复合还原剂SHP和HAS对Ni-P表面还原镀金的影响

目的 研究复合还原剂次亚磷酸钠（SHP）和硫酸羟胺（HAS）对置换镀金过程的影响,拟解决化学镀Ni-P层上置换镀金的镍腐蚀和后期沉金困难的问题。方法 采用连续加热测试,研究了还原剂对镀液稳定性的影响。利用密度泛函理论对配合物分子进行了计算,对比了反应前后配合物分子结构的福井函数和轨道能级。通过XRF测试了金层的厚度,并结合开路电位分析了还原剂对镀层厚度的影响。利用恒电位下电流瞬变对金核生成和成长的影响进行了分析。通过SEM对镀层的微观形貌进行了表征;通过Tafel测试对镀层的电化学抗腐蚀性进行了分析。结果 次亚磷酸钠和硫酸羟胺同时加入不会影响镀液的稳定性,羟胺与腈根的反应降低了Au+的反应活性。0.05 mol/L次亚磷酸钠和0.03 mol/L硫酸羟胺下能够获得超过0.09 μm的镀金层。在次亚磷酸钠的作用下,镀金过程中的镍析出减少,镍层的腐蚀得到有效抑制。成核模式在硫酸羟胺的作用下处于瞬时成核,金核尺寸更大。镍腐蚀的减少以及镀金层厚度的增加,使得整个镀层的抗腐蚀性能得到显著的提高。结论 在置换镀金液中同时加入次亚磷酸钠和硫酸羟胺有效地提升了镀金速率,并且降低了镍层腐蚀,改善了化学镀镍金层的质量,有利于提高工业生产效率,并满足PCB高致密性和高频化趋势下的新要求。     

温度对化学镀镍磷合金基体上置换镀金过程的影响

运用X射线荧光光谱仪、原子力显微镜及开路电极电势等方法系统研究了3种磷含量(质量分数)(4%,9%及11%)的化学镀Ni-P基体上的置换镀金沉积过程,并分析了镀金温度对该沉积过程的影响。结果表明:置换镀金过程中沉积速率、表面粗糙度和电极电势均发生明显的变化,对应了镀金时Ni-P电极表面状态的变化,与Ni-P合金基体中磷含量和镀金温度高低均有一定的关系。在磷含量不同的Ni-P合金基体上置换镀金时,沉积速率及电极电势随时间变化的规律基本相似。同一温度下镀金时,Ni-P合金基体中磷含量越高,电极电势越高,初始沉积速率越低。温度对置换镀金过程的影响较为复杂。在50~80℃范围内升高温度,镀金层粗糙度变小,电极电势变正;而当温度为90℃时,镀层粗糙度明显变大,电极电势也变负。镀金层的粗糙度大小与金层外观有一定的关系,即外观良好的镀金层,其粗糙度一般较小。     

导电塑料表面电化学镀镍和镀层表征

为了提高导电塑料的表面硬度、强化表面导电行为,采用电沉积的方法在导电塑料上镀镍,研究了镀液温度、电镀时间和阴极电流密度对镀层厚度增长速度的影响,利用扫描电镜和金相显微镜对镀层进行了表征,采用粘结拉脱法测量了镀层与基体之间的结合力,采用电化学方法研究了镍镀层在NaCl水溶液中的腐蚀行为.结果表明:阴极电流密度为2.0A/dm2、镀液温度为60℃时,可以得到0.68μm/min的平均镀层增长速率;镍镀层可以保留导电塑料基体的表面特征,镍镀层与基体之间结合力可以达到2.3MPa以上;光亮镍镀层在NaCl水溶液中的腐蚀电位高于哑镍镀层的腐蚀电位,且在相同的极化电位下,光亮镍镀层阳极溶解速率也较低.     

超声作用对镁合金表面电沉积层组织与性能的影响

通过设计中间过渡层,缩小AZ91D镁合金与沉积层镍之间的电位差,并以碱性锡酸盐镀液代替对人体和环境均有害的氰化物镀液,配合超声波作用,在AZ91D镁合金表面获得了电沉积镍层.利用SEM观察沉积层表面微观形貌,XRD、XPS对各处理层进行相组成检测.分析了锡酸盐镀液代替氰化物镀液对沉积层质量的影响,超声波对各沉积层沉积过程的影响以及对沉积层组织的细化作用.结果表明:碱性锡酸盐的使用提高了镀液的pH值,与酸性镀液相比较,减缓了镁合金在镀液中的腐蚀速率,为电沉积镍层在其表面的获得奠定了良好基础;各沉积层获得过程中,超声波的使用明显细化了各沉积层的组织,提高了其致密性,镀层的择优取向和耐腐蚀性能也得到改善.     

稀土及钒离子对镁合金化学镀Ni-P合金表面性能的影响

利用组织分析和性能检测的方法,研究了添加稀土及钒离子对镁合金表面化学镀Ni-P合金层的影响。结果表明:加入可溶性钒盐会生成Ni-P-V合金,少量稀土元素改变了Ni-P层中的一些结构缺陷,增强了连续性,表面显微硬度可提高到490HV0.1左右。加入的稀土吸附在基体金属的表面,提供了更多活性点并形成更多的晶核,加速了化学镀过程,将施镀温度由90℃降低到25℃,施镀时间由60min缩短到25min。稀土元素优先在Ni-P-V层与镁合金基体界面处偏聚与沉淀,降低扩散速率,从而延缓腐蚀,提高了镁合金的耐腐蚀性。     

不同表面处理方式对300M钢在青岛海洋大气环境下腐蚀行为的影响

在青岛海洋大气环境中对3种不同表面状态的300M钢(裸材、低氢脆镀镉钛处理、超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr)进行2 a大气暴晒实验,通过表面截面形貌观察、腐蚀产物分析等手段,研究了不同的表面处理方式对300M钢腐蚀行为的影响与机理。结果表明,经2 a大气暴晒后,超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr的300M钢喷涂层发生剥落,基体作为阳极与喷涂层间发生电偶腐蚀及缝隙腐蚀,腐蚀速率最快,腐蚀坑最深;低氢脆镀镉钛处理的300M钢表面镀镉钛层腐蚀电位低于基体,镀层优先于基体发生腐蚀,因此对基体保护作用最好,腐蚀速率最低,腐蚀坑最浅。裸材与火焰喷涂层下的腐蚀产物主要由α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH和Fe_3O_4组成,而镀镉钛试样表面除部分钢的腐蚀产物外还有Cd(OH)_2和CdO_2。镀镉钛层由于牺牲阳极作用保护效果最好,超音速火焰喷涂WC-10Co4Cr由于引发电偶腐蚀及缝隙腐蚀,加重了基材的腐蚀。     

丝材连续镀金的镀层厚度

为了实现丝材连续镀金过程中镀金层厚度的可控性,研究了金盐浓度、镀液温度、阴极丝的移动速度对电流效率的影响,采用牛津的X-Sight能谱仪对镀金层断面进行能谱分析和镀金层确定,通过JSM-6460型扫描电子显微镜观察镀金层断面形貌、测定镀金层厚度.结果表明:金盐浓度对电流效率影响较小,电流效率与镀液温度和阴极丝移动速度有关;当温度确定时,阴极电流密度亦随之确定,镀金层厚度仅与阴极丝移动速度有关;镀液温度为45℃,阴极电流密度为2.9 A/dm2,阴极丝移动速度为3.2m/min时,镀金层厚度为1.0μm.     

化学镀及腐蚀时间对镍铜磷镀层成分组织性能影响

采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了化学镀及腐蚀时间对镍铜磷镀层组织和耐蚀性影响。结果表明,延长化学镀时间,镍铜磷镀层由球形颗粒逐渐转变为等轴状和长条形胞状组织,镀层中镍、磷含量按对数规律增大,铜含量在化学镀10 min时达到最大;随腐蚀时间延长,镀态镍铜磷腐蚀速率按线性规律增大,热处理态镍铜磷腐蚀速率具有极小值;长时间腐蚀后,镀态镍铜磷镀层表面呈"菜花状",热处理态镍铜磷表面为多孔结构,腐蚀时间对化合物膜成分影响较小;镍铜磷的腐蚀电流密度随腐蚀时间延长而增大,阻抗值则减小。     

镍磷镀油管在某油田注水井中的损伤原因

采用SEM、EDS和XRD等表征手段分析了在注水井中使用23～65个月的镍磷镀油管的表面腐蚀产物形貌、成分和结构,并对镍磷镀层和油管钢基体的失效原因和腐蚀机理进行探讨。结果表明:服役后,油管表面镍磷镀层均发生了不同程度的损伤,油管钢基体也发生了腐蚀,64.2%的镍磷镀油管因腐蚀引起的壁厚减薄大于标准要求(缺陷深度小于12.5%管体名义壁厚);镍磷镀层厚度太薄,油管前处理工艺不达标,以及Cl-引起的腐蚀是镍磷镀层失效的主要原因;镍磷镀层失效后,腐蚀介质直接与油管钢基体接触,发生溶解氧腐蚀、二氧化碳腐蚀和垢下腐蚀。     

还原镀金研究进展

金在电子产品和装饰性产品中的应用十分广泛,其稳定的化学性质不仅能够对基底起到良好的保护作用,金黄的色泽还具有装饰效果.虽然电镀金和置换镀金均能够沉积金层,但是金层的质量还存在不可控的难题,诸如基底形状会影响镀层的均匀性、"黑盘"现象的产生以及镀层厚度有限等.近年来,随着电子产品的快速发展,许多行业对电路板的整体质量提出了越来越高的要求,金层对保证电子器件的可靠性起着非常重要的作用.还原镀金是克服上述缺陷的一个重要研究领域,特别是环境友好的无氰镀金技术已成为研究热点.对氰化物体系和无氰体系镀金液常用还原剂(包括亚硫酸盐、二甲基胺硼烷、次磷酸盐、联氨、抗坏血酸、硼氢化钠、硫脲和其他还原剂)及促进剂的研究和作用基本原理进行了总结,重点阐述了镍和金对这些还原剂的催化活性.大部分还原剂仅受镍和金其中一种金属的催化,在沉积初始阶段和后期阶段,两种或多种还原剂的复配是实现反应速率保持较高的一种可行方案.沉积厚金依赖于可被金催化氧化的还原剂.最后展望了无氰还原镀金的发展方向.     

CVD温度对钽沉积层性能的影响

介绍了化学气相沉积(CVD)制备难熔金属钽涂层的原理及方法。采用冷壁式化学气相沉积法,在钼基体上沉积出难熔金属钽层。分析研究了CVD温度对沉积层的沉积速率、组织、结构和硬度等的影响。结果表明:在1000～1200℃温度范围,沉积速率随温度升高而增大;当温度超过1200℃时,沉积速率随温度的升高反而略有减小;沉积层组织呈柱状晶并随温度的升高逐渐增大;沉积层的硬度及密度随温度的升高而逐渐降低。化学气相沉积钽的最佳温度在1100℃左右。     

Plasma polymerization of amine-containing thin films and the studies on the deposition kinetics

Plasma-polymerized thin films prepared from amine-containing saturated (propylamine) and unsaturated (allylamine and propargylamine) precursors were investigated in terms of the deposition rate, polymerization kinetics and thin film morphology as function of the applied power. Moreover, a mathematical model was established to correlate the physicochemical properties to the deposition kinetics under plasma polymerizations. It was found that the thin film deposition rate was primarily dictated by the amine bond dissociation energy (NH₂ BDE) of precursors. On the other hand, surface chemistry (N/C ratio, surface imine and amine contents) guided the growth of L-929 fibroblast cells on the prepared amine-functionalized surfaces. A close relationship among the deposition kinetics, the physicochemical and biological properties of the deposited amine-containing plasma polymers was presented.     

PET表面化学镀Ni-P合金工艺的研究

研究了在PET表面化学镀Ni-P合金的工艺,结果表明:实验选定的粗化时间对镀层形貌,镀速没有明显的影响;活化时间影响镀速,时间的增加镀速加快;施镀时间增加,镀层厚度增加,但平均镀速下降;镀槽温度增加,明显增加施镀速度。     

加工氧化锆陶瓷的金刚石涂层刀具的制备及切削试验研究

使用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在硬质合金片以及球头铣刀表面沉积了微米金刚石薄膜(MCD),纳米金刚石薄膜(NCD)以及微米纳米复合金刚石薄膜(MNCD),通过扫描电子显微镜和拉曼光谱对其进行表征,结果呈现出典型的金刚石薄膜的性质,沉积质量高。金刚石薄膜与氧化锆陶瓷的摩擦磨损实验表明:金刚石薄膜能有效地降低对磨时的摩擦系数以及磨损率。使用三种金刚石薄膜涂层铣刀对氧化锆陶瓷进行铣削加工试验,结果显示:金刚石涂层刀具磨损率大幅度降低,刀具寿命显著增强。     

