Akımsız nikel-bor kaplama

Akımsız nikel-bor kaplama (genellikle NiB kaplama olarak adlandırılır), metal veya plastik gibi katı bir kaplanacak yüzeyde bir nikel-bor alaşımı tabakası oluşturabilen bir metal kaplama işlemidir. İşlem, kaplanacak yüzeyi (substratı), nikel tuzu ve bir alkilaminboran veya sodyum borhidrür gibi bor içeren bir indirgeyici içeren bir su çözeltisine daldırmayı içerir. Bir çeşit akımsız nikel kaplamadır. İndirgeyici madde olarak hipofosfit kullanılan akımsız nikel-fosfor kaplamada ise nikel-fosfor kaplama gerçekleşir.

Elektrokaplamadan farklı olarak, akımsız kaplama işlemleri genel olarak banyo ve alt tabakadan bir elektrik akımı geçirmeyi gerektirmez; çözeltideki metal katyonlarının metalik hale indirgenmesi otokatalitik reaksiyon yoluyla tamamen kimyasal olarak sağlanır. Bu nedenle, elektrokaplamanın aksine akımsız kaplama eşit dağılımlı bir metal tabakası oluşturur. Ayrıca, iletken olmayan yüzeylere de akımsız kaplama uygulanabilir.

Tarihi

Akımsız nikel-bor kaplama, 1844 yılında Charles Adolphe Wurtz tarafından tesadüfen keşfedilmiştir.

1969 yılında DuPont şirketinden Harold Edward Bellis, talyum tuzlarının mevcudiyetinde sodyum borhidrür, dimetilamin boran veya sodyum hipofosfit kullanılan genel bir akımsız kaplama prosesleri sınıfı için bir patent başvurusunda bulundu ve böylece kaplanacak olan metalin nikel veya kobalt olabileceği; metal-talyum-bor ve metal-talyum-fosfor kaplamalar üretildi. Bor veya fosfor içeriğinin %0.1 ila %12 arasında ve talyum içeriğinin %0.5 ila %6 arasında değişken olduğu ileri sürüldü. Patentte kaplamaların "yumuşak bir nikel ve talyum matrisi içinde sert trinikel borür (Ni₃B) veya nikel fosfit (Ni₃P)'nin iç içe bir dağılımı" olduğu ifade edildi.

Türleri

Akımsız nikel-bor kaplamanın eski türlerinde kaplama banyosu talyum tuzlarını içeriyordu ve aslında nikel-talyum-bor kaplamaları oluşuyordu.(Aerospace Material Specification (AMS) sınıflandırmasında "Tip 1")

Zamanla, gerçek nikel-bor ("Tip 2") kaplamalar ile sonuçlanan, toksik talyum bileşenlerinden arındırılmış formülasyonlar geliştirilmiştir.

Karakteristiği

Kaplandığı hâldeyken amorf nikel boron taneleri, sütunların alt tabaka yüzeyine dik olduğu ve yüzey üzerinde bir nodüler topoğrafya oluşturan havuçsu/direksi (columnar) bir yapıda birikir. Kaplama ağırlıkça %2,5-8 bor içerir.

Nodüler yapı, iki eşleşen/kayan yüzeyin yüzeyden yüzeye temasını azaltır, böylece sürtünmeyi azaltır ve ısı dağılımını iyileştirir. Ayrıca hem gaz hem de sıvı akışlarında sürtünmeyi azalttığı iddia edilmektedir.

Uygulamaları

Akımsız nikel-bor kaplamanın gerçek ve potansiyel uygulamaları arasında testere bıçakları, gemi pervaneleri, kuyu altı ham petrol pompalama ekipmanı, burçlar, baskı pulları, kağıt kılavuz plakaları ve yağsız tabancalar bulunur.