Өндүрүш катары жогорку деңгээлдеги трансформацияга, таза энергия жана жарым өткөргүч жана фотоэлектрдик өнөр жайды өнүктүрүү жаатындагы тез өнүгүү, алмаз куралдарынын жогорку эффективдүүлүгү жана жогорку тактык менен иштетүү жөндөмдүүлүгү өсүп, суроо-талап өсүүдө, бирок эң маанилүү чийки зат катары жасалма алмаз порошок, алмаз округу жана матрицаны кармап турган күч күчтүү эмес, жеңил эрте карбид куралынын өмүрү узак эмес. Бул көйгөйлөрдү чечүү үчүн, өнөр жай жалпысынан металл материалдары менен алмаз порошок беттик каптоо, анын беттик мүнөздөмөлөрүн жакшыртуу, бекемдигин жогорулатуу, куралдын жалпы сапатын жакшыртуу үчүн кабыл алат.
Алмаз порошоктун үстүн каптоо ыкмасы көбүрөөк, анын ичинде химиялык каптоо, электропластика, магнетрон менен чачуу, вакуумдук буулануу, ысык жарылуу реакциясы ж.б., анын ичинде химиялык каптоо жана жетилген процесс менен каптоо, бирдиктүү каптоо, каптоо курамын жана калыңдыгын так көзөмөлдөй алат, ылайыкташтырылган жабуунун артыкчылыктары, эки эң көп колдонулган технология болуп калды.
1. химиялык каптоо
Алмаз порошок химиялык каптоо химиялык каптоо эритмеге дарыланган алмаз порошок коюу болуп саналат, жана тыгыз металл каптоо түзүү, химиялык каптоо эритмесинде азайтуучу агенттин иш-аракети аркылуу каптоо эритмесинде металл иондорун депозит. Азыркы учурда, абдан көп колдонулган алмаз химиялык каптоо химиялык никель каптоо-phosphorus (Ni-P) бинардык эритмесин, адатта, химиялык никель каптоо деп аталат.
01 Химиялык никель менен каптоочу эритменин составы
Химиялык каптоочу эритменин курамы анын химиялык реакциясынын жылмакай жүрүшүнө, туруктуулугуна жана каптоо сапатына чечүүчү таасир этет. Анын курамында көбүнчө негизги туз, редукциялоочу агент, комплексер, буфер, стабилизатор, тездеткич, беттик активдүү зат жана башка компоненттер бар. Ар бир компоненттин пропорциясы жакшы каптоо эффектине жетүү үчүн кылдаттык менен жөнгө салынышы керек.
1, негизги туз: адатта никель сульфаты, никель хлориди, никелден аминокислота, никель карбонат, ж.б., анын негизги ролу никель булагы менен камсыз кылуу болуп саналат.
2. Редукциялоочу агент: ал негизинен атомдук суутек менен камсыз кылат, каптоочу эритмедеги Ni2+ти Ni ичине азайтат жана аны алмаз бөлүкчөлөрүнүн бетине жайгаштырат, бул каптоочу эритмедеги эң маанилүү компонент. Өнөр жайында, күчтүү кыскартуу жөндөмдүүлүгү, арзан баада жана жакшы жалатуу туруктуулугу менен натрий орто phosphate негизинен азайтуучу агент катары колдонулат. Кыскартуу системасы төмөнкү температурада жана жогорку температурада химиялык каптоого жетише алат.
3, татаал агент: каптоо эритмеси жаан-чачынды төктүрүшү мүмкүн, каптоо эритменинин туруктуулугун жогорулатуу, каптоочу эритменин кызмат мөөнөтүн узартуу, никельдин жайгашуу ылдамдыгын жакшыртуу, каптоо катмарынын сапатын жакшыртуу, жалпысынан сукцин кислотасын, лимон кислотасын, сүт кислотасын жана башка органикалык кислоталарды жана алардын туздарын колдонот.
4. Башка компоненттер: стабилизатор каптоочу эритменин ажырашына тоскоол болот, бирок ал химиялык каптоо реакциясынын пайда болушуна таасир этет, анткени орточо колдонуу керек; буфер рН үзгүлтүксүз туруктуулугун камсыз кылуу үчүн химиялык никель каптоо реакциясы учурунда H + өндүрө алат; беттик активдүү зат каптоо көзөнөктүүлүгүн азайтышы мүмкүн.
