Arkeolojik araştırmalara göre, Çin'de 2.200 yıl önce bronz silahlar üzerinde kimyasal krom kaplama teknolojisi kullanılıyordu. Elektrolitik krom kaplama teknolojisi ilk olarak Alman bilim adamı Gerther tarafından 1856'daki doktora tezinde rapor edildi. 1920'lerde Sargent ve Fink, elektrolit olarak kromatı kullanarak altı değerlikli krom kaplama teknolojisini daha da geliştirdi ve daha sonra krom kaplama işlemini sanayileştirdi. Bugüne kadar bu teknolojinin yaklaşık 100 yıllık bir gelişim geçmişi vardır.
Günümüzde birçok ev ürünü ve endüstriyel ürünün metal bileşenlerinin yüzeyi krom kaplamadır. Bunun nedeni, krom kaplı katmanın yalnızca estetik bir amaca hizmet etmesi değil, daha da önemlisi yüzey sertliğini arttırması ve ana metalin korozyonunu azaltmasıdır. Günümüzde çeşitli yüzey dekorasyon ve korozyon önleyici teknolojiler mevcut olmasına rağmen krom kaplama halen önemli bir yer tutmaktadır. Dünya çapında çok sayıda krom kaplama fabrikası bulunmaktadır ve krom kaplamaya yönelik talep güçlü seyretmektedir.
Kullanılan elektrolitin türüne bağlı olarak krom kaplama işlemleri, altı değerlikli krom işlemleri ve üç değerlikli krom işlemlerine ayrılır. Günümüze kadar geliştirilen hekzavalan krom (Cr(Ⅵ)) prosesinde elektrolit olarak kromik anhidrit (CrO₃) kullanılır ve sülfürik asit eklenerek konsantre kromik asit çözeltisi (CrO₃ + H₂SO₄) hazırlanır. Banyo çözeltisi son derece yüksek asitliğe sahiptir; Kromik asitteki krom, Cr(Ⅵ)'den Cr(Ⅲ)'ye ve son olarak Cr(0)'a indirgenir. Krom kaplama işlemi sırasında katot ve anottaki elektrot reaksiyon denklemleri Şekil 1'de gösterilmektedir.
Cr(Ⅵ) elektrokaplama prosesinde katot akım verimi sadece %10 ila %15 olduğundan ve anotta çözünmeyen kurşun alaşımı kullanıldığından, katotta büyük miktarda hidrojen gazı, anotta ise büyük miktarda oksijen gazı üretilir. Bu gazlar kabarcıklar halinde sıvı yüzeyine çıkıp havaya salındıklarında çok sayıda krom içeren damlacıklar taşıyarak, Şekil 2'de gösterildiği gibi yaygın olarak "krom sisi" olarak bilinen sis benzeri kirleticiler oluştururlar.
Krom buharıyla birlikte boşaltılan kromik asit, çalışma koşullarına bağlı olarak krom kaplamada kullanılan kromik asidin %20 ila %40'ını oluşturur. Krom sisi oluşumu sadece büyük miktarda kromik anhidrit kaybına yol açmakla kalmaz, aynı zamanda kromik asidin güçlü aşındırıcılığı da atölye çalışanlarının sağlığını ciddi şekilde etkiler ve atmosferik ortama emisyonu ağır metal kirliliğine neden olur. Üç değerlikli krom, elektrolit olarak krom klorür (CrCl3) veya krom sülfat [Cr2(SO4)3] gibi krom tuzlarını kullanır. Cr(Ⅲ) prosesi, düşük kaplama çözeltisi konsantrasyonu, geniş akım yoğunluk aralığı ve düşük toksisite özelliklerine sahip olmasına rağmen, prosesteki yabancı maddelere karşı zayıf tolerans, kaplanmış parçalar üzerinde küçük deliklerin ve çatlakların kolayca oluşması ve elektroliti kirleten elektrokaplama prosesi sırasında Cr(Ⅲ)'nin Cr(Ⅵ)'ye oksitlenme olasılığı gibi problemler nedeniyle, üç değerlikli krom Cr(Ⅲ) prosesi, 1999 yılına kadar endüstriyel uygulamaya ulaşamadı. 1970'ler. Şu anda, üç değerlikli krom Cr(Ⅲ) işlemi hızla gelişmesine rağmen, olgun altı değerlikli krom Cr(Ⅵ) işlemi hala endüstriyel krom kaplama için tercih edilmektedir.
Referanslar: Florlu yüzey aktif maddelerin krom buğu önleyicileri olarak uygulanması. Organik Flor Endüstrisi, Sayı 4, 2020.
Perfloroheksil etil sülfonik asit (CAS No. 27619-97-2) Ürün ayrıntıları bağlantısı: