Mechanical properties of electroformed copper layers with gradient microstructure

The electroformed copper layer with gradient microstructure was prepared using the ultrasonic technique.The microstructure of the electroformed copper layer was observed by using an optical microscope (OM) and a scanning electron microscope (SEM).The preferred orientations of the layer were characterized by X-ray diffraction (XRD).The mechanical properties were evaluated with a Vicker's hardness tester and a tensile tester.It is found the gradient microstructure consists of two main parts:the outer part (fa...     

含纳米ZrO2颗粒复合电铸层高温氧化行为研究

通过间歇式高温氧化实验，建立了纯镍电铸层和Ni—ZrO2纳米复合电铸层高温氧化动力学模型，分析了电铸层表面和横截面的形貌，测定了脉冲复合电铸层横截面中各组织成分的分布状态。结果表明，Ni—ZrO2纳米复合电铸层高温氧化性能明显优于纯镍铸层，复合电铸层表面生成的氧化膜晶粒细小且致密。复合电铸层表面的氧化膜与复合电铸层的黏附性较好，这是由于其较薄，并且所产生的内应力较小所致。     

双向脉冲参数对金铸层的形貌和结构影响

本文采用双脉冲电沉积技术,控制单一变量,在酸性的无氰氯金酸溶液进行金的电沉积。采用扫描电子显微镜、X 射线衍射仪研究了脉冲电流密度和占空比对金铸层表面和横截面形貌,及显微结构的影响。实验结果表明正向峰值电流密度从2.25 A/dm2增加到3.75A/dm2,铸层晶粒细化,但正向电流密度过大导致表面起伏较大,铸层平整度下降;而反向峰值电流密度从6 A/dm2增加到12A/dm2时,晶粒尺寸逐渐变大,结构也变得疏松。正向占空比由20%提高到60%,会使阴极过电位增大,从而铸层晶粒细化,但是正向占空比过大会造成铸层内部出现孔隙,致密度下降;反向占空比从10%提高到40%,铸层针孔逐渐增多,变得薄脆。通过计算织构系数,可知在较高的阴极过电位下,金铸层的择优取向沿（111）和（222）晶面;低的阴极过电位下,金铸层的择优取向则沿（200）晶面。     

纳米晶镍锰合金的脉冲电铸研究

利用冲液装置进行了镍锰合金的脉冲电铸试验,并对电铸层的锰含量、晶粒尺寸和显微硬度进行了测试。结果表明电铸层的晶粒可达到纳米级。分析讨论了电流密度和脉冲参数对电铸层锰含量、晶粒尺寸和显微硬度的影响规律。     

电沉积Fe、Ni基合金箔的组织形貌及磁性能

采用电沉积方法,制备了铁箔、铁基合金(Fe-Ni,Fe-Co,Fe-Ni-Co)箔、镍箔、镍基合金(Ni-Fe)箔,利用扫描电镜观察了金属箔的组织形貌,直流开路磁场下测定了电沉积金属箔的基本磁性能.实验表明:电沉积铁基合金箔晶粒小于10 μm,电沉积镍基合金箔晶粒大小在2 μm左右; 电沉积Fe-Ni合金箔是一种性能良好的软磁材料,其基本磁性能优于传统熔铸-轧制坡莫合金1J79.     

基于快速原型的精密模具的电铸工艺研究

采用激光快速成型机生产电铸母模来进行快速精密模具的开发与制造。对于快速原型件，采用新工艺，首先使其导电化；再采用脉冲电铸的方法制造模具。同时，还将此脉冲电铸新工艺与传统的化学镀工艺及传统的直流电铸方法进行了比较研究。在电铸成型机上，通过对此电铸工艺的研究与实现，发现可以大大缩短普通模具，甚至复杂模具的制造时间，同时也提高了模具的复制精度，使之能够应用于精密模具的开发中。为开发出更适合于精密电铸的电铸成型机提供了技术基础。     

复合电铸Ni-La2O3纳米复合材料的组织结构和性能

采用复合电铸工艺制备了不同La2O3纳米颗粒含量的Ni—La2O3纳米复合材料，用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察分析了纳米复合材料的表面形貌及组织结构，与电沉积纯镍作对比研究了纳米复合材料的显微硬度和耐磨损性能。结果表明，由于La2O3纳米颗粒的存在，导致Ni-La2O3纳米复合材料的组织结构发生了改变，它比纯镍沉积层具有更高的显微硬度及耐磨性，且La2O3纳米颗粒质量分数越大，纳米复合材料的显微硬度越高，耐磨性越好。     

微流控器件金属镍模具的电铸制作

提出了一种微流控器件金属镍模具的制作方法。首先应用凸角补偿技术以各向异性湿法腐蚀硅得到呈凹图案的硅基阴模,再在硅基上电铸制作镍阳模。以此阳模为模具经过浇模、键合批量制作PDMS微流控器件。结果表明镍模具的平整度高,其表面算术平均粗糙度为0.725μm。多次复制得到的微流控器件重现性好,一致性高,其沟道的下底宽度、上顶宽度和深度的相对标准偏差(RSD)分别为1.70%、2.29%和5.31%。     

高深宽比微细结构电铸时传质过程数值分析

针对高深宽比微细结构电铸时存在严重传质受限的问题,以微深槽特征为分析对象建立液相传质两种数学模型——维扩散模型和二维对流—扩散模型,并分别用Matlab专用工具箱和Fluent 6.2流体仿真软件进行数值求解,依次分析以扩散、强制对流－扩散、复合对流(强制对流和自然对流)－扩散等为主导传质模式作用下微细电铸时,流场和离子浓度场的空间变化规律及其对液相传质效果的影响,并进行试验验证。结果表明：微细结构电铸时,单一扩散作用仅能用于深宽比小于2且电流密度小于2 A/dm2的液相传质场合;槽外强制对流只能对深宽比小于2的微槽内电解液产生一定搅拌作用;强化槽内自然对流作用并与槽外强制对流协同配合时,槽(深宽比为5)内可形成独特的单个或多个占据整个槽空间的涡流循环胞,涡流流速约为强制对流流速的1/20～1/2,明显改善传质效果,试验结果与此相印证。     

纳米晶粒精密电铸层力学性能的试验研究

采用高频窄脉宽脉冲电流、高速冲液等方法获得金属镍纳米晶粒精密电铸层。分析、研究了晶粒大小对沉积层力学性能的影响。结果表明,随着晶粒尺寸的减小,沉积层微观硬度和强度性能得到了明显提高。常温条件下,沉积层晶粒从1 000 nm细化至70 nm时,其抗拉强度可提高至1 160 Mpa,但随着沉积层晶粒进一步细化,其抗拉强度呈下降趋势,出现与传统的Hall-Patch理论相背离现象。200 ℃时,得到和常温条件下类似结果,而400 ℃时,其抗拉强度随着晶粒的细化基本保持不变。