Ինչպե՞ս ծածկել ադամանդի փոշին։

Բարձրակարգ արտադրության վերափոխմանը զուգընթաց, մաքուր էներգիայի և կիսահաղորդչային ու ֆոտովոլտային արդյունաբերության արագ զարգացմանը զուգընթաց, ադամանդե գործիքների բարձր արդյունավետության և բարձր ճշգրտության մշակման ունակության պահանջարկը մեծանում է, սակայն արհեստական ​​ադամանդի փոշին որպես ամենակարևոր հումք, ադամանդի շրջանը և մատրիցային պահող ուժը հեշտ չէ, իսկ վաղ կարբիդային գործիքների կյանքը երկար չէ։ Այս խնդիրները լուծելու համար արդյունաբերությունը սովորաբար կիրառում է ադամանդե փոշիի մակերեսային ծածկույթ մետաղական նյութերով՝ մակերեսային բնութագրերը բարելավելու, դիմացկունությունը բարձրացնելու և գործիքի ընդհանուր որակը բարելավելու համար։

Ադամանդի փոշու մակերեսային ծածկույթի մեթոդը ներառում է քիմիական ծածկույթ, էլեկտրոլիտիկ ծածկույթ, մագնետրոնային փոշիացման ծածկույթ, վակուումային գոլորշիացման ծածկույթ, տաք պայթյունի ռեակցիա և այլն, ներառյալ քիմիական ծածկույթը և հասուն գործընթացով ծածկույթը, միատարր ծածկույթը, կարող է ճշգրիտ վերահսկել ծածկույթի կազմը և հաստությունը, անհատականացված ծածկույթի առավելությունները, դարձել են արդյունաբերության երկու ամենատարածված տեխնոլոգիաները:

1. քիմիական ծածկույթ

Ադամանդի փոշու քիմիական ծածկույթը մշակված ադամանդի փոշին քիմիական ծածկույթի լուծույթի մեջ լցնելն է, և մետաղական իոնները ծածկույթի լուծույթում նստեցնելը՝ քիմիական ծածկույթի լուծույթում վերականգնող նյութի ազդեցության միջոցով, ձևավորելով խիտ մետաղական ծածկույթ։ Ներկայումս ադամանդի քիմիական ծածկույթի ամենատարածված տեսակը քիմիական նիկելապատում-ֆոսֆոր (Ni-P) երկուական համաձուլվածքն է, որը սովորաբար կոչվում է քիմիական նիկելապատում։

01 Քիմիական նիկելապատման լուծույթի կազմը

Քիմիական ծածկույթապատման լուծույթի կազմը որոշիչ ազդեցություն ունի քիմիական ռեակցիայի սահուն ընթացքի, կայունության և ծածկույթի որակի վրա: Այն սովորաբար պարունակում է հիմնական աղ, վերականգնող նյութ, կոմպլեքսացնող նյութ, բուֆեր, կայունացուցիչ, արագացուցիչ, մակերևութային ակտիվ նյութ և այլ բաղադրիչներ: Յուրաքանչյուր բաղադրիչի համամասնությունը պետք է ուշադիր կարգավորվի՝ լավագույն ծածկույթային էֆեկտին հասնելու համար:

1, հիմնական աղ. սովորաբար նիկելի սուլֆատ, նիկելի քլորիդ, նիկելի ամինոսուլֆոնաթթու, նիկելի կարբոնատ և այլն, դրա հիմնական դերը նիկելի աղբյուր ապահովելն է։

2. Վերականգնող նյութ. այն հիմնականում ապահովում է ատոմային ջրածին, վերականգնում է Ni2+-ը ծածկույթապատման լուծույթում Ni-ի և նստեցնում այն ​​ադամանդի մասնիկների մակերեսին, որը ծածկույթապատման լուծույթի ամենակարևոր բաղադրիչն է: Արդյունաբերությունում որպես վերականգնող նյութ հիմնականում օգտագործվում է նատրիումի երկրորդային ֆոսֆատը՝ ուժեղ վերականգնողական ունակությամբ, ցածր գնով և լավ ծածկույթապատման կայունությամբ: Վերականգնման համակարգը կարող է քիմիական ծածկույթ ապահովել ցածր և բարձր ջերմաստիճաններում:

