Khi sản xuất sang chuyển đổi cao cấp, sự phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực phát triển công nghiệp năng lượng sạch và chất bán dẫn và quang điện, với khả năng xử lý chính xác cao và hiệu quả cao của các công cụ kim cương đang gia tăng nhu cầu, nhưng bột kim cương nhân tạo là nguyên liệu thô quan trọng nhất, hạt kim cương và lực lượng giữ thế lực không phải là công cụ carbide dễ dàng. Để giải quyết những vấn đề này, ngành công nghiệp thường áp dụng lớp phủ bề mặt bột kim cương bằng vật liệu kim loại, để cải thiện các đặc tính bề mặt của nó, tăng cường độ bền, để cải thiện chất lượng tổng thể của công cụ.
Phương pháp lớp phủ bề mặt bột kim cương là nhiều hơn, bao gồm mạ hóa học, mạ điện, mạ phóng magnetron, mạ bay hơi chân không, phản ứng nổ nóng, v.v., bao gồm mạ hóa học và mạ với quá trình trưởng thành, lớp phủ thống nhất, có thể kiểm soát một cách chính xác.
1. Mạ hóa học
Lớp phủ hóa chất bột kim cương là đặt bột kim cương được xử lý vào dung dịch lớp phủ hóa học và lắng đọng các ion kim loại trong dung dịch phủ thông qua tác động của chất khử trong dung dịch phủ hóa học, tạo thành lớp phủ kim loại dày đặc. Hiện tại, lớp mạ hóa học kim cương được sử dụng rộng rãi nhất là hợp kim nhị phân phốt phát niken (NI-P) hóa học thường được gọi là mạ niken hóa học.
01 Thành phần của dung dịch mạ niken hóa học
Thành phần của dung dịch mạ hóa học có ảnh hưởng quyết định đến sự tiến bộ, độ ổn định và chất lượng lớp phủ của phản ứng hóa học của nó. Nó thường chứa muối chính, chất khử, phức tạp hơn, bộ đệm, chất ổn định, máy gia tốc, chất hoạt động bề mặt và các thành phần khác. Tỷ lệ của từng thành phần cần được điều chỉnh cẩn thận để đạt được hiệu ứng lớp phủ tốt nhất.
1, muối chính: thường là niken sulfate, niken clorua, axit sunfonic aminic, niken cacbonat, v.v., vai trò chính của nó là cung cấp nguồn niken.
2. Tác nhân khử: Nó chủ yếu cung cấp hydro nguyên tử, làm giảm Ni2 + trong dung dịch mạ thành Ni và đặt nó trên bề mặt của các hạt kim cương, là thành phần quan trọng nhất trong dung dịch mạ. Trong ngành, natri thứ cấp phốt phát với khả năng giảm mạnh, chi phí thấp và độ ổn định mạ tốt chủ yếu được sử dụng làm tác nhân giảm. Hệ thống giảm có thể đạt được mạ hóa học ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao.
3, Tác nhân phức tạp: Dung dịch lớp phủ có thể kết tủa kết tủa, tăng cường tính ổn định của dung dịch lớp phủ, mở rộng tuổi thọ của dung dịch mạ, cải thiện tốc độ lắng đọng của niken, cải thiện chất lượng của lớp phủ, thường sử dụng axit succinin, axit citric, axit lactic và axit hữu cơ khác.
4. Các thành phần khác: Bộ ổn định có thể ức chế sự phân hủy của dung dịch mạ, nhưng vì nó sẽ ảnh hưởng đến sự xuất hiện của phản ứng mạ hóa học, cần sử dụng vừa phải; Bộ đệm có thể tạo ra H + trong phản ứng mạ niken hóa học để đảm bảo độ ổn định liên tục của pH; Các chất hoạt động bề mặt có thể làm giảm độ xốp của lớp phủ.
02 Quá trình mạ niken hóa học
Lỗ hóa học của hệ thống natri hypophosphate đòi hỏi ma trận phải có hoạt động xúc tác nhất định và bề mặt kim cương không có trung tâm hoạt động xúc tác, do đó, nó cần phải được xử lý trước trước khi mạ hóa chất của bột kim cương. Phương pháp tiền xử lý truyền thống của mạ hóa học là loại bỏ dầu, thô, nhạy cảm và kích hoạt.
