金刚石镀覆电镀生产技术的研究
金刚石线锯的复合电镀法制备及其性能研究
金刚石线锯的复合电镀法制备及其性能研究在大尺寸半导体基片和功能晶体的切割中。
固结磨料线锯以无可比拟的优点被认为是最好的切割方法之一。
与现有的几种固结超硬磨粒的方法相比,电镀方式具有制造周期短和生产成本低等优势,且电镀线锯具有耐热性和耐磨性良好等特点.固结金刚石线锯的电镀工艺是金刚石线锯生产和应用的关键技术。
本文根据硬脆晶体材料切片加工的要求和电化学共沉积工艺的特点,对固结金刚石线锯的复合电镀工艺进行了试验研究。
根据线锯性能要求,选用316L不锈钢丝作为电镀线锯芯线,金刚石作为第二相颗粒,并设计了相关的前处理工艺。
选择以氨磺酸型高速镀镍液作为基础镀液,通过正交试验研究了双脉冲电镀参数对镀层显微硬度的影响关系,试验结果表明:双脉冲供电模式下的镀层质量优于直流和单脉冲模式;双脉冲的频率和反向脉冲占空比是影响镀层显微硬度的显著因素。
在试验基础上,确定了获得高显微硬度镍镀层的双脉冲电镀参数。
设计并制造了一种连续电镀长线锯的试验设备,并且设计了连续制备长线锯的试验方案,实现了连续电镀。
通过试验研究了不同的上砂工艺,以及实现连续电镀过程中阳极排布方式对复合镀层质量的影响。
试验结果表明:与间歇搅拌的悬浮法相比,埋砂法能在锯丝基体表面上获得分布均匀一致、磨料密度较高的复合镀层;采用双阳极对称分布的方式能够改善锯丝表面电流分布,获得的复合镀层质量较好。
对电镀线锯表面镍—金刚石复合镀层的质量进行了检测,评价了固结金刚石线锯复合镀层质量,进行了切割试验,研究了制备的金刚石线锯的切割性能。
结果表明:固结金刚石线锯线径一致性好,镀层中金刚石颗粒分布均匀,表面积百分数50%以上,镀层对金刚石磨粒的把持力较高;切割加工试验表明,自制的电镀固结金刚石线锯在切割效率和加工精度方面均满足使用要求,并且切缝较窄,明显优于商品线锯。
金刚石表面真空盐浴镀覆金属的试验研究
在真空条件下, 将对金刚石有活性的金属或合金 加温呈熔融状态而浸润金刚石表面, 并在毛细管力作
多数熔剂为氯化物, 也可以采用高溶点的有机脂 肪酸。熔剂既不能过多, 亦不能过少。过多则在镀覆过 程中真空度很难提高, 并且会污染真空泵; 过少则镀覆 效果很差。 112 保温时间 在真空盐浴镀覆中选定了镀覆金属、 盐的类型、 添 加量及确定了合适的温度后, 根据对镀层的要求, 确定 合适的保温时间。 一般说来, 随着保温时间的延长, 镀 层厚度增加, 镀层与金刚石的结合强度也增加, 而后镀 层厚度增加缓慢, 时间过长金刚石 C 原子与镀覆金属
表 1 金刚石表面镀覆金属前后的强度 金刚石种类 未镀金刚石 镀覆 Cu C r 金刚石 镀覆 T i C r 金刚石
700 ℃保温 1 h 750 ℃保温 1 h 700 ℃保温 1 h 750 ℃保温 1 h
图 3 镀覆 Cu C r 金刚石的 X 射线衍射图 (750 ℃)
镀覆工艺
金刚石单粒抗压 强度 N ・粒- 1
分析, FFT 变换的结果必然不一致, 有缺陷部位的频谱 曲线是多峰的, 且主频向低频方向漂移。 312 声波透射法对缺陷的判据 判据是一个很重要的问题。 我们由检测管的孔底 至孔口, 测取了许多声波在桩身中的传播时间 t ( 或传 播速度 C ) , 接收信号首波波幅 A 、 接收信号的频谱曲线 或主频 f 0。 这些声参量又都和混凝土的缺陷有关。 问题 是声学参量 C、 、 , 变化到什么程度 , 方可由其对缺 A f0 陷作出判断。 这里我们引用 “基桩低应变动力检测规程” 中声波 透射法的有关判据。 31211 声时或声速判据 采用声时平均值 Λt 与声时 2 倍标准差 Ρt 之和作为判定桩身有无缺陷的临界值: Λt = 2 tei n
金刚石表面真空镀镍的工艺分析
金刚石表面真空镀镍的工艺分析摘要：为对金刚石表面真空镀镍影响因素探索，本文采用多种工艺对金刚石进行表面真空镀镍。
实验数据表示，使用真空镀镍方法，金刚石强度没有受到影响，而且镀层与金刚石紧密结合，具有较强耐酸腐蚀性，金刚石表面构成耐腐蚀性较强的形成镍层，可以作为电镀金刚石线原材料使用。
