Краткое введение в передовое композитное гальваническое покрытие собственной разработки
Композитное гальванопокрытие — это новый тип гальванического покрытия, разработанный в 1920-х годах, и первый патент не появлялся до 1949 года. Это алмазный композит американского Симоса (Simos), использующий совместное осаждение алмаза и никеля для изготовления режущих инструментов. технология нанесения покрытия. С тех пор композитное покрытие привлекло внимание специалистов по гальванике в разных странах, и исследования и разработки были очень активными. Сегодня это стало очень важной отраслью гальванических технологий.
Характерной чертой композитного гальванического покрытия является осаждение частиц с различными функциональными возможностями в слой покрытия в качестве матрицы для получения слоя покрытия с характерными функциями частиц. Используются различные частицы: износостойкое покрытие, антифрикционное покрытие, высокотвердое режущее покрытие, флуоресцентное покрытие, композитное покрытие из специального материала, нанокомпозитное покрытие и т. д.
Почти все виды гальванопокрытий могут быть использованы в качестве основной ванны для композитного гальванопокрытия, включая одиночное металлическое покрытие и покрытие сплавом. Тем не менее, обычно используемые основные ванны для композитного покрытия в основном представляют собой никелирование. В последнее время существуют также композиционные покрытия на основе цинка и гальванических сплавов для реального производства.
Раньше композитные частицы представляли собой в основном износостойкие материалы, такие как карбид кремния, оксид алюминия и т. д., а теперь они превратились в композитные покрытия с множеством функций. Тем более, что с появлением понятия нанометров время от времени появлялись композитные покрытия, называемые нанокомпозитными материалами. Именно здесь композитные покрытия имеют большой потенциал.
2. Принцип композитного гальванического покрытия
Композитное гальванопокрытие, также известное как плакирование и инкрустация, представляет собой новый процесс покрытия твердых частиц в металлическом покрытии для улучшения характеристик покрытия. В зависимости от свойств твердых частиц с покрытием получают композиционные покрытия с различными функциями.
В процессе изучения совместного гальванического осаждения композитов компания Renxin предложила три механизма совместного осаждения, а именно механическое совместное осаждение, электрофоретическое совместное осаждение и адсорбционное совместное осаждение. В настоящее время общепринятой является теория двухстадийной адсорбции, предложенная Н. Гульельми в 1972 г. Модель, предложенная Гульельми, предполагает, что поверхность частиц в гальваническом растворе окружена ионами. Достигнув поверхности катода, они сначала слабо адсорбируются (слабо адсорбируются) на поверхности катода. Это физическая адсорбция и обратимый процесс. Частицы постепенно попадают на поверхность катода и затем покрываются осаждаемым металлом.
Математическая обработка стадии слабой адсорбции в этой модели принимает форму изотермы адсорбции Ленгмюра. Для стадии сильной адсорбции считается, что скорость сильной адсорбции частиц связана с охватом слабой адсорбции и электрическим полем на границе между электродом и раствором. Некоторые исследования процесса совместного осаждения износостойких никель-алмазных композиционных покрытий показывают, что механизм совместного осаждения никеля и алмаза соответствует двухступенчатой модели адсорбции Гульельми, а стадия регулирования скорости является сильной стадией адсорбции. Пока что композитное электроосаждение, как и другие новые технологии и новые технологии, значительно опережает теорию на практике, и исследования его механизма постоянно развиваются.
3. Добавки для композиционных гальванопокрытий
В матричном покрытии композитного гальванического покрытия часто можно использовать исходную серию добавок этого типа покрытия, например, композитное покрытие с никелированием в качестве носителя, а также можно использовать отбеливатель никелирования с низким напряжением. Однако, в соответствии с принципом композитного гальванического покрытия, само композитное гальванопокрытие также требует использования некоторых добавок для содействия совместному осаждению композита и частиц. Эти добавки включают регуляторы электрических характеристик частиц, поверхностно-активные вещества, антиоксиданты, стабилизаторы и т. д. в соответствии с их функциями.
(1). Регулятор заряда
Поскольку совместное осаждение частиц и покрытия под действием электрического поля является важным процессом композитного покрытия, создание частиц с положительным зарядом выгодно для совместного осаждения, но большинство частиц электрически нейтральны и должны быть обрабатывают, чтобы поверхность адсорбировала положительно заряженные частицы. Некоторые ионы металлов, такие как Ti plus , Rb plus и т. д., могут адсорбироваться на поверхности оксида алюминия с образованием частиц с положительным зарядом, что выгодно для совместного осаждения с покрытием. Некоторые сложные соли и высокомолекулярные соединения также имеют функцию регулирования заряда частиц. Чтобы полностью объединить поверхностную энергию частиц с соответствующими соединениями, для цельнокомпозитного покрытия требуется, чтобы частицы, добавляемые в раствор для покрытия, подвергались обработке поверхности, аналогичной обезжириванию и активации поверхности в процессе гальванического покрытия, для получения благоприятного взаимодействия. -отложение. электрические свойства.
(2). ПАВ
В композитное покрытие с карбидом кремния в качестве композитных частиц добавляется фторуглеродное поверхностно-активное вещество для облегчения совместного осаждения частиц. Поэтому некоторые поверхностно-активные вещества также являются потенциальными модификаторами. Но ПАВ действует и как диспергатор, что также важно для равномерного распределения частиц в ванне. Есть также некоторые поверхностно-активные вещества, которые обладают очевидными потенциальными характеристиками и имеют очевидный эффект при определенном потенциале, что выгодно для композитного покрытия градиентной структуры.