Önümçilikden ýokary derejeli özgerişlere, arassa energiýa we ýarymgeçirijiler we fotowoltaik senagatynyň çalt ösüşi, ýokary netijelilik we ýokary takyklyk bilen işleme ukyby bilen almaz gurallaryna bolan isleg artýar, ýöne iň möhüm çig mal hökmünde emeli almaz poroşogyna bolan isleg artýar, almaz etraby we matrisa saklaýjy güýji güýçli däl, irki karbid gurallarynyň ömri uzak däl. Bu meseleleri çözmek üçin senagat, adatça, onuň ýüz häsiýetlerini gowulandyrmak, çydamlylygyny ýokarlandyrmak we guralyň umumy hilini ýokarlandyrmak üçin almaz poroşogynyň ýüzüni metal materiallar bilen örtmegi ulanýar.
Almaz poroşogynyň ýüzüni örtmek usuly has köp, şol sanda himiki örtmek, elektrokaplama, magnetron püskürtmek, wakuum buharlandyrmak örtmesi, gyzgyn partlama reaksiýasy we ş.m., şol sanda himiki örtmek we ýetişen proses bilen örtmek, birmeňzeş örtmek, örtmegiň düzümini we galyňlygyny takyk dolandyryp bilmek, özleşdirilen örtmegiň artykmaçlyklary, senagatda iň köp ulanylýan iki tehnologiýa öwrüldi.
1. himiki örtük
Almaz poroşogynyň himiki örtügi, işlenen almaz poroşogyny himiki örtük erginine goýmakdan we himiki örtük ergininde gaýtaryjy agentiň täsiri arkaly metal ionlaryny örtük erginine goýmakdan ybarat bolup, dykyz metal örtügi emele getirýär. Häzirki wagtda iň köp ulanylýan almaz himiki örtügi himiki nikel örtügi-fosfor (Ni-P) ikilik garyndysydyr, adatça himiki nikel örtügi diýilýär.
01 Nikel örtük ergininiň himiki düzümi
Himiki örtük ergininiň düzümi onuň himiki reaksiýasynyň ýumşak ösüşine, durnuklylygyna we örtük hiline möhüm täsir edýär. Adatça, ol esasy duzy, reduksiýa edijini, kompleksleşdirijini, buferi, stabilizatory, tizlendirijini, surfaktanty we beýleki komponentleri öz içine alýar. Iň gowy örtük täsirine ýetmek üçin her bir komponentiň paýyny üns bilen sazlamak gerek.
1, esasy duz: adatça nikel sulfaty, nikel hlorid, nikel aminosulfon turşusy, nikel karbonat we ş.m., onuň esasy wezipesi nikel çeşmesini üpjün etmekdir.
2. Gaýtaryjy agent: esasan atom wodorodyny üpjün edýär, örtük ergininde Ni2+-i Ni-e gaýtarýar we ony örtük ergininde iň möhüm bölek bolan almaz bölejikleriniň ýüzüne çökdürýär. Senagatda, esasan, gaýtaryjy agent hökmünde güýçli gaýtaryjy ukyby, arzan baha we gowy örtük durnuklylygy bolan natriý ikinji fosfat ulanylýar. Gaýtaryjy sistema pes temperaturada we ýokary temperaturada himiki örtügi gazanyp bilýär.
3, çylşyrymly agent: örtük ergini çökündileri çökdürip, örtük erginiň durnuklylygyny ýokarlandyryp, örtük erginiň hyzmat möhletini uzaldyp, nikeliň çökme tizligini ýokarlandyryp, örtük gatlagynyň hilini gowulandyryp, umuman, süksin turşusyny, limon turşusyny, süýt turşusyny we beýleki organiki turşulary we olaryň duzlaryny ulanyp biler.
4. Beýleki komponentler: stabilizator örtük erginiň parçalanmagynyň öňüni alyp biler, ýöne himiki örtük reaksiýasynyň ýüze çykmagyna täsir edýändigi üçin ortaça ulanmak gerek; bufer pH-nyň üznüksiz durnuklylygyny üpjün etmek üçin himiki nikel örtük reaksiýasy wagtynda H+ öndürip biler; surfaktant örtük gözenekliligini azaldyp biler.
