Ishlab chiqarishdan yuqori darajadagi transformatsiyaga o'tish, toza energiya va yarimo'tkazgichlar va fotovoltaik sanoatining jadal rivojlanishi, olmos asboblarining yuqori samaradorlik va yuqori aniqlikdagi ishlov berish qobiliyati bilan talab ortib bormoqda, ammo sun'iy olmos kukuni eng muhim xom ashyo sifatida, olmos okrugi va matritsani ushlab turish kuchi kuchli emas, erta karbid asbobining ishlash muddati uzoq emas. Ushbu muammolarni hal qilish uchun sanoat odatda metall materiallar bilan olmos kukuni sirt qoplamasini qo'llaydi, bu uning sirt xususiyatlarini yaxshilash, chidamliligini oshirish va asbobning umumiy sifatini yaxshilash uchun ishlatiladi.
Olmos kukuni sirt qoplamasi usuli ko'proq, jumladan, kimyoviy qoplama, elektrokaplama, magnetronli purkash qoplamasi, vakuumli bug'lanish qoplamasi, issiq portlash reaksiyasi va boshqalar, jumladan, kimyoviy qoplama va etuk jarayon bilan qoplama, bir xil qoplama, qoplama tarkibi va qalinligini aniq boshqarishi mumkin, moslashtirilgan qoplamaning afzalliklari sanoatda eng ko'p ishlatiladigan ikkita texnologiyaga aylandi.
1. kimyoviy qoplama
Olmos kukuni bilan kimyoviy qoplama ishlov berilgan olmos kukunini kimyoviy qoplama eritmasiga solib, kimyoviy qoplama eritmasida qaytaruvchi vositaning ta'siri orqali metall ionlarini qoplama eritmasiga joylashtirish va zich metall qoplama hosil qilishdan iborat. Hozirgi vaqtda eng ko'p ishlatiladigan olmos kimyoviy qoplamasi kimyoviy nikel qoplamasi-fosfor (Ni-P) ikkilik qotishmasi bo'lib, odatda kimyoviy nikel qoplamasi deb ataladi.
01 Kimyoviy nikel qoplama eritmasining tarkibi
Kimyoviy qoplama eritmasining tarkibi uning kimyoviy reaksiyasining silliq jarayoni, barqarorligi va qoplama sifatiga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatadi. Odatda u asosiy tuz, qaytaruvchi vosita, komplekslovchi, bufer, stabilizator, tezlatgich, sirt faol moddasi va boshqa komponentlarni o'z ichiga oladi. Eng yaxshi qoplama effektiga erishish uchun har bir komponentning nisbati ehtiyotkorlik bilan sozlanishi kerak.
1, asosiy tuz: odatda nikel sulfat, nikel xlorid, nikel aminosulfon kislotasi, nikel karbonat va boshqalar, uning asosiy roli nikel manbasini ta'minlashdir.
2. Qaytaruvchi vosita: u asosan atom vodorodini ta'minlaydi, qoplama eritmasidagi Ni2+ ni Ni ga qaytaradi va uni olmos zarralari yuzasiga qo'yadi, bu qoplama eritmasidagi eng muhim komponent hisoblanadi. Sanoatda asosan qaytaruvchi vosita sifatida kuchli qaytaruvchi qobiliyatga, arzon narxga va yaxshi qoplama barqarorligiga ega natriy ikkilamchi fosfat ishlatiladi. Qaytaruvchi tizim past harorat va yuqori haroratda kimyoviy qoplamaga erishishi mumkin.
3, murakkab agent: qoplama eritmasi yog'ingarchilikni cho'ktirishi, qoplama eritmasining barqarorligini oshirishi, qoplama eritmasining xizmat muddatini uzaytirishi, nikelning cho'kish tezligini oshirishi, qoplama qatlamining sifatini yaxshilashi mumkin, odatda süksin kislotasi, limon kislotasi, sut kislotasi va boshqa organik kislotalar va ularning tuzlaridan foydalanishi mumkin.
4. Boshqa komponentlar: stabilizator qoplama eritmasining parchalanishini inhibe qilishi mumkin, ammo bu kimyoviy qoplama reaksiyasining paydo bo'lishiga ta'sir qilishi sababli, o'rtacha foydalanishni talab qiladi; bufer pH ning doimiy barqarorligini ta'minlash uchun kimyoviy nikel qoplama reaksiyasi paytida H+ hosil qilishi mumkin; sirt faol moddasi qoplama g'ovakliligini kamaytirishi mumkin.
