چگونه پودر الماس را بپوشانیم؟

به عنوان تولید به تحول سطح بالا ، توسعه سریع در زمینه انرژی پاک و توسعه صنعت نیمه هادی و فتوولتائیک ، با راندمان بالا و توانایی پردازش دقیق ابزارهای الماس تقاضا ، اما پودر الماس مصنوعی به عنوان مهمترین ماده اولیه ، الماس و نیروی نگهدارنده ماتریس آسان نیست. به منظور حل این مشکلات ، صنعت به طور کلی پوشش سطح پودر الماس را با مواد فلزی اتخاذ می کند تا ویژگی های سطح آن را بهبود بخشد ، دوام را ارتقا بخشد ، به منظور بهبود کیفیت کلی ابزار.

روش پوشش سطح پودر الماس بیشتر است ، از جمله آبکاری شیمیایی ، آبکاری ، آبکاری لکه دار مگنترون ، آبکاری تبخیر خلاء ، واکنش پشت سر هم داغ و غیره ، از جمله آبکاری شیمیایی و آبکاری با فرآیند بالغ ، پوشش یکنواخت ، می تواند به طور دقیق کنترل پوشش و ضخامت ، مزایای پوشش سفارشی را کنترل کند ، به یک صنعت متداول تبدیل شده است.

1. آبکاری شیمیایی

روکش شیمیایی پودر الماس برای قرار دادن پودر الماس تصفیه شده در محلول پوشش شیمیایی و رسوب یونهای فلزی در محلول پوشش از طریق عمل عامل کاهش در محلول پوشش شیمیایی ، تشکیل یک پوشش فلزی متراکم است. در حال حاضر ، بیشترین استفاده از آبکاری شیمیایی الماس شیمیایی شیمیایی آبکاری-فسفور (NI-P) آلیاژ باینری معمولاً آبکاری نیکل شیمیایی نامیده می شود.

01 ترکیب محلول آبکاری نیکل شیمیایی

ترکیب محلول آبکاری شیمیایی تأثیر تعیین کننده ای در پیشرفت صاف ، پایداری و کیفیت پوشش واکنش شیمیایی آن دارد. این ماده معمولاً حاوی نمک اصلی ، کاهش دهنده ، کمپلکس ، بافر ، تثبیت کننده ، شتاب دهنده ، سورفاکتانت و سایر اجزای دیگر است. برای دستیابی به بهترین اثر پوشش ، باید نسبت هر مؤلفه با دقت تنظیم شود.

1 ، نمک اصلی: معمولاً نیکل سولفات ، نیکل کلرید ، اسید سولفونیک نیکل آمینو ، کربنات نیکل و غیره ، نقش اصلی آن تهیه منبع نیکل است.

2. عامل کاهنده: این ماده به طور عمده هیدروژن اتمی را فراهم می کند ، Ni2 + را در محلول آبکاری به Ni کاهش می دهد و آن را بر روی سطح ذرات الماس قرار می دهد ، که مهمترین مؤلفه در محلول آبکاری است. در صنعت ، فسفات ثانویه سدیم با توانایی کاهش قوی ، کم هزینه و پایداری آبکاری خوب عمدتاً به عنوان عامل کاهش استفاده می شود. سیستم کاهش می تواند به آبکاری شیمیایی در دمای پایین و درجه حرارت بالا برسد.

3 ، عامل پیچیده: محلول پوشش می تواند بارش را رسوب کند ، پایداری محلول پوشش را تقویت کند ، عمر سرویس محلول آبکاری را افزایش دهد ، سرعت رسوب نیکل را بهبود بخشد ، کیفیت لایه پوشش را بهبود بخشد ، به طور کلی از اسید سوکسینین ، اسید سیتریک ، اسید لاکتیک و سایر اسیدهای آلی و نمک آنها استفاده کنید.

4. سایر مؤلفه ها: تثبیت کننده می تواند تجزیه محلول آبکاری را مهار کند ، اما به دلیل اینکه بر بروز واکنش آبکاری شیمیایی تأثیر می گذارد ، نیاز به استفاده متوسط ​​دارد. بافر می تواند H + را در طول واکنش آبکاری نیکل شیمیایی تولید کند تا از پایداری مداوم pH اطمینان حاصل شود. سورفاکتانت می تواند تخلخل پوشش را کاهش دهد.

