Tóm tắt tài liệu " Dung dịch và Phương pháp đánh bóng điện hóa không chứa Xyanua cho kim loại quý" của Nhật
Tài liệu mô tả một dung dịch đánh bóng điện hóa không chứa xyanua (non-cyanide electrolytic polishing liquid) và phương pháp sử dụng nó để đánh bóng kim loại quý, đặc biệt là vàng và hợp kim vàng. Phát minh này nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến độc tính và môi trường của các dung dịch đánh bóng điện hóa truyền thống có chứa xyanua, đồng thời cải thiện hiệu suất của các dung dịch không chứa xyanua hiện có.
Các Chủ đề Chính và Ý tưởng Quan trọng:
- Vấn đề với dung dịch đánh bóng xyanua truyền thống và các giải pháp không xyanua hiện có:
- Bối cảnh: Phương pháp đánh bóng điện hóa thường được sử dụng để hoàn thiện và tạo màu cho đồ trang sức như nhẫn, mặt dây chuyền, vòng tay.
- Hạn chế của Xyanua: "Theo truyền thống, các dung dịch đánh bóng điện hóa có chứa hợp chất xyanua đã được sử dụng cho phương pháp đánh bóng điện hóa này. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, do độc tính và các vấn đề môi trường của các hợp chất xyanua, các dung dịch đánh bóng điện hóa không chứa xyanua đã được phát triển và đưa vào sử dụng.
- Hạn chế của các giải pháp không xyanua hiện có: "Tuy nhiên, các dung dịch đánh bóng điện hóa không chứa xyanua thông thường như đã nêu trên có vấn đề là không thể đạt được độ bóng gương hoàn hảo so với dung dịch đánh bóng điện hóa xyanua, bề mặt được đánh bóng bị đỏ, và phải mất nhiều thời gian để đánh bóng đồ trang sức có hình dạng phức tạp.
- Mục tiêu của Phát minh:
- Phát triển một dung dịch đánh bóng điện hóa không chứa xyanua có khả năng đạt được bề mặt hoàn thiện "không thua kém gì dung dịch đánh bóng điện hóa xyanua," và có thể "đánh bóng điện hóa đồ trang sức có hình dạng phức tạp trong thời gian ngắn.
- Thành phần chính của Dung dịch Đánh bóng Điện hóa Không chứa Xyanua Mới:
- Dung dịch cơ bản chứa:
- Axit sulfamic: 10 đến 14 phần khối lượng trên 100 phần khối lượng nước.
- "Nếu lượng axit sulfamic nhỏ hơn 10 phần khối lượng, bề mặt được đánh bóng sẽ bị mờ, và nếu vượt quá 14 phần khối lượng, bề mặt được đánh bóng sẽ bị đổi màu." (Đoạn [0010])
- Thiourea: 3 đến 4 phần khối lượng trên 100 phần khối lượng nước.
- "Nếu lượng thiourea nhỏ hơn 3 phần khối lượng, hiệu suất đánh bóng không đủ, và nếu vượt quá 4 phần khối lượng, việc đánh bóng các bộ phận có hình dạng phức tạp sẽ không đủ.
- Axit lactic: 1 đến 6 phần khối lượng trên 100 phần khối lượng nước.
- "Nếu lượng axit lactic nhỏ hơn 1 phần khối lượng, bề mặt được đánh bóng sẽ bị mờ, và nếu vượt quá 6 phần khối lượng, vết xước sẽ xuất hiện trên bề mặt được đánh bóng.
- Các thành phần bổ sung (tùy chọn) để cải thiện hiệu suất:
- Axit phosphoric: 1 đến 4 phần khối lượng trên 100 phần khối lượng nước.
- "Bằng cách thêm axit phosphoric trong phạm vi trên, có thể thu được bề mặt được đánh bóng sáng hơn." (Đoạn [0010])
- Chất hoạt động bề mặt (surfactants): Có thể thêm các loại anion, nonion hoặc cation.
- Chất hoạt động bề mặt anion: Dodecylbenzenesulfonic acid hoặc muối của nó.
- Chất hoạt động bề mặt nonion: Polyethylene glycol mono-4-nonylphenyl ether.
- Chất hoạt động bề mặt cation: Polyacrylic acid ester quaternary trimethyl salt.