3, բարդ նյութ. ծածկույթի լուծույթը կարող է նստվածք առաջացնել, բարձրացնել ծածկույթի լուծույթի կայունությունը, երկարացնել ծածկույթի լուծույթի ծառայության ժամկետը, բարելավել նիկելի նստեցման արագությունը, բարելավել ծածկույթի շերտի որակը, ընդհանուր առմամբ օգտագործել սուկցինաթթու, կիտրոնաթթու, կաթնաթթու և այլ օրգանական թթուներ և դրանց աղեր:

4. Այլ բաղադրիչներ. կայունացուցիչը կարող է կանխել ծածկույթի լուծույթի քայքայումը, բայց քանի որ այն կազդի քիմիական ծածկույթի ռեակցիայի առաջացման վրա, անհրաժեշտ է չափավոր օգտագործում. բուֆերը կարող է առաջացնել H+ քիմիական նիկելապատման ռեակցիայի ընթացքում՝ pH-ի շարունակական կայունությունն ապահովելու համար. մակերևութային ակտիվ նյութը կարող է նվազեցնել ծածկույթի ծակոտկենությունը:

02 Քիմիական նիկելապատման գործընթաց

Նատրիումի հիպոֆոսֆատային համակարգի քիմիական ծածկույթը պահանջում է, որ մատրիցը ունենա որոշակի կատալիտիկ ակտիվություն, և ադամանդի մակերեսն ինքնին չունի կատալիտիկ ակտիվության կենտրոն, ուստի այն պետք է նախնական մշակվի ադամանդի փոշու քիմիական ծածկույթից առաջ: Քիմիական ծածկույթի ավանդական նախնական մշակման մեթոդը յուղի հեռացումն է, կոպտացումը, զգայունացումը և ակտիվացումը:

(1) Յուղի հեռացում, կոպտացում. Յուղի հեռացումը հիմնականում նախատեսված է ադամանդի փոշու մակերեսից յուղը, բծերը և այլ օրգանական աղտոտիչները հեռացնելու համար՝ հետագա ծածկույթի ամուր տեղավորումը և լավ աշխատանքը ապահովելու համար: Կոշտացումը կարող է ադամանդի մակերեսին առաջացնել որոշ փոքր փոսիկներ և ճաքեր, մեծացնելով ադամանդի մակերեսի կոպտությունը, ինչը ոչ միայն նպաստում է մետաղական իոնների ներծծմանը այս տեղում, հեշտացնում է հետագա քիմիական ծածկույթը և էլեկտրոլիտիկ ծածկույթը, այլև աստիճաններ է առաջացնում ադամանդի մակերեսին՝ ստեղծելով բարենպաստ պայմաններ քիմիական ծածկույթի կամ էլեկտրոլիտիկ ծածկույթի մետաղական նստվածքի շերտի աճի համար:

Սովորաբար, յուղի հեռացման փուլում որպես յուղի հեռացման լուծույթ օգտագործվում է NaOH և այլ ալկալային լուծույթ, իսկ կոպտացման փուլում ազոտական ​​թթուն և այլ թթվային լուծույթն օգտագործվում է որպես հում քիմիական լուծույթ՝ ադամանդի մակերեսը փորագրելու համար։ Բացի այդ, այս երկու օղակները պետք է օգտագործվեն ուլտրաձայնային մաքրման մեքենայի հետ, ինչը նպաստում է ադամանդի փոշու յուղի հեռացման և կոպտացման արդյունավետության բարձրացմանը, խնայում է յուղի հեռացման և կոպտացման գործընթացի ժամանակը և ապահովում յուղի հեռացման և կոպտացման արդյունավետությունը։

(2) Զգայունացում և ակտիվացում. Զգայունացման և ակտիվացման գործընթացը քիմիական ծածկույթի ամբողջ գործընթացի ամենակարևոր քայլն է, որն անմիջականորեն կապված է քիմիական ծածկույթի իրականացման հնարավորության հետ: Զգայունացումը ադամանդի փոշու մակերեսին հեշտությամբ օքսիդացվող նյութերի կլանումն է, որոնք չունեն ավտոկատալիտիկ ունակություն: Ակտիվացումը նիկելի մասնիկների վերականգնման վրա հիպոֆոսֆորական թթվի և կատալիտիկ ակտիվ մետաղական իոնների (օրինակ՝ մետաղական պալադիումի) օքսիդացման կլանումն է, որպեսզի արագացվի ադամանդի փոշու մակերեսին ծածկույթի նստեցման արագությունը:

Ընդհանուր առմամբ, զգայունացման և ակտիվացման մշակման ժամանակը չափազանց կարճ է, ադամանդի մակերեսին մետաղական պալադիումային կետի առաջացումը քիչ է, ծածկույթի ադսորբցիան ​​անբավարար է, ծածկույթի շերտը հեշտությամբ է թափվում կամ դժվար է ամբողջական ծածկույթ առաջացնել, իսկ մշակման ժամանակը չափազանց երկար է, ինչը կհանգեցնի պալադիումային կետի կորստի, հետևաբար, զգայունացման և ակտիվացման մշակման լավագույն ժամանակը 20-30 րոպե է։

(3) Քիմիական նիկելապատում. Քիմիական նիկելապատման գործընթացը կախված է ոչ միայն ծածկույթի լուծույթի կազմից, այլև ծածկույթի լուծույթի ջերմաստիճանից և pH-ի արժեքից: Ավանդական բարձր ջերմաստիճանի քիմիական նիկելապատման դեպքում ընդհանուր ջերմաստիճանը կլինի 80~85℃, 85℃-ից բարձր դեպքում ծածկույթի լուծույթը հեշտությամբ կքայքայվի, իսկ 85℃-ից ցածր ջերմաստիճանում ռեակցիայի արագությունն այնքան արագ կլինի: PH արժեքի դեպքում, pH-ի բարձրացմանը զուգընթաց, ծածկույթի նստվածքի արագությունը կբարձրանա, բայց pH-ը նաև կհանգեցնի նիկելի աղերի նստվածքի առաջացմանը, որը կխանգարի քիմիական ռեակցիայի արագությանը: Հետևաբար, քիմիական նիկելապատման գործընթացում, քիմիական ծածկույթի լուծույթի կազմը և հարաբերակցությունը, քիմիական ծածկույթապատման գործընթացի պայմանները օպտիմալացնելով, վերահսկվում են քիմիական ծածկույթի նստվածքի արագությունը, ծածկույթի խտությունը, ծածկույթի կոռոզիոն դիմադրությունը, ծածկույթի խտության մեթոդը, ծածկույթի ադամանդի փոշին՝ արդյունաբերական զարգացման պահանջները բավարարելու համար:

Բացի այդ, մեկ շերտով ծածկույթի իդեալական հաստությունը կարող է չապահովվել, և կարող են առաջանալ փուչիկներ, անցքեր և այլ թերություններ, ուստի կարելի է մի քանի շերտով ծածկույթ կիրառել՝ ծածկույթի որակը բարելավելու և ծածկված ադամանդի փոշու ցրումը մեծացնելու համար։

2. էլեկտրոնիկելացում

Ադամանդի քիմիական նիկելապատումից հետո ծածկույթի շերտում ֆոսֆորի առկայության պատճառով դա հանգեցնում է վատ էլեկտրահաղորդականության, ինչը ազդում է ադամանդե գործիքի ավազի բեռնման գործընթացի վրա (ադամանդի մասնիկները մատրիցի մակերեսին ամրացնելու գործընթաց), ուստի նիկելապատման համար կարող է օգտագործվել ֆոսֆոր չպարունակող ծածկույթի շերտ: Հատուկ գործողությունն այն է, որ ադամանդի փոշին տեղադրվի նիկելի իոններ պարունակող ծածկույթի լուծույթի մեջ, ադամանդի մասնիկները շփվեն էլեկտրական բացասական էլեկտրոդի հետ կաթոդի մեջ, նիկելի մետաղական բլոկը ընկղմվի ծածկույթի լուծույթի մեջ և միացվի էլեկտրական դրական էլեկտրոդին՝ դառնալով անոդ: Էլեկտրոլիտիկ գործողության միջոցով ծածկույթի լուծույթում առկա ազատ նիկելի իոնները վերածվում են ադամանդի մակերեսին գտնվող ատոմների, և ատոմները վերածվում են ծածկույթի:

01 Ծածկույթի լուծույթի կազմը

Ինչպես քիմիական ծածկույթապատման լուծույթը, էլեկտրոլիզացման լուծույթը հիմնականում ապահովում է էլեկտրոլիզացման գործընթացի համար անհրաժեշտ մետաղական իոնները և վերահսկում է նիկելի նստեցման գործընթացը՝ անհրաժեշտ մետաղական ծածկույթ ստանալու համար: Դրա հիմնական բաղադրիչներն են՝ հիմնական աղը, անոդային ակտիվ նյութը, բուֆերային նյութը, հավելանյութերը և այլն:

(1) Հիմնական աղ. հիմնականում օգտագործվում է նիկելի սուլֆատ, նիկելի ամինո սուլֆոնատ և այլն: Ընդհանուր առմամբ, որքան բարձր է հիմնական աղի կոնցենտրացիան, այնքան արագ է դիֆուզիան ծածկույթի լուծույթում, այնքան բարձր է հոսանքի արդյունավետությունը, մետաղի նստեցման արագությունը, սակայն ծածկույթի հատիկները կդառնան կոպիտ, և հիմնական աղի կոնցենտրացիայի նվազումը, ծածկույթի հաղորդունակությունը կվատանա և դժվար կլինի վերահսկել:

(2) Անոդի ակտիվ նյութ. քանի որ անոդը հեշտությամբ պասիվացվում է, հեշտ է վատ հաղորդունակություն ունենալ, ինչը ազդում է հոսանքի բաշխման միատարրության վրա, ուստի անհրաժեշտ է ավելացնել նիկելի քլորիդ, նատրիումի քլորիդ և այլ նյութեր որպես անոդային ակտիվացուցիչ՝ անոդի ակտիվացումը խթանելու և անոդի պասիվացման հոսանքի խտությունը բարելավելու համար։

(3) Բուֆերային նյութ. քիմիական ծածկույթի լուծույթի նման, բուֆերային նյութը կարող է պահպանել ծածկույթի լուծույթի և կաթոդի pH-ի հարաբերական կայունությունը, որպեսզի այն կարողանա տատանվել էլեկտրոլիզացման գործընթացի թույլատրելի սահմաններում: Տարածված բուֆերային նյութն է բորաթթուն, քացախաթթուն, նատրիումի բիկարբոնատը և այլն:

(4) Այլ հավելումներ. ծածկույթի պահանջներին համապատասխան, ծածկույթի որակը բարելավելու համար ավելացրեք ճիշտ քանակությամբ փայլեցնող նյութ, հարթեցնող նյութ, թրջող նյութ և այլ հավելումներ:

02 Ադամանդե էլեկտրոլիզացված նիկելային հոսք

1. Նախնական մշակում մինչև ծածկույթապատումը. ադամանդը հաճախ չի հաղորդիչ լինում և պետք է ծածկվի մետաղական շերտով՝ այլ ծածկույթային գործընթացների միջոցով: Քիմիական ծածկույթապատման մեթոդը հաճախ օգտագործվում է մետաղական շերտը նախապես ծածկելու և խտացնելու համար, ուստի քիմիական ծածկույթի որակը որոշակիորեն ազդում է ծածկույթի շերտի որակի վրա: Ընդհանուր առմամբ, քիմիական ծածկույթապատումից հետո ծածկույթում ֆոսֆորի պարունակությունը մեծ ազդեցություն ունի ծածկույթի որակի վրա, և բարձր ֆոսֆորային ծածկույթն ունի համեմատաբար ավելի լավ կոռոզիոն դիմադրություն թթվային միջավայրում, ծածկույթի մակերեսն ունի ավելի շատ ուռուցքային ուռուցիկներ, մեծ մակերեսային կոպտություն և չունի մագնիսական հատկություններ. միջին ֆոսֆորային ծածկույթն ունի և՛ կոռոզիոն դիմադրություն, և՛ մաշվածության դիմադրություն. ցածր ֆոսֆորային ծածկույթն ունի համեմատաբար ավելի լավ հաղորդականություն:

Բացի այդ, որքան փոքր է ադամանդի փոշու մասնիկի չափը, այնքան մեծ է նրա տեսակարար մակերեսը։ Ծածկույթի դեպքում լուծույթում հեշտությամբ լողալը կհանգեցնի արտահոսքի, ծածկույթի թուլացման և ծածկույթի շերտավորման երևույթի։ Ծածկույթի տեղադրումից առաջ անհրաժեշտ է վերահսկել պրոպագանդայի պարունակությունը և ծածկույթի որակը, վերահսկել ադամանդի փոշու հաղորդունակությունը և խտությունը՝ փոշու լողալը բարելավելու համար։

2. Նիկելապատում. ներկայումս ադամանդի փոշեպատումը հաճախ կիրառում է գլանաձև ծածկույթի մեթոդը, այսինքն՝ շշալցման մեջ ավելացվում է էլեկտրոլիզացման լուծույթի անհրաժեշտ քանակը, որոշակի քանակությամբ արհեստական ​​ադամանդի փոշի է լցվում էլեկտրոլիզացման լուծույթի մեջ, շշի պտտման միջոցով շշալցման մեջ գտնվող ադամանդի փոշին շարժվում է գլորման ուղղությամբ։ Միաժամանակ, դրական էլեկտրոդը միացվում է նիկելի բլոկին, իսկ բացասական էլեկտրոդը՝ արհեստական ​​ադամանդի փոշուն։ Էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ, ծածկույթի լուծույթում ազատ նիկելի իոնները արհեստական ​​ադամանդի փոշու մակերեսին առաջացնում են մետաղական նիկել։ Սակայն այս մեթոդն ունի ցածր ծածկույթի արդյունավետության և անհավասար ծածկույթի խնդիրներ, ուստի ի հայտ է եկել պտտվող էլեկտրոդի մեթոդը։

Պտտվող էլեկտրոդի մեթոդը ադամանդե փոշեպատման ժամանակ կաթոդի պտտումն է։ Այս եղանակը կարող է մեծացնել էլեկտրոդի և ադամանդե մասնիկների միջև շփման մակերեսը, մեծացնել մասնիկների միջև միատարր հաղորդականությունը, բարելավել ծածկույթի անհավասար երևույթը և բարելավել ադամանդե նիկելապատման արտադրության արդյունավետությունը։

համառոտ ամփոփում

Որպես ադամանդե գործիքների հիմնական հումք, ադամանդե միկրոփոշու մակերեսի փոփոխությունը կարևոր միջոց է մատրիցային կառավարման ուժը բարձրացնելու և գործիքների ծառայության ժամկետը բարելավելու համար: Ադամանդե գործիքների ավազի բեռնման արագությունը բարելավելու համար ադամանդե միկրոփոշու մակերեսին սովորաբար կարելի է պատել նիկելի և ֆոսֆորի շերտ՝ որոշակի հաղորդունակություն ստանալու համար, այնուհետև նիկելապատմամբ պատման շերտը հաստացնել՝ հաղորդունակությունը բարձրացնելու համար: Այնուամենայնիվ, պետք է նշել, որ ադամանդի մակերեսն ինքնին կատալիտիկ ակտիվ կենտրոն չունի, ուստի այն պետք է նախնական մշակվի քիմիական պատումից առաջ:

հղումային փաստաթղթեր.

Լյու Հան։ Արհեստական ​​ադամանդի միկրոփոշու մակերեսային ծածկույթի տեխնոլոգիայի և որակի ուսումնասիրություն [D]։ Չժոնգյուանի տեխնոլոգիական ինստիտուտ։

Յանգ Բիաո, Յանգ Ջուն և Յուան Գուանգշենգ։ Ադամանդե մակերեսային ծածկույթի նախնական մշակման գործընթացի ուսումնասիրություն [J]։ Տիեզերական տարածության ստանդարտացում։

Լի Ցզինհուա։ Հետազոտություն մետաղալարե սղոցի համար օգտագործվող արհեստական ​​ադամանդի միկրոփոշու մակերևույթի փոփոխման և կիրառման վերաբերյալ [D]։ Չժոնյուանի տեխնոլոգիական ինստիտուտ։

Ֆանգ Լիլի, Չժեն Լիան, Վու Յանֆեյ և այլք։ Արհեստական ​​ադամանդի մակերեսի քիմիական նիկելապատման գործընթացը [J]։ IOL ամսագիր։

Այս հոդվածը վերատպվել է superhard material network-ում