02 فرآیند پوشش نیکل شیمیایی

آبکاری شیمیایی سیستم هیپوفسفات سدیم نیاز دارد که ماتریس باید دارای فعالیت کاتالیزوری خاصی باشد و خود سطح الماس دارای مرکز فعالیت کاتالیزوری نیست ، بنابراین باید قبل از آبکاری شیمیایی پودر الماس تحت درمان قرار گیرد. روش پیش درمانی سنتی آبکاری شیمیایی حذف روغن ، درشت ، حساسیت و فعال سازی است.

(1) از بین بردن روغن ، درشت: حذف روغن عمدتاً برای از بین بردن روغن ، لکه ها و سایر آلاینده های آلی موجود در سطح پودر الماس ، برای اطمینان از تناسب نزدیک و عملکرد مناسب پوشش بعدی است. درشت می تواند برخی از گودالها و ترک های کوچک روی سطح الماس را تشکیل دهد ، زبری سطح الماس را افزایش دهد ، که نه تنها برای جذب یون های فلزی در این مکان ، تسهیل می کند ، آبکاری شیمیایی متعاقب و آبکاری را تسهیل می کند ، بلکه مراحل روی سطح الماس را تشکیل می دهد و شرایط مطلوبی را برای رشد پراکندگی شیمیایی یا تخلیه فلز ایجاد می کند.

معمولاً ، مرحله حذف روغن معمولاً NaOH و سایر محلول قلیایی را به عنوان محلول حذف روغن می برد و برای مرحله درشت ، اسید نیتریک و محلول اسید دیگر به عنوان محلول شیمیایی خام برای چسباندن سطح الماس استفاده می شود. علاوه بر این ، این دو پیوند باید با دستگاه تمیز کردن اولتراسونیک مورد استفاده قرار گیرد ، که این امر می تواند باعث بهبود کارآیی روغن پودر الماس و درشت شود ، در زمان برداشتن روغن و درشت باعث صرفه جویی در زمان و درشت درشت و درشت درشت و درشت اطمینان حاصل شود.

(2) حساسیت و فعال سازی: فرآیند حساسیت و فعال سازی مهمترین مرحله در کل فرآیند آبکاری شیمیایی است ، که مستقیماً با این که آیا آبکاری شیمیایی می تواند انجام شود ، مرتبط است. حساسیت به جذب مواد به راحتی اکسیده شده بر روی سطح پودر الماس است که توانایی اتوکاتالیستی ندارد. فعال سازی برای جذب اکسیداسیون اسید هیپوفسفوریک و یون های فلزی فعال کاتالیستی (مانند پالادیوم فلزی) در کاهش ذرات نیکل است ، به طوری که سرعت رسوب پوشش روی سطح پودر الماس را تسریع می کند.

به طور کلی ، زمان حساسیت و فعال سازی زمان بسیار کوتاه است ، تشکیل نقطه پالادیوم فلز سطح الماس کمتر است ، جذب این پوشش کافی نیست ، لایه پوشش به راحتی برای ایجاد یک پوشش کامل یا ایجاد یک پوشش کامل دشوار است ، و زمان درمان خیلی طولانی است ، باعث می شود ضایعات نقطه پالادیوم نقطه ، بنابراین بهترین زمان برای حساسیت و اقدامات 30 متر است.

(3) آبکاری نیکل شیمیایی: فرآیند آبکاری نیکل شیمیایی نه تنها تحت تأثیر ترکیب محلول پوشش قرار می گیرد بلکه تحت تأثیر دمای محلول و مقدار pH قرار می گیرد. آبکاری نیکل شیمیایی با درجه حرارت بالا سنتی ، دمای عمومی در 85 85 80 ℃ ، بیش از 85 ℃ آسان خواهد بود که باعث تجزیه محلول آبکاری شود و در دمای پایین تر از 85 ، سرعت واکنش سریعتر باشد. On PH value, as the pH increase coating deposition rate will rise, but the pH will also cause nickel salt sediment formation inhibit chemical reaction rate, so in the process of chemical nickel plating by optimizing the chemical plating solution composition and ratio, chemical plating process conditions, control the chemical coating deposition rate, coating density, coating corrosion resistance, coating density method, coating diamond powder to meet the demand of industrial development.

