1、一个新的替代六价铬代铬镀层镍钴铁，超微晶钴合金虽然也许更熟悉我们这些有一定的年龄，谁记得当所有的汽车有闪闪发光的镜面光洁度保险杠，铬仍然在行业中起着很大一部分。铬是其亮度，耐用性，耐腐蚀性和硬度值。它是用来作为颜料在涂料，油墨，塑料，作为防护涂料的防腐剂，铬镀上飞机发动机零部件，工具和模具零件，铁路轮毂轴承，当然，这样的事情，“发亮“，修剪摩托车，汽车和卡车。然而，随着越来越多的科学的研究表明，铬也有不利的一面。在电镀行业使用的铬主要是六价铬，这是非常不同的动物从人体所需的三价形式。六价铬是一个强有力的人类致癌物质，也可能导致皮肤刺激和肾脏和肝脏损害。现在，在努力寻找更安全的替代品，研究人员正
2、在寻找提供量身定制的纳米结构没有危害的外观和耐久性六价铬。电镀涉及浸泡的金属部件镀氧化铬洗澡（CRO 3），通常由溶解结晶 CRO 准备蒸馏水和硫酸的混合。一个直接的电流通过的解决方案，并由此产生的反应，留下了一块镀铬的存款。在这个过程中的一个问题是氢气和氧气在电极的生产。气泡的表面，必须控制的电镀液（含有六价铬）雾。另外，浴（用于改善电镀质量）机械搅拌也能导致在释放这种有害的薄雾。据史蒂夫 史密斯，加州职业安全与健康管理局，允许暴露限值（PEL ）在镀铬业工人的工业卫生监督的基础上，通过一个 8 小时工作日的平均空气中的浓度。六价铬的联邦规划环境地政局在 2006 年 2 月，减少到 52
3、微克/ 米 3 至 5 微克/米 3。虽然联邦政府的任务象素，国家有更严格监管关注物质的个人权威。史密斯说，不同的铬化合物被调节到比别人或多或少，这取决于所涉及的其他物质。铬酸铅，例如，包含了不是一个而是两个显着的关注的物质，从而在较低的风险监管。同样，铬酸锶（油漆）在加州规划环境地政局（0.5 微克/升 3 要低得多，因为研究显示，它远远超过了其单独的铬 consitutent 有毒铬比六价铬）。卫生和行业官员都有点胜算以上的水平，六价铬，可以合理地加以规范。“我不是危言耸听，说：”尼尔 Langerman，首席科学家，高级顾问化学品安全。他说：“在您的汽车保险杠，铬是一个非常低风险的物质，
4、但可以肯定的电镀法进行风险要高得多。六价铬是一个确认的致癌物质，过了一段时间的摄入或吸入后可引起严重的，最终致命的影响。“史密斯说，最近决定，到 5 微克/米 3 的 代表都健康的关注和业界最佳的解决方案经济问题。为寻求替代业界一直试图用其他物质代替六价铬来实现相同的结果。任何其他需要复制原化工所需的属性，而不需要整个电镀工艺的广泛改造。三价铬是用来在一定程度上，但是该行业仍然有一些顾虑颜色的问题，哪些事项时，所需的明亮，反光的表面。此外，除非使用了大量的准备，耐腐蚀，是不是如六价铬。对于某些用途，业界已开始尝试使用热喷涂碳化钨的替代品，替代铬浴。然而，此方法重新装备店可以是昂贵的。内孔不好实
5、现。其他研究人员正在考虑小小得多。克里斯托弗舒，美国麻省理工学院（MIT）材料科学与工程学系副教授，前麻省理工学院的研究员艾伦隆德操纵在原子水平的镍，钨，以创建一个更环保的替代六价铬。与他们的工作是，在麻省理工学院材料科学与工程的研究生安德鲁 Detor。舒说，他的目标是“解决的一些缺点，在我们目前的金属套房。已经有大量的工作在量身定制的纳米结构具有新特性的新材料的开发，这似乎像一个理想的应用。“他和隆德形成 Xtalic 公司总部位于马萨诸塞州的梅德福，考虑到商业领域的技术。舒指出，铬涂料行业是一个价值数十亿美元的产业，一个过程中的成本显着比例的与六价铬帐户相关的问题。“我们已经开发了能够控
6、制在纳米级的金属结构， ”他说。“金属，在一般情况下，许多晶粒组成，我们的工作一直围绕着这些颗粒的大小控制，使我们能够创造新金属，铬的属性，提供无铬的环境行李。我们看了在铬有价值的，常用的纳米操纵，无六价铬复制这些属性的属性，使套件。“一个很好的协议的有关舒的进程的信息是根据新公司的专有利益的机密。不过，他可以说是基本的电镀工艺是小从传统的镀铬过程中的不同：“它的合金，它的结构，成为新的艺术设计。”舒解释说，钨原子比镍原子的约 10-12。“由于原子大小不同的是，它很难有效地装在一个水晶，”他说。“ 添加钨，促进形成更多和更小的颗粒，为您添加更多的不匹配系统，促进形成晶间区域。和控制晶粒尺寸，