02 Kimyoviy nikel qoplama jarayoni
Natriy gipofosfat tizimining kimyoviy qoplamasi matritsaning ma'lum katalitik faollikka ega bo'lishini talab qiladi va olmos yuzasining o'zida katalitik faollik markazi yo'q, shuning uchun olmos kukunini kimyoviy qoplamadan oldin uni oldindan ishlov berish kerak. Kimyoviy qoplamaning an'anaviy oldindan ishlov berish usuli moyni olib tashlash, qo'pollashtirish, sezgirlashtirish va faollashtirishdir.
(1) Yog'ni olib tashlash, qo'pollash: Yog'ni olib tashlash asosan olmos kukuni yuzasidagi yog', dog'lar va boshqa organik ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash, keyingi qoplamaning yaqin joylashishi va yaxshi ishlashini ta'minlash uchun amalga oshiriladi. Qo'pollash olmos yuzasida ba'zi kichik chuqurchalar va yoriqlar hosil qilishi, olmosning sirt pürüzlülüğünü oshirishi mumkin, bu nafaqat bu joyda metall ionlarining adsorbsiyasiga yordam beradi, keyingi kimyoviy qoplama va elektrokaplama jarayonini osonlashtiradi, balki olmos yuzasida zinapoyalar hosil qiladi, bu esa kimyoviy qoplama yoki elektrokaplama metall cho'kma qatlamining o'sishi uchun qulay sharoit yaratadi.
Odatda, moyni olib tashlash bosqichida odatda NaOH va boshqa ishqoriy eritma moyni olib tashlash eritmasi sifatida ishlatiladi va qo'pollashtirish bosqichida nitrat kislota va boshqa kislota eritmasi olmos yuzasini o'yish uchun xom kimyoviy eritma sifatida ishlatiladi. Bundan tashqari, bu ikki bog'lanish ultratovushli tozalash mashinasi bilan birgalikda ishlatilishi kerak, bu olmos kukuni moyini olib tashlash va qo'pollashtirish samaradorligini oshirishga, moyni olib tashlash va qo'pollashtirish jarayonida vaqtni tejashga va moyni olib tashlash va qo'pol gapirish ta'sirini ta'minlashga yordam beradi.
(2) Sensitizatsiya va faollashtirish: sensitizatsiya va faollashtirish jarayoni butun kimyoviy qoplama jarayonidagi eng muhim bosqich bo'lib, bu kimyoviy qoplamani amalga oshirish mumkinmi yoki yo'qmi bilan bevosita bog'liq. Sensitizatsiya avtokatalitik qobiliyatga ega bo'lmagan olmos kukuni yuzasida osongina oksidlanadigan moddalarni adsorbtsiya qilishdan iborat. Aktivizatsiya nikel zarrachalarining qaytarilishida gipofosfor kislotasi va katalitik faol metall ionlarining (masalan, metall palladiy) oksidlanishini adsorbtsiya qilishdan iborat bo'lib, olmos kukuni yuzasida qoplamaning cho'kish tezligini tezlashtiradi.
Umuman olganda, sezgirlik va faollashtirish jarayoni juda qisqa, olmos yuzasi metall palladiy nuqtasi hosil bo'lishi kamroq, qoplamaning adsorbsiyasi yetarli emas, qoplama qatlami osongina tushib ketadi yoki to'liq qoplama hosil qilish qiyin, va ishlov berish vaqti juda uzun, bu palladiy nuqtasi isrofiga olib keladi, shuning uchun sezgirlik va faollashtirish jarayoni uchun eng yaxshi vaqt 20-30 minut.
(3) Kimyoviy nikel qoplamasi: kimyoviy nikel qoplama jarayoni nafaqat qoplama eritmasining tarkibiga, balki qoplama eritmasining harorati va pH qiymatiga ham ta'sir qiladi. An'anaviy yuqori haroratli kimyoviy nikel qoplamasi, umumiy harorat 80 ~ 85 ℃ oralig'ida bo'ladi, 85 ℃ dan yuqori harorat qoplama eritmasining parchalanishiga olib kelishi mumkin va 85 ℃ dan past haroratda reaksiya tezligi tezroq bo'ladi. PH qiymatida, pH oshishi bilan qoplama cho'kma tezligi oshadi, lekin pH nikel tuzi cho'kmasining hosil bo'lishiga ham olib keladi, shuning uchun kimyoviy nikel qoplamasi jarayonida kimyoviy qoplama eritmasining tarkibi va nisbati, kimyoviy qoplama jarayoni sharoitlarini optimallashtirish orqali kimyoviy qoplama cho'kma tezligini, qoplama zichligini, qoplamaning korroziyaga chidamliligini, qoplama zichligi usulini, qoplama olmos kukunini sanoat rivojlanishining talablarini qondirish uchun nazorat qilish kerak.
