真空离子镀替代电镀

电镀在工业中应用已久，但它膜不够致密，有气孔，易发生氢脆，更严重的是对环境污染厉害，三废处理费用高昂又不能根除。尤其六价铬，镍，镉元素对人体有害，是致癌物质。所以电镀被取代是工业发展必然。大连理工大学陈宝清教授等人1980年立项从事钢铁件、黄铜件、铝合金、锌基合金的真空离子镀替代电镀课题研究，至今已有二十余年，现已成功在钢铁、黄铜、铝合金、锌基合金等基材表面进行离子镀铬、钛、锆、铝、氮化物等。可替代电镀锌、电镀镉、电镀镍、电镀铬。现已申请中国发明专利有：①离子镀中间层合金＋离子镀铬（呈银白色）②离子镀中间层合金＋离子镀钛（或锆）＋离子镀金＋离子镀透明陶瓷保护膜（呈金黄色）。彻底解决电镀的缺点。     

高钨不锈钢合金电镀硬铬工艺

为了在高钨不锈钢基体上获得符合技术要求的电镀硬铬层,研制了一种特殊的镀铬新工艺.由于高钨不锈钢合金零件表面具有比一般不锈钢更不易活化的特性,采用前处理以及特殊的电镀方法能有效地解决这个问题.经试验得出的在高钨不锈钢合金上电镀铬层的各项性能数据均符合QQ-C-320的技术要求.实践证明,该工艺能较好地指导实际生产.     

替代硬铬的镀钴合金及其复合镀层的研究现状及展望

六价硬铬电镀工艺严重污染环境,以电沉积钴基合金及其复合镀替代硬铬具有较广的应用前途.综述了电沉积钴基合金及其复合镀层的研究现状,指出非晶钴合金、钴合金纳米复合镀及稀土钴合金在今后的发展中将有更广阔的应用前景.     

高铬含量铜铬合金的真空熔炼

探讨了高铬含量铜铬合金的真空熔炼工艺 ,重点讨论了铬的吸收率随配比中铬含量的变化关系 ,以及先共晶铬相的分布及形态     

真空熔铸工艺对铜铬合金组织与性能的影响

为减少熔炼时合金元素的烧损,采用真空感应熔炼工艺制备了低铬铜铬合金.通过扫描电镜、光学显微镜和能谱分析等手段,研究了真空环境下不同浇注工艺对合金铸锭组织、缩孔及成分偏析的影响.研究结果表明:利用真空直接加铬炼制低铬铜铬合金,采用合适的熔炼和浇注工艺,可以较精确控制合金成分;在低的浇注温度和大冷却速度下可以获得几乎无宏观偏析,铸造缺陷很少的铜铬合金铸件;铸件500℃退火3 h后,硬度可达141HV,电导率提高到86%IACS.     

三价铬电镀工艺研究的现状及方向

为了有效取代有环境污染的传统六价铬镀铬工艺,对三价铬电镀技术进行了归类和评述。重点介绍了三价铬镀铬工艺及其影响因素,分析了目前三价铬镀铬存在的镀层难以增厚、阳极选择困难及溶液成分复杂等问题,提出了解决问题的可行性途径和未来发展的方向。     

硫酸盐体系三价铬电镀工艺研究

开发了一种硫酸盐体系三价铬电镀铬工艺,确定了其所使用的阳极,并将所获得的产品相关性能参数与国外同类产品进行了对比.结果表明,所采用的涂层钛阳极(DSA)寿命长,可很好抑制Cr6 的产生.自制镀液具有良好的稳定性,光亮区电流密度范围为2～25A/dm2,分散能力为84%～100%,覆盖能力均为100%;所获得镀层白亮而略带蓝色,结晶细密,其综合性能与国外同类产品相当.     

三价铬体系铬-镍合金电镀工艺及镀层性能的研究

以工业级的革鞣剂和硫酸镍为主盐,研究了硫酸盐体系电镀铬-镍合金工艺配方与工艺规范、阴极电流密度、pH值、温度对镀层的影响,讨论了镀层中的铬含量对镀层耐腐蚀性和钎焊性的影响.通过工艺调整使合金中铬质量分数控制在10%～50%.镀层中铬质量分数在10%以下时,镀层有良好的钎焊性.通过测定镀层腐蚀电流,比较其耐腐蚀性,镀层中铬质量分数在25%～40%时,镀层的耐腐蚀性较好,铬质量分数为30%时,腐蚀电流最小可达4.18×10-7 A,采用有隔膜电镀槽,提高了镀液的稳定性.     

