微电铸工艺电铸液的研究现状
微电铸中电铸液的发展现状和趋势

微电铸中电铸液的发展现状和趋势摘要:本文首先阐述了微电铸技术的发展历史和现状,然后介绍了它的原理。
重点说明了电铸液的成分,最后介绍了微电铸未来的发展趋势。
关键词:微电铸;电铸液1.引言微电铸工艺(microelectroforming technology)是在传统电铸工艺的基础上建立起来的新概念,具有微小结构成型、复杂结构成型、高精度和批量生产等突出优点。
微电铸工艺是LIGA\UV-LIGA 技术的核心内容,在MEMS技术和微、纳米制造领域中有着良好的应用前景。
作为一种先进的制造技术,微电铸工艺主要用于制作各种精密、异型、复杂、微细等难以用传统加工方法制得的或加工成本很高的结构,适用于航空、航天、核工业、仪器仪表、微型机械等高新技术领域,并受到日益广泛的关注2.微电铸技术的发展历史1838年,苏联的耶可夫教授在石膏芯模上涂敷石蜡,通过石墨使其表面具有导电性,制成了电铸铜产品。
日本昭和初年,京都市工业研究所和大板造币司等单位就已积极开展了在石膏母型上铸铜、在绝缘体上电镀等方面的研究。
但是,早期由于电铸芯模的制作不仅制造技艺要求高、操作工艺繁琐,而且母型易破损,难以制出精致的复制品,所以电铸的应用范围十分有限。
20世纪中后期,随着电铸芯模材料的发展和制造技术的提高,电铸作为一项特种加工工艺方法,开始广泛应用于国民生产生活的各个方面,在欧美己用于制造火箭喷气发动机冷却室、太阳能储能飞轮,在日本用于汽车内饰件的制造,电子工业中印刷焊膏和胶粘剂模板。
国内的许多科研单位也对电铸工艺进行了大量的研究.较多应用于表面彤貌复杂的零件和各种模具的制造上。
微细电铸工艺随着MEMS工艺的发展而产生,在继承传统电铸工艺特点的同时,结合了集成电路加工工艺,受到了广泛的关注。
微细电铸技术与传统电铸技术有着相同的原理和相似的工艺过程,由于该项技术广泛用于制作微器件或者微结构,更多的涉及微米级尺度的问题,与传统大器件电铸有着显著的差别,对环境干扰有着更强的响应。
微电铸工艺现状和发展趋势

摘要:介绍了微电铸的基本原理和特点,阐述了微电铸过程中镀层厚度形成不均匀等技术难点,最后总结微电铸工艺参数的现状和以后的发展趋势。
关键词:微电铸MEMS 工艺参数现状趋势0 前言LIGA是德语X射线光刻(X-ray lithographie)、电铸(galvanoformung)和模压(formtechnik)的缩写。
该工艺包括把一层厚厚的X射线光刻胶(从几微米到几厘米)、高能X射线辐射曝光和显影,以形成各种想要三维的光刻胶结构。
接下来通过精细电铸,将金属填充到光刻胶模具结构中,在去除光刻胶,即得到了想要的金属结构。
该金属结构可以是最终的产品也可以是精密塑料模压的模具。
经过模压好的塑料部件既可以作为最终的产品,又可以作为产品的牺牲模具。
可见微电铸技术是LIGA工艺中非常重要的一个环节。
对于金属电铸工艺可包括无电解电铸和电解电铸两种。
无电解电铸就是靠化学方法连续淀积厚金属,而不加电压也没有消耗基片,它最重要的一点是采用充分的氧化反应代替点解电铸中的基片溶解。
电解电铸是自我限制的,而无电解电铸不是自我限制的。
对于无电解电铸镍来说,镍离子的减少是靠次磷酸盐的氧化反应来补充的。
反应一直进行,直到溶液中的次磷酸盐耗尽为止。
在电解电铸中,只要当整个基片表面覆盖了镍以后就会停止。
大量的氢生成会破坏电铸金属膜的质量,因此必须避免。
氢生成速度与电铸金属膜的速度没有直接关系,而主要取决于还原剂分子。
在无电解电铸中,电铸可能是在容器壁上在某个时刻自发开始,因此需要稳定剂来稳定溶液。
1 微电铸原理的特点微电铸的要素包括阳极、阴极、电源、电解液以及待镀工件模具等,其中待镀工件模具作为阴极,电铸是一种特殊形式的电镀。