(1) Loại bỏ dầu, thô: Loại bỏ dầu chủ yếu để loại bỏ dầu, vết bẩn và các chất ô nhiễm hữu cơ khác trên bề mặt bột kim cương, để đảm bảo sự phù hợp gần và hiệu suất tốt của lớp phủ tiếp theo. Sự thô có thể tạo thành một số hố nhỏ và các vết nứt trên bề mặt của kim cương, làm tăng độ nhám bề mặt của kim cương, không chỉ thuận lợi cho sự hấp phụ của các ion kim loại ở nơi này, tạo điều kiện cho việc mạ hóa học và mạ điện tiếp theo, mà còn tạo thành các bước trên bề mặt của kim cương.
Thông thường, bước loại bỏ dầu thường lấy NaOH và dung dịch kiềm khác làm dung dịch loại bỏ dầu, và đối với bước thô, axit nitric và dung dịch axit khác được sử dụng làm dung dịch hóa học thô để khắc bề mặt kim cương. Ngoài ra, hai liên kết này nên được sử dụng với máy làm sạch siêu âm, có lợi cho việc cải thiện hiệu quả của việc loại bỏ dầu kim cương và thô, tiết kiệm thời gian trong quá trình loại bỏ dầu và quá trình thô, và đảm bảo hiệu quả của việc loại bỏ dầu và nói chuyện thô, nói chuyện thô thiển,
(2) Sự nhạy cảm và kích hoạt: Quá trình nhạy cảm và kích hoạt là bước quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình mạ hóa học, liên quan trực tiếp đến việc có thể thực hiện mạ hóa học hay không. Sự nhạy cảm là để hấp phụ các chất oxy hóa dễ dàng trên bề mặt bột kim cương không có khả năng tự động hóa. Việc kích hoạt là hấp phụ quá trình oxy hóa axit hypophosphoric và các ion kim loại hoạt động xúc tác (như palladi kim loại) trên việc giảm các hạt niken, để tăng tốc độ lắng đọng của lớp phủ trên bề mặt bột kim cương.
Nói chung, thời gian xử lý nhạy cảm và kích hoạt là quá ngắn, sự hình thành điểm palladi kim loại bề mặt kim cương ít hơn, sự hấp phụ của lớp phủ là không đủ, lớp phủ dễ giảm hoặc khó hình thành lớp phủ hoàn toàn và thời gian xử lý quá dài, sẽ gây ra sự lãng phí điểm cao nhất.
. Môi niken hóa học nhiệt độ cao truyền thống, nhiệt độ chung sẽ ở 80 ~ 85, hơn 85 ℃ dễ dàng gây ra sự phân hủy của dung dịch mạ và ở nhiệt độ thấp hơn 85, tốc độ phản ứng càng nhanh. Về giá trị pH, vì tốc độ lắng đọng của lớp tăng pH sẽ tăng, nhưng pH cũng sẽ gây ra sự hình thành trầm tích muối niken ức chế tốc độ phản ứng hóa học, do đó, trong quá trình mạ niken hóa học bằng cách tối ưu hóa thành phần mạ hóa học và tỷ lệ, điều kiện quá trình mạ hóa học.
Ngoài ra, một lớp phủ duy nhất có thể không đạt được độ dày lớp phủ lý tưởng, và có thể có bong bóng, lỗ kim và các khuyết tật khác, do đó, nhiều lớp phủ có thể được thực hiện để cải thiện chất lượng của lớp phủ và tăng sự phân tán của bột kim cương phủ.
2. Nicking điện
Do sự hiện diện của phốt pho trong lớp lớp phủ sau khi mạ niken hóa học kim cương, nó dẫn đến độ dẫn điện kém, ảnh hưởng đến quá trình tải cát của công cụ kim cương (quá trình cố định các hạt kim cương trên bề mặt ma trận), do đó, lớp mạ mà không có phốt pho. Hoạt động cụ thể là đặt bột kim cương vào dung dịch lớp phủ chứa các ion niken, các hạt kim cương tiếp xúc với điện cực âm vào cực âm, khối kim loại niken được ngâm trong dung dịch mạ và kết nối với điện cực dương để trở thành cực dương, thông qua tác dụng điện phân
01 Thành phần của giải pháp mạ
Giống như dung dịch mạ hóa học, dung dịch mạ điện chủ yếu cung cấp các ion kim loại cần thiết cho quá trình mạ điện và kiểm soát quá trình lắng đọng niken để thu được lớp phủ kim loại cần thiết. Các thành phần chính của nó bao gồm muối chính, tác nhân hoạt động anode, chất đệm, phụ gia, v.v.