02 Химиялык никель менен каптоо процесси
Натрий гипофосфат системасынын химиялык каптоо матрицанын белгилүү бир каталитикалык активдүүлүккө ээ болушун талап кылат, ал эми алмаздын бетинин өзү каталитикалык активдүүлүк борборуна ээ эмес, ошондуктан алмаз порошоктун химиялык каптоодон мурун алдын ала тазалоо керек. Химиялык каптоодо салттуу алдын ала тазалоо ыкмасы май алып салуу, ириңдөө, сенсибилизация жана активдештирүү болуп саналат.
(1) Майды кетирүү, ириңдетүү: майды алып салуу, негизинен, алмаз порошокунун бетиндеги май, тактар жана башка органикалык булгоочу заттарды жок кылуу, кийинки жабуунун жакын туура келишин жана жакшы иштешин камсыз кылуу. Кесүү алмаздын бетинде майда чуңкурларды жана жаракаларды пайда кылышы мүмкүн, алмаздын бетинин тегиздигин жогорулатуу, бул жерде металл иондорунун адсорбциясы үчүн гана шарт түзбөстөн, кийинки химиялык каптоо жана электропластиканы жеңилдетет, ошондой эле алмаздын бетинде тепкичтерди пайда кылып, химиялык каптоо же электропластика катмарынын өсүшү үчүн жагымдуу шарттарды камсыз кылат.
Адатта, майды кетирүү кадамы, адатта, NaOH жана башка щелочтуу эритмени мунай тазалоочу эритме катары кабыл алат, ал эми ириңдөө кадамы үчүн азот кислотасы жана башка кислота эритмеси алмаздын бетине чийки химиялык эритме катары колдонулат. Мындан тышкары, бул эки шилтемелер алмаз порошок майын алып салуу жана оройлук натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн жагымдуу болуп саналат УЗИ тазалоочу машина менен колдонулушу керек, мунай алып салуу жана оройлук жараянында убакытты үнөмдөө, ошондой эле мунай алып салуу жана орой сөз таасирин камсыз кылуу,
(2) Сенсибилизация жана активдештирүү: сенсибилизация жана активдештирүү процесси химиялык каптоо процессинин эң маанилүү кадамы болуп саналат, ал химиялык каптоо жүргүзүлүшү мүмкүнбү же жокпу, түздөн-түз байланыштуу. Сенсибилизация – автокаталиттик жөндөмү жок алмаз порошоктун бетине оңой кычкылданган заттарды адсорбциялоо. активдештирүү алмаз порошок бетине каптоо чөкмө ылдамдыгын тездетүү үчүн, никель бөлүкчөлөрүнүн кыскартуу боюнча hypophosphoric кислотасы жана каталитикалык активдүү металл иондорунун (мисалы, металл палладий) кычкылдануу adsorb болуп саналат.
Жалпысынан алганда, сенсибилизация жана активдештирүү дарылоо убактысы өтө кыска, бриллиант бетиндеги металл палладий чекитинин пайда болушу азыраак, каптаманын адсорбциясы жетишсиз, каптоо катмары түшүп кетүү оңой же толук жабууну түзүү кыйын, жана дарылоо убактысы өтө узун, палладий чекитинин калдыктарын пайда кылат, ошондуктан, сенсибилдүүлүктү активдештирүү үчүн эң жакшы убакыт жана ~20.
(3) Химиялык никель каптоо: химиялык никель каптоо жараяны каптоо эритмесинин курамына гана эмес, ошондой эле каптоо эритмесинин температурасына жана PH маанисине да таасир этет. Салттуу жогорку температурадагы химиялык никель каптоо, жалпы температура 80 ~ 85 ℃ болот, 85 ℃ ашыкча каптоочу эритменин чиришине алып келет, ал эми 85 ℃ төмөн температурада реакция ылдамдыгы ошончолук тез болот. PH мааниси боюнча, рН жогорулаган сайын каптоо чөкмөлөрү көтөрүлөт, бирок рН никель тузунун чөкмө түзүлүшү химиялык реакциянын ылдамдыгын токтотот, ошондуктан химиялык никель менен каптоо процессинде химиялык каптоочу эритменин курамын жана катышын оптималдаштыруу, химиялык каптоо процессинин шарттарын, химиялык каптоо чөкүү ылдамдыгын контролдоо, каптоо тыгыздыгы, каптоо коррозияга туруктуулугу, каптоо бриллиантынын өнөр жайлык талабын канааттандыруу ыкмасы.