02 Himiki nikel bilen örtmek prosesi
Natriý gipofosfat ulgamynyň himiki örtügi matrisanyň belli bir katalitik işjeňlige eýe bolmagyny talap edýär we almaz ýüzüniň özünde katalitik işjeňlik merkezi ýok, şonuň üçin almaz poroşogyny himiki örtük bilen örtülmezden öň ony öňünden işläp bejermek gerek. Himiki örtügiň däp bolan öňünden işläp bejeriş usuly ýagy aýyrmak, irileşdirmek, duýgurlaşdyrmak we aktiwleşdirmekdir.
(1) Ýagy aýyrmak, irileşdirmek: ýag aýyrmak, esasan, almaz poroşogynyň ýüzündäki ýagy, lekeleri we beýleki organiki hapalaýjylary aýyrmak, soňky örtügiň ýakyn oturyşyny we gowy işlemegini üpjün etmek üçin ulanylýar. Irmek almazyň ýüzünde käbir kiçi çukurlary we ýaryklary döredip, almazyň ýüzüniň nagyşlygyny ýokarlandyryp biler, bu bolsa diňe bir metal ionlarynyň bu ýerde adsorbsiýasyna ýardam bermän, soňraky himiki örtügi we elektrokaplamany ýeňilleşdirip, almazyň ýüzünde basgançaklary emele getirip, himiki örtügiň ýa-da elektrokaplama metal çökündi gatlagynyň ösmegi üçin amatly şertleri döredýär.
Adatça, ýag aýyrmak ädiminde, adatça, ýag aýyrmak ergini hökmünde NaOH we beýleki gidroksidi ergini ulanylýar we irileşdirmek ädiminde nitrat kislotasy we beýleki kislota ergini almaz ýüzüni aşyndyrmak üçin çig himiki ergin hökmünde ulanylýar. Mundan başga-da, bu iki baglanyşyk ultrases arassalaýjy maşyn bilen ulanylmaly, bu bolsa almaz poroşogynyň ýag aýyrmagynyň we irileşdirilmeginiň netijeliligini ýokarlandyrmaga, ýag aýyrmagyň we irileşdirmegiň prosesinde wagty tygşytlamaga we ýag aýyrmagyň we iri geplemegiň täsirini üpjün etmäge ýardam edýär.
(2) Duýgurlaşdyrmak we aktiwleşdirmek: duýgurlaşdyrmak we aktiwleşdirmek prosesi tutuş himiki örtükleme prosesiniň iň möhüm ädimidir, bu bolsa himiki örtügiň amala aşyrylyp bilinjekdigi bilen gönüden-göni baglanyşyklydyr. Duýgurlaşdyrmak awtokatalitik ukyby bolmadyk almaz poroşogynyň ýüzünde aňsatlyk bilen oksidlenýän maddalary adsorbsiýa etmekdir. Aktiwleşdirmek, almaz poroşogynyň ýüzünde örtügiň çökme tizligini çaltlaşdyrmak üçin, nikel bölejikleriniň reduksiýasyna gipofosfor turşusynyň we katalitik taýdan işjeň metal ionlarynyň (meselem, metal palladiý) oksidlenmesini adsorbsiýa etmekdir.
Umuman aýdanyňda, duýgurlaşdyrmak we aktiwleşdirmek üçin bejeriş wagty gaty gysga, almaz ýüzündäki metal palladiý nokadynyň emele gelmegi az, örtügiň adsorbsiýasy ýeterlik däl, örtük gatlagynyň düşmegi aňsat ýa-da doly örtügi emele getirmek kyn, şeýle hem bejeriş wagty gaty uzyn bolsa, palladiý nokadynyň ýitmegine sebäp bolar, şonuň üçin duýgurlaşdyrmak we aktiwleşdirmek üçin iň gowy wagt 20-30 minut.
(3) Himiki nikel örtügi: himiki nikel örtügi prosesi diňe örtük erginiň düzümine däl, eýsem örtük erginiň temperaturasyna we pH gymmatyna hem täsir edýär. Adaty ýokary temperaturaly himiki nikel örtügi, umumy temperatura 80 ~ 85℃ aralygynda bolar, 85℃-den ýokary temperaturada örtük erginiň parçalanmagyna sebäp bolmak aňsat, 85℃-den pes temperaturada bolsa reaksiýa tizligi şonça-da çalt bolar. PH gymmatynda, pH ýokarlananda örtük çökündisiniň tizligi ýokarlanar, ýöne pH nikel duz çökündisiniň emele gelmegine hem sebäp bolar, şonuň üçin himiki nikel örtügi prosesinde himiki örtük erginiň düzümini we gatnaşygyny, himiki örtük prosesiniň şertlerini optimizirlemek arkaly himiki örtük çökündisiniň tizligini, örtük dykyzlygyny, örtük korroziýa garşylygyny, örtük dykyzlygyny gözegçilikde saklaň, senagat ösüşiniň isleglerini kanagatlandyrmak üçin örtük almaz poroşogyny örtüň.