希望沉积的金属离子包含在电解液中,当电解发生时,在阴极的工件模具表面会沉积金属离子,随着金属离子沉积在阴极,阳极金属会发生溶解反应补偿电解液中金属离子的减少。
经过表面工艺处理的成型工件作为电铸模具,可以得到合适的镀件并能保证镀件和模具容易分离。
关于微电解国内外研究现状及发展动态分析

关于微电解国内外研究现状及发展动态分析微电解( micro-electrolysis) 技术, 又称为铁炭法、铁屑法、内电解、铁还原等技术,是被广泛研究与应用的一种废水处理方法。
它主要是基于金属腐蚀溶解的电化学原理,依靠在废水中形成微电池的电极反应而使废水净化。
该工艺以废铁屑为原料,无需消耗电力资源, 具有“以废治废”的意义。
其电解材料一般采用铸铁屑与惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤)等,也有也有采用铝-炭、铁-铜等其他组合来加强处理效果。
苏联学者于20世纪70 年代初首次将其应用于处理印染废水,由于此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点,是真正的环境友好型技术。
随后在世界范围内引起了广泛的关注。
该法于20 世纪80 年代引入我国,目前已成功地应用于染料、印染、重金属、化工、制药、油分等废水的预处理,在当时是水处理领域里的非常热门的课题。
随着我国经济的高速发展,工业废水的排放量日益增加,工业废水的特点是水质和水量因生产工艺和生产方式的不同而差别很大,成分复杂,可生化性差,COD、盐分和有毒物含量高,污染物的存在形态在不同的废水中各不相同等。
为了满足国家排放标准,减少环境污染,研究者们又在铁碳微电解的基础上进行研究改进,随后出现了多元微电解体系以及微电解结合废水处理的其他技术方法,联合应用于各类废水的治理中。
目前,研究较多的有混凝沉淀联合微电解法、Fenton联合微电解法、生物降解联合微电解法等。
一、微电解分类微电解反应体系按投加填料种类的不同可分为一元、二元及三元(或以上)等体系。
其中,铁屑还原法是常用的一元微电解体系,又称为零价铁法(Fe0)。
铁屑主要由纯铁(Fe)和碳化铁(Fe3C)组成,其中Fe3C 以极细小的颗粒分散在铁屑内,由于两者间存在明显的氧化还原电位差,可形成无数个微观电池,利用其产生的电池效应实现对工业废水的处理。
Yang Mu 等研究发现,铁屑通过电化学附集、氧化还原等作用把硝基苯转化为苯胺、偶氮苯及氧化偶氮苯等易生物降解物质;Chuanbao Wang 等通过大量实验室研究和现场测试发现,纳米级铁粉可将各种卤代有机物还原为简单无害的碳氢化合物。
电铸技术研究与探讨

电铸技术研究与探讨江苏理工学院机械工程学院摘要:随着工业科技的进步,电铸技术也得到了很大的提高。
本文简单地介绍了下电铸的原理、特点,以及电铸的几种主要材料,同时也介绍了下当今电铸技术在工业中的一些运用和实践。
最后指出电铸技术存在的一些不足之处,但作为一门交叉学科,未来电铸技术会随着科技的发展而大放异彩。
关键字:电铸;原理;材料;运用Abstract: With the development of science and technology, electroforming has improved a lot. This paper simply introduces the basic principle, characteristic and some material of electroforming. Simultaneously some applications of electroforming are illustrated by the paper. In the end, the shortcomings of our country’s electroforming technologies at present stage are pointed out, but as a cross- discipline subject, electroforming will be widely developed and applied in future.Keyword: electroforming; principle; material; application前言随着工业的不断发展,各种精密异型、复杂微细的金属零部件以及相关模具产品的需求大幅增加,电铸作为一种精密制造技术受到高度重视。