7、你可以有一个属性的硬度，耐磨性，等的直接影响。“舒说，他的新的涂层尚未测试跨广谱铬的应用。但最新的测试已经看好。“我们已经看了几个铬的关键属性的反射率，例如。并排，我不能告诉区别，“他说。“ 我们还测试使用我们的涂层在海洋环境中，其中，铬是有价值的，因为它可以防止海水的腐蚀作用的钢。在侧端测试，我们的涂层经久铬十余倍。“随时被取代的东西，在一段时间内的使用证明一个新的进程，有可能是几个碰壁。据舒，传统的镀铬中使用的化学品相对便宜（主要是因为体积），而“我们的化学品，因为在相同的体积不被使用，是较为昂贵。”不过，他认为将改变新工艺迈上了一个商业级的东西，他预计在一年或两年。他补充说，在其他成本相
8、关的领域，新工艺已经是好还是有潜力，例如，通过提高效率节省电力成本，劳动力成本通过在许多应用中完成工作。舒解释说，铬均匀覆盖，特别是对几何形状复杂的零件，它可以是相当困难的。新的涂层下降更均匀，从而降低了镀后磨削，加工，抛光需要。济南泰格化工有限公司致力于研究环保代铬镀层，同时成本廉价。传统镀铬由于环境污染严重，其应用正在受到越来越严格的限制。因此，开发代铬镀层有着非常现实的市场需求。对于耐磨性硬铬镀层，可以有一些复合镀层作为替代镀层，而对于装饰性代铬镀层，由于镀铬层的光亮色泽多年来已经为广大消费者接受，采用其他镀种代替装饰镀铬的一个基本要求是色泽要与原来的镀铬相当。能满足这种要求的主要是一些
9、合金镀层。1)电镀镍钴铁合金代替铬镀层成本比较低2)工艺相对比较成熟，技术先进。连铸结晶器铜管内孔电镀镍钴铁已连续生产36 月，工艺稳定。3)可以使用之前设备不需要更换4)有环保效果,产生废水少，且可回用，电流密度小，比镀铬节电 90%5)可以解决铁杂质品质缺陷，变废为宝。6)可以满足耐腐蚀要求，盐雾试验可达 1000 小时7)生产周期减少 300%,不需要预热舒指出，他的团队特意设计了一个进程，作为一个下拉在更换工作。“在制定这样一个过程，你浪费很多的好处，如果它过于复杂，或东西，需要大量的换装或重新设计现有工艺线，”他说。然而，新的过程中也不是没有其自身的潜在危害。有一个很好的协议有关的新
10、兴科学，纳米技术和纳米材料与环境和人体可能的相互作用还未知。根据 NIOSH 的材料表现出独特的性能，在纳米尺度，影响其物理，化学和生物的行为。镍，也有其自身的监管问题。“镍是一种非常有效的光敏剂，我们已经看到了它可能会导致一个非常严重的过敏性反应，说：”Langerman。“当然，这一切都取决于最终用途。如果您使用的是飞机零部件的腐蚀控制，例如，它不会是一个问题。但你仍然需要对曝光雇员的保护，你必须要关注任何最终用户接触。“不过，史密斯说，而镍肯定有其自身的监管问题，这是想像不到六价铬的危险。“代毒性更大的毒性较低的产品的一般概念是始终控制员工暴露的最好方法之一，”他说对于内孔应用，电镀层进
11、行了评价。这些措施包括电镀镍 - 磷和镍 - 钨合金镀层，镍钴铁镀层，镍 - 碳化硅。然而，这些镀层。有硬铬所需的所有特点。此外，镍基涂层现在被认为是不可取的，因为它已被发现，在某些情况下，它们可能会导致严重的过敏反应。因此镍基合金不是最理想的代铬镀层。只是镍基合金价格便宜，操作性好些。最近，一个新的纳米钴 - 磷 -X 镀层已经研制成功应用电镀工艺。由此产生的纳米钴 - 磷-X 镀层似乎是一个非常有前途的替代硬铬，其特点是等于或优于硬铬。co P-X 基涂层是基于脉冲电镀。在脉冲电镀，阳极和阴极之间施加电压脉冲在不同振幅和不同频率。此脉冲电镀工艺用于生产纳米晶 Co P-x 化学镀层需要特殊
12、的电源，这是目前仅用于实验室研究和发展。生产环境负担得起的大型脉冲电源是当前不可用。价格太贵。电镀行业普遍采用高频开关电源，全部更换还需要过程。所以，研究一种代铬纳米微晶钴合金代铬，势在必行。济南泰格化工有限公司，通过在 co P-X，添加一种有机添加剂产生纳米镀层，耐盐雾试验可达 1000 小时。硬度可达 900HV 以上，耐磨超过 nco-p.较好的解决脉冲电源价格问题。确实是一种理想的代铬镀层。超微晶钴合金电镀的关键是超微晶添加剂的加入，使超微晶镀层成为可能。舒和他的同事们看到他们的新技术，作为一个跳板，而不是一个终点。“我们所做的是开发制作和使用高度定制的纳米结构的新涂料放下一个过程，