Мындан тышкары, бир каптоо идеалдуу каптоо калыңдыгына жетише албайт, көбүкчөлөр, тешикчелер жана башка кемчиликтер болушу мүмкүн, ошондуктан каптаманын сапатын жакшыртуу жана капталган алмаз порошокунун дисперсиясын жогорулатуу үчүн бир нече каптоо алынышы мүмкүн.
2. электро никелденүү
Алмазды химиялык никель менен каптагандан кийин каптоо катмарында фосфордун болушуна байланыштуу ал начар электр өткөрүмдүүлүккө алып келет, бул алмаз инструментине кум жүктөө процессине (алмаздын бөлүкчөлөрүн матрицанын бетине бекитүү процессине) таасирин тийгизет, андыктан фосфору жок каптоочу катмар никель жалатуу жолунда колдонулушу мүмкүн. Атайын операция алмаз порошокту никель иондорун камтыган каптоо эритмесине салуу, алмаз бөлүкчөлөрү катодго кубаттуу терс электрод менен тийип, никель металл блогу каптоочу эритмеге чөмүлдүрүлүп, анод болуу үчүн кубаттын оң электродуна кошулат, электролиттик аракет аркылуу каптоо эритмесиндеги бош никель иондору алмаздын бетинде атомдорго чейин өсүп, атомдорго айланышат.
01 каптоочу эритменин составы
Химиялык жалатуу эритмеси сыяктуу эле, электрокаптык эритме негизинен электропластика процесси үчүн керектүү металл иондорун камсыздайт жана керектүү металл каптоосун алуу үчүн никелдин жайгаштыруу процессин көзөмөлдөйт. Анын негизги компоненттерине негизги туз, аноддук активдүү агент, буфердик агент, кошумчалар жана башкалар кирет.
(1) Негизги туз: негизинен никель сульфаты, никель аминосульфонаты ж.б. колдонуу. Жалпысынан алганда, негизги туздун концентрациясы канчалык жогору болсо, каптоочу эритмеде диффузия ошончолук тезирээк болот, учурдагы эффективдүүлүк ошончолук жогору, металлдын чөкмө ылдамдыгы ошончолук жогору болот, бирок каптоо бүртүкчөлөрү орой болуп калат, жана негизги туздун концентрациясынын азайышы, кооптуулуктун начарлашы, өткөргүчтүгүн контролдоо кыйыныраак болот.
(2) Аноддун активдүү агенти: анод пассивацияга оңой, начар өткөрүмдүүлүккө оңой, токтун бөлүштүрүлүшүнүн бирдейлигине таасир этет, аноддун активдешүүсүн илгерилетүү үчүн аноддук активатор катары никель хлориди, натрий хлориди жана башка агенттерди кошуу керек, аноддун пассивациясынын учурдагы тыгыздыгын жакшыртуу.
(3) Буфердик агент: химиялык каптоо эритмеси сыяктуу, буфердик агент каптоочу эритменин жана катоддун рНнын салыштырмалуу туруктуулугун сактай алат, ошондуктан ал электрокаптык процесстин жол берилген чегинде өзгөрүп турушу мүмкүн. Жалпы буфердик агент бор кислотасы, уксус кислотасы, натрий гидрокарбонаты жана башкалар бар.
(4) Башка кошумчалар: жабуунун талаптарына ылайык, жабуунун сапатын жакшыртуу үчүн жаркыраган агент, тегиздөөчү агент, нымдоочу агент жана ар кандай агент жана башка кошумчаларды туура өлчөмдө кошуңуз.