.
.
. Tác nhân đệm phổ biến có axit boric, axit axetic, natri bicarbonate, v.v.
.
02 Dòng niken mạ điện kim cương
1. Tiền xử lý trước khi mạ: Kim cương thường không dẫn điện và cần được mạ một lớp kim loại thông qua các quy trình phủ khác. Phương pháp mạ hóa học thường được sử dụng để mạ trước một lớp kim loại và dày, do đó chất lượng của lớp phủ hóa học sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của lớp mạ ở một mức độ nhất định. Nói chung, hàm lượng phốt pho trong lớp phủ sau khi mạ hóa học có tác động lớn đến chất lượng của lớp phủ, và lớp phủ phốt pho cao có khả năng chống ăn mòn tương đối tốt hơn trong môi trường axit, bề mặt lớp phủ có khối khối u nhiều hơn, độ nhám bề mặt lớn và không có tính chất từ tính; Lớp phủ phốt pho trung bình có cả khả năng chống ăn mòn và kháng mòn; Lớp phủ phốt pho thấp có độ dẫn tương đối tốt hơn.
Ngoài ra, kích thước hạt của bột kim cương càng nhỏ, diện tích bề mặt riêng càng lớn, khi phủ, dễ nổi trong dung dịch mạ, sẽ tạo ra rò rỉ, mạ, lớp phủ hiện tượng lớp lỏng, trước khi mạ, cần kiểm soát hàm lượng P và lớp phủ, để kiểm soát độ dẫn và mật độ của bột kim cương để cải thiện dễ dàng.
2, mạ niken: Hiện tại, mạ bột kim cương thường áp dụng phương pháp lớp phủ cán, nghĩa là một lượng dung dịch mạ điện phù hợp được thêm vào trong việc đóng chai, một lượng bột kim cương nhân tạo nhất định vào dung dịch mạ điện, thông qua vòng quay của chai, lái bột kim cương trong đóng chai. Đồng thời, điện cực dương được kết nối với khối niken và điện cực âm được kết nối với bột kim cương nhân tạo. Theo tác động của điện trường, các ion niken không có trong dung dịch mạ tạo thành niken kim loại trên bề mặt bột kim cương nhân tạo. Tuy nhiên, phương pháp này có các vấn đề về hiệu quả lớp phủ thấp và lớp phủ không đồng đều, do đó, phương pháp điện cực xoay ra đời.
Phương pháp điện cực xoay là xoay cực âm trong mạ bột kim cương. Bằng cách này có thể làm tăng diện tích tiếp xúc giữa các hạt điện cực và kim cương, tăng độ dẫn đồng đều giữa các hạt, cải thiện hiện tượng không đồng đều của lớp phủ và cải thiện hiệu quả sản xuất của mạ niêm mạc kim cương.
Tóm tắt ngắn gọn
Là nguyên liệu thô chính của các công cụ kim cương, việc sửa đổi bề mặt của micropowder kim cương là một phương tiện quan trọng để tăng cường lực điều khiển ma trận và cải thiện tuổi thọ của các công cụ. Để cải thiện tốc độ tải cát của các công cụ kim cương, một lớp niken và phốt pho thường có thể được mạ trên bề mặt của micropowder kim cương để có độ dẫn nhất định, sau đó làm dày lớp mạ bằng cách mạ niken và tăng cường độ dẫn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng bản thân bề mặt kim cương không có trung tâm hoạt động xúc tác, vì vậy nó cần phải được xử lý trước trước khi mạ hóa học.
Tài liệu tham khảo:
Liu Han. Nghiên cứu về công nghệ lớp phủ bề mặt và chất lượng của bột vi mô kim cương nhân tạo [D]. Viện Công nghệ Zhongyuan.
Yang Biao, Yang Jun và Yuan Guangsheng. Nghiên cứu về quá trình tiền xử lý của lớp phủ bề mặt kim cương [J]. Tiêu chuẩn không gian không gian.
Li Jinghua. Nghiên cứu về sửa đổi bề mặt và ứng dụng bột vi mô kim cương nhân tạo được sử dụng cho cưa dây [D]. Viện Công nghệ Zhongyuan.
Fang Lili, Zheng Lian, Wu Yanfei, et al. Quá trình mạ niken hóa học của bề mặt kim cương nhân tạo [J]. Tạp chí IOL.
Bài viết này được in lại trong mạng lưới vật liệu siêu hình
Thời gian đăng: Mar-13-2025