13、所以我可以很容易地想象与不同金属的新涂料，”舒说。“ 例如，很多人正在用钴基涂料，因为他们在生物领域中的应用，所以这是一个可能性，我的感觉是，这将是每一位容易使用钴使用镍。并有许多其他金属可能同样适用。“肯特 Peaslee，在罗拉密苏里大学的冶金工程教授说，根据他看到什么，“舒正在申请一项新技术，试图解决一个问题，很多人已经做了多年研究。什么可以做，以减少或消除这些类型的涂料需要的是一个加号，因为它不仅解决了电镀的问题，但它也消除了废电镀液的处理问题。虽然我还没有看到成功的证据，这看起来像一个真正的潜力的过程。“六价铬曝光一个受到攻击的规例？根据 OSHA，550,000 名工人被暴露六价铬
14、工作。这些工人受到保护，以及他们可能吗？大卫迈克尔斯，在乔治华盛顿大学公共卫生学院的科学知识和公共政策项目的负责人，和他的同事从乔治华盛顿大学和看门狗团体 Public Citizen 索赔铬业采取积极的运动，以削弱拟议的标准和故意保持关键 OSHA 的数据在评论阶段的听证会，树立新的标准。他们的报告出现在 2006 年 2 月 23 日的在线杂志“ 环境与健康：全球访问学源 。在 52 微克/米 3， 自 1940 年以来已成立的职业允许暴露限值（PEL）六价铬。在1997 年和 2002 年，一氧化碳被起诉，以降低暴露水平为 0.25 微克/米 3，导致2002 年由美国上诉法院由 200
15、6 年 1 月发行的最终标准（后来延长至 2006 年 2月）。面对加强监管的威胁，“迈克尔和他的同事写道， ”铬业发起挑战的科学证据支持更多的保护标准的努力。“迈克尔声称 1998 年的一组被称为工业卫生基金会的铬制造商委托的研究发现肺癌的风险刚刚超过 1 微克/立方米的风险显着升高，在 3。这项研究，他说，2002 年完成，但赞助商没有提供研究，在听证会期间向 OSHA。此外，迈克尔说，行业的流行病学声称作为单独的同伙，其中动力不足，因为对不同的曝光测量方法呈现每个组件的统计提交的研究，“时，原来的建议说，特别是 他们有的方法，结合这些同伙。事后分析，导致一个洗牌和变化的结果。这是不考虑道
16、德的做法。“在他们的文章中，迈克尔和他的同事建议，由私人赞助，试图影响公众的监管程序资助的研究应该受到相同的访问和报告适用于政府资助的科学的规定。在监管程序的缔约方应被要求向透露是否研究了研究谁曾到目前没有赞助商的同意或影响他们的研究结果，并要证明，所有相关数据已被提交到公共记录的权利，是否公布或不执行。凯特麦克马洪 Lohrer，凯利，Drye，科利尔香（原科利尔香斯科特）的代表在监管听证程序铬业律师，特点迈克尔斯虚假和误导性的指控。“主要的指控是铬 HID行业的数据，”她说，“ 但 OSHA 的没有得到，这实际上是由公共公民提供的有关研究和 OSHA 在其最后的裁决，他们认为研究表示，它没
17、有T 改变自己的风险评估结论。“在 2006 年 2 月 23 日版的“ 今日美国 ”还援引麦克马洪-Lohrer 说，“OSHA 的研究知道，但不会接受它，直到它被发表在同行评审的杂志。”迈克尔回答说：“这是完全错误的。监管机构希望看到所有相关数据，并知道如何权衡提交文学不同，如果不是同行评审。声称 OSHA 的同行审查过程中坚持不提交相关数据仅仅是一个方便的借口。“OSHA 的不决策的理由背后的最后 5 微克/ 立方米，规划环境地政局 3 超越 2006年 2 月 28 日上市，其中规定，“ 本规则设立的 PEL 减少了显着的风险，对工人的联邦纪事 上发表评论通过职业暴露六价铬在最大程度上，技术上和经济上是可行的。“而宁愿以避免他所说的“一个政治对骂， ”Langerman，首席科学家顾问高级化学品安全，尼尔说，“我觉得都好，非政治化的科学表明低得多的暴露水平 需要” 甚至低于 5 微克/米 3 PEL 的“我也知道，曝光控制工程变得更加昂贵，在较低的水平，所以整个事情暴露水平的设置似乎是一个金钱驱动的问题。”