电镀硬铬工艺原理及铬层组织与性能浅析

梳理了传统电镀硬铬的工艺原理及铬层的组织和性能:传统电镀硬鎔采用电解池原理,在阴极区域,电极反应分3个阶段,分别进行单一或多个的H^+→H2,Cr2O7^2-→Cr^3+和HCrO4^-→Cr反应,在阳极区域,同时进行H2O→O2、Cr^3+^→Cr2O7^2-和Pb→PbO2反应;传统电镀硬铬层的微观组织形貌呈垂直并贯穿到金属表面的网状微裂纹状,并显著影响铬层的硬度、耐磨性和耐蚀性等性能。     

中国专利：一种以三元合金代替铬镀层的电镀工艺

本发明属于一种以三元合金代替铬镀层的电镀工艺所采用的配方成分包括：氯化亚锡、氯化钴、氯化锌、焦磷酸钾、代铬镀锌添加剂、代铬镀锌稳定剂；其pH值为8．5～9．5，温度20～45℃，电流密度0．～2．0A／dm^2，阳极为纯锡板。其具体操作流程为：在原件镀好镍的基础上，再在本发明的配方及原镀镍的工艺条件下，完成此无铬电镀。该工艺完全是在无铬条件下进行电镀，从根本上排除了铬的污染问题，有益于环保，具有较高的推广应用价值。     

多弧离子镀沉积氮化钛铝超硬膜的研究

采用多弧离子镀技术沉积氮化钛铝超硬反应膜。考查了沉积工艺参数对膜层组织表面形态的影响，进行了显微硬度测定分析及膜层耐磨性实验，确定了氮化钛铝超硬反应膜的最佳沉积工艺。     

镍基合金基体上离子镀TiN薄膜的制备及性能

在镍基合金Inconel 740H基底上通过多弧离子镀制备Ti N薄膜.控制温度、气体流量、过渡层成分等重要参数,研究其对Ti N薄膜的表面形貌、力学性能以及耐腐蚀性的影响.多弧离子镀沉积过程中,沉积温度分别为200、250、300℃;过渡层成分分别为Al、Cr、Ti;气体流量分别为Ar 5 Sccm∶N240 Sccm,Ar 6 Sccm∶N248 Sccm,Ar 8 Sccm∶N264 Sccm.实验结果表明:在本实验的温度范围内,Ti N薄膜的致密度、结合力以及表面硬度均随着沉积温度的提高而提高;Cr作为过渡层的效果优于Al和Ti,薄膜成分均匀、表面致密,硬度更高,且耐腐蚀性能优异;在Ar、N2流量比一定的情况下,气体流量对Ti N薄膜的表面形貌和力学性能影响不大.本实验的最佳参数是:沉积温度300℃,过渡层成分为Cr,气体流量为Ar 6 Sccm、N248 Sccm.     

低压反应离子镀的物理过程

通过观察和分析，指出低压反应离子镀中材料经过了蒸发、电离、飞行、加速和沉积五个阶段，定性解释了对能谱和质谱的测量结果，比较全面、细致地描绘了低压反应离子镀的物理图像。     

电弧离子镀纳米TiO2光催化薄膜

采用电弧离子镀法在普通玻璃表面制备透明的TiO2薄膜,AFM、XRD分析TiO2薄膜表面形貌和结构,结果表明经过500℃退火后TiO2薄膜主要为锐钛矿结构.对纳米TiO2薄膜进行了亲水性研究和光催化降解有机物甲基橙和罗丹明B的研究,发现在紫外光照射下纳米TiO2薄膜表现出强光催化活性和超亲水性.     

