Cù a trasfurmazione di punta da a fabricazione à a trasfurmazione di punta, u sviluppu rapidu in u campu di l'energia pulita è di u sviluppu di l'industria di i semiconduttori è di u fotovoltaicu hà purtatu à una dumanda crescente di strumenti di diamanti cù alta efficienza è capacità di trasfurmazione di alta precisione. Tuttavia, a polvere di diamanti artificiale cum'è materia prima più impurtante, a forza di tenuta di a matrice è u cuntatu di diamanti ùn sò micca forti è a vita iniziale di l'utensili di carburo ùn hè micca longa. Per risolve questi prublemi, l'industria adotta generalmente u rivestimentu superficiale di polvere di diamanti cù materiali metallichi, per migliurà e so caratteristiche superficiali, aumentà a durabilità è migliurà a qualità generale di l'utensili.
U metudu di rivestimentu di a superficia di polvere di diamante hè più, cumprese a placcatura chimica, a galvanoplastia, a placcatura per sputtering magnetron, a placcatura per evaporazione à u vacuum, a reazione di scoppiu caldu, ecc., cumprese a placcatura chimica è a placcatura cù un prucessu maturu, u rivestimentu uniforme, pò cuntrullà accuratamente a cumpusizione è u spessore di u rivestimentu, i vantaghji di u rivestimentu persunalizatu, hè diventata a tecnulugia più cumunamente aduprata di l'industria.
1. placcatura chimica
U rivestimentu chimicu di polvere di diamante hè di mette a polvere di diamante trattata in a suluzione di rivestimentu chimicu, è di deposità l'ioni metallichi in a suluzione di rivestimentu per via di l'azione di l'agente riducente in a suluzione di rivestimentu chimicu, furmendu un rivestimentu metallicu densu. Attualmente, a placcatura chimica di diamanti più aduprata hè a lega binaria di nichelatura chimica-fosforu (Ni-P) hè generalmente chjamata nichelatura chimica.
01 Cumposizione di a suluzione di nichelatura chimica
A cumpusizione di a suluzione di placcatura chimica hà una influenza decisiva nantu à u prugressu lisciu, a stabilità è a qualità di u rivestimentu di a so reazione chimica. Di solitu cuntene u sale principale, l'agente riduttore, u cumplessatore, u buffer, u stabilizzatore, l'acceleratore, u tensioattivu è altri cumpunenti. A proporzione di ogni cumpunente deve esse aghjustata cù cura per ottene u megliu effettu di rivestimentu.
1, sale principale: di solitu sulfatu di nichel, cloruru di nichel, acidu aminosulfonicu di nichel, carbonatu di nichel, ecc., u so rolu principale hè di furnisce una fonte di nichel.
2. Agente riduttivu: furnisce principalmente idrogenu atomicu, riduce Ni2+ in a suluzione di placcatura in Ni è u deposita nantu à a superficia di e particelle di diamante, chì hè u cumpunente u più impurtante in a suluzione di placcatura. In l'industria, u fosfatu secundariu di sodiu cù una forte capacità di riduzione, un costu bassu è una bona stabilità di placcatura hè principalmente adupratu cum'è agente riduttivu. U sistema di riduzione pò ottene una placcatura chimica à bassa temperatura è à alta temperatura.
3, agente cumplessu: a suluzione di rivestimentu pò precipità a precipitazione, migliurà a stabilità di a suluzione di rivestimentu, allargà a vita di serviziu di a suluzione di placcatura, migliurà a velocità di deposizione di nichel, migliurà a qualità di u stratu di rivestimentu, generalmente aduprate acidu succinicu, acidu citricu, acidu latticu è altri acidi organici è i so sali.
4. Altri cumpunenti: u stabilizzatore pò impedisce a decomposizione di a suluzione di placcatura, ma postu chì hà da influenzà l'occorrenza di a reazione di placcatura chimica, hà bisognu di un usu moderatu; u buffer pò pruduce H+ durante a reazione di nichelatura chimica per assicurà a stabilità cuntinua di u pH; u tensioattivu pò riduce a porosità di u rivestimentu.
