איך מצפים את אבקת היהלום?

מכיוון שהייצור לשינוי מתקדמת, ההתפתחות המהירה בתחום האנרגיה הנקייה ופיתוח התעשייה המוליכים למחצה ופוטו-וולטאיים, עם יעילות גבוהה ויכולת עיבוד דיוק גבוהה של כלי יהלום הגוברים את הביקוש, אך אבקת יהלום מלאכותית, כיוון שאינו ארוך חומר הגלם החשוב ביותר, מחוז היהלום וכוח ההחזקה של המטריצה ​​אינו חזק. על מנת לפתור בעיות אלה, התעשייה בדרך כלל מאמצת את ציפוי פני אבקת היהלום עם חומרי מתכת, כדי לשפר את מאפייני השטח שלה, לשפר את העמידות, כדי לשפר את האיכות הכוללת של הכלי.

שיטת ציפוי פני השטח של אבקת היהלום היא יותר, כולל ציפוי כימי, ציפוי מרופט אלקטרוליטי, ציפוי מגנטרון, ציפוי אידוי ואקום, תגובת פרץ חם וכו ', כולל ציפוי כימי וציפוי בתהליך בוגר, ציפוי אחיד, יכול לשלוט במדויק על הרכב הציפוי והעובי, היתרונות של ציפוי מותאם אישית, הפך לתעשייה לשני הטכנולוגיה הנפוצה ביותר.

1. ציפוי כימי

ציפוי כימי של אבקת יהלום הוא להכניס את אבקת היהלום המטופלת לתמיסת הציפוי הכימי, ולהפקיד את יוני המתכת בתמיסת הציפוי דרך פעולת החומר המפחית בתמיסת הציפוי הכימי, ויוצרים ציפוי מתכת צפוף. נכון לעכשיו, ציפוי כימי ביהלום הנפוץ ביותר הוא סגסוגת בינארית של ציפוי ניקל כימי-פוספורוס (NI-P) נקראת בדרך כלל ציפוי ניקל כימי.

01 הרכב תמיסת ציפוי ניקל כימי

להרכב תמיסת ציפוי כימי משפיע מכריע על ההתקדמות החלקות, היציבות ואיכות הציפוי של התגובה הכימית שלה. בדרך כלל הוא מכיל מלח ראשי, חומר צמצום, מורכב, חיץ, מייצב, מאיץ, פעילי שטח ורכיבים אחרים. יש להתאים בזהירות את החלק של כל רכיב כדי להשיג את אפקט הציפוי הטוב ביותר.

1, מלח עיקרי: בדרך כלל ניקל סולפט, כלוריד ניקל, חומצה אמינית סולפונית ניקל, ניקל פחמתי וכו ', תפקידה העיקרי הוא לספק מקור ניקל.

2. סוכן רדוקטיבי: הוא מספק בעיקר מימן אטומי, מפחית את Ni2 + בתמיסת הציפוי ל- Ni ומפקידה אותו על פני חלקיקי היהלום, שהוא המרכיב החשוב ביותר בתמיסת הציפוי. בענף, פוספט משני נתרן עם יכולת הפחתה חזקה, עלות נמוכה ויציבות ציפוי טובה משמש בעיקר כחומר המפחית. מערכת הפחתה יכולה להשיג ציפוי כימי בטמפרטורה נמוכה ובטמפרטורה גבוהה.

3, סוכן מורכב: תמיסת הציפוי יכולה לזרז את המשקעים, לשפר את היציבות של תמיסת הציפוי, להרחיב את חיי השירות של תמיסת הציפוי, לשפר את מהירות התצהיר של ניקל, לשפר את איכות שכבת הציפוי, להשתמש בדרך כלל בחומצת סוקיינין, חומצה לייטרית, חומצה לקטית וחומצות אורגניות אחרות ומלחים.

4. רכיבים אחרים: המייצב יכול לעכב את הפירוק של תמיסת הציפוי, אך מכיוון שהוא ישפיע על התרחשות תגובת הציפוי הכימי, זקוק לשימוש בינוני; המאגר יכול לייצר H + במהלך תגובת ציפוי הניקל הכימי כדי להבטיח את היציבות המתמשכת של pH; חומר השטח יכול להפחית את נקבוביות הציפוי.