电铸工艺从发明至今已有上百年的历史。
1838年,俄国的耶可夫教授发明了电铸铜;1842年德国的Bottger教授发明了电铸镍;1869年在俄国财政部印刷所里又诞生了电铸铁[1]。
@电铸技术的研究进展

・开发与创新・0引言电铸技术是利用电化学原理在芯模上进行金属电沉积,然后将金属沉积层与芯模分离,以获得金属复制件的工艺过程。
随着近年来电沉积工艺的不断发展和日趋完善,电铸技术不再仅仅以追求通过脱模制备简单的复制件为目的,有时还直接电铸成型在实际应用中所需要的精密金属零部件。
因此,从某种意义上讲,电铸技术是用电沉积的方法加工或复制金属零部件的过程,该工艺已成为微细制造的重要组成部分。
1电铸技术及其工艺特点一般来讲,在电铸工艺过程中应包括以下内容:芯模制作、芯模预处理、电沉积过程、后处理等。
图1为利用电铸工艺制备用于加工模具型腔的电火花电极的原理图。
电铸技术与电镀之间的区别主要表现在以下几个方面:其一,电镀层的厚度较薄,而电铸层厚度则达零点几毫米甚至更厚;其二,电镀层与基体之间要求结合紧密,而电铸层一般则要与芯模分离以获得所需要的独立零件;其三,电铸层的性能与芯模无关,而电镀层的性能通常则与基体是互补的。
电铸技术能够制备出某些用普通机械加工方法难以制造,并且具有特殊形状的金属零件,其最大的优点是具有高度“逼真性”,能够极为准确地复制出芯模的形状,因此,该工艺具有相当高的复制精度;另外,在电铸过程中对芯模无任何损害而具有相当高的重复精度。
适用范围广。
电铸可以使难以加工的内型面变为易于加工的外型面,因而该工艺在具有精密和复杂内表面零件的制造方面得到了较为广泛地应用;另外,电铸还被用来制造某些具有超细、超薄结构,以及无缝或中空的零件。
可以控制电铸制品的性能。
通过改变所沉积金属的种类和工艺参数,或通过使用添加剂等工艺措施,即可使所制备零件的物理、机械性能在很大范围内变化,以满足实际应用中的不同需求。
投资少。
电铸技术是一种“增材”加工技术,设备投资较少,而且其废品还可以作为阳极材料得到再利用。
正是由于电铸技术具有上述诸多的优点,尤其是其高度的逼真性和极强的适应性,在实际应用中不仅能够从物体表面制备精确的复制件,而且还可以加工具有复杂形状和特殊理化性能的制品,因而使其在许多领域得到愈来愈广泛的应用。
电铸技术的发展和应用综述

电铸技术的发展和应用综述章勇【摘要】电铸技术是一种精密特种加工技术,凭借其工艺的特殊性,在很多行业有着广泛的应用.对电铸技术的发展历史及电铸技术在特殊结构件、微细结构件和大型结构件三个方面的应用进行综述,并阐述了电铸技术的研究现状.【期刊名称】《沙洲职业工学院学报》【年(卷),期】2017(020)002【总页数】4页(P1-4)【关键词】电铸;微细;精密;结构件【作者】章勇【作者单位】沙洲职业工学院,江苏张家港215600【正文语种】中文【中图分类】TG249电铸是一种电化学加工方法,它是利用金属离子在阴极表面电沉积的原理进行零件的成型。
目前,电铸技术主要用于航空航天、精密模具、特殊结构件等行业。
与传统的金属成型工艺和其它精密加工技术相比,电铸技术具有复制能力强、重复精度高、适用范围广和电铸零件的材料性能可控性强等独特的优点[1-2]。
电铸工艺的发展首先体现在电铸层的材料成分上,其发展历程可分为单金属电铸、合金电铸和复合材料电铸三个阶段,但这三个阶段并无明显的界限,且在现阶段仍在共同发展。