علاوه بر این ، یک پوشش واحد ممکن است به ضخامت پوشش ایده آل نرسد ، و ممکن است حباب ، سوراخ و سایر نقایص وجود داشته باشد ، بنابراین می توان از پوشش چندگانه برای بهبود کیفیت پوشش و افزایش پراکندگی پودر الماس روکش استفاده کرد.

2. الکترو نیکلنگ

با توجه به وجود فسفر در لایه پوشش پس از آبکاری نیکل شیمیایی الماس ، منجر به هدایت الکتریکی ضعیف می شود که این امر بر فرآیند بارگذاری ماسه ابزار الماس (فرآیند ثابت کردن ذرات الماس بر روی سطح ماتریس) تأثیر می گذارد ، بنابراین می توان از لایه آبکاری بدون فسفر در راه گودال نیکل استفاده کرد. عمل خاص این است که پودر الماس را در محلول پوشش حاوی یون های نیکل قرار دهید ، ذرات الماس با الکترود منفی به داخل کاتد ، بلوک فلزی نیکل غوطه ور در محلول آبکاری و در ارتباط با الکترود مثبت برای تبدیل شدن به آند ، از طریق عمل الکترولیتیک ، یون های نیکل آزاد در محلول پوشش به آتمهای سطح دیاموند کاهش می یابد.

01 ترکیب محلول آبکاری

مانند محلول آبکاری شیمیایی ، محلول آبکاری عمدتاً یونهای فلزی لازم را برای فرآیند آبکاری فراهم می کند و فرآیند رسوب نیکل را برای به دست آوردن پوشش فلزی مورد نیاز کنترل می کند. اجزای اصلی آن شامل نمک اصلی ، عامل فعال آند ، عامل بافر ، مواد افزودنی و غیره است.

(1) نمک اصلی: عمدتا با استفاده از نیکل سولفات ، نیکل آمینو سولفونات و غیره. به طور کلی ، هرچه غلظت اصلی نمک بیشتر باشد ، انتشار سریعتر در محلول آبکاری سریعتر ، میزان رسوب فلزی ، میزان رسوب فلزی ، اما دانه های پوشش درشت می شوند و کاهش غلظت نمک اصلی ، هدایت Werferate of Coation و Alferance برای کنترل است.

(2) عامل فعال آند: از آنجا که آند به راحتی قابل انفعال است ، هدایت آن آسان است و بر یکنواختی توزیع جریان تأثیر می گذارد ، بنابراین لازم است که نیکل ، کلرید سدیم و سایر عوامل به عنوان فعال کننده آندی را برای ترویج فعال سازی آند اضافه کنید ، چگالی جریان انفعال آند را بهبود بخشید.

(3) عامل بافر: مانند محلول آبکاری شیمیایی ، ماده بافر می تواند پایداری نسبی محلول آبکاری و pH کاتد را حفظ کند ، به طوری که بتواند در محدوده مجاز فرآیند الکتروپلینگ نوسان کند. ماده بافر متداول دارای اسید بوریک ، اسید استیک ، بی کربنات سدیم و غیره است.

(4) مواد افزودنی دیگر: با توجه به الزامات پوشش ، مقدار مناسب عامل روشن ، عامل تراز ، عامل خیس شدن و عامل متفرقه و سایر مواد افزودنی را برای بهبود کیفیت پوشش اضافه کنید.