02 U prucessu di nichelatura chimica
A placcatura chimica di u sistema di ipofosfatu di sodiu richiede chì a matrice abbia una certa attività catalitica, è a superficia di u diamante stessa ùn hà micca un centru di attività catalitica, dunque deve esse pretrattata prima di a placcatura chimica di a polvere di diamante. U metudu tradiziunale di pretrattamentu di a placcatura chimica hè a rimuzione di l'oliu, l'ingrossamentu, a sensibilizazione è l'attivazione.
(1) Eliminazione di l'oliu, grossolanità: a eliminazione di l'oliu hè principalmente per rimuovere l'oliu, e macchie è altri inquinanti organici nantu à a superficia di a polvere di diamante, per assicurà l'adattamentu strettu è una bona prestazione di u rivestimentu successivu. A grossolanità pò furmà alcune piccule fosse è crepe nantu à a superficia di u diamante, aumentà a rugosità di a superficia di u diamante, chì ùn hè micca solu favurevule à l'adsorbimentu di ioni metallichi in questu locu, facilitendu a successiva placcatura chimica è elettroplaccatura, ma ancu furmendu gradini nantu à a superficia di u diamante, furnendu cundizioni favurevuli per a crescita di u stratu di deposizione di metallu di placcatura chimica o elettroplaccatura.
Di solitu, a tappa di rimuzione di l'oliu piglia di solitu u NaOH è altre suluzioni alcaline cum'è a suluzione di rimuzione di l'oliu, è per a tappa di grossolanità, l'acidu nitricu è altre suluzioni acide sò aduprate cum'è a suluzione chimica grezza per incidere a superficia di u diamante. Inoltre, sti dui ligami devenu esse aduprati cù una macchina di pulizia à ultrasoni, chì hè favurevule à migliurà l'efficienza di a rimuzione è di a grossolanità di l'oliu in polvere di diamante, risparmià tempu in u prucessu di rimuzione è di grossolanità di l'oliu, è assicurà l'effettu di a rimuzione di l'oliu è di a polvera grossolana.
(2) Sensibilizazione è attivazione: u prucessu di sensibilizazione è attivazione hè u passu u più criticu in tuttu u prucessu di placcatura chimica, chì hè direttamente ligatu à a pussibilità di realizà a placcatura chimica. A sensibilizazione hè di adsorbe sustanzi facilmente ossidati nantu à a superficia di a polvere di diamante chì ùn hà micca capacità autocatalitica. L'attivazione hè di adsorbe l'ossidazione di l'acidu ipofosforicu è di l'ioni metallichi cataliticamente attivi (cum'è u palladiu metallicu) nantu à a riduzione di e particelle di nichel, in modu da accelerà a velocità di deposizione di u rivestimentu nantu à a superficia di a polvere di diamante.
In generale, u tempu di trattamentu di sensibilizazione è attivazione hè troppu cortu, a furmazione di punti di palladio di u metallu di a superficia di u diamante hè menu, l'adsorbimentu di u rivestimentu hè insufficiente, u stratu di rivestimentu hè faciule da cascà o difficiule da furmà un rivestimentu cumpletu, è u tempu di trattamentu hè troppu longu, pruvucarà u sprecu di punti di palladio, dunque, u megliu tempu per u trattamentu di sensibilizazione è attivazione hè 20 ~ 30 minuti.
