Со префрлањето на производството во висока класа, брзиот развој во областа на чистата енергија и развојот на полупроводничката и фотоволтаичната индустрија, со висока ефикасност и висока прецизност во обработката на дијамантски алатки, растечката побарувачка, но вештачкиот дијамантски прав како најважна суровина, дијамантскиот округ и силата на држење на матрицата не се лесни, а раниот век на траење на карбидната алатка не е долг. За да се решат овие проблеми, индустријата генерално го користи површинското премачкување со метални материјали за дијамантски прав, за да ги подобри површинските карактеристики, да ја зголеми издржливоста и да го подобри целокупниот квалитет на алатката.
Методот на површинско обложување со дијамантски прав е повеќе, вклучувајќи хемиско позлатување, галванизација, магнетронно распрскување, вакуумско испарување, реакција на топол распрскување итн., вклучувајќи хемиско позлатување и позлатување со зрел процес, униформно обложување, може прецизно да го контролира составот и дебелината на облогата, предностите на прилагоденото обложување, станаа две најчесто користени технологии во индустријата.
1. хемиско позлатување
Хемиското обложување со дијамантски прав се состои во ставање на третираниот дијамантски прав во растворот за хемиско обложување и таложење на металните јони во растворот за обложување преку дејството на редукциониот агенс во растворот за хемиско обложување, формирајќи густ метален слој. Во моментов, најшироко користената дијамантска хемиска облога е хемиската никел-фосфорна (Ni-P) бинарна легура, која обично се нарекува хемиско никел-обложување.
01 Состав на раствор за хемиско никелирање
Составот на растворот за хемиско обложување има одлучувачко влијание врз непречениот тек, стабилноста и квалитетот на обложувањето на неговата хемиска реакција. Тој обично содржи главна сол, редукционо средство, комплексер, пуфер, стабилизатор, забрзувач, сурфактант и други компоненти. Пропорцијата на секоја компонента треба внимателно да се прилагоди за да се постигне најдобар ефект на обложување.
1, главна сол: обично никел сулфат, никел хлорид, никел аминосулфонска киселина, никел карбонат, итн., нејзината главна улога е да обезбеди извор на никел.
2. Редукциски агенс: главно обезбедува атомски водород, го редуцира Ni2+ во растворот за позлата во Ni и го таложи на површината на дијамантските честички, што е најважната компонента во растворот за позлата. Во индустријата, натриум секундарен фосфат со силна редукциска способност, ниска цена и добра стабилност на позлата главно се користи како редукциски агенс. Системот за редукција може да постигне хемиско позлатување на ниска и висока температура.
3, комплексен агенс: растворот за обложување може да предизвика таложење, да ја подобри стабилноста на растворот за обложување, да го продолжи работниот век на растворот за позлата, да ја подобри брзината на таложење на никел, да го подобри квалитетот на слојот за обложување, генерално да користи сукцинска киселина, лимонска киселина, млечна киселина и други органски киселини и нивни соли.
4. Други компоненти: стабилизаторот може да го инхибира распаѓањето на растворот за позлата, но бидејќи тоа ќе влијае на појавата на хемиска реакција на позлата, потребна е умерена употреба; пуферот може да произведе H+ за време на хемиската реакција на никелирање за да се обезбеди континуирана стабилност на pH вредноста; сурфактантот може да ја намали порозноста на облогата.
02 Хемиски процес на никелирање
Хемиското позлатување на натриум хипофосфатниот систем бара матрицата да има одредена каталитичка активност, а самата површина на дијамантот нема центар за каталитичка активност, па затоа треба да се претходно третира пред хемиското позлатување на дијамантскиот прав. Традиционалниот метод на претходна обработка на хемиското позлатување е отстранување на маслото, згрутчување, сензибилизација и активирање.
(1) Отстранување на масло, згрутчување: отстранувањето на маслото е главно за отстранување на маслото, дамките и другите органски загадувачи на површината на дијамантскиот прав, за да се обезбеди цврсто вклопување и добри перформанси на последователното обложување. Згрутчувањето може да формира мали вдлабнатини и пукнатини на површината на дијамантот, зголемувајќи ја површинската грубост на дијамантот, што не само што е погодно за адсорпција на метални јони на ова место, го олеснува последователното хемиско позлатување и галванизација, туку и формира скалила на површината на дијамантот, обезбедувајќи поволни услови за раст на хемиско позлатување или галванизација на метален слој на таложење.