旨在拓宽未来金刚石应用范围，为我国经济发展提供工业基础。
关键词：金刚石；真空镀镍；工艺前言：目前电镀金刚石普遍使用化学镀镍磷合金,但是化学镀会受到自身复杂步骤影响，难以有效控制金刚石镀镍效果。
而且在化学镀中还使用对环境造成严重污染的重金属辅助作业，无法实现金刚石镀镍长远发展。
而金刚石真空镀镍在真空环境下，借助活性剂，将金属粉末附着在金刚石表面，从而形成金属层。
因为操作方法简单，生产过程大大降低环境污染，成本较低，目前正在成为金刚石表面镀镍的重要研究对象。
1实验材料本文采用市面常见单晶3型料金刚石微粉作为试验材料，中心粒径与峰宽分别为7.513微米、3.228微米，并使用纯度99.5%的200目雾化镍粉作为真空镀镍材料。
将乙酸镍、乳酸等分析纯试剂混合后充分研磨，最后加入金刚石微粉混合。
其中，镍粉、乙酸镍等作为金刚石表面真空镀镍的镍源供给，而作为络合剂的乳酸则负责缩短镍元素在金刚石覆镀效果，加入氧化铝则是避免金刚石在镀镍过程中，出现板结现象，影响镀镍效果[1]。
2金刚石表面真空镀镍的工艺分析2.1粒度与镀覆粘连检测化学与真空镀覆都会出现连晶现象，但是连晶会影响电镀金刚石线使用质量，所以要对金刚石表面镀覆厚度进行检验，确保薄厚均匀，连晶情况少。
本文使用电阻测试法，借助位度分析仪完成粒度分析，对比金刚石镀覆前后峰型、峰宽，判断在镀覆作业后存在多少连晶金刚石[2]。
经过实验后，可以发现在镍源含量增加，在进行镍元素镀覆后，金刚石粒度明显增加，出现明显粘连情况。
而在镍源含量固定的情况下，络合剂含量增加，镀覆后的金刚石粒度有效降低。
5-金刚石颗粒表面均匀电镀工艺研究
V o.l 35 NO. 1 Feb. 2006
烘 干。整个 过程在 室温 下
采用碱 性除油 , 在 10% N aOH 溶液 中 , 并 加入 少
量的非离子表面 活性剂 煮沸 30m in, 用蒸 馏水 冲洗 2~ 3 次 , 除 去金刚石表面的油脂等污物。 2) 粗化 3) 敏 化
图 1 电镀金刚石装置示意图
[ 2]
2 . 2 电镀液及电镀条件
电镀液配方如表 1 所示。
表 1 普通电镀镍溶液的成分及工作规范 试剂名称 N iSO 4 N iC l2 7H 2 O / ( g L 6H 2 O / ( g L
- 1 - 1
配方 1 )
配方 2
配方 3
配方 4 250
120~ 140 150~ 250 250~ 300 30~ 60 7~ 9 8~ 10 30~ 35 20~ 30 30~ 40 35~ 40
- 1
)
N aC l / ( g LFra bibliotek)- 1
5 30
H 3 BO 3 / ( g L
) )
- 1
30~ 40 50~ 80 )
N a2 SO4 / ( g L M gSO4
- 1
7H 2 O / ( g L
- 1
50 4
。
N aF / ( g L
)
- 1
30 % 的 H 2 O 2 / ( mg L
发生下列情况 : 1) 当颗粒的形状为 圆形或 接近圆 形时 , /2, 颗粒沿斜面滚动 ; 3) 当 动又滚动 , 为摩擦角。 > 和 > 量在晶体侧棱之外通过 , 颗粒在斜面上滚动 ; 2) 当
将敏化与活化处理合 成一步 , 采用 新型的 盐基性 胶体钯 对 金刚石进行敏化活化 处理。这样 不仅简 化了工 艺 , 而 且配制 盐 基性活化钯胶体需要的氯化钯用量少、 成本低、 溶液稳定 [ 4] 。 2 . 1. 2 化学镀 N i 镀液组成 : 30g /L N iSO4 6H 2 O ( 随 硫酸 镍浓度 增加 , 镀 速 加快 , 但当 硫酸 镍浓度 超过 20g /L 以上 , 沉 积速度 增加 不太 明 显 , 当 浓度超过 30g /L , 镀液不稳定 , 镍易析出 , 镀速降低。 ) 30g /L N a H 2 PO2 2H 2 O ( 次 亚磷酸钠是镀液中 的主要还 原 剂。随次亚磷酸钠浓度的升高 , 沉积速度增加 , 这是因为随次 亚 磷酸钠浓度升高 , 氧化还原反应电位增加 , 反应的自由能向负 方 向变化 , 所以沉积速度加快 , 但当次亚磷酸钠超 过 30g /L , 镀 液 稳定性降低 , 镀速减慢 ) [ 5] 。 主络合剂 25g /L 10g /L 适量 4. 8~ 5. 2 ( 88 3) , 并要不断搅拌。