- Lượng thêm vào: Ưu tiên từ 1.0 x 10^-4 đến 2.0 x 10^-3 phần khối lượng trên 100 phần khối lượng nước. Đặc biệt, đối với dodecylbenzenesulfonic acid/muối của nó hoặc polyethylene glycol mono-4-nonylphenyl ether, lượng tốt nhất là từ 4.0 x 10^-4 đến 2.0 x 10^-3 phần khối lượng.
- "Việc bổ sung chất hoạt động bề mặt anion được cho là giúp ổn định điện trở phân cực hình thành trên bề mặt tấm kim loại quý trong quá trình đánh bóng điện hóa.
- Đối tượng và Phương pháp Đánh bóng Điện hóa:
- Kim loại quý: Vàng và hợp kim vàng, bao gồm cả những loại chứa tạp chất như sắt, thủy ngân, chì.
- Thiết bị: Gồm một bể đánh bóng điện hóa chứa dung dịch, nguồn điện một chiều, điện cực titan (cực âm), tấm kim loại quý (vật được đánh bóng, cực dương), tấm nhiệt và nhiệt kế.
- Điều kiện đánh bóng:Nhiệt độ dung dịch: 70°C đến 90°C.
- "Nếu nhiệt độ của dung dịch đánh bóng điện hóa không chứa xyanua thấp hơn 70°C, khó có thể thu được bề mặt đánh bóng tốt, và nếu cao hơn 90°C, dung dịch đánh bóng điện hóa không chứa xyanua sẽ trở nên không ổn định, điều này không mong muốn.
- Điện áp: Ví dụ 10-15V.
- Thời gian đánh bóng: 1 đến 3 phút, ưu tiên 1 phút 30 giây đến 2 phút.
- "Nếu thời gian đánh bóng điện hóa dưới 1 phút, bề mặt được đánh bóng có thể không được hoàn thiện đầy đủ, và thời gian xử lý quá 3 phút không thực tế.
- Quy trình sau đánh bóng: Rửa bằng nước và làm khô bằng gió.
- Kết quả và Hiệu quả:
- Đánh giá: Bằng quan sát trực quan, đo độ bóng (Glossiness) và độ nhám bề mặt (Surface Roughness).
- Kết quả: Các ví dụ thực hiện (1-18) với dung dịch mới cho thấy "có thể thu được bề mặt đánh bóng có độ bóng gương đầy đủ.
- So sánh với sản phẩm thương mại: Đặc biệt, các ví dụ (11-18) có thêm chất hoạt động bề mặt cho thấy bề mặt đánh bóng "không thua kém gì dung dịch đánh bóng điện hóa thương mại A và B.
- Cải thiện đáng kể: Các ví dụ 11-14 cho thấy "độ bóng và độ nhám bề mặt được cải thiện đáng kể trước và sau khi đánh bóng điện hóa.
Tóm tắt các Thành phần và Phạm vi Tối ưu :
- Dung dịch cơ bản (trên 100 phần khối lượng nước):Axit sulfamic: 10-14 phần khối lượng
- Thiourea: 3-4 phần khối lượng
- Axit lactic: 1-6 phần khối lượng
- Thêm tùy chọn (trên 100 phần khối lượng nước):Axit phosphoric: 1-4 phần khối lượng (để tăng độ bóng)
- Chất hoạt động bề mặt: 1.0 x 10^-4 đến 2.0 x 10^-3 phần khối lượng.
- Ưu tiên cho Dodecylbenzenesulfonic acid/muối của nó hoặc Polyethylene glycol mono-4-nonylphenyl ether: 4.0 x 10^-4 đến 2.0 x 10^-3 phần khối lượng.
Tóm lại, phát minh này cung cấp một giải pháp thay thế hiệu quả và an toàn hơn cho các dung dịch đánh bóng điện hóa có chứa xyanua, mang lại chất lượng hoàn thiện tương đương hoặc tốt hơn cho kim loại quý, đồng thời giải quyết các mối lo ngại về môi trường và sức khỏe.
Link download full tiếng Nhật: https://drive.google.com/file/d/1EZ9G_bm6Yx2DG0C0738BzDW65aM9lpaU/view?usp=sharing