微电铸层内应力超声去除实验

针对Ni微电铸层中内应力过大的问题,提出用超声时效技术去除铸层内应力的方法.利用自行研制的超声设备对铸层内应力进行去除,借助X射线衍射仪和应力测量公式求得超声前后的内应力大小,并对实验结果进行对比.结果显示,铸层内应力在50min时去除最为明显,平均应力由-209.0MPa减小到-109.0MPa,减小了100MPa,消除率达到47.9%.可知在合适的实验参数下利用超声时效技术可以有效地减小和消除电铸层的内应力.超声时效去应力效果与热处理效果相当,能够满足微器件的使用要求,具有一定的实用价值.     

脉冲电铸及铸层质量研究

阐述了脉冲电铸技术，重点介绍了脉冲电流对铸层质量的影响。结果表明，脉冲电流可以改善铸怪质量，提高工艺指标。     

化学镀Ni-P工艺对镀层结构和性能的影响

研究了化学镀Ni-P镀层时的施镀温度,pH等工艺参数对Ni-P合金镀层结构状态,P含量和耐盐雾腐蚀性能的影响,指出优选和控制工艺参数是保证镀层质量的关键。     

磁场作用下微电铸工艺参数对铸层表面形貌的影响

为了探讨磁场作用下电铸工艺参数对单面覆铜板表面铸层显微形貌的影响,以铸层的显微硬度为指标,采用正交试验优选了微电铸工艺参数,探讨了磁场强度、电流密度以及超声功率对铸层表面形貌的影响规律,确定了磁场作用下制备高硬度且铸层平整、致密的最优工艺参数。结果表明：施加磁场后,金属离子受到磁流体力学效应对电铸过程产生影响;随着磁场强度的增大,铸层晶粒逐渐得到细化,形状更加规则;随着电流密度、超声功率的增大,铸层晶粒均呈现出先细化后粗化的规律。磁场强度0．6T、电流密度2A／dm2、超声功率240W、占空比20％下所得铸层晶粒粒径均匀,表面平整致密,显微硬度较高,具有良好的综合性能。     

喷射电铸工艺参数对铜铸层形貌的影响

介绍了喷射电铸的相关原理,运用扫描电镜分析了相关工艺参数(电流密度、电解液喷射速度、扫描速度、扫描层数)对铜沉积层微观结构的影响,采用工艺参数:电流密度300A/dm2,电解液喷射速度4m/s,喷嘴扫描速度10mm/s制备了纳米铜块体。结果表明喷射电铸可大大提高电铸的电流密度,远高于传统电铸电流密度;电流密度、喷射速度、扫描速度以及扫描层数都对沉积层的表面生长形态有较大的影响,使用低电流密度、高喷射速度和快的扫描速度和少的扫描层数有利于获得平整、致密的沉积层。     

化学镀厚层Ni-P合金工艺的研究及应用

本文系化学镀厚层Ni-P合金工艺的研究及其应用.已配制2300升镀液,成功地镀复长1900mm、外径600mm的大型复杂工件.镀液较稳定,沉积速度较快.能获得厚度超过60μm,未经热处理HV_(200)达600左右,平均含磷量为6.36%,孔隙率少,结合力良好的银白色光泽镀层.     

甲基磺酸盐快速镀镍工艺参数对镀层内应力的影响

为了探索出能在较低温度、较宽温度范围内适合工业化生产的快速电镀镍工艺,以甲基磺酸盐溶液为基础,研究了添加剂种类、用量、施镀条件等对镀层内应力、形貌等影响的规律。结果表明:添加剂和施镀条件对镀层内应力和形貌有较大的影响,当添加剂糖精钠、1,4-丁炔二醇、对甲苯磺酰胺、十二烷基硫酸钠用量分别为2.00,0.40,0.50,0.05 g/L,镀液温度50℃,p H值3~4,电流密度10 A/dm2时,镀层内应力最小、质量最优;与传统的镀镍方法相比,本工艺具有高效、节能等突出特点。     

碳纤维表面预处理及化学镀Ni-P工艺对镀层性能的影响

过去,对碳纤维表面预处理、化学镀Ni-P工艺条件影响镀层性能影响的综合报道不多。为此,先对碳纤维表面预处理,再化学镀Ni-P。分析了粗化和活化对碳纤维表面形貌的影响,探讨了镀液温度、pH值、次磷酸钠还原剂和柠檬酸钠配位剂浓度,添加糖精、十二烷基硫酸钠对碳纤维表面化学镀Ni-P沉积速率的影响。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观测了Ni-P镀层的表面、截面形貌,测试了不同工艺条件对Ni-P镀层与碳纤维的结合力。结果表明:粗化使碳纤维表面积增大,有助于提高其与镀层的结合力,AgNO3活化后碳纤维表面附着了较多的催化晶核;随着镀液温度、pH值和柠檬酸钠浓度的增加,化学镀Ni-P的沉积速率均呈先增大后减小的趋势;随着次磷酸钠浓度的增加,化学镀Ni-P的沉积速率先增大后相对稳定;加入糖精后的Ni-P镀层平整、光滑,完全覆盖碳纤维表面,与碳纤维结合良好。     

