしました。
 

Re: めっきについて・・・

 投稿者:Chom  投稿日:2013年11月24日(日)09時52分36秒
返信・引用
  > No.52[元記事へ]

マジックさんへのお返事です。

> メッキについて、いろいろと調べてみたのですが何もわからず困っております・・・初歩的な質問過ぎて話にならないと思いますが質問させてください!
> めっきをする際に、5つの粉末の化学物質があるとします。それらを同じ1つの水に溶かしてめっき浴を作成する方法(通常はこの方法)と、それぞれを水に溶かして5つの溶液を作製してその後、1つの浴として混ぜ合わせた方と、どちらが良いのでしょうか?教授に言われたのですがよくわからず困っております。

確認が遅れて申し訳ないです。
多分解決済みと思いますが、基本的にはケースバイケースです。
前者を通常としていますが、前者のアレンジのような方法が普通です。

いくつか例示します。
・ニッケルめっき(ワット浴)
細かな手順を除けば、粉を溶かすだけのタイプ。

・シアン系アルカリめっき浴
基本的にシアン化NaまたはKを溶解した溶液を作り、そこへ粉を溶解します。
これはシアンの配位効果で溶解を促進する必要が有るためです。
この際、一部の浴では粉を直接投入してもうまくいかないので、ペースト状にしたり別の配位子で溶液化してから混合したりします。

・一部の金めっき
金はシアン溶液の溶解し、本浴は別に安定剤・錯化剤などで建浴しておいて、金溶液を本浴へ混合します。

こんな感じで、その浴によって違ってくるので、一般論における答えはありません。
各論としてはそれぞれ適切な方法があります。
 

めっきについて・・・

 投稿者:マジック  投稿日:2013年 9月20日(金)12時41分9秒
返信・引用
  メッキについて、いろいろと調べてみたのですが何もわからず困っております・・・初歩的な質問過ぎて話にならないと思いますが質問させてください!
めっきをする際に、5つの粉末の化学物質があるとします。それらを同じ1つの水に溶かしてめっき浴を作成する方法(通常はこの方法)と、それぞれを水に溶かして5つの溶液を作製してその後、1つの浴として混ぜ合わせた方と、どちらが良いのでしょうか?教授に言われたのですがよくわからず困っております。
 

塩カルの続きですが

 投稿者:まさしメール  投稿日:2009年 3月31日(火)11時09分22秒
返信・引用
  trendyの3月号読まれましたか。
「新時代の3価クロムめっき」という翻訳解説記事中で塩カルから塩酸が生成するという反応式が書いてありました。
CaCl2+H2O+CO2→CaCO3+2HCl
この式の左右が入れ替わったものは教科書などで よく書かれていますが、逆反応も起きるものなのでしょうか。
この式が正しければ塩カルの存在下で塩酸が生成するという説明が簡単になるのですが。
 
    (管理人) ちょっと気が付くのが遅くなりました。
読んではいませんが、内容に関して。
簡単に言えば「炭酸水に塩をたくさん溶かしたら塩酸です」で納得できるかどうかの話です。
その式で書いているのは炭酸という弱い酸が塩酸という強い酸を生成する式ですが、これは大過剰の炭酸の存在で一時的に塩酸の形態をとるイオン種もあるよ、ということになります。
実際には各イオンのほとんどは解離しているので、塩酸・炭酸という呼称自体が微妙でもあります。
塩酸という見かけが大事だとするならば、塩化物イオンの存在下で液性を酸性にすれば塩酸ができたと言えます。
化学反応的には、書かれている式は逆方向が正しく、炭酸カルシウムに塩酸を反応させると炭酸と塩化カルシウムが生成し、炭酸は水と二酸化炭素に分解される、一部は炭酸水のまま水に残るので、液性は酸性を示す可能性がある、となります。その炭酸水には塩化物イオンも多く含まれます、と補足が付きます。
弱い酸でも塩化物イオン(のような電気活性が高いイオン)が共存すれば腐食には大きく影響しますから、新聞記事などではこの状態を塩酸と称することがありますが、自分が高校生より上に教えるとするならば、単純に塩酸とは言わないです。
微妙なところですから、塩酸が生成とか書いてあってもなんとも思いませんが、とりあえずその反応式は中和反応ですから左へ進みます。右へ進めるためには常温・常圧ではない条件が必要になります。
 