金刚石表面镀覆金属的性能研究_张凤林
经盐浴镀和化学镀后, 几乎 100% 的金刚石均被 镀覆上金属, 表明这两种金属镀覆工艺是可行和成功 的。盐浴镀 Ti 的金刚石表面呈灰黑色; 化学镀 Ni 的 金刚石表面呈亮银色, 镀 Cu 的金刚石表面呈红色。
( 1) X 射线衍射分析 用 Y-4Q 型 X 射线衍射仪测得的镀覆金属后金 刚石 X 射线衍射图谱如图 1 所示。由图可见, 盐浴 镀 Ti 的金刚石出现了 TiC 的衍射峰, 表明 T i 与金刚 石通过 TiC 形成了化学冶金结合。化学镀 Ni 和 Cu 的金刚石上都有 Ni 和 Cu 的衍射峰出现; 镀 Ni 金刚
图 1 镀覆金属后金刚石 X 射线衍射图谱
石的表面镀层大多为非晶 Ni, 由于 Ni 层较厚, 所以 金刚石的衍射峰很弱。
( 2) 镀层表面形貌分析 图 2 为 用 PHILIPS XL- 30FEG 扫描电 子显微镜 观察到的镀 T i、镀 Ni 和镀 Cu 金刚石的表面形貌。 由图可见, 盐浴镀 Ti 和化学镀 Ni 的金刚石表面镀 层致密均匀, 而化学镀 Cu 的金刚石表面镀层较为疏 松, 且存在未镀覆部位, 这是由于 Cu 镀层较薄且易 氧化, 引起镀层剥落, 导致镀层表面结构疏松。
( b) 化学镀 Ni
图 3 镀层与金 刚石的界面结构
( 4) 盐浴镀和化学镀对金刚石性能的影响 ¹ 对抗压强度的影响 表 1 为盐浴镀 T i 和化学镀 Ni、Cu 金刚石颗粒 的抗压强度对比情况。
表 1 单颗粒金刚石抗压强度对比情况
金刚石状态 镀前 盐浴镀 Ti 化学镀 Ni 化学镀 Cu
抗压强度( kgf) 6
* 广东省自然科学基金资助项目( 项目编号: 990142) 广东工业大学青年基金资助项目( 项目编号: 992034)
金刚石镀铜工艺研究
金刚石镀铜工艺研究段隆臣 李建文 熊载波 朱学明(中国地质大学勘建学院 武汉 430074)摘 要 研究金刚石表面镀铜工艺,金刚石经净化、粗化、亲水化处理后,首先以盐基型胶体钯对其表面敏化活化,进行化学镀铜形成金属表层,然后以机械滚镀方式在其表面进行电镀加厚。
镀铜后的金刚石抗压强度提高显著,表面理化性质大为改善,削弱了金刚石固有缺点可能产生的不利影响,为生产性能良好和高寿命的树脂结合剂和金属结合剂金刚石工具创造了前提条件。
关键词 金刚石 盐基型胶体钯 化学镀 滚镀1 问题的提出金刚石依靠其无与伦比的高硬度以及优良的机械性能(特别耐磨、导热性优异等),使得金刚石的广泛应用具有无限的可能性。
但是,金刚石也存在一些缺点。
例如其单晶体具有解理性,易沿(111)面破碎;热稳定性不高,容易发生氧化和石墨化;对于一般用于粘结的金属或合金的化学亲和性差,不易被其溶液浸润,所以在采用普通电镀、焊接、烧结等工艺时,其工艺性不佳等。
这些都妨碍了金刚石优异性能的发挥,限制其应用水平和应用范围,阻碍了金刚石制品的发展。
我们采用化学镀和滚镀相结合的方法处理金刚石,使金刚石表面具有金属性,从而大大改善金刚石的理化性能,并削弱金刚石固有缺点可能产生的不利影响,为金刚石的广泛应用和良好的使用效果创造了前提条件。
本文用化学镀和机械滚镀相结合的方式形成Cu 金属膜,取得了良好的效果。
由于Cu与树脂或金属结合剂的粘结力比金刚石直接与他们之间的粘结力大得多。
同时Cu膜对金刚石颗粒的包覆强化,减少了金刚石的碎裂和脱落损失,从而大大提高了金刚石工具的寿命和性能水平。
2 工艺过程与参数2.1 金刚石镀前预处理金刚石是不导电的共价晶体,所以必须用化学镀在其表层先形成导电的金属层,再进行滚镀,为提高镀层与金刚石粒子的结合强度,金刚石首先必须进行净化、粗化、亲水化处理,流程是:在碱液中煮沸→漂清→酸溶液中煮沸→漂清。
碱液处理去除金刚石表面的有机物和油污,酸的强氧化性使金刚石表面受轻微侵蚀达到微观粗化的目的,并有使金刚石粒子亲水的作用。
金刚石微粉表面镀覆研究进展