光亮剂对镍钴合金电铸层的影响

普通镍钴合金电铸层硬度低、应力大、表面粗糙,严重影响了其成品率及质量.研究了添加光亮剂(糖精和1,4-丁炔二醇)对镍钴合金电铸层微观结构、应力以及硬度的影响.结果表明:随着糖精含量的增加,铸层的拉应力逐渐减小,最终转变为压应力,硬度随之增大;随着1,4-丁炔二醇含量的增加,铸层的拉应力越来越大,硬度也随之增大;添加剂使铸层晶粒更加细致、表面更加平滑.基础电铸液中加入0.06～0.08g/L糖精,0.10-0.20 g/L 1,4-丁炔二醇,在pH值4～5,温度50～60℃,电镀90 min下可以获得低应力、高硬度、全光亮及结晶细致的镍钴合金电铸层(含10%～15%钴).     

精密模具电铸Ni-Co工艺的研究

研究了Ni-Co电铸溶液中的各种成分及工艺参数的选择。研究、探讨了Ni-Co电铸溶液中各成分、工艺参数及热处理温度对Ni-Co电铸层内应力、硬度、抗拉强度及延伸率的影响,介绍了Ni-Co电铸工艺可能应用的领域。Ni-Co电铸工艺及Ni-Co电铸层的机械性能,其中硬度值HV≥752,抗拉强度≥1533N/mm~2,延伸率(％)≥2.8,杯突值≥4.3mm。     

游离粒子辅助磨对镍锰合金电铸层表面质量及锰含量的影响

利用一种新的电铸技术——游离粒子辅助磨电铸技术进行镍锰合金的电铸试验。验证了游离粒子的辅助摩擦研磨作用对镍锰合金电铸层的表面形貌、表面粗糙度、锰含量分布及电流效率的影响,并与传统电铸技术所制备的镍锰合金电铸层进行对比。结果表明:采用游离粒子辅助磨电铸技术所制备的镍锰合金电铸层外观光亮平整,表面粗糙度Ra由0.6μm降到0.05μm,晶粒得到了明显的细化,由微米级尺度降低到150nm以内;电流效率由80%左右增至96%;另外,通过调节阴极旋转速度可以改变电铸层中锰含量,随着阴极转速的提高电铸层中锰含量增加,当超过一定转速时,锰含量开始下降。     

人造金刚石表面化学镀W/Ni-P层的工艺优选及镀层质量

为改进人造金刚石的表面性能,先在其上化学镀W,再化学镀Ni-P,制备了W/Ni-P包覆人造金刚石粉末。以镀液稳定性和镀层与基体结合力为评价标准,用正交试验和单因素试验优选工艺,并用扫描电镜(SEM)、能谱仪和粒度分析仪考察了优化W/Ni-P复合镀层的组织结构和镀后粉末的粒度分布。结果表明:最优化学镀W工艺为50 g/L钨酸钠,32 g/L次亚磷酸钠,25 g/L柠檬酸三钠,0.002 0 g/L硫脲,p H值为8.5,温度为90℃,时间为1 h;最优化学镀Ni-P工艺为35 g/L硫酸镍,32 g/L次亚磷酸钠,25 g/L柠檬酸三钠,0.002 0 g/L硫脲,p H值为4.5,温度为80℃,时间为1 h;优化W/Ni-P层均匀细致,与金刚石结合良好,镀覆后的金刚石粉末粒度更均匀。     

化学镀Ni-P合金层与橡胶粘合工艺的研究

由于橡胶工业的电镀黄铜工艺大量使用氰化物等剧毒物质,并且黄铜镀层的耐腐蚀性较低,降低了橡胶制品的性能,对此,为提高橡胶制品的使用寿命和减少镀黄铜、涂胶粘剂工艺所带来的污染,采用无污染和耐腐蚀性较好的化学镀镍代替镀黄铜工艺,以实现化学镀镍与橡胶的直接粘合.在试验过程中,进行了Q235钢化学镀镍工艺试验以及Ni-P镀层和橡胶的粘合试验,用扫描电子显微镜、电子探针和X-射线衍射仪等仪器对化学镀Ni-P合金层的组织结构进行分析并对镀层进行全浸腐蚀试验.用平板硫化机对Ni-P镀层与橡胶进行硫化粘合试验,用橡胶拉力试验机测定镀层与橡胶的粘合强度.结果结明,所制备的Ni-P合金镀层具有非晶态结构,镀层均匀致密,与基体的结力好.在硫酸和磷酸等强酸性溶液中,Ni-P合金镀层的耐腐蚀性高于电镀黄铜层和Q235钢基体.将三聚硫氰酸及其衍生物作为胶料偶联剂添加于胶料中,实现了化学镀Ni-P合金层与橡胶的直接硫化粘合,粘合强度达到10 kN/m.     