对于单金属电铸工艺而言,电铸中应用最广泛的金属有铜和镍。
其中,电铸铜主要用于对导热要求高的工艺结构件,且由于其具有良好的塑性和导电性,常用于铜箔、印刷电路板、波导管、电火花电极等,有时也用于电铸镍的打底层。
与电铸铜相比,电铸镍具有较高的强度、硬度和耐腐蚀性,常用于工程结构件,电铸镍的厚度可达数十毫米,可用于某些特殊的产品中,如用于核反应堆的无缝电铸镍管、液体火箭发动机推力室身部等[3]。
随着电铸应用领域的不断拓展,有限的单金属电铸材料已难以满足科技发展的需要。
因此研究者们从19世纪末就开始进行合金电铸的研究,但一直到20世纪60年代中期,才由W.Stephenson等人成功开发出了镍锰合金电铸技术,从而掀起了合金电铸的新高潮。
目前,研究最多的合金电铸主要是以铁族金属为主体,在其中掺杂其它金属,如Ni-Co合金、Ni-Mn合金和Ni-Fe合金等[4-7]。
微电铸技术及其工艺优化进展研究

而, 微电铸工艺中存在的铸层厚度均匀性差、 制作周 期长、 残留内应力大、 铸层易出现缺陷及硬度低等不 足也严重制约着其应用与发展
[ G @ F]
( $ )在微电铸过程中, 由于电流的边缘效应, 电 力线容易在芯模的尖角、 边缘处集中, 电流密度也就 相应较大, 因此该处铸层厚度大于平均厚度。而中 部电力线相对稀疏, 电流密度较小, 铸层厚度小于平 均厚度。 ( " )对于具有高深宽比的复杂零件, 除了电流 的边缘效应外, 槽侧壁对槽底会起到一定的屏蔽作
2世纪32年代4516等人发现在以覆金陶瓷或喷漆玻璃作为衬底的同时降低电铸温度可有效改善复制微结构的表面质量以及铸层的延展性从而取代硅或云母等传统电铸衬底等人在传统直流电铸的基础上进行了脉冲电铸技术的实验研究得出了脉冲电铸可以显著改善铸层质量的结论等人总结了前人的研究成果发现在相同的平均电流密度下反脉冲电铸可以获得比脉冲电铸更光滑的表面然而这却是以降低电流效率为代价的等人提出采用旋转圆盘作阴极不但可以提高电铸均匀性增强铸层排氢能力而且还不会影响电铸层的表面质量j研究发现金属沉积表面会自然地呈现为凹面对整个沉积层而言边缘厚度约是中间厚度的两倍他们进一步提出了采用辅助阴极的办法降低电铸不均匀性实验证明效果显著等人通过改变脉冲电铸的波形来抑制晶粒生长提高形核率与常规的直流电铸方波脉冲电铸相比能够获得更好的表面均电铸速率的提高微电铸工艺中金属离子的沉积速率直接关系到微结构加工周期的长短从而也进一步决定了整个工艺的实际应用价值
[$ @ ; ] 等高新技术领域, 并受到日益广泛的关注 。然
量理论分析和理论建模, 并在改善铸层均匀性、 提高 电铸速率、 消除内应力以及优化沉积层性能等方面 做了很多有益的探索和尝试。
电铸技术的应用与发展趋势

电铸技术的应用与发展趋势电铸技术是近年来应用较广泛的一种技术,它是一种通过高压电弧或高频电流将金属或合金熔化后注入模具中形成形状的加工制造技术。
随着科技的不断发展,电铸技术在许多领域得到了广泛的应用,并且在发展趋势上也有了很大的进步。
本文将从应用和发展两个方面介绍电铸技术的现状和未来趋势。
一、电铸技术的应用1、珠宝制造电铸技术在珠宝制造中应用广泛。
通过电铸技术可以生产出各种型号和样式的珠宝,设计难度小,成本低,也可用于样品的制作,进一步提高了珠宝制造的效率和质量。
2、汽车零部件制造在汽车工业中,电铸技术常常被用来生产各种零部件。
这种技术具有生产周期短、成本低、质量稳定等特点,因此在汽车零部件生产中具有非常广泛的应用。
同时也可以在模具生产中降低使用成本,为模具制造业带来新的机遇。
3、航空航天制造在航空航天行业,电铸技术也被广泛应用,主要用于制造不同形状和大小的零部件。
电铸技术不仅可以生产轻量化的零部件,而且还可以生产具有高强度、高硬度和高热学性能的零部件,大大提高了航空航天产品的性能和使用寿命。