Bundan tashqari, bitta qoplama ideal qoplama qalinligiga erisha olmasligi mumkin va pufakchalar, igna teshiklari va boshqa nuqsonlar bo'lishi mumkin, shuning uchun qoplama sifatini yaxshilash va qoplangan olmos kukunining tarqalishini oshirish uchun bir nechta qoplama olish mumkin.
2. elektro nikellash
Olmosli kimyoviy nikel qoplamasidan keyin qoplama qatlamida fosfor mavjudligi sababli, bu elektr o'tkazuvchanligining yomonlashishiga olib keladi, bu esa olmos asbobining qum yuklash jarayoniga (matritsa yuzasida olmos zarralarini mahkamlash jarayoni) ta'sir qiladi, shuning uchun fosforsiz qoplama qatlami nikel qoplama usulida ishlatilishi mumkin. Maxsus operatsiya olmos kukunini nikel ionlarini o'z ichiga olgan qoplama eritmasiga kiritishdir, olmos zarralari quvvat manfiy elektrod bilan katodga tegib, nikel metall bloki qoplama eritmasiga botiriladi va quvvat musbat elektrod bilan bog'lanib, anodga aylanadi, elektrolitik ta'sir orqali qoplama eritmasidagi erkin nikel ionlari olmos yuzasida atomlarga kamayadi va atomlar qoplamaga aylanadi.
01 Qoplama eritmasining tarkibi
Kimyoviy qoplama eritmasi singari, elektrokaplama eritmasi asosan elektrokaplama jarayoni uchun zarur bo'lgan metall ionlarini ta'minlaydi va kerakli metall qoplamani olish uchun nikel cho'ktirish jarayonini boshqaradi. Uning asosiy tarkibiy qismlariga asosiy tuz, anod faol moddasi, bufer moddasi, qo'shimchalar va boshqalar kiradi.
(1) Asosiy tuz: asosan nikel sulfat, nikel amino sulfonat va boshqalardan foydalaniladi. Umuman olganda, asosiy tuz konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, qoplama eritmasida diffuziya tezroq bo'ladi, oqim samaradorligi yuqori bo'ladi, metall cho'kish tezligi yuqori bo'ladi, lekin qoplama donalari qo'pol bo'lib qoladi va asosiy tuz konsentratsiyasining pasayishi qoplamaning o'tkazuvchanligini yomonlashtiradi va uni boshqarish qiyin bo'ladi.
(2) Anod faol moddasi: chunki anod passivatsiyaga oson, o'tkazuvchanlik oson va yomon, bu esa oqim taqsimotining bir xilligiga ta'sir qiladi, shuning uchun anod faollashuvini rag'batlantirish va anod passivatsiyasining oqim zichligini oshirish uchun anod faollashtiruvchisi sifatida nikel xlorid, natriy xlorid va boshqa vositalarni qo'shish kerak.
(3) Bufer agenti: kimyoviy qoplama eritmasi singari, bufer agenti qoplama eritmasi va katod pH qiymatining nisbiy barqarorligini saqlab turishi mumkin, shunda u elektrokaplama jarayonining ruxsat etilgan diapazonida o'zgarishi mumkin. Umumiy bufer agenti borik kislotasi, sirka kislotasi, natriy bikarbonat va boshqalarni o'z ichiga oladi.
(4) Boshqa qo'shimchalar: qoplama talablariga muvofiq, qoplama sifatini yaxshilash uchun kerakli miqdorda yorqinlashtiruvchi vosita, tekislovchi vosita, namlovchi vosita va boshqa qo'shimchalar qo'shing.