02 جریان نیکل برقی الماس

1. پیش درمانی قبل از آبکاری: الماس اغلب رسانا نیست و باید از طریق سایر فرآیندهای پوشش با لایه ای از فلز آبکاری شود. از روش آبکاری شیمیایی اغلب برای پیش آب بندی یک لایه از فلز و ضخیم استفاده می شود ، بنابراین کیفیت پوشش شیمیایی تا حدودی بر کیفیت لایه آبکاری تأثیر می گذارد. به طور کلی ، محتوای فسفر در پوشش پس از آبکاری شیمیایی تأثیر زیادی در کیفیت پوشش دارد و پوشش فسفر بالا مقاومت در برابر خوردگی نسبتاً بهتری در محیط اسیدی دارد ، سطح پوشش دارای برآمدگی تومور بیشتری ، زبری سطح بزرگ و بدون خاصیت مغناطیسی است. پوشش فسفر متوسط ​​هم مقاومت در برابر خوردگی و هم مقاومت در برابر سایش دارد. پوشش فسفر کم دارای هدایت نسبتاً بهتری است.

علاوه بر این ، هرچه اندازه ذرات پودر الماس کوچکتر باشد ، سطح خاص آن بزرگتر ، هنگام پوشش ، شناور آسان در محلول آبکاری ، باعث ایجاد نشت ، آبکاری ، روکش کردن پدیده لایه شل ، قبل از آبکاری ، نیاز به کنترل محتوای P و کیفیت پوشش ، برای کنترل هدایت و چگالی پودر الماس برای بهبود پودر آسان برای شناور شدن خواهد بود.

2 ، آبکاری نیکل: در حال حاضر ، آبکاری پودر الماس اغلب روش پوشش نورد را اتخاذ می کند ، یعنی مقدار مناسب محلول برقی در بطری اضافه می شود ، مقدار مشخصی از پودر الماس مصنوعی به محلول برقی ، از طریق چرخش بطری ، پودر الماس را در بطری رانده می شود. در عین حال ، الکترود مثبت با بلوک نیکل وصل می شود و الکترود منفی با پودر الماس مصنوعی در ارتباط است. تحت عمل میدان الکتریکی ، یون های نیکل در محلول آبکاری رایگان نیکل فلزی را روی سطح پودر الماس مصنوعی تشکیل می دهند. با این حال ، این روش مشکلات راندمان پوشش کم و پوشش ناهموار را دارد ، بنابراین روش الکترود چرخان به وجود آمد.

روش الکترود چرخان ، چرخش کاتد در آبکاری پودر الماس است. به این ترتیب می تواند ناحیه تماس بین ذرات الکترود و الماس را افزایش دهد ، هدایت یکنواخت بین ذرات را افزایش دهد ، پدیده ناهموار پوشش را بهبود بخشد و راندمان تولید آبکاری نیکل الماس را بهبود بخشد.

خلاصه مختصر

به عنوان ماده اولیه اصلی ابزارهای الماس ، اصلاح سطح میکروپودر الماس وسیله ای مهم برای تقویت نیروی کنترل ماتریس و بهبود عمر خدمات ابزارها است. به منظور بهبود سرعت بارگذاری ماسه ابزارهای الماس ، معمولاً می توان لایه ای از نیکل و فسفر را روی سطح میکروپودر الماس آبکاری کرد تا یک رسانایی خاصی داشته باشد و سپس لایه آبکاری را با آبکاری نیکل ضخیم کند و هدایت را تقویت کند. با این حال ، لازم به ذکر است که سطح الماس به خودی خود دارای یک مرکز فعال کاتالیزوری نیست ، بنابراین باید قبل از آبکاری شیمیایی تحت درمان قرار گیرد.

مستندات مرجع:

لیو هان مطالعه روی فناوری پوشش سطح و کیفیت میکرو پودر الماس مصنوعی [D]. موسسه فناوری Zhongyuan.

یانگ بیائو ، یانگ جون و یوان گوانگشنگ. مطالعه در مورد فرآیند پیش درمانی پوشش سطح الماس [J]. استاندارد سازی فضایی فضایی.

لی جینگوا. تحقیقات در مورد اصلاح سطح و کاربرد میکرو پودر الماس مصنوعی مورد استفاده برای اره سیم [D]. موسسه فناوری Zhongyuan.

Fang Lili ، Zheng Lian ، Wu Yanfei ، et al. فرآیند آبکاری نیکل شیمیایی سطح الماس مصنوعی [J]. مجله IOL.

این مقاله در شبکه مواد Superhard چاپ شده است