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