(3) Nichelatura chimica: u prucessu di nichelatura chimica ùn hè micca solu affettatu da a cumpusizione di a suluzione di rivestimentu, ma ancu affettatu da a temperatura di a suluzione di rivestimentu è u valore di pH. A nichelatura chimica tradiziunale à alta temperatura, a temperatura generale serà in 80 ~ 85 ℃, più di 85 ℃ hè faciule per causà a decomposizione di a suluzione di placcatura, è à una temperatura inferiore à 85 ℃, più rapida hè a velocità di reazione. In quantu à u valore di pH, cum'è u pH aumenta a velocità di deposizione di u rivestimentu aumenterà, ma u pH causerà ancu a furmazione di sedimenti di sali di nichel chì inibiscenu a velocità di reazione chimica, dunque in u prucessu di nichelatura chimica ottimizendu a cumpusizione è u rapportu di a suluzione di placcatura chimica, e cundizioni di u prucessu di placcatura chimica, cuntrullà a velocità di deposizione di u rivestimentu chimicu, a densità di u rivestimentu, a resistenza à a corrosione di u rivestimentu, u metudu di densità di u rivestimentu, a polvere di diamante di rivestimentu per risponde à a dumanda di u sviluppu industriale.
Inoltre, un unicu rivestimentu ùn pò micca ottene u spessore ideale di u rivestimentu, è ci ponu esse bolle, fori di spillo è altri difetti, dunque si ponu fà più rivestimenti per migliurà a qualità di u rivestimentu è aumentà a dispersione di a polvere di diamante rivestita.
2. elettronichelatura
A causa di a presenza di fosforu in u stratu di rivestimentu dopu a nichelatura chimica di u diamante, porta à una scarsa cunduttività elettrica, chì affetta u prucessu di carica di sabbia di u strumentu di diamante (u prucessu di fissazione di e particelle di diamante nantu à a superficia di a matrice), dunque u stratu di placcatura senza fosforu pò esse adupratu in u modu di a nichelatura. L'operazione specifica hè di mette a polvere di diamante in a suluzione di rivestimentu chì cuntene ioni di nichelu, e particelle di diamante entranu in cuntattu cù l'elettrodu negativu di putenza in u catodu, u bloccu di metallu di nichelu immersu in a suluzione di placcatura è cunnessu cù l'elettrodu pusitivu di putenza per diventà l'anodu, per via di l'azione elettrolitica, l'ioni di nichelu liberi in a suluzione di rivestimentu sò ridotti à atomi nantu à a superficia di u diamante, è l'atomi crescenu in u rivestimentu.
01 Cumposizione di a suluzione di placcatura
Cum'è a suluzione di galvanoplastia chimica, a suluzione di galvanoplastia furnisce principalmente l'ioni metallichi necessarii per u prucessu di galvanoplastia, è cuntrolla u prucessu di deposizione di nichel per ottene u rivestimentu metallicu necessariu. I so cumpunenti principali includenu u sale principale, l'agente attivu anodicu, l'agente tampone, l'additivi è cusì.
(1) Sale principale: utilizendu principalmente sulfatu di nichel, aminosulfonatu di nichel, ecc. In generale, più alta hè a cuncentrazione di sale principale, più rapida hè a diffusione in a suluzione di placcatura, più alta hè l'efficienza attuale, a velocità di deposizione di u metallu, ma i grani di rivestimentu diventeranu grossi, è a diminuzione di a cuncentrazione di sale principale, a peghju cunduttività di u rivestimentu, è difficiule da cuntrullà.
(2) Agente attivu di l'anodu: perchè l'anodu hè faciule da passivà, faciule da avè una scarsa cunduttività, affettendu l'uniformità di a distribuzione di a currente, hè dunque necessariu aghjunghje cloruru di nichel, cloruru di sodiu è altri agenti cum'è attivatore anodicu per prumove l'attivazione di l'anodu, migliurà a densità di currente di a passivazione di l'anodu.
(3) Agente tampone: cum'è a suluzione di placcatura chimica, l'agente tampone pò mantene a stabilità relativa di a suluzione di placcatura è u pH di u catodu, in modu chì pò fluttuà in u range permessu di u prucessu di galvanoplastia. L'agente tampone cumunu hà l'acidu boricu, l'acidu aceticu, u bicarbonatu di sodiu è cusì.
(4) Altri additivi: secondu i requisiti di u rivestimentu, aghjunghje una quantità ghjusta di agente luminosu, agente livellante, agente bagnante è agente miscellaneo è altri additivi per migliurà a qualità di u rivestimentu.