お世話になります。

 投稿者:まさしメール  投稿日:2009年 3月 6日(金)17時27分51秒
返信・引用
  調べたことを書こうと思ったら、さらに細く補足して頂いていたのに気づきました。

大気汚染物質の亜硫酸ガス(SO2)が硫酸に変わるまでの化学反応式は本に書いてあり、とても良くわかりました。
塩化カルシウムは生成する反応式は書いてありますが、これから塩酸が生成するという記述は式で表したものは見つかっておりません。
2HCl+CaOH→CaCl2+2H2O この逆反応もあると証明できれば簡単な話だと思うのですが。
ネットで融雪剤で検索したら海水と塩カル水溶液を用いて錆の実験をした話がありました。
ですが、酸が生成するとの記述はなく、管理人様が説明されていた理由の通りだと思いました。

そこでまた質問ですが、カチオン同士のイオン交換は考えられませんか。
話は飛びますが、腐食分散のため使う分散ニッケルストライクは非電導性のパウダーに+の電荷を持たせるため(付着を良くする)Alイオンを吸着させるが、鉄を扱うラインではFeイオンと入れ替わってしまい、逆に耐食性が落ちるという話があります。
融雪塩を使用する環境下で、泥が水素を含め多様なカチオンを吸着していて、Ca+とH+が入れ替わるというという考えです。
H+とCa+がどういう関係にあるか分からないので、こんなことはあり得ないのか聞いてみたいのです。
前述のAlがFeと入れ替わるという話も、単にパウダーにFeが吸着するスペースが余っていて、共析してようにも思えますし。
 
    (管理人) まず前半ですが、
>この逆反応もあると証明できれば
酸塩基中和反応は不可逆反応です。そういう反応は通常条件下で起こすことはできません。

そして後半、
>イオン交換
イオン化傾向が高い(イオン化しやすい)金属は、酸性水溶液中へ水素イオンと交換でイオン化して移動することで腐食します。水素は相手を見つけて水素分子になり気体として出て行きます。
つまりイオン交換は当然起こっています。これはイオン化の電子をほかの化学物質が提供する限り同様です。そうではないものとして例えば電気分解があります(電子の移動は電気による)。
>Feイオンと入れ替わって
入れ替わりは両者が3価のイオンであることで容易になっています。鉄は遷移金属で結合に使える電子軌道が多く、アルミより高い反応性があります。従ってそれが弱点になります(電子軌道の話はかなり専門的ですが)。
またこの入れ替わりは結晶内の話です。溶液には適用されません(単に混ざっているだけです)。よってカルシウムと水素の入れ替わりはこのような考え方で比較することができません。
仮に塩化水素の固体結晶があるとして、カルシウムと水素が置き換わるかといわれれば、これはノーです。両者の原子半径の違いがありすぎるためです。
ちなみに、Niストライクに鉄不純物があると、パウダーに関係なくニッケル皮膜の品質は低下します(かなり許容量はあったと思いますが)。
 

ありがとうございました。

 投稿者:まさしメール  投稿日:2009年 3月 4日(水)00時20分35秒
返信・引用
  管理人様、早速の御回答ありがとうございます。まだよく理解できませんが、2番目のお話はわかります。理屈はきっと大変難しいものなのですね。もう少し自分でも勉強してみます。またよろしくお願いいたします。  
    (管理人) もう一度来られるかわかりませんが、もう少し説明して補足します。
下で酸性雨などを上げましたが、酸性度が高まることと濃縮には因果関係はあります。
pHが4の酸を1/10まで濃縮すると、およそpH3の溶液になります。これがおそらく濃縮して塩酸になるという表現の意味です。
サビが発生するときには、通常こうした濃縮が影響するのは当然で、逆に言えば濃縮が起こらない環境であれば、塩化カルシウムに鉄が接触していても容易に錆びることはありません。
また、酸の強さにはpHが低くなることと、濃度が高いことの2種類があります。これらが違うということは化学の酸塩基の基本なので、わからなければ学習していただきたいですが、反応する相手によって、pHが低くない酸でも濃度が高ければ強い腐食を引き起こすことがあります。
化学は深い学問ですので、なかなか義務教育のみの知識では理解しがたい面がありますが、今はオンラインで容易に学べると思いますので、興味が続かれるなら調べていただくとよいと思います。
基本的に人類未踏の世界ではないので、答えは見つかるはずです。
 