二、电铸技术的发展趋势1、自动化与智能化发展随着社会自动化和智能化的趋势,电铸技术也将朝着自动化和智能化的方向发展。
通过与其他先进技术的结合,未来的电铸技术将实现自动化生产,提高生产效率,降低生产成本。
2、高性能金属材料的研发与应用随着科技的发展,新型材料的研究和应用已成为电铸技术发展的重要方向。
未来电铸技术将广泛应用于生产各种高性能金属材料,如合金、钛合金、耐热合金等,为工业、航空航天和军事等领域的发展提供了新的机遇。
3、环保技术的渗透未来电铸技术的发展不仅要考虑产量和生产效率的提高,更要关注其对环境的保护。
随着环保意识的增强,电铸技术将采用更环保的生产过程,提高产品的环境可持续性,这也是电铸技术未来发展的必然趋势。
综上所述,电铸技术在各个领域的应用已经越来越广泛,未来发展的趋势也呈现出自动化、智能化、高性能金属材料研发和应用以及环保技术渗透等特点,这些趋势将进一步推动电铸技术的发展和创新。
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大连理工大学研究生试卷系别:机械工程学院课程名称:微制造与微机械电子系统学号:姓名:考试时间:2014年1 月13 日微电铸工艺电铸液成分的研究现状(大连理工大学机械工程学院大连 116000)摘要:随着微机电系统(MEMS)技术的快速发展,微流控芯片已成为微机械各领域研究的热点,并且在各个领域中得到广泛的应用。
在微流控芯片的制作过程中,模具发挥着极其重要的作用,而模具的制作主要采用LIGA工艺。
LIGA是 Lithografie, Galvanoformung, Abformung 三个德文词的缩写, 分别代表X 光深层光刻工艺、微电铸工艺和微复制工艺的集合,其中微电铸工艺有着其独特作用和魅力。
本文主要介绍微电铸工艺电铸液成分的研究现状和发展趋势,从而加深对微电铸工艺的认识,为后续工序做好充分准备。
关键词:微电铸电铸液研究现状Present status of the research on the composition of electrotyping solution about Micro electroformingZHOU chuanpeng(Dalian University of Technology School of Mechanical Engineering Dalian 116000) Abstract: As the rapid development of MEMS technology, microfluidic chip has become the focus in the domain of micromachine, and it is used broadly in almost every fields. During the fabrication of microfluidic chip,the mold plays an extremely important role, and the fabrication of molds most likely use LIGA technique. LIGA is the abbreviation for the three worlds of Devin, ‘Lithographie, Galvanoformung, Abformung’. It represents the collection of the deep X-ray lithography process, the micro electroforming process and micro replication process. The micro electroforming process has its unique