沉积气压对电弧离子镀制备ZnO薄膜的结构和性能影响

采用阴极真空电弧离子镀技术在玻璃衬底上制备出了具有择优取向的透明ZnO薄膜. 利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及紫外-可见吸收光谱仪分别对ZnO薄膜的结构、表面形貌及可见光透过率进行了分析.XRD结果表明,所制备的ZnO薄膜具有六角纤锌矿结构的(002)和(101)两种取向,在沉积气压＞1.0Pa时所制备的ZnO薄膜具有(002)择优取向,并且非常稳定.SEM图表明,ZnO晶粒大小较为均匀,晶粒尺寸随着气压升高而变小.在400～1000nm范围内,ZnO薄膜的可见光透过率超过80%,吸收边在370nm附近,所对应的光学带隙约为3.33～3.40eV,并随着沉积气压上升而变大.     

采用改进型多弧离子镀膜设备镀制装饰膜层的研究

针对目前国内多弧离子镀膜领域存在的智能化水平不高和大颗粒污染问题,我们通过设备改进,增加了可编程逻辑控制器和磁过滤器.以装饰镀膜中常用的二氧化钛膜为研究对象,对比了设备改进前后膜层的性能.X射线衍射测试表明所制备的二氧化钛膜层为金红石相.改进后的设备制备的膜层基本看不到大颗粒的存在,且膜层的绿色更加鲜艳.同时,由于设备的智能化水平提高,使得产品的性能非常稳定,随机抽取的5个样品不论从外观看还是通过反射率测试,性能几乎一样.     

Synthesis of aluminum nitride thin films by filtered arc ion plating deposition

Thin films of aluminum nitride (AlN) were deposited on stainless steel and glass substrates by a modified deposition technique, filtered arc ion plating, at an enhanced deposition rate. X-ray diffraction spectra confirmed the exclusive presence of AlN hexagonal wurtzite phase. Under a mixed gas (Ar + N₂) pressure of 0.90 Pa and a bias voltage of − 400 V, the deposited films exhibited a fairly low surface roughness of 2.23 nm. The thin films were proved higher than 75% transparent in the visible spectral region. The bonding strength between the film and substrate was verified higher than 20 N. Thus high performance of such AlN thin films can be expected in applications.     

烷／炔气低温沉积TiC黑膜的研究

研究输入C2H2＋C3H8＋Ar N2混合气的低温沉积TiC涂层真空阴极电弧离子镀技术,研究结果表明：TiC涂层层深0.005-0.0025mm,涂层硬度2800－3500Hv0.02,主要用于材料表面工程中耐磨、耐蚀及装饰的涂层。     

工艺参数对阴极电弧离子镀ZrN薄膜表面形貌及结构的影响

本文采用阴极电弧离子镀技术制备了ZrN膜层,研究了工作气压、偏压、弧流等工艺参数对ZrN膜层表面形貌和结构的影响,分别用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析了膜层的表面形貌及相结构。结果表明:工作气压、偏压、弧电流等工艺参数对ZrN膜层的表面形貌有较大的影响,在本实验内适当提高N2压强、偏压以及在稳弧前提下降低弧流有利于减少大颗粒,改善ZrN膜层表面形貌,提高膜层综合性能;不同工艺参数下制备的ZrN膜层均具有典型的面心立方结构,工作气压和弧电流对ZrN膜层晶体生长方向的影响较小,偏压对晶体生长方向的影响显著,在20 V偏压下,晶体呈(200)面择优取向,继续提高偏压(100 V~300 V),晶体生长呈(111)面择优取向。     

复合离子镀AlTiN薄膜的表面形貌

本工作将阴极真空电弧沉积法和磁控溅射离子镀法结合形成复合镀膜工艺,即用电弧蒸发Ti靶的同时,用磁控溅射Al靶,并通入反应气体N2,以在高速钢基底上镀制AlTiN薄膜,考察了复合镀膜方法获得的AlTiN薄膜的表面形貌,并将其与单一法镀膜的表面形貌进行了对比分析.电弧离子镀制备的AlTiN薄膜表面颗粒很多,而且尺寸大,表面很粗糙,磁控溅射制备的AlTiN薄膜表面光滑平整,复合镀得到的AlTiN薄膜表面粗糙度介于二者之间,但从形貌上看,复合镀的薄膜呈现出典型的层状生长特征,在SEM下可清晰地看到表面的层状生长在部分区域不完全.测试发现,复合镀薄膜形貌并不是电弧镀和溅射镀薄膜形貌的简单混合,而是具有自身独特的特征,这可能是由于电弧弧光等离子体与溅射的辉光等离子体相互作用的结果.