Лак электропроводный для гальваники: Электроформинг

Содержание

Электроизоляционные лаки, эмали, компаунды

Электроизоляционные лаки, эмали, компаунды. Классификация по применению

о своему применению электроизоляционные лаки принято разделять на пропиточные, покрывные и клеящие. Также лаки разделяют по классам нагревостойкости – B (130 C ͦ), F (155 C ͦ), H (180 C ͦ), С (220 С ͦ). По технологии применения
электроизоляционные лаки могут быть горячей (печной) и холодной (воздушной) сушки.

Пропиточные лаки

Пропиточные электроизоляционные лаки применяются для изоляции обмоток электрических машин в том числе тяговых, крановых и других электродвигателей, работающих в тяжёлых условиях эксплуатации, катушек трансформаторов и других электротехнических конструкций. Как правило, непропитанная катушка уже имеет слой изоляции стекловолокнистой, полимерной либо слюдинитовой природы.

ропитка позволяет заполнить воздушные поры, имеющиеся в слое нелакированной изоляции и устранить возможность возникновения внутренней ионизации, предотвратив тем самым разрушение органической части изоляции и выход ее из строя. По завершению пропитки происходит цементирование отдельных витков обмотки слоев и прокладок в одно монолитное целое. Таким образом, исключается возможность перемещения отдельных витков и катушек в пазу ротора и устраняется возможность их вибрации.

Основное назначение пропитки — увеличить срок службы изоляции обмоток и всей конструкции в целом. Огромное значение в получении монолитности и равномерности проникновения пропиточного состава играет правильный выбор оборудования, соблюдение технологи режимов пропитки, а также совместимость химической природы пропиточного состава и связующего, находящегося внутри нелакированного электроизоляционного слоя проводника (слюдинитовой ленты).

ропиточные лаки должны обладать хорошей пропитывающей способностью, способностью высыхания в толстом слое, цементирующей способностью, а так же не разрушать первичный слой изоляции проводника. Полученная после пропитки лаковая пленка должна иметь высокую электрическую прочность, обладать хорошей теплопроводностью, химической стойкостью.

Выбор пропиточного лака зависит от многих факторов: типа применяемого проводника и уже имеющегося у него нелакированного изоляционного слоя, мощности двигателя (генератора) условий эксплуатации электрической машины (класс нагревостойкости, механические и химические воздействия