02 תהליך ציפוי הניקל הכימי

ציפוי כימי של מערכת הנתרן היפופוספט מחייב כי למטריצה ​​חייבת להיות פעילות קטליטית מסוימת, ולמשטח היהלום עצמו אין מרכז פעילות קטליטי, ולכן יש לטפל בה מראש לפני ציפוי כימי של אבקת יהלום. שיטת הטיפול המסורתית של ציפוי כימי היא הסרת שמן, גס, רגישות והפעלה.

(1) הסרת שמן, גס: הסרת שמן היא בעיקר להסרת השמן, הכתמים ומזהמים אורגניים אחרים על פני אבקת היהלום, כדי להבטיח את ההתאמה הקרובה והביצועים הטובים של הציפוי שלאחר מכן. הגסות יכולות ליצור כמה בורות וסדקים קטנים על פני יהלום, להגביר את חספוס פני השטח של היהלום, אשר לא רק תורם לספיחה של יוני מתכת במקום זה, מקלים על ציפוי כימי אחר כך, אלא גם יוצרים צעדים על פני יהלום, תוך מתן תנאים חיוביים לגידול של ציפוי כימיקלים או תחשמל.

בדרך כלל, שלב הסרת השמן בדרך כלל לוקח את NaOH ותמיסת אלקליין אחרת כפתרון הסרת השמן, ולצעד הגס, חומצה החנקתית ותמיסת חומצה אחרת משמשת כפתרון הכימי הגולמי כדי לחרוט את משטח היהלום. בנוסף, יש להשתמש בשני קישורים אלה עם מכונת ניקוי קולי, אשר תורמת לשיפור היעילות של הסרת שמן אבקת יהלום וגסות, חסכו את הזמן בתהליך הסרת השמן והגסות, ולהבטיח את ההשפעה של הסרת שמן ודיבורים גסים,

(2) רגישות והפעלה: תהליך הרגישות וההפעלה הוא הצעד הקריטי ביותר בתהליך הציפוי הכימי, הקשור ישירות לשאלה האם ניתן לבצע את הציפוי הכימי. רגישות היא לספוג חומרים מחומצנים בקלות על פני אבקת היהלום שאין להם יכולת אוטוקטלטית. ההפעלה היא לספוג את החמצון של חומצה היפופוספורית ויוני מתכת פעילים קטליטי (כמו פלדיום מתכת) על הפחתת חלקיקי הניקל, כדי להאיץ את קצב התצהיר של הציפוי על פני אבקת היהלום.

באופן כללי, זמן הטיפול ברגישות וההפעלה הוא קצר מדי, היווצרות נקודת הפלדיום המתכתית של יהלום היא פחותה, ספיחת הציפוי אינה מספיקה, קל לשכבת הציפוי קל ליפול או קשה ליצור ציפוי מלא, וזמן הטיפול ארוך מדי, יגרום לפסולת נקודת הפלדיום, ולכן הזמן הטוב ביותר לרגישות לטיפול וטיפול בפעילות הוא 20 מ '.

(3) ציפוי ניקל כימי: תהליך ציפוי הניקל הכימי לא מושפע רק מההרכב של תמיסת הציפוי, אלא גם מושפע מטמפרטורת תמיסת הציפוי וערך ה- pH. ציפוי ניקל כימי מסורתי בטמפרטורה גבוהה, הטמפרטורה הכללית תהיה ב 80 ~ 85 ℃, יותר מ- 85 ℃ קל לגרום לפירוק תמיסת הציפוי, ובטמפרטורה נמוכה מ- 85 ℃, כך קצב התגובה מהיר יותר. על פי ערך החומציות, ככל שקצב התמצאות הציפוי של הצילום יגדל, אך ה- pH יגרום גם להיווצרות משקעי מלח ניקל לעכב את קצב התגובה הכימית, ולכן בתהליך של ציפוי ניקל כימי על ידי אופטימיזציה של הרכב הפתרונות של ציפוי כימי ויחס, תנאי ציפוי כימי, לשלוט על שיעור התפתחות הציפוי של ציפוי ציפוי, אבקת ציפוי של ציפוי ציפוי.