纳米TiN在水中的分散行为研究

通过测定沉降体积和粘度,研究了纳米TiN在水中的分散行为和表面活性剂聚乙烯亚氨(PEI)对分散的影响,用Zeta电位测定了颗粒表面的荷电变化,提出了分散机理.结果表明:pH值对纳米TiN在水中的分散性有很大的影响,等电点在pH=5.2左右;碱性环境下的分散性显著优于酸性环境,在pH=10左右,获得良好的分散效果,对应的Zeta电位绝对值最高,表明纳米TiN在水中的分散行为遵循静电稳定机制.研究也发现,PEI对纳米TiN在水中的分散行为有重要影响,PEI能够进一步改善料浆的分散性,合适的添加量为0.0614%(质量分数,下同).PEI不仅改变了颗粒表面的荷电性质,而且增大了Zeta电位的绝对值.PEI改善分散性的原因归结于静电空间位阻效应.     

镁合金AZ51直接化学镀镍研究

采用沉积速率计算、镀镍形貌观察和腐蚀性能测试，研究了镀镍时间对镁合金AZ51直接化学镀镍的影响。结果表明，镁合金AZ51表面可通过直接化学镀镍形成镍磷合金镀层。随着镀镍时间的增加，沉积速率先增加后降低并在镀镍时间为0．5h时取得最大值，而腐蚀速率逐渐降低，腐蚀性能逐渐增强。     

Numerical Simulations of the High-Velocity Impact of a Single Polymer Particle During Cold-Spray Deposition

In this paper, deposition of polymer powders was studied numerically for the cold-spray deposition technique. In cold spray, a solid particle is impacted on a substrate at high velocity. The deformation and heating upon impact have been shown to be enough to result in particle deposition and adhesion even without melting the particle. Here, a systematic analysis of a single high-density polyethylene particle impacting a semi-infinite high-density polyethylene substrate was carried out for initial velocities ranging between 150 and 250 m/s using the finite element analysis software ABAQUS Explicit. A series of numerical simulations were performed to study the effect of a number of key parameters on the particle impact dynamics. These key parameters include particle impact velocity, particle temperature, particle diameter, composition of the polyethylene particle, surface composition and the thickness of a polyethylene film on a hard metal substrate. The effect of these parameter variations on the particle impact dynamics were quantified by tracking the particle temperature, deformation, plastic strain and rebound kinetic energy. The trends observed through variation of these parameters provided physical insight into the experimentally observed window of deposition where cold-sprayed particles are mostly likely to adhere to a substrate.     

热输入及热循环对激光沉积修复DZ125裂纹和组织的影响

通过激光沉积DZ125单道多层实验,分析了不同热输入量和多层热循环对沉积试样裂纹形态、分布、扩展方式以及沉积区组织、硬度的影响规律。结果表明:随着热输入量的增大,低熔点共晶数量增多,形成的液化裂纹沿晶扩展且尺寸增大,优化工艺参数降低热输入可防止裂纹产生;随着沉积层数的增加,热累积增大,冷却速率降低,产生的热应力增大,凝固裂纹横纵向均有扩展;通过层间冷却,减小热累积,获得单道多层无裂纹组织;在单道多层沉积试样中,随着层数增加,沉积区第1层碳化物由条状逐渐变圆形,数量减少,第1层的硬度呈缓慢降低趋势。     

固态输送ZrCl4低压化学气相沉积制备ZrC涂层的特征

采用ZrCl4-CH4-H2-Ar反应体系、固态输送ZrCl4粉末低压化学气相沉积(CVD)制备ZrC涂层。研究温度对低压化学气相沉积ZrC涂层物相组成、晶体择优生长、涂层表面形貌、断面结构、涂层生长速度和沉积均匀性等方面的影响。结果表明:不同温度下沉积的涂层主要由ZrC和C相组成;随着温度的升高,ZrC晶粒(200)晶面择优生长增强,颗粒直径增大,表面致密性增加,沉积速率上升;涂层断面结构以柱状晶为主;随着离进料口距离的增加,涂层的沉积速率逐渐减小;1 500℃时,沉积系统的均匀性比1 450℃时的差。     

氧流量对磁控溅射ZrO2薄膜光学性能的影响

采用反应磁控溅射法在k9玻璃基底上沉积ZrO2薄膜.用轮廓仪、椭圆偏振仪和分光光度计,分别测试薄膜的厚度、折射率、消光系数和透过率,研究了不同氧流量对薄膜沉积速率和光学特性的影响.结果表明:随着氧气流量增加到22～24 mL/min(标准状态下)时,沉积速率从6.8 nm/s下降到2.5 nm/s,并趋于稳定;在入射波...