热交换器表面Ni-P镀层工艺对组织性能的影响

研究利用电子探针、显微硬度仪、X射线衍射手段对不同工艺下的化学镀Ni-P镀层进行了研究,结果表明了镀层的化学成分仅与主盐与还原剂的浓度有关,与络合剂的数量无关,但络合剂的数量可以改变镀层的微观形貌及镀速,以及影响镀层的结晶形态,随络合剂数量的增加镀层中纳米相的比例增加,在微观硬度上表现为增加.     

氨基磺酸盐镀镍层内应力的影响因素分析

通过实验，探讨了氨基磺酸盐电沉积镍层内应力的影响因素。结果表明，阴极电流密度、电解液温度、ｐＨ值及主盐浓度都影响金属镍层的内应力，添加一定量的Ｎｉ－Ｉ添加剂可以使电沉积镍层的内应力趋于零。     

热处理对Ni-P镀层结构及硬度的影响

采用化学镀的方法,在低碳钢基体上制备了纳米相含量不同的镀层.镀层在氩气保护下,分别经200,400℃保温1h进行热处理.采用电子探针(EPMA)、XRD射线衍射以及维氏硬度计研究了镀层热处理前后结构及硬度的变化.结果表明,随着纳米相含量的增多,镀层由非晶逐渐变为纳米晶,而硬度相应变大.200℃保温1h热处理,非晶与混晶镀层由于少量析出物Ni3P的出现使得硬度增大,而纳米晶镀层由于发生了弛豫使得镀层硬度降低.400℃保温1h热处理时,试样均发生了晶化,析出弥撒的Ni3P金属间化合物以及Ni相,纳米晶镀层的Ni相峰值强度增大最多,而非晶镀层所对应的Ni相峰值强度增大较少.然而,经400℃保温1h热处理后,非晶镀层硬度增大最多,这归因于非晶镀层析出的Ni3P金属间化合物数量多于混晶以及纳米晶镀层.     

含硫添加剂含量对电铸镍沉积层组织和性能的影响

研究了硫酸盐镍电镀液的组成及浓度,特别是糖精添加剂含量对电铸镍沉积层组织形貌和性能的影响.结果表明:电镀液中加入适量糖精可显著提高镍沉积层的硬度和强度,同时沉积层可保持较高的韧性;但过高的糖精含量则会促进大量硫化物夹杂的形成、析出和偏聚,造成镍沉积层在强度升高的同时,脆性也开始明显增大.     

α-Al2O3含量对Ni-P复合化学镀层结构及性能的影响

为改善镍磷复合化学镀层的性能,利用X射线荧光光谱、X射线衍射等分析方法研究了α-Al2O3在镀层中的含量对镀层硬度、耐磨性、孔隙率及镀层结构的影响.结果表明:镀液中α-Al2O3加入量小于1 g/L时,随镀液中α-Al2O3浓度的增大,镀层中α-Al2O3的含量提高,镀层硬度与耐磨性增大,孔隙率略有增加;当镀液中α-Al2O3含量为1 g/L时,镀层中α-Al2O3的含量达到最大值4.8%,镀态硬度达到750 HV,约为Ni-P镀层的1.5倍,耐磨性约是Ni-P镀层的5.0倍;镀态镀层为Ni-P非晶与α-Al2O3晶体组成的复合镀层,经400℃热处理1 h后,镀层晶化为Ni3P晶体、Ni基固溶体,表面生成NiO晶体,镀层中α-Al2O3的结构不变.     

超声波功率密度对镀镍层组织结构和内应力的影响

为了获得性能良好的镍镀层并将其用于电真空器件,在瓦特镍体系镀镍过程中引入超声场电沉积。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚扫描显微镜(CLSM)、孔隙率测试、X射线衍射仪(XRD)、弯曲阴极法研究了超声波功率密度对镀镍层形貌、粗糙度、孔隙率、物相、内应力的影响。结果表明:超声可以有效消除镀镍层的针孔现象,当超声波功率密度小于0.24 W/cm2时,镀层结晶颗粒细小、致密、孔隙率相对较小;超声波功率密度增加,有利于镀层在(200)晶面上的生长,晶面择优取向由(111)向(200)晶面转变;超声可以降低镀层的内应力,不用超声时为280 MPa,超声波功率密度0.48 W/cm2时降至120 MPa左右。     

AZ91D镁合金化学镀Ni-P工艺参数研究

通过正交试验研究了工艺参数对镁合金化学镀镍磷镀层性能的影响,获得了最佳镀覆条件,并考察了镀后热处理工艺.研究表明:在AZ91D镁合金表面化学镀镍磷合金可有效提高镁合金的表面硬度和耐蚀性,在最佳工艺条件下可获得表面平整致密、镀层与基体结合良好、具有银白金属光泽的镍磷镀层;热处理可使镀层硬度上升,但镀层的耐蚀性却下降,获得最优综合性能的热处理温度为340℃.