Nikel İçermeyen Parlak Siyah Kaplamalarda Kalay ve Kobalt İçeren Koordinasyon Bileşiklerinin Etkisi

Abstract

Kaplama, metal yüzeyin kimyasal ve fiziksel özelliklerini değiştirebilir ve çeşitli görünümlerle sonuçlanabilir. İstenen özellikleri elde etmek için farklı metaller ve bunların alaşımları kaplanmaktadır. Siyah kaplamalar güneş panelleri, mücevherler ve dekoratif objelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Rutenyum kaplama parlak siyah rengi nedeniyle popülerdir. Ancak çok pahalıdır. Siyah nikel kaplama uygun maliyetli bir alternatif olarak kullanılır, ancak birçok kişinin nikele alerjisi vardır. Bu nedenle, nikel içermeyen siyah kalay kobalt alaşımlı kaplama yaygın olarak kullanılmaktadır. Alaşım elektrobiriktirme işleminin gerçekleştirilebileceği potansiyel aralıkları, kompleksleştirici ajan olarak glukonat, EDTA, sitrat ve tartarat, metal iyonu olarak Co(II) ve Sn(II), iletken tuz olarak sodyum sülfat, karartıcı ajanlar olarak tiyosiyanat ve glisin içeren çözeltilerde dönüşümlü voltametri ve lineer tarama voltametrisi ile belirlendi. SEM ve EDS kullanılarak yüzey topografisi ve kaplama bileşimi analiz edildi. Kaplamaların kristal yapısı toz X-Işını kırınım verilerinden belirlendi. Glisin ilavesi siyah renk oluşumunu arttırır iken kaplamadaki kobalt miktarının artmasına neden oldu. Parlak siyah kaplama için poliamin ve epiklorohidrin polimerinin gerekli olduğu görüldü. Potentiostat ve Hull-hücre testi, kalay-kobalt alaşımı için banyo bileşiminin en iyi durumunu belirlemek için kullanılmıştır.

Plating can alter the chemical and physical properties of metal surface. In order to obtain desired properties different metals and their alloys are being plated. Black coatings are widely used in solar panels, jewellery and decorative objects. Ruthenium plating is popular because of its shiny black color. But it is too expensive. Black nickel coating is used as cost effective alternative, but many people are allergic to nickel. Therefore, nickel-free black tin cobalt alloy plating are being used widely. The potential ranges in which the alloy electrodeposition process can be realized in a solution containing Co(II) and Sn(II) as metal ions, sodium sulphate as a conductive salt, gluconate, citrate, EDTA and tartrate as a complexing agents, thiocyanate and glycine as blacking agents were determined by cyclic voltammetry and linear sweep voltammetry. Surface topography and coating composition were analyzed using SEM and EDS. The crystal structures of coatings were determined from powder X-Işını diffraction data. The addition of glycine has improved black color formation but lead to increase in cobalt concentration in the coting. However, polymer of polyamine and epichlorohydrine is necessary for bright black color formation. Potentiostat and Hull-cell test were used to determine the best condition of the bath composition for tin-cobalt alloy.