İstehsal kimi yüksək səviyyəli transformasiyaya, təmiz enerji və yarımkeçirici və fotovoltaik sənayenin inkişafı sahəsində sürətli inkişaf, almaz alətlərinin yüksək səmərəliliyi və yüksək dəqiqlikli emal qabiliyyəti ilə artan tələbat, lakin ən vacib xammal kimi süni almaz tozu, almaz mahalı və matris tutma qüvvəsi güclü deyil, asan erkən karbid alət ömrü uzun deyil. Bu problemləri həll etmək üçün sənaye, ümumiyyətlə, alətin ümumi keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün səth xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq, dayanıqlığını artırmaq üçün metal materiallar ilə almaz toz səthi örtüyü qəbul edir.
Almaz tozu səthi örtmə üsulu daha çoxdur, o cümlədən kimyəvi örtük, elektrokaplama, maqnetron püskürtmə örtükləri, vakuum buxarlanma örtükləri, isti partlayış reaksiyası və s.
1. kimyəvi örtük
Almaz tozunun kimyəvi örtüyü, işlənmiş almaz tozunu kimyəvi örtük məhluluna qoymaq və sıx metal örtük əmələ gətirərək kimyəvi örtük məhlulunda azaldıcı agentin təsiri ilə metal ionlarını örtük məhluluna qoymaqdır. Hal-hazırda, ən çox istifadə edilən almaz kimyəvi örtük kimyəvi nikel örtüklü-fosfor (Ni-P) ikili ərintisi adətən kimyəvi nikel örtük adlanır.
01 Kimyəvi nikel örtük məhlulunun tərkibi
Kimyəvi örtük məhlulunun tərkibi onun kimyəvi reaksiyasının hamar gedişinə, dayanıqlığına və örtük keyfiyyətinə həlledici təsir göstərir. Tərkibində adətən əsas duz, reduksiyaedici, kompleksləşdirici, tampon, stabilizator, sürətləndirici, səthi aktiv maddə və digər komponentlər var. Ən yaxşı örtük effektinə nail olmaq üçün hər bir komponentin nisbəti diqqətlə tənzimlənməlidir.
1, əsas duz: adətən nikel sulfat, nikel xlorid, nikel amin sülfon turşusu, nikel karbonat və s., Onun əsas rolu nikel mənbəyini təmin etməkdir.
2. Reduktiv maddə: o, əsasən atom hidrogenini təmin edir, örtük məhlulunda Ni2+-ı Niyə azaldır və onu örtük məhlulunun ən vacib komponenti olan almaz hissəciklərinin səthində çökdürür. Sənayedə, güclü reduksiya qabiliyyətinə, aşağı qiymətə və yaxşı örtük sabitliyinə malik natrium ikincil fosfat əsasən azaldıcı agent kimi istifadə olunur. Azaltma sistemi aşağı temperaturda və yüksək temperaturda kimyəvi örtük əldə edə bilər.
3, kompleks agent: örtük məhlulu çöküntüləri çökdürə bilər, örtük məhlulunun dayanıqlığını artıra bilər, örtük məhlulunun xidmət müddətini uzada bilər, nikelin çökmə sürətini yaxşılaşdıra, örtük təbəqəsinin keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilər, ümumiyyətlə suksinin turşusu, limon turşusu, laktik turşu və digər üzvi turşulardan və onların duzlarından istifadə edin.
4. Digər komponentlər: stabilizator örtük məhlulunun parçalanmasını maneə törədə bilər, lakin kimyəvi örtük reaksiyasının meydana gəlməsinə təsir göstərəcəyi üçün orta dərəcədə istifadə edilməlidir; pH-nin davamlı sabitliyini təmin etmək üçün kimyəvi nikel örtük reaksiyası zamanı tampon H + istehsal edə bilər; səthi aktiv maddə örtüyün məsaməliliyini azalda bilər.
02 Kimyəvi nikelləmə prosesi
Natrium hipofosfat sisteminin kimyəvi örtülməsi matrisin müəyyən katalitik aktivliyə malik olmasını tələb edir və almaz səthinin özündə katalitik fəaliyyət mərkəzi yoxdur, buna görə də almaz tozunun kimyəvi örtülməsindən əvvəl əvvəlcədən müalicə edilməlidir. Kimyəvi örtük üçün ənənəvi ilkin müalicə üsulu yağın çıxarılması, qabalaşdırılması, həssaslaşdırılması və aktivləşdirilməsidir.