金刚石微粉表面镀覆研究进展代晓南;何伟春【摘要】Copper, titanium, nickel, tungsten, molybdenum, silver, etc., are mainly used for diamond surface coating.These coating can enhance the compressive strength of diamond grains, the coefficient of thermal conductivity of grinding tool, service life, increase the binding force between the diamond abrasive and binder.There are a lot of different diamond surface plating processes, mainly included chemical plating, plating, magnetron sputtering, vacuum deposition, etc.Small size of diamond particle is required in grinding fluid, fine grinding and wire saw, so this needs fine grain diamond surface plating, but 5 ~10 μm is the smallest size in the industry at present, and its performance is not very good, so the study of fine grain diamond micro powder coating should be stepped up.%用于金刚石表面镀层的金属主要有铜、钛、镍、钨、钼、银等，不同程度的提高了金刚石颗粒的抗压强度、磨具的导热系数、使用寿命。
金刚石复合镀层的研究
金刚石复合镀层的研究近年来，金刚石复合镀层的研究受到了广泛的关注。
金刚石复合镀层是一种具有高耐磨性和高热导性的复合镀层，具有广阔的应用前景。
本文将从结构、性能、制备工艺以及未来应用等方面阐述金刚石复合镀层的研究，以期促进该领域的发展。
一、金刚石复合镀层的结构金刚石复合镀层的结构主要有三种不同的结构，即金刚石/金属结构、金刚石/陶瓷结构和金刚石/金刚石结构。
在金刚石/金属结构的镀层中，金刚石为主要结构，而金属是加固结构。
在金刚石/陶瓷结构的镀层中，金刚石是主要结构，而陶瓷材料是加强结构。
在金刚石/金刚石结构的镀层中，金刚石是主要结构，金刚石和金刚石之间也有一层薄膜加固。
二、金刚石复合镀层的性能一般来说，金刚石复合镀层具有独特的物理和化学性能，具有良好的热稳定性、化学稳定性、抗腐蚀性、耐磨性和抗冲击性。
金刚石复合镀层具有良好的耐热性，能承受较高的温度，最高可达到3000℃。
金刚石复合镀层具有良好的耐磨性，可以承受大量的机械磨损，寿命可达到数千个小时。
金刚石复合镀层具有良好的抗腐蚀性，能有效防止腐蚀，可以在恶劣的环境中使用。
三、金刚石复合镀层的制备工艺金刚石复合镀层的制备工艺主要有气相沉积法和熔覆法。
气相沉积法是气相化学反应的一种，该方法能在被镀物表面形成致密的金刚石镀层，具有较高的热稳定性和结构稳定性。
而熔覆法则是一种熔融金属的方法，可以在镀层表面形成金刚石/金属结构，这种结构具有较好的抗腐蚀性和抗冲击性。
四、金刚石复合镀层的应用由于金刚石复合镀层具有优良的性能，它在航空航天、汽车、计算机等多个领域都有广泛的应用。
在航空航天领域，金刚石复合镀层能提高发动机的稳定性、使用寿命和效率，并有效抑制发动机的热变形。
在汽车领域，金刚石复合镀层能提高汽车的燃油效率，减少汽车的磨损率，同时还能有效防止汽车受到潮湿环境的侵蚀。
而在计算机领域，金刚石复合镀层能有效提高计算机的稳定性并减少计算机的热效应。
五、未来的发展未来，金刚石复合镀层将在抗腐蚀、防火、防静电等多方面得到更广泛的应用，从而丰富该领域的发展前景。