Mundan başga-da, bir örtük ideal örtük galyňlygyna ýetmezligi mümkin we köpürjikler, çiş deşikleri we beýleki kemçilikler bolup biler, şonuň üçin örtügiň hilini gowulandyrmak we örtülen almaz poroşogynyň dispersiýasyny artdyrmak üçin birnäçe örtük ulanylyp bilner.
2. elektro nikelleşdirme
Almaz himiki nikel örtüginden soň örtük gatlagynda fosforyň bolmagy sebäpli, elektrik geçirijiliginiň pes bolmagyna getirýär, bu bolsa almaz guralynyň çäge ýükleme prosesine (almaz bölejiklerini matrisa ýüzünde berkitmek prosesi) täsir edýär, şonuň üçin fosforsyz örtük gatlagy nikel örtük hökmünde ulanylyp bilner. Aýratyn operasiýa almaz poroşogyny nikel ionlaryny öz içine alýan örtük erginine goýmakdyr, almaz bölejikleri güýç negatiw elektrod bilen katoda degýär, nikel metal blok örtük erginine çümdürilýär we güýç pozitiw elektrod bilen birikip, anod bolýar, elektrolitik täsir arkaly örtük erginindeki erkin nikel ionlary almaz ýüzündäki atomlara öwrülýär we atomlar örtüge ösýär.
01 Kaplama ergininiň düzümi
Himiki örtük ergini ýaly, elektrokaplama ergini, esasan, elektrokaplama prosesi üçin zerur bolan metal ionlaryny üpjün edýär we zerur metal örtügini almak üçin nikel çökündi prosesini dolandyrýar. Onuň esasy bölekleri esasy duz, anod işjeň maddasy, bufer maddasy, goşundylar we ş.m.-den ybaratdyr.
(1) Esasy duz: esasan nikel sulfaty, nikel amino sulfonaty we ş.m. ulanylýar. Umuman, esasy duz konsentrasiýasy näçe ýokary bolsa, örtük ergininde diffuziýa şonça çalt bolýar, tok netijeliligi, metal çökündi tizligi şonça ýokary bolýar, ýöne örtük dänejikleri iri bolýar we esasy duz konsentrasiýasynyň peselmegi bilen örtügiň geçirijiligi has ýaramazlaşýar we gözegçilik etmek kynlaşýar.
(2) Anodyň işjeň agenti: sebäbi anod passiwleşdirilmegi aňsat, geçirijiligi pes, toguň paýlanyşynyň deňligine täsir edýär, şonuň üçin anodyň aktiwleşdirilmegini höweslendirmek, anod passiwleşdirilmeginiň toguň dykyzlygyny ýokarlandyrmak üçin anod aktiwleşdiriji hökmünde nikel hloridini, natriý hloridini we beýleki agentleri goşmak zerurdyr.
(3) Bufer agenti: himiki örtük ergini ýaly, bufer agenti örtük erginiň we katod pH-nyň deňeşdirme durnuklylygyny saklap bilýär, şonuň üçin ol elektrokaplama prosesiniň rugsat berilýän çäklerinde üýtgeýär. Umumy bufer agenti bor turşusyny, sirke turşusyny, natriý bikarbonatyny we ş.m. öz içine alýar.
(4) Beýleki goşundylar: örtügiň talaplaryna laýyklykda, örtügiň hilini ýokarlandyrmak üçin ýeterlik mukdarda ýagtylandyryjy, deňleşdiriji, çyglylandyryjy we dürli maddalar we beýleki goşundylar goşuň.