(1) Yağın çıxarılması, qabalaşdırılması: yağın çıxarılması əsasən almaz tozunun səthindəki yağı, ləkələri və digər üzvi çirkləndiriciləri çıxarmaq, sonrakı örtüyün sıx uyğunluğunu və yaxşı işləməsini təmin etməkdir. Kobudlaşma almazın səthində bəzi kiçik çuxurlar və çatlar əmələ gətirə bilər, almazın səthi pürüzlülüyünü artıra bilər ki, bu da bu yerdə metal ionlarının adsorbsiyasına kömək etmir, sonrakı kimyəvi örtük və elektrokaplamanı asanlaşdırır, həm də almazın səthində addımlar əmələ gətirir, kimyəvi örtük və ya elektrokaplama təbəqəsinin böyüməsi üçün əlverişli şərait yaradır.
Adətən, yağdan təmizlənmə mərhələsi adətən NaOH və digər qələvi məhlulu yağdan təmizləyici məhlul kimi qəbul edir və qabalaşdırma mərhələsi üçün almaz səthini aşındırmaq üçün xam kimyəvi məhlul kimi nitrat turşusu və digər turşu məhlulu istifadə olunur. Bundan əlavə, bu iki əlaqə, almaz tozunun yağının çıxarılması və qabalaşdırılmasının səmərəliliyini artırmağa, yağ çıxarma və qabalaşdırma prosesində vaxta qənaət etməyə kömək edən ultrasəs təmizləyici maşınla istifadə edilməlidir və yağın çıxarılması və qaba danışmanın təsirini təmin edir,
(2) Həssaslaşdırma və aktivləşdirmə: həssaslaşdırma və aktivləşdirmə prosesi kimyəvi örtükün həyata keçirilə biləcəyi ilə birbaşa əlaqəli olan bütün kimyəvi örtük prosesində ən kritik addımdır. Həssaslaşdırma, avtokatalitik qabiliyyəti olmayan almaz tozunun səthində asanlıqla oksidləşən maddələri adsorbsiya etməkdir. Aktivləşdirmə, almaz tozunun səthində örtüyün çökmə sürətini sürətləndirmək üçün nikel hissəciklərinin azalmasında hipofosfor turşusu və katalitik aktiv metal ionlarının (metal palladium kimi) oksidləşməsini adsorbsiya etməkdir.
Ümumiyyətlə, həssaslaşdırma və aktivləşdirmə müalicəsi müddəti çox qısadır, almaz səthi metal palladium nöqtəsinin əmələ gəlməsi daha azdır, örtüyün adsorbsiyası qeyri-kafidir, örtük təbəqəsi asanlıqla yıxılır və ya tam örtük əmələ gətirmək çətindir və müalicə müddəti çox uzundur, palladium nöqtəsinin tullantılarına səbəb olur, buna görə də müalicə üçün ən yaxşı vaxt həssaslaşdırma və aktivləşdirmədir ~20.
(3) Kimyəvi nikel örtük: kimyəvi nikel örtükləmə prosesi yalnız örtük məhlulunun tərkibindən deyil, həm də örtük məhlulunun temperaturundan və PH dəyərindən təsirlənir. Ənənəvi yüksək temperaturlu kimyəvi nikel örtük, ümumi temperatur 80 ~ 85 ℃, örtük məhlulunun parçalanmasına səbəb olmaq üçün 85 ℃-dən çox olacaq və 85 ° C-dən aşağı temperaturda reaksiya sürəti daha sürətli olacaq. PH dəyərinə görə, pH artımı ilə örtüyün çökmə sürəti yüksələcək, lakin pH nikel duzunun çöküntü əmələ gəlməsinə də səbəb olacaq, kimyəvi reaksiya sürətini maneə törədir, belə ki, kimyəvi örtük məhlulunun tərkibini və nisbətini, kimyəvi örtük prosesinin şərtlərini optimallaşdırmaqla kimyəvi nikel örtükləmə prosesində, kimyəvi örtük çökmə sürətinə nəzarət, örtük sıxlığı, örtük korroziyaya qarşı müqavimət, örtük alma tozunun sənaye tələbatını ödəmək.