role and charm. This paper mainly introduces the research status and development trend of the composition of electrotyping solution about Micro electroforming, so then deepen the understanding of the micro electroforming process, and got fully prepared for the follow-up process.Key Words:Micro electroforming, Electrotyping solution, Research status0 引言微电铸在LIGA工艺中占据着极其重要的地位,微电铸工艺应用于多方面,主要包括用于制作各种复杂、精密、异型、微细等难以用传统方法加工制得的或成本很高的结构,适用于微型机械、仪器仪表、航空、航天、核工业等高新技术领域,并受到日益广泛的关注。
而对于微电铸来说电铸液的成分却是制约其发展的关键因素。
电铸液成分的研究具有很大的发展空间和广阔的发展前景。
本文主要讲解微电铸电铸液成分的研究现状和发展趋势,为微电铸的进一步研究作铺垫。
1 LIGA工艺和微电铸1.1 微电铸工艺基本原理电铸就是将非金属铸模(光刻胶、塑料等)用电沉积的方法对其填充各种金属,然后将金属剥离,从而得到与非金属结构一致的金属微结构的工艺方法。
电铸本质上就是电镀的一种特殊形式,构成它的基本要素包括电源、阳极、待镀工件模具(阴极)和电解液。
电解液中包含有希望得到的沉积金属离子,它借助电沉积作用在阴极的工件模具表面沉积,多数情况下金属离子可以从阳极金属的溶解反应中得到补偿。
常规电铸的工件多为已经加工成型的模具,其表面经过适当工艺处理,从而使成型铸件易于分离。
如图1.1所示。
图1.1 电铸原理图图1.1中,阳极反应(氧化):N i+ 4OH阴极反应(还原):Ni微电铸则是在常规电铸的基础上发展的一种新的工艺技术,这种技术主要是针对微小结构,不仅可以看作是掩膜电镀在高深宽比方向进一步发展的结果,还可以看作是在微细模具基础上的电铸成型技术,这种技术主要应用于LIGA和准LIGA技术中进行精细结构的加工。
1.2 LIGA工艺简介如图1.2所示,微电铸技术是LIGA 技术的重要核心内容,是LIGA 研究人员的重要研究内容。
ABB Corporate Research 的Mathis 等人在室温条件下对电铸进行了研究,主要目的是为了避免高温电铸液给PMMA 微结构带来不必要的精度影响,这对提高电铸精度具有很大且重要意义。
瑞士微纳米实验室的Heyderman L J 等人将微细电铸技术与平板热压技术结合,实现了纳米级的结构制造。
图1.2 LIGA 工艺流程示意图其中,X射线深度光刻工艺利用了X射线的穿透能力和线宽控制能力。
通过对厚膜光刻胶的曝光和显影,从而得到光刻胶微结构,它是一种高深宽比的结构,这种工序和电铸技术的模具加工工序相当。
微电铸工艺是在光刻胶微结构的空隙中进行电沉积,可以制作成为微型模具。
而微复制工艺就是利用这种微型模具,通过注塑成型或者模压成型,来实现塑料微结构的大批量复制。
2微电铸电铸液简论2.1 电铸液简介及其要求微电铸是一个复杂的工艺过程,受多个因素的影响,利用这种技术可以制作传统手段难以加工生产的模具,这种技术在模具加工工艺中有着其不可替代的优势。
因此在国外,电铸模已广泛应用于现代化的工业领域中。
国内微电铸技术与国外相比,尚有较大差距,本文就在电铸制模的推广应用中,针对电铸液的主要成分、配比探索其研究现状和发展趋势。
按照各种成分在电铸过程中所起的作用,可将电解液看成是由主盐、活化剂、缓冲剂、润湿剂、添加剂等组成。