教えてください

 投稿者:まさしメール  投稿日:2009年 3月 3日(火)10時45分10秒
返信・引用
  近年、融雪剤(融雪塩)の環境に与える影響が話題になっています。その一つとして金属への腐食に関する質問です。融雪剤に含まれる塩化カルシウムが濃縮し、塩酸に変化するとの説明を聞きました。ですが塩化カルシウムを水に溶かしただけでは酸というほどの低いPHにはなりませんでした。自然環境の中で何かが触媒的な働きが有って強酸となるのでしょうか。出来れば具体的な反応式で教えていただきたいのですが。  
    (管理人) 2点に分けてお返事します。
>濃縮し、塩酸に変化する
確かにこんなことはないです。ただ、自然界では?酸性雨?二酸化炭素?工場排気(硫酸系・硝酸系など)というような原因で酸性環境になることがあります。
>金属への腐食
酸性にならずとも、塩化物イオンは反応性の高いイオンとして、金属を溶解する場合があります。電気陰性度が高いので、相手を陽イオン化しやすいことと、自身が強力な配位子になるため、相手金属をイオン化しやすいことが主な理由です。
もっと簡単に、海水で錆びるのと同じと考えていただいてもいいと思います。
 

亜鉛めっき

 投稿者:pinzou777メール  投稿日:2008年 6月 6日(金)21時26分8秒
返信・引用
  返事遅れまして申し訳ありませんでした。回答有難う御座います。毎日不良対策に追われヘロヘロの毎日です。実はめっきの方はまったくの素人で、答えの意味もはっきりとは理解できていません。前回の質問ですが若干表現が違っておりました。鉄を入れないとめっきがつき難いでした。めっきのほうを勉強したいのですが、ためになるような講習会等教えて頂けると幸いです。  
    (管理人) 細かい状況をお聞きしてもためにならないような気がしますので簡単に言うと、その鉄を入れることは不具合の本質にあまり関係ないと推測します。
液組成と電流条件を詳細に検討してみる方がよいかと。
めっきの勉強ですが、全国的に通用する講習会などの知識はありませんが、亜鉛めっきでかつ、シアン浴やジンケート浴のような一般的なものなら、必ずめっきの書籍には記載されていると思います。
亜鉛の合金(例えばニッケルとの)めっきとかになれば、書籍を選ばないと何も書いてなかったりしますが。
私は比較的保守的な会社に勤めていますので、最近のトレンドには疎いもので、近刊の書籍はお薦めできるものがありません。
 

亜鉛めっき

 投稿者:pinzou777メール  投稿日:2008年 5月18日(日)22時22分36秒
返信・引用
  はじめまして。めっきのことでご相談があります。弊社では自動車部品の多工程を行っていますが、亜鉛めっき工程において不明な点があり、それは陰極に製品(鉄)陽極に亜鉛と鉄板を入れていますが、何故鉄板を入れているか誰も原理的に説明出来ません。既に立上げを行った先人は定年退職し聞く者がいません。分かっているのは鉄板を入れないとめっきが乗らないということです。どうか宜しくお願い致します。  
    (管理人) 情報が不足気味なので、もう少し開示していただけるといいかも知れないです。
想像ではシアン浴かと思いますが、そうでしょうか?
それともジンケート浴でしょうか。
当方はシアン浴が身近にあるので、そうだとするとM比の維持の問題はどうでしょうか。
あとは電流密度の問題(鉄の方がその液では電流が有利になっている)が考えられます。
通常(今回のようなめっきが付かないということを無視すると)、鉄を入れるのは亜鉛金属濃度が高くなり過ぎないようにするためです。
 

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