02 Olmosli elektrodlangan nikel oqimi
1. Qoplashdan oldin oldindan ishlov berish: olmos ko'pincha o'tkazuvchan emas va boshqa qoplama jarayonlari orqali metall qatlami bilan qoplanishi kerak. Kimyoviy qoplama usuli ko'pincha metall qatlamini oldindan qoplash va qalinlashtirish uchun ishlatiladi, shuning uchun kimyoviy qoplamaning sifati qoplama qatlamining sifatiga ma'lum darajada ta'sir qiladi. Umuman olganda, kimyoviy qoplamadan keyin qoplamadagi fosfor miqdori qoplama sifatiga katta ta'sir ko'rsatadi va yuqori fosforli qoplama kislotali muhitda nisbatan yaxshiroq korroziyaga chidamlilikka ega, qoplama yuzasida ko'proq o'sma bo'rtib chiqishi, katta sirt pürüzlülüğü va magnit xususiyati yo'q; o'rta fosforli qoplama ham korroziyaga chidamlilik, ham aşınmaya bardoshli; past fosforli qoplama nisbatan yaxshiroq o'tkazuvchanlikka ega.
Bundan tashqari, olmos kukunining zarracha hajmi qanchalik kichik bo'lsa, solishtirma sirt maydoni shunchalik katta bo'ladi. Qoplama eritmasida suzish oson bo'ladi, bu esa oqish, qoplama va bo'shashgan qatlam hosil bo'lishiga olib keladi. Qoplamadan oldin, P tarkibini va qoplama sifatini nazorat qilish, olmos kukunining o'tkazuvchanligi va zichligini nazorat qilish, kukunning suzishini osonlashtirish kerak.
2, nikel qoplamasi: hozirgi vaqtda olmos kukuni qoplamasi ko'pincha prokat qoplama usulini qo'llaydi, ya'ni shishaga kerakli miqdorda elektrokaplama eritmasi qo'shiladi, elektrokaplama eritmasiga ma'lum miqdorda sun'iy olmos kukuni qo'shiladi, shishaning aylanishi orqali shishadagi olmos kukuni prokatga aylanadi. Shu bilan birga, musbat elektrod nikel blokiga, manfiy elektrod esa sun'iy olmos kukuniga ulanadi. Elektr maydoni ta'sirida qoplama eritmasida erkin nikel ionlari sun'iy olmos kukuni yuzasida metall nikel hosil qiladi. Biroq, bu usul past qoplama samaradorligi va notekis qoplama muammolariga ega, shuning uchun aylanadigan elektrod usuli paydo bo'ldi.
Aylanadigan elektrod usuli katodni olmos kukuni bilan qoplashda aylantirishdan iborat. Bu usul elektrod va olmos zarralari orasidagi aloqa maydonini oshirishi, zarralar orasidagi bir xil o'tkazuvchanlikni oshirishi, qoplamaning notekis hodisasini yaxshilashi va olmos nikel qoplamasining ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi mumkin.
qisqacha xulosa
Olmos asboblarining asosiy xom ashyosi sifatida olmos mikro kukunining sirt modifikatsiyasi matritsani boshqarish kuchini oshirish va asboblarning xizmat muddatini yaxshilashning muhim vositasidir. Olmos asboblarining qum yuklanish tezligini oshirish uchun odatda olmos mikro kukunining yuzasiga ma'lum bir o'tkazuvchanlikka ega bo'lish uchun nikel va fosfor qatlami qo'llanilishi mumkin, keyin esa nikel qoplamasi bilan qoplama qatlamini qalinlashtirish va o'tkazuvchanlikni oshirish mumkin. Biroq, olmos yuzasining o'zida katalitik faol markaz yo'qligini ta'kidlash kerak, shuning uchun uni kimyoviy qoplamadan oldin oldindan ishlov berish kerak.
ma'lumotnoma hujjatlari:
Liu Xan. Sun'iy olmos mikro kukunining sirt qoplama texnologiyasi va sifatini o'rganish [D]. Zhongyuan Texnologiya Instituti.
Yang Biao, Yang Jun va Yuan Guangsheng. Olmos sirt qoplamasini oldindan ishlov berish jarayonini o'rganish [J]. Kosmik makonni standartlashtirish.
Li Jinghua. Simli arra uchun ishlatiladigan sun'iy olmos mikro kukunining sirt modifikatsiyasi va qo'llanilishi bo'yicha tadqiqotlar [D]. Zhongyuan Texnologiya Instituti.
Fang Lili, Zheng Lian, Wu Yanfei va boshqalar. Sun'iy olmos yuzasini kimyoviy nikel bilan qoplash jarayoni [J]. IOL jurnali.
Ushbu maqola superhard material tarmog'ida qayta nashr etilgan
Nashr vaqti: 2025-yil 13-mart