由于微电铸层厚,又有物理机械性能要求,因而对微电铸溶液有一些的要求:1)沉积速度快提高沉积速度可以缩短微电铸时间,故需要采用尽可能高的电流密度,因此要求溶液要能适应高速微电铸工艺的要求。
2)溶液的成分简单且容易控制一般要求电铸层具有机械和物理性能,因而溶液成分要力求简单,便于控制和维护,以保证所得到的铸层具有稳定性。
3)溶液要求具有较高的纯度由于微电铸层比较厚,各种机械、无机和有机杂质等对铸层的性能影响比较严重,故所采用的微电铸液必须具有较高的纯度,并定期进行过滤和处理。
4)铸层要求均匀铸层的一项重要指标是高度均匀性,故选用的微电铸液要尽可能有好的均镀能力。
2.2微电铸的溶液成分1)主盐目前可供电铸的金属与合金比较有限。
最常用的金属有铜、镍、铁,合金有镍-钴及镍-铁合金。
其中,金属镍应用比较广泛,它具有良好的机械性能和高耐腐蚀性,同时在零度以下的温度条件下,其机械性能尚有所提高。
2)活化剂为了能使阳极正常溶解,并且不断的补充微电铸所消耗的金属离子,同时也为了避免在进行电铸时,阳极在高电流密度下趋向于钝化从而影响其正常的溶解,故必须加入活化剂亦称阳极活化剂。
NaCl和NiCl是最常用的活化剂。
实验表明加入氯离子,能够改善溶液的分散能力,改善阳极的溶解性,还能提高导电率,值得注意的是氯离子含量不能过高也不能过低。
若NaCl 为活化剂,则钠离子的注入会降低阴极电流密度的上限值,从而使铸层硬而脆且内应力高,影响铸层的结构,故氯化镍作阳极活化剂是最好的选择。
当采用结晶致密的镍阳极和使用较大的电流密度时,需要相应地增加氯离子的浓度。
3)缓冲剂缓冲剂在电铸溶液中起着稳定溶液PH 值的作用。
在电铸过程中,阴极附近金属镍离子得到电子还原成金属镍,并且有氢气析出。
氢气的析出使溶液中的氢离子减少,溶液的PH值上升,当PH 值上升到某一值时,沉积层的各种性能将会受到影响。
缓冲剂能使使电铸液的PH 值保持在一定的范围内,从而获得正常的的电铸层。
4)润湿剂(防针孔剂)氨基磺酸镍溶液的电极间具有很强的吸附能力,电铸时容易产生麻点和针孔。
在阴极由于有部分氢离子直接参与放电,并且以氢气泡形式析出。
其中大部分的氢气泡以气体形式从溶液中析出,但仍有少量气泡吸附在阴极表面。
当有机杂质吸附在阴极表面时,溶液与电极间的表面吸附能力增加,氢气泡就更容易滞留在这些地方而形成针孔。
为了避免电铸层出现麻点和针孔,需向电铸液中加入润湿剂,故润湿剂也称之为防针孔剂。
5)添加剂在电铸液配方中,当无添加剂时,沉积层的硬度仍不够理想,并且还存在一定的应力,不能满足精密注塑模具的要求。
因此须通过在电铸液中加入增硬添加剂,以提高电铸层的硬度,同时消除应力。
在电铸液中加入添加剂可以使电铸镍的晶粒得到细化,通过控制添加剂的添加量可以达到控制晶粒大小的目的。
有试验表明,随着电铸液中添加剂含量的增加电铸方法制备的金属镍的晶粒得到明显细化,显微硬度增加,抗拉强度和伸长率随着添加剂的增加而增加,达到一定极大值后,随着添加剂的增加而呈现减小趋势。
3 电铸液成分的研究现状在电铸模具的应用中,不同的产品特性及加工材料工艺,对模具的机械性能具有不同的技术参数要求。
依据电铸液各主要成分对沉积层机械性能的影响,可有针对性地选择最佳的电铸液工艺配方。
1)目前,对于主盐来说,镍盐是微电铸溶液最常用的主要成分,也是镍离子的主要来源,一般采用氨基磺酸镍、硫酸镍以及氯化镍。
其中硫酸镍作为主盐时所得到的铸层内应力较大,缺陷较多;而NiCl虽然均镀能力和导电性能较好,但因其吸附的离子较多,会产生较大的内应力,成本也相对较高。
相反,氨基磺酸镍作为主盐所得到的铸层沉积速度快,延展性好,内应力小,并且能得到优良的均一性铸层,在使用前不需活性碳处理或弱电解。
镍盐浓度过低,工艺范围窄,溶液不稳定,电铸层应力和脆性增加,容易出现电铸层烧焦,粗糙和结瘤等现象;镍盐浓度过高,电流效率下降,低温电铸时容易产生结晶。