Przejdź do treści

Galwanizowanie: grubość warstwy i czas (prawo Faradaya)

Jak gruba będzie warstwa, jak długo element powinien wisieć i ile amperów powinna dać prostownica?

Odpowiedź: W galwanicznej kąpieli metal jest umieszczany na elemencie przez prąd. Grubość warstwy zależy od gęstości prądu w A/dm², czasu, metalu i wydajności prądu kąpieli, czyli jaka część prądu faktycznie ukłąda metal. Reszta staje się wodorem. Kalkulator używa prawa Faradaya do obliczenia grubości warstwy w zależności od czasu, który wpisujesz i jak długo trwa osiągnięcie wymaganej grubości. Pokazuje również, na co powinna być ustawiona prostownica dla całego zawieszenia.

Wzór

Faradays lov: masse m = I × t × M ÷ (n × F), F = 96.485 C/mol

Lagtykkelse (µm) = strømtæthed (A/dm²) × tid (s) × strømudbytte × M ÷ (n × ρ) × 100 ÷ 96.485

M ÷ (n × ρ): zink 65,38 ÷ (2 × 7,14) = 4,578 · nikkel 58,69 ÷ (2 × 8,91) = 3,293 · kobber 63,55 ÷ (2 × 8,96) = 3,546 · krom 52,00 ÷ (6 × 7,19) = 1,205

Kontrola: nikiel przy 1 A/dm² i 100% wydajności daje ok. 12,3 µm na godzinę

Strøm på ensretteren (A) = strømtæthed × samlet areal (dm²)

Symbole i jednostki we wzorze
SymbolZnaczenieJednostka
metalMetal—
stroemtaethedGęstość prąduA/dm²
tidCzas w kąpielimin
udbytteWydajność prądowa kąpieli (z karty danych kąpieli)%
arealCałkowita powierzchnia w zawieszeniudm²
oensketWymagana grubość warstwyµm
=Grubość warstwy z czasemµm
=Szybkość osadzaniaµm/min
=Czas do wymaganej grubości warstwymin
=Prąd na prostownikuA

Ważność i źródło

Źródło
Prawo Faradaya · molowa masa metali, walencja i gęstość

Nie dotyczy, gdy

  • Wydajność prądu różni się od kąpieli do kąpieli: kąpiele cynkowe i niklowe o charakterze kwaśnym zwykle wynoszą powyżej 90 %, kąpiele cynkowe alkaliczne poniżej, a chromowanie twardne tylko około 10-25 %. Użyj danych od producenta kąpieli. Grubość warstwy jest średnią. Krawędzie i narożniki uzyskują więcej, a otwory i wewnętrzne narożniki mniej. Zawsze mierz grubościomierzem.

Przykład obliczeniowy

Wstawiono domyślne wartości kalkulatora. Liczby obliczono dokładnie tym wzorem, którego używa narzędzie.

Wstawiono

  • Metal1
  • Gęstość prądu2 A/dm²
  • Czas w kąpieli30 min
  • Wydajność prądowa kąpieli (z karty danych kąpieli)90 %
  • Całkowita powierzchnia w zawieszeniu50 dm²
  • Wymagana grubość warstwy12 µm

Dawca

  • Grubość warstwy z czasem15,4 µm
  • Szybkość osadzania0,51 µm/min
  • Czas do wymaganej grubości warstwy23 min
  • Prąd na prostowniku100 A

Sam kalkulator jest zablokowane

Utwórz bezpłatne konto, aby odblokować wszystkie artykuły, kalkulatory, szablony i asortyment — i uzyskać dostęp do quizów i klas. Zajmuje to poniżej minuty: imię, email i hasło. Żadna karta kredytowa.

Chcesz najpierw czegoś spróbować? Zobacz, czego możesz używać bez konta — strefa junior, leksykon, filmy i więcej.

Sådan bruger du den

Når en ordre skal galvaniseres til en bestemt lagtykkelse, skal du vide, hvor længe emnerne skal hænge, og hvad ensretteren skal stilles til. Beregneren bruger Faradays lov med badets strømudbytte.

Krok za krokiem

  1. Vælg metal og find badets strømudbytte på databladet.
  2. Tast strømtætheden, du vil køre med, og tiden.
  3. Tast ophængets samlede areal og den krævede lagtykkelse.
  4. Læs lagtykkelsen, tiden til krævet tykkelse og strømmen på ensretteren.

Typowe błędy

  • At regne med 100 % udbytte. Især alkalisk zink og krom ligger langt lavere.
  • At glemme stativ og kontakter i arealet. De tager også strøm.
  • At tro at laget er lige tykt overalt. Kanter får mere, huller mindre.

Przykłady z codzienności

Sur forzinkning af beslag

Et ophæng med beslag har 50 dm². De skal have 12 µm zink i et surt bad med 90 % udbytte ved 2 A/dm².

Metal
Cynk (Zn²⁺)
Gęstość prądu
2 A/dm²
Czas w kąpieli
30 min
Wydajność prądowa kąpieli (z karty danych kąpieli)
90 %
Całkowita powierzchnia w zawieszeniu
50 dm²
Wymagana grubość warstwy
12 µm

To znaczy: Efter 30 minutter er laget 15,4 µm. Hastigheden er 0,51 µm/min, og de 12 µm nås efter 23 min. Ensretteren skal stå på 100 A.

Blank forniklingsbad

Dele på i alt 20 dm² skal have 15 µm nikkel ved 4 A/dm² og 95 % udbytte.

Metal
Nikiel (Ni²⁺)
Gęstość prądu
4 A/dm²
Czas w kąpieli
20 min
Wydajność prądowa kąpieli (z karty danych kąpieli)
95 %
Całkowita powierzchnia w zawieszeniu
20 dm²
Wymagana grubość warstwy
15 µm

To znaczy: Efter 20 minutter er laget 15,6 µm. Den krævede tykkelse tager 19 min, og ensretteren skal give 80 A.

Hårdforkromning af en aksel

En aksel med 5 dm² skal have 25 µm hårdkrom. Badet kører 40 A/dm² og har kun 15 % udbytte.

Metal
Chrom twardy (Cr⁶⁺)
Gęstość prądu
40 A/dm²
Czas w kąpieli
60 min
Wydajność prądowa kąpieli (z karty danych kąpieli)
15 %
Całkowita powierzchnia w zawieszeniu
5 dm²
Wymagana grubość warstwy
25 µm

To znaczy: Efter en time er laget 27 µm, og de 25 µm tager 56 min. Ensretteren skal give 200 A.

Reguła praktyczna

Nikkel ved 1 A/dm² og 100 % udbytte lægger ca. 12 µm i timen.

Jak sprawdzić odpowiedź

Lagtykkelse ÷ tid skal give aflejringshastigheden.