Вообичаено, чекорот на отстранување на маслото обично користи NaOH и друг алкален раствор како раствор за отстранување на маслото, а за чекорот на згрутчување, растворот на азотна киселина и друг киселински раствор се користи како суров хемиски раствор за гравирање на површината на дијамантот. Покрај тоа, овие две врски треба да се користат со машина за ултразвучно чистење, што е погодно за подобрување на ефикасноста на отстранувањето и згрутчувањето на маслото од дијамантски прав, заштедувајќи време во процесот на отстранување и згрутчување на маслото и обезбедувајќи ефект на отстранување на маслото и грубост.
(2) Сензитизација и активирање: процесот на сензитизација и активирање е најкритичниот чекор во целиот процес на хемиско позлатување, што е директно поврзано со тоа дали хемиското позлатување може да се изврши. Сензитизацијата е адсорпција на лесно оксидирачки супстанции на површината на дијамантскиот прав кои немаат автокаталитичка способност. Активацијата е адсорпција на оксидацијата на хипофосфорна киселина и каталитички активни метални јони (како што е метален паладиум) при редукција на честичките од никел, со цел да се забрза стапката на таложење на облогата на површината на дијамантскиот прав.
Општо земено, времето на сензибилизација и активациска обработка е прекратко, формирањето на паладиумски точки на дијамантската површина на металот е помало, адсорпцијата на облогата е недоволна, слојот за обложување лесно се отпаѓа или тешко се формира комплетен слој, а времето на обработка е предолго, што ќе предизвика губење на паладиумските точки, затоа, најдоброто време за сензибилизација и активациска обработка е 20-30 минути.
(3) Хемиско никелирање: процесот на хемиско никелирање не е под влијание само на составот на растворот за обложување, туку и на температурата на растворот за обложување и pH вредноста. Традиционалното хемиско никелирање при висока температура, општата температура ќе биде во опсег од 80~85℃, над 85℃ лесно ќе предизвика распаѓање на растворот за обложување, а на температура пониска од 85℃, толку е побрза брзината на реакцијата. Со зголемување на pH вредноста, брзината на таложење на облогата ќе се зголеми, но pH вредноста исто така ќе предизвика формирање на талог од никел соли, што ќе ја инхибира брзината на хемиската реакција, па затоа во процесот на хемиско никелирање, со оптимизирање на составот и односот на растворот за хемиско обложување, условите на процесот на хемиско обложување, се контролира брзината на хемиско таложење на облогата, густината на облогата, отпорноста на корозија на облогата, методот на густина на облогата, и дијамантскиот прав за обложување за да се задоволат барањата на индустрискиот развој.
Покрај тоа, еден слој може да не ја постигне идеалната дебелина на слојот, а може да има меурчиња, дупки и други дефекти, па затоа може да се направат повеќекратни премази за да се подобри квалитетот на слојот и да се зголеми дисперзијата на обложениот дијамантски прав.
2. електроникелирање
Поради присуството на фосфор во слојот за обложување по дијамантското хемиско никелирање, тоа доведува до слаба електрична спроводливост, што влијае на процесот на полнење со песок на дијамантската алатка (процес на фиксирање на дијамантските честички на површината на матрицата), па затоа слојот за обложување без фосфор може да се користи за никелирање. Специфичната операција е да се стави дијамантскиот прав во растворот за обложување што содржи јони на никел, честичките на дијамантот доаѓаат во контакт со негативната електрода во катодата, металниот блок на никел е потопен во растворот за обложување и поврзан со позитивната електрода за да стане анода, преку електролитско дејство, слободните јони на никел во растворот за обложување се редуцираат на атоми на површината на дијамантот, а атомите растат во облогата.
01 Состав на растворот за обложување
Како и растворот за хемиско позлатување, растворот за галванизација главно ги обезбедува потребните метални јони за процесот на галванизација и го контролира процесот на таложење на никел за да се добие потребниот метален слој. Неговите главни компоненти вклучуваат главна сол, активен агенс на анодата, пуферски агенс, адитиви и така натаму.
(1) Главна сол: главно се користи никел сулфат, никел амино сулфонат, итн. Општо земено, колку е поголема концентрацијата на главната сол, толку е побрза дифузијата во растворот за позлата, толку е поголема ефикасноста на струјата, брзината на таложење на металот, но зрната на облогата ќе станат груби, а намалувањето на концентрацијата на главната сол, полоша спроводливост на облогата и тешко се контролира.