02 Almazly elektroplanan nikel akymy
1. Örtükden öň öňünden işlenilmegi: almaz köplenç elektrik geçirijilikli däl we başga örtük prosesleri arkaly metal gatlagy bilen örtülmeli. Himiki örtük usuly köplenç metal gatlagyny öňünden örtmek we goýaltmak üçin ulanylýar, şonuň üçin himiki örtügiň hili belli bir derejede örtük gatlagynyň hiline täsir eder. Umuman aýdanyňda, himiki örtükden soň örtükdäki fosforyň mukdary örtügiň hiline uly täsir edýär we ýokary fosforly örtük kislotaly gurşawda has gowy korroziýa garşylygyna eýedir, örtügiň ýüzünde has köp şiş gabarmasy, uly ýüz büdür-büdürligi we magnit häsiýeti ýok; orta fosforly örtük hem korroziýa garşylygyna, hem-de aşynma garşylygyna eýedir; pes fosforly örtük has gowy elektrik geçirijilige eýedir.
Mundan başga-da, almaz poroşogynyň bölejikleriniň ululygy näçe kiçi bolsa, onuň aýratyn ýüz meýdany şonça-da uly bolýar. Örtüklenende, örtük ergininde ýüzmek aňsat bolýar, bu bolsa sızıntılara, örtüklere, örtük boş gatlagyna sebäp bolýar. Örtükden öň, P mazmunyny we örtük hilini gözegçilikde saklamak, almaz poroşogynyň geçirijiligini we dykyzlygyny gözegçilikde saklamak, poroşogyň ýüzmegi aňsatlygyny ýokarlandyrmak zerurdyr.
2, nikel örtügi: häzirki wagtda almaz poroşogy bilen örtüklemek köplenç rulon örtük usulyny ulanýar, ýagny çüýşelere elektrokaplama ergininiň gerek mukdary goşulýar, elektrokaplama erginine belli bir mukdarda emeli almaz poroşogy goşulýar, çüýşäniň aýlanmagy arkaly çüýşelerdäki almaz poroşogy rulon görnüşinde herekete getirýär. Şol bir wagtyň özünde, oňyn elektrod nikel blok bilen, negatiw elektrod bolsa emeli almaz poroşogy bilen baglanyşyklydyr. Elektrik meýdanynyň täsiri astynda, örtük ergininde erkin bolan nikel ionlary emeli almaz poroşogynyň ýüzünde metal nikel emele getirýär. Şeýle-de bolsa, bu usulda örtük netijeliliginiň pesligi we deň däl örtük meseleleri bar, şonuň üçin aýlanýan elektrod usuly peýda boldy.
Aýlanýan elektrod usuly katody almaz poroşok örtüginde aýlamakdyr. Bu usul elektrod bilen almaz bölejikleriniň arasyndaky kontakt meýdanyny artdyryp, bölejikleriň arasyndaky deň geçirijiligi ýokarlandyryp, örtügiň deň dälligini gowulandyryp we almaz nikel örtüginiň önümçilik netijeliligini ýokarlandyryp biler.
gysgaça mazmuny
Almaz gurallarynyň esasy çig mal hökmünde, almaz mikroporoşogynyň ýüzüni üýtgetmek matrisa gözegçilik güýjüni güýçlendirmek we gurallaryň hyzmat möhletini gowulandyrmak üçin möhüm serişdedir. Almaz gurallarynyň çäge ýükleme tizligini ýokarlandyrmak üçin, belli bir geçirijilige eýe bolmak üçin, adatça almaz mikroporoşogynyň ýüzüne nikel we fosfor gatlagy örtülip bilner, soňra nikel örtügi arkaly örtük gatlagyny galyňlaşdyryp we geçirijiligi ýokarlandyryp bolýar. Şeýle-de bolsa, almaz ýüzüniň özüniň katalitik işjeň merkezi ýokdugyny, şonuň üçin himiki örtükden öň ony öňünden işläp bejermegiň zerurdygyny bellemeli.
salgylanma resminamalary:
Liu Han. Süni almaz mikro poroşogynyň ýüz örtük tehnologiýasy we hili boýunça gözleg [D]. Çžunýuan Tehnologiýa Instituty.
Ýang Biao, Ýang Jun we Ýuan Guangsheng. Almaz ýüz örtüginiň öňünden işlenilmegi boýunça gözleg [J]. Kosmos giňişligini standartlaşdyrmak.
Li Jinghua. Simli arra üçin ulanylýan emeli almaz mikro poroşogynyň ýüzüni üýtgetmek we ulanmak boýunça ylmy barlaglar [D]. Çžunýuan Tehnologiýa Instituty.
Fang Lili, Zheng Lian, Wu Yanfei we başg. Emeli almaz ýüzüniň himiki nikel örtük prosesi [J]. IOL žurnaly.
Bu makala superhard material network-de gaýtadan çap edildi
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 13-nji marty