בנוסף, ציפוי בודד עשוי לא להשיג את עובי הציפוי האידיאלי, וייתכן שיש בועות, חורי סיכה ופגמים אחרים, כך שניתן לקחת ציפוי מרובה כדי לשפר את איכות הציפוי ולהגדיל את פיזור אבקת היהלום המצופה.

2. אלקטרו ניקלינג

בשל נוכחותו של זרחן בשכבת הציפוי לאחר ציפוי ניקל כימי ביהלום, הוא מוביל למוליכות חשמלית לקויה, המשפיעה על תהליך העמסת החול של כלי היהלום (תהליך תיקון חלקיקי היהלום על משטח המטריצה), כך שניתן להשתמש בשכבת ציפוי ללא זרחן בדרך של ציפוי ניקל. הפעולה הספציפית היא להכניס את אבקת היהלום לפיתרון הציפוי המכיל יוני ניקל, חלקיקי יהלומים מגעים עם האלקטרודה השלילית של הכוח לקתודה, מתכת ניקל שקועה בתמיסת הציפוי ומחוברת לאלקטרודה החיובית של הכוח כדי להפוך לאנודה, דרך הפעולה האלקטרוליטית, יוני הניקלים החופשיים בתמיסת הציפוי מופחתים לאטומים על משטח היהלום והגדולים.

01 הרכב פיתרון הציפוי

בדומה לפיתרון ציפוי כימי, תמיסת האלקטרופילציה מספקת בעיקר את יוני המתכת הדרושים לתהליך ההחלמה, ושולטת בתהליך התמקדות הניקל כדי להשיג את ציפוי המתכת הנדרש. הרכיבים העיקריים שלו כוללים מלח ראשי, סוכן פעיל אנודה, סוכן חיץ, תוספים וכן הלאה.

(1) מלח עיקרי: בעיקר באמצעות ניקל סולפט, ניקל אמינו סולפונט וכו '. בדרך כלל, כך ריכוז המלח העיקרי גבוה יותר, כך הפיזור המהיר יותר בתמיסת הציפוי, כך היעילות הנוכחית גבוהה יותר, קצב הדבקה של המתכת, אך גרגרי הציפוי יהפכו לגס, וירידה בריכוז המלח העיקרי, ככל שהמוליכות הגרועה יותר של הציפוי, וקשה לשלוט.

(2) סוכן פעיל אנודה: מכיוון שהאנודה קלה לפסיבציה, מוליכות קלה עד לקויה, המשפיעה על האחידות של התפלגות הזרם, כך שיש צורך להוסיף כלוריד ניקל, נתרן כלוריד וסוכנים אחרים כמפעיל אנודי לקידום הפעלת אנודה, לשפר את הצפיפות הנוכחית של פסיבציה של האנודה.

(3) סוכן חיץ: כמו תמיסת הציפוי הכימי, סוכן החיץ יכול לשמור על היציבות היחסית של תמיסת הציפוי ועל ה- Catode PH, כך שהוא יכול להשתנות בטווח המותר של תהליך האלקטרופיילציה. לחומר חיץ נפוץ יש חומצה בורית, חומצה אצטית, נתרן ביקרבונט וכן הלאה.

(4) תוספים אחרים: על פי הדרישות של הציפוי, הוסיפו כמות נכונה של סוכן בהיר, סוכן פילוס, סוכן הרטבה וסוכן שונות ותוספים אחרים לשיפור איכות הציפוי.