(2) Активно средство на анодата: бидејќи анодата е лесна за пасивација, лесна за слаба спроводливост, што влијае на униформноста на распределбата на струјата, па затоа е потребно да се додадат никел хлорид, натриум хлорид и други средства како анодни активатори за да се поттикне активирањето на анодата, да се подобри густината на струјата на пасивацијата на анодата.
(3) Пуферен агенс: како и хемискиот раствор за позлата, пуферниот агенс може да ја одржи релативната стабилност на растворот за позлата и pH вредноста на катодата, така што може да флуктуира во дозволениот опсег на процесот на галванизација. Вообичаен пуферен агенс е борна киселина, оцетна киселина, натриум бикарбонат и така натаму.
(4) Други адитиви: според барањата на премазот, додадете соодветна количина на средство за осветлување, средство за израмнување, средство за влажнење и разни средства за премачкување и други адитиви за да го подобрите квалитетот на премазот.
02 Дијамантски електрогалванизиран никел проток
1. претходна обработка пред позлатување: дијамантот често не е спроводлив и треба да се позлати со слој од метал преку други процеси на премачкување. Методот на хемиско позлатување често се користи за претходно позлатување на слој од метал и згуснување, така што квалитетот на хемискиот слој ќе влијае на квалитетот на слојот за позлатување до одреден степен. Општо земено, содржината на фосфор во слојот по хемиското позлатување има големо влијание врз квалитетот на слојот, а слојот со висок фосфор има релативно подобра отпорност на корозија во кисела средина, површината на слојот има поголема испакнатина на туморот, голема површинска грубост и нема магнетни својства; слојот со среден фосфор има и отпорност на корозија и отпорност на абење; слојот со низок фосфор има релативно подобра спроводливост.
Покрај тоа, колку е помала големината на честичките на дијамантскиот прав, толку е поголема специфичната површина. При премачкување, лесно плови во растворот за позлата, ќе се појави истекување, позлата, феномен на лабав слој на премачкување. Пред позлатување, треба да се контролира содржината на фосфор и квалитетот на премачкувањето, да се контролира спроводливоста и густината на дијамантскиот прав за да се подобри лесното пловење на правот.
2, никелирање: во моментов, дијамантското позлатување често го користи методот на валавливо обложување, односно, вистинската количина на раствор за галванизација се додава во флаширањето, одредена количина на вештачки дијамантски прав во растворот за галванизација, преку ротација на шишето, дијамантскиот прав во флаширањето се движи кон валавење. Во исто време, позитивната електрода е поврзана со блокот од никел, а негативната електрода е поврзана со вештачкиот дијамантски прав. Под дејство на електричното поле, слободните јони на никел во растворот за позлатување формираат метален никел на површината на вештачкиот дијамантски прав. Сепак, овој метод има проблеми со ниска ефикасност на обложување и нерамномерно обложување, па затоа е развиен методот на ротирачки електроди.
Методот на ротирачка електрода е ротирање на катодата при позлата со дијамантски прав. На овој начин може да се зголеми контактната површина помеѓу електродата и дијамантските честички, да се зголеми униформната спроводливост помеѓу честичките, да се подобри нерамномерниот феномен на обложување и да се подобри ефикасноста на производството на позлата со дијамантски никел.
краток преглед
Како главна суровина на дијамантски алатки, површинската модификација на дијамантскиот микроправ е важно средство за подобрување на силата на контрола на матрицата и подобрување на работниот век на алатите. За да се подобри стапката на оптоварување со песок кај дијамантските алатки, на површината на дијамантскиот микроправ обично може да се нанесе слој од никел и фосфор за да се добие одредена спроводливост, а потоа слојот за позлата да се згусне со никелирање и да се зголеми спроводливоста. Сепак, треба да се напомене дека самата површина на дијамантот нема каталитички активен центар, па затоа треба да се претходно третира пред хемиското позлатување.
референтна документација:
Лиу Хан. Студија за технологијата за површинско обложување и квалитетот на вештачкиот дијамантски микроправ [D]. Технолошки институт Џонгјуан.
Јанг Бјао, Јанг Џун и Јуан Гуангшенг. Студија за процесот на претходна обработка на дијамантски површински премачкувач [J]. Просторна стандардизација.
Ли Џингхуа. Истражување за површинска модификација и примена на вештачки дијамантски микроправ што се користи за жичена пила [D]. Технолошки институт Џонгјуан.
Фанг Лили, Женг Лиан, Ву Јанфеи и др. Хемиски процес на никелирање на вештачка дијамантска површина [J]. Весник за IOL.
Оваа статија е препечатена во мрежата на суперхард материјали
Време на објавување: 13 март 2025 година