02 Flussu di nichel elettroplaccatu à diamanti
1. pretrattamentu prima di a placcatura: u diamante ùn hè spessu micca conduttivu, è deve esse placcatu cù un stratu di metallu per mezu di altri prucessi di rivestimentu. U metudu di placcatura chimica hè spessu adupratu per pre-placcatura di un stratu di metallu è addensà, dunque a qualità di u rivestimentu chimicu influenzerà a qualità di u stratu di placcatura finu à un certu puntu. In generale, u cuntenutu di fosforu in u rivestimentu dopu a placcatura chimica hà un grande impattu nantu à a qualità di u rivestimentu, è u rivestimentu à altu fosforu hà una resistenza à a corrosione relativamente megliu in ambienti acidi, a superficia di u rivestimentu hà più rigonfiamentu tumorale, una grande rugosità superficiale è nisuna pruprietà magnetica; u rivestimentu mediu di fosforu hà sia resistenza à a corrosione sia resistenza à l'usura; u rivestimentu à bassu fosforu hà una cunduttività relativamente megliu.
Inoltre, più chjuca hè a dimensione di e particelle di a polvere di diamante, più grande hè a superficia specifica, quandu si riveste, hè faciule di flottà in a suluzione di placcatura, pruducerà fughe, placcatura, fenomenu di stratu scioltu di rivestimentu, prima di a placcatura, hè necessariu cuntrullà u cuntenutu di P è a qualità di u rivestimentu, per cuntrullà a cunduttività è a densità di a polvere di diamante per migliurà a facilità di flottà di a polvere.
2, nichelatura: attualmente, a placcatura di polvere di diamante adotta spessu u metudu di rivestimentu à rullatura, vale à dì, a quantità ghjusta di suluzione di galvanoplastia hè aghjunta in l'imbuttigliatura, una certa quantità di polvere di diamante artificiale in a suluzione di galvanoplastia, attraversu a rotazione di a buttiglia, spinghje a polvere di diamante in l'imbuttigliatura à rullà. À u listessu tempu, l'elettrodu pusitivu hè cunnessu cù u bloccu di nichelatura, è l'elettrodu negativu hè cunnessu cù a polvere di diamante artificiale. Sottu l'azione di u campu elettricu, l'ioni di nichelatura liberi in a suluzione di placcatura formanu nichelatura metallica nantu à a superficia di a polvere di diamante artificiale. Tuttavia, questu metudu hà i prublemi di bassa efficienza di rivestimentu è rivestimentu irregulare, dunque hè natu u metudu di l'elettrodu rotante.
U metudu di l'elettrodu rotante hè di rotà u catodu in a placcatura di polvere di diamante. Questu modu pò aumentà l'area di cuntattu trà l'elettrodu è e particelle di diamante, aumentà a cunduttività uniforme trà e particelle, migliurà u fenomenu irregulare di u rivestimentu è migliurà l'efficienza di pruduzzione di a placcatura di nichelatura di diamante.
breve riassuntu
Cum'è a principale materia prima di l'arnesi di diamanti, a mudificazione di a superficia di a micropolvera di diamanti hè un mezzu impurtante per migliurà a forza di cuntrollu di a matrice è migliurà a durata di serviziu di l'arnesi. Per migliurà a velocità di carica di sabbia di l'arnesi di diamanti, un stratu di nichelu è fosforu pò esse generalmente placcatu nantu à a superficia di a micropolvera di diamanti per avè una certa cunduttività, è dopu addensà u stratu di placcatura per nichelatura, è migliurà a cunduttività. Tuttavia, si deve nutà chì a superficia di diamanti stessa ùn hà micca un centru attivu cataliticu, dunque deve esse pretrattata prima di a placcatura chimica.
documentazione di riferimentu:
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Questu articulu hè ristampatu in a rete di materiali superduri
Data di publicazione: 13 di marzu di u 2025
