Monitoring complexing agents in galvanic baths inline with Raman spectroscopy

Význam tématu

Galvanické pokovování využívá komplexační činidla k řízení uvolňování kovových iontů a optimalizaci vlastností výsledného povlaku. Přesná kontrola koncentrace těchto organických přísad je klíčová pro zajištění konzistentní kvality, ekonomické efektivity a bezpečnosti provozu.

Cíle a přehled studie

Studie představuje metodu pro inline monitorování komplexačních činidel v galvanických lázních pomocí Ramanovy spektroskopie s analyzátorem 2060 od Metrohm Process Analytics. Cílem je dosažení nepřetržitého sledování koncentrací v reálném čase bez nutnosti odběru vzorků a zpožděné laboratorní analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Inline analýza je založena na Ramanově spektroskopii. Klíčové prvky metody:

• Analyzátor 2060 Raman Analyzer s multiprobe připojením až pěti sond či flow cell
• Optická vlákna a speciální sondy umístěné in situ v galvanických lázních
• Kalibrace na základě referenčních dat z tradiční mokré chemie
• Software Vision a IMPACT pro akvizici, kalibraci a přenos dat do řídicího systému

Model kalibrace se automaticky aplikuje během provozu a výsledky jsou zobrazovány v tabulárním i grafovém trendovém formátu.

Hlavní výsledky a diskuse

Inline Ramanova spektroskopie poskytuje plynulý přehled o změnách koncentrace organických komplexačních činidel. Ve srovnání s manuálními referenčními metodami je zachycena vyšší frekvence údajů, což umožňuje rychlejší a přesnější zásahy do složení lázně. Tyto výsledky potvrzují schopnost metody zvýšit stabilitu pokovovacího procesu a předcházet odchylkám v kvalitě povlaků.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přináší následující přínosy:

• Real-time zpětná vazba pro optimalizaci složení lázně
• Rychlé odhalení potenciálních poruch či odchylek
• Snížení nákladů díky efektivnějšímu dávkování přísad
• Zvýšení bezpečnosti eliminací ruční manipulace se vzorky

Budoucí trendy a možnosti využití

Inline Ramanova spektroskopie se bude dále rozvíjet v oblasti:

• Integrace s automatizovanými řídicími systémy a umělou inteligencí pro prediktivní údržbu
• Multiplexování měření pro sledování více lázní z jednoho analyzátoru
• Rozšíření aplikací na další procesní parametry v povrchových úpravách

Závěr

Ramanova spektroskopie s analyzátorem 2060 představuje efektivní a bezpřípravkovou metodu pro kontinuální monitorování komplexačních činidel v galvanických lázních. Real-time analýza přispívá ke zlepšení kvality, bezpečnosti a úspory nákladů.

Reference

• Leiden A, Kölle S, Thiede S et al. Model-Based Analysis, Control and Dosing of Electroplating Electrolytes. Int J Adv Manuf Technol. 2020;111(5):1751–1766.
• Gezerman AO. Effects of Novel Additives for Zinc-Nickel Alloy Plating. Eur J Chem. 2019;10:118–124.
• Son B-K, Choi J-W, Jeon S-B et al. Concentration Influence of Complexing Agent on Electrodeposited Zn-Ni Alloy. Appl Sci. 2023;13(13):7887.