02 יהלום זרימת ניקל חשמלית

1. טיפול מקדים לפני ציפוי: היהלום לרוב אינו מוליך, והוא צריך להיות מצופה עם שכבה של מתכת באמצעות תהליכי ציפוי אחרים. שיטת ציפוי כימית משמשת לרוב כדי לצמצם שכבה של מתכת ועיבוי, כך שאיכות הציפוי הכימי תשפיע על איכות שכבת הציפוי במידה מסוימת. באופן כללי, לתוכן הזרחן בציפוי לאחר ציפוי כימי יש השפעה רבה על איכות הציפוי, ולציפוי הזרחן הגבוה יש עמידות יחסית לקורוזיה בסביבה חומצית, למשטח הציפוי יש יותר בליטה של ​​גידול, חספוס פנים גדול וללא תכונה מגנטית; בציפוי הזרחן הבינוני יש גם עמידות בפני קורוזיה וגם עמידות בלאי; לציפוי הזרחן הנמוך יש מוליכות טובה יחסית.

בנוסף, ככל שגודל החלקיקים של אבקת היהלום קטן יותר, כך שטח הפנים הספציפי גדול יותר, כאשר ציפוי, קל לצוף בתמיסת הציפוי, ייצר דליפה, ציפוי, ציפוי תופעת שכבה רופפת, לפני ציפוי, צריך לשלוט בתכולת ה- P ובאיכות הציפוי, לשלוט על המוליכות והצפיפות של אבקת היהלום כדי לשפר את האבקה כדי לרחף.

2, ציפוי ניקל: נכון לעכשיו, ציפוי אבקת יהלום מאמצת לעתים קרובות את שיטת הציפוי המתגלגל, כלומר הכמות הנכונה של תמיסת אלקטרוליסטית מתווספת בבקבוק, כמות מסוימת של אבקת יהלום מלאכותית לתמיסת האלקטרופילציה, דרך סיבוב הבקבוק, תניע את אבקת היהלום בבקבוק כדי לגלגל. במקביל, האלקטרודה החיובית מחוברת עם בלוק הניקל, והאלקטרודה השלילית מחוברת לאבקת היהלום המלאכותית. תחת פעולת השדה החשמלי, יוני הניקל חופשיים בתמיסת הציפוי יוצרים ניקל מתכת על פני אבקת היהלום המלאכותי. עם זאת, לשיטה זו יש בעיות של יעילות ציפוי נמוכה וציפוי לא אחיד, ולכן שיטת האלקטרודה המסתובבת נערכה.

שיטת האלקטרודה המסתובבת היא לסובב את הקתודה בציפוי אבקת יהלום. דרך זו יכולה להגדיל את שטח המגע בין חלקיקי האלקטרודה והיהלום, להגדיל את המוליכות האחידה בין החלקיקים, לשפר את התופעה הלא אחידה של הציפוי ולשפר את יעילות הייצור של ציפוי ניקל היהלומים.

סיכום קצר

כחומר הגלם העיקרי של כלי היהלום, שינוי פני השטח של אבקת מיקרו ליהלום הוא אמצעי חשוב לשיפור כוח בקרת המטריצה ​​ולשיפור חיי השירות של הכלים. על מנת לשפר את קצב העמסת החול של כלי היהלום, בדרך כלל ניתן לצמוח שכבה של ניקל וזרחן על פני אבקת מיקרו של יהלום כדי לקבל מוליכות מסוימת, ואז לעבות את שכבת הציפוי על ידי ציפוי ניקל, ולשפר את המוליכות. עם זאת, יש לציין כי למשטח היהלום עצמו אין מרכז פעיל קטליטי, ולכן יש לטפל בו מראש לפני הציפוי הכימי.

תיעוד הפניה:

ליו האן. מחקר על טכנולוגיית ציפוי השטח ואיכות אבקת מיקרו היהלום המלאכותית [D]. מכון טכנולוגיה ג'ונגיואן.

יאנג ביאו, יאנג ג'ון ויואן גואנגשנג. מחקר על תהליך הטיפול המקדים של ציפוי משטח יהלום [J]. סטנדרטיזציה של חלל.

לי ג'ינגהואה. מחקר על שינוי פני השטח ויישום אבקת מיקרו יהלום מלאכותית המשמשת למסור תיל [D]. מכון טכנולוגיה ג'ונגיואן.

פאנג לילי, ג'נג ליאן, וו ינפי, ואח '. תהליך ציפוי ניקל כימי של משטח יהלום מלאכותי [J]. Journal of IOL.

מאמר זה מודפס מחדש ברשת החומרים העל -סופררד