02 Алмаз электрокапталган никелдин агымы
1. каптоо алдында pretreatment: алмаз көп өткөргүч эмес, жана башка каптоо жараяндар аркылуу металл катмары менен капталган болушу керек. Химиялык каптоо ыкмасы көбүнчө металлдын катмарын алдын ала каптоо жана коюуда колдонулат, ошондуктан химиялык каптоо сапаты каптоочу катмардын сапатына белгилүү бир деңгээлде таасирин тийгизет. Жалпысынан алганда, химиялык каптоо кийин каптоо фосфор мазмуну каптоо сапатына зор таасирин тийгизет, ал эми жогорку Phosphorus каптоо кислоталуу чөйрөдө салыштырмалуу жакшы коррозияга каршылык бар, каптоо бети көбүрөөк шишик бар, чоң бети тегиздик жана магниттик касиети жок; орто phosphorus каптоо коррозияга туруктуулугуна да, эскиришине да ээ; аз фосфор каптоо салыштырмалуу жакшы өткөргүчтүгү бар.
Мындан тышкары, алмаз порошоктун бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү канчалык кичине болсо, каптоодо, каптоо эритмесинде сүзүү оңой, агып кетүү, каптоо, каптоо борпоң катмар кубулуштарын пайда кылат, каптоодон мурун, P мазмунун жана каптоо сапатын көзөмөлдөө керек, алмаз порошоктун өткөргүчтүгүн жана тыгыздыгын көзөмөлдөө үчүн, порошоктун сүзүү оңойлугун жакшыртуу үчүн.
2, никель менен каптоо: азыркы учурда, алмаз порошок каптоо көбүнчө прокат каптоо ыкмасын кабыл алат, башкача айтканда, бөтөлкөдөгү алмаз порошокту бөтөлкөнүн айлануусу аркылуу бөтөлкөдөгү бриллиант порошоктун туура көлөмү бөтөлкөгө куюуга кошулат, белгилүү бир көлөмдөгү жасалма алмаз порошок. Ошол эле учурда оң электрод никель блогу менен, ал эми терс электрод жасалма алмаз порошок менен байланышкан. Электр талаасынын таасири астында каптоочу эритмеде бош болгон никель иондору жасалма алмаз порошокунун бетинде металл никельди түзөт. Бирок, бул ыкма төмөн жабуунун натыйжалуулугун жана тегиз эмес каптоо көйгөйлөр бар, ошондуктан айлануучу электрод ыкмасы пайда болгон.
Айлануучу электрод ыкмасы алмаз порошок каптоо катодду айлантуу болуп саналат. Бул жол электрод менен алмаз бөлүкчөлөрүнүн ортосундагы байланыш аянтын көбөйтүү, бөлүкчөлөр ортосундагы бирдей өткөргүчтүктү жогорулатуу, каптоо тегиз эмес көрүнүшүн жакшыртуу жана алмаз никелден каптоо өндүрүштүн натыйжалуулугун жогорулатууга болот.
кыскача резюме
Алмаз куралдарынын негизги чийки заты катары, алмаз микропорошоктун беттик модификациясы матрицалык башкаруу күчүн жогорулатуу жана куралдардын кызмат мөөнөтүн жакшыртуу үчүн маанилүү каражат болуп саналат. Алмаз куралдарынын кум жүктөө ылдамдыгын жакшыртуу үчүн, никель жана фосфор катмары, адатта, белгилүү бир өткөргүчтүккө ээ болуу үчүн алмаз микропунун бетине капталышы мүмкүн, андан кийин никель менен капталган катмарды коюу жана өткөргүчтүктү күчөтөт. Бирок алмаздын бетинин өзү каталитикалык активдүү борборго ээ эмес экенин белгилей кетүү керек, ошондуктан аны химиялык каптоодон мурун алдын ала тазалоо керек.
шилтеме документтер:
Лю Хан. Жасалма алмаз микро порошоктун беттик каптоо технологиясы жана сапатын изилдөө [D]. Zhongyuan технологиялык институту.
Ян Бяо, Ян Цзюнь жана Юань Гуаншэн. Алмаздын беттик каптоо процессин алдын ала изилдөө [J]. Космос мейкиндигин стандартташтыруу.
Ли Цзинхуа. зым араа үчүн колдонулган жасалма алмаз микро порошок беттик өзгөртүү жана колдонуу боюнча изилдөө [D]. Zhongyuan технологиялык институту.
Фан Лили, Чжэн Лиан, Ву Янфэй жана башкалар. Жасалма алмаз бетинин химиялык никель менен каптоо процесси [J]. IOL журналы.
Бул макала superhard материалдык тармагында кайра басылып чыккан
Посттун убактысы: 13-март-2025