Bundan əlavə, tək bir örtük ideal örtük qalınlığına nail ola bilməz və baloncuklar, sancaqlar və digər qüsurlar ola bilər, buna görə örtünün keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq və örtülmüş almaz tozunun dispersiyasını artırmaq üçün çoxlu örtük götürülə bilər.
2. elektro nikelləmə
Almaz kimyəvi nikellə örtüldükdən sonra örtük təbəqəsində fosforun olması səbəbindən zəif elektrik keçiriciliyinə gətirib çıxarır ki, bu da almaz alətin qum yükləmə prosesinə (almaz hissəciklərinin matris səthinə bərkidilməsi prosesi) təsir edir, buna görə də fosforsuz örtük təbəqəsi nikel örtükündə istifadə edilə bilər. Xüsusi əməliyyat almaz tozunun tərkibində nikel ionları olan örtük məhluluna qoyulması, almaz hissəciklərinin enerji mənfi elektrodu ilə katoda təmas etməsi, nikel metal blokunun örtük məhluluna batırılması və anoda çevrilməsi üçün müsbət güc elektrodu ilə birləşdirilməsi, elektrolitik təsir vasitəsilə örtük məhlulunda olan sərbəst nikel ionlarının atomlara çevrilməsi və almazın səthindəki atomlara çevrilməsi.
01 Kaplama məhlulunun tərkibi
Kimyəvi örtük məhlulu kimi, elektrokaplama məhlulu əsasən elektrokaplama prosesi üçün zəruri metal ionlarını təmin edir və tələb olunan metal örtüyü əldə etmək üçün nikelin çökmə prosesini idarə edir. Onun əsas komponentlərinə əsas duz, anod aktiv maddə, bufer agent, əlavələr və s.
(1) Əsas duz: əsasən nikel sulfat, nikel amin sulfonat və s. istifadə edir. Ümumiyyətlə, əsas duz konsentrasiyası nə qədər yüksək olarsa, örtük məhlulunda daha sürətli diffuziya olur, cari səmərəlilik, metal çökmə sürəti bir o qədər yüksəkdir, lakin örtük taxılları qaba olacaq və əsas duz konsentrasiyasının azalması, birləşmənin daha pis, keçiriciliyini və nəzarətini çətinləşdirir.
(2) Anod aktiv agenti: anodun passivləşməsi asan, zəif keçiriciliyi asan olduğundan, cari paylanmanın vahidliyinə təsir göstərir, buna görə anod aktivləşdirilməsini təşviq etmək, anod passivasiyasının cari sıxlığını yaxşılaşdırmaq üçün anodik aktivator kimi nikel xlorid, natrium xlorid və digər agentləri əlavə etmək lazımdır.
(3) Tampon agenti: kimyəvi örtük məhlulu kimi, bufer agent də örtük məhlulunun və katod pH-nin nisbi sabitliyini qoruya bilər ki, o, elektrokaplama prosesinin icazə verilən diapazonunda dəyişə bilər. Ümumi tampon agenti bor turşusu, sirkə turşusu, natrium bikarbonat və s.
(4) Digər əlavələr: örtüyün tələblərinə uyğun olaraq, örtünün keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün lazımi miqdarda parlaq agent, hamarlaşdırıcı, nəmləndirici və müxtəlif agent və digər əlavələr əlavə edin.
02 Almaz elektrolizlənmiş nikel axını
1. örtükdən əvvəl ilkin müalicə: almaz çox vaxt keçirici deyil və digər örtük prosesləri vasitəsilə metal təbəqə ilə örtülməlidir. Kimyəvi örtük üsulu tez-tez metal təbəqəni əvvəlcədən örtmək və qalınlaşdırmaq üçün istifadə olunur, buna görə də kimyəvi örtünün keyfiyyəti örtük təbəqəsinin keyfiyyətinə müəyyən dərəcədə təsir edəcəkdir. Ümumiyyətlə, kimyəvi örtükdən sonra örtükdə olan fosforun tərkibi örtüyün keyfiyyətinə böyük təsir göstərir və yüksək fosforlu örtük turşu mühitdə nisbətən daha yaxşı korroziyaya davamlıdır, örtük səthində daha çox şiş qabarıqlığı, böyük səth pürüzlülük və maqnit xüsusiyyəti yoxdur; orta fosforlu örtük həm korroziyaya davamlılığa, həm də aşınma müqavimətinə malikdir; aşağı fosforlu örtük nisbətən daha yaxşı keçiriciliyə malikdir.
Bundan əlavə, almaz tozunun hissəcik ölçüsü nə qədər kiçik olsa, xüsusi səth sahəsi daha böyükdür, örtərkən, örtük məhlulunda üzmək asan, sızma, örtmə, örtmə boş təbəqə fenomeni meydana gətirəcək, örtükdən əvvəl, P məzmununu və örtük keyfiyyətini nəzarət etmək lazımdır, tozun üzmək asanlığını yaxşılaşdırmaq üçün almaz tozunun keçiriciliyini və sıxlığını nəzarət etmək.
2, nikel örtük: hazırda almaz tozu örtük tez-tez yuvarlanan örtük üsulunu qəbul edir, yəni qablaşdırmada lazımi miqdarda elektrokaplama məhlulu əlavə olunur, şüşənin fırlanması ilə müəyyən miqdarda süni almaz tozunu elektrokaplama məhluluna əlavə edin, şüşədəki almaz tozunu yuvarlamaq üçün sürün. Eyni zamanda müsbət elektrod nikel bloku ilə, mənfi elektrod isə süni almaz tozu ilə birləşdirilir. Elektrik sahəsinin təsiri altında örtük məhlulunda sərbəst olan nikel ionları süni almaz tozunun səthində metal nikel əmələ gətirir. Bununla belə, bu üsul aşağı örtük səmərəliliyi və qeyri-bərabər örtük problemlərinə malikdir, buna görə də fırlanan elektrod üsulu meydana gəldi.
Fırlanan elektrod üsulu, katodun almaz tozu ilə örtülməsində fırlanmasıdır. Bu yolla elektrod və almaz hissəcikləri arasındakı əlaqə sahəsini artıra, hissəciklər arasında vahid keçiriciliyi artıra, qeyri-bərabər örtük fenomenini yaxşılaşdıra və almaz nikel örtükünün istehsal səmərəliliyini artıra bilər.
qısa xülasə
Almaz alətlərinin əsas xammalı kimi almaz mikrotozunun səth modifikasiyası matris nəzarət gücünü artırmaq və alətlərin xidmət müddətini yaxşılaşdırmaq üçün vacib bir vasitədir. Almaz alətlərinin qum yükləmə sürətini yaxşılaşdırmaq üçün, müəyyən bir keçiriciliyə sahib olmaq üçün almaz mikrotozunun səthinə bir nikel və fosfor təbəqəsi örtülə bilər və sonra nikel örtüklə örtük təbəqəsini qalınlaşdırın və keçiriciliyi artırın. Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, almaz səthinin özü katalitik aktiv mərkəzə malik deyil, ona görə də kimyəvi örtükdən əvvəl onu əvvəlcədən təmizləmək lazımdır.
istinad sənədləri:
Liu Han. Süni almaz mikro tozunun səthi örtmə texnologiyası və keyfiyyətinin öyrənilməsi [D]. Zhongyuan Texnologiya İnstitutu.
Yang Biao, Yang Jun və Yuan Guangsheng. Almaz səth örtüyünün ilkin təmizlənməsi prosesinin öyrənilməsi [J]. Kosmik məkanın standartlaşdırılması.
Li Jinghua. Tel mişar üçün istifadə edilən süni almaz mikro tozunun səthinin modifikasiyası və tətbiqi üzrə tədqiqat [D]. Zhongyuan Texnologiya İnstitutu.
Fang Lili, Zheng Lian, Wu Yanfei və s. Süni almaz səthinin kimyəvi nikellə örtülməsi prosesi [J]. IOL jurnalı.
Bu məqalə superhard material şəbəkəsində yenidən çap olunur
Göndərmə vaxtı: 13 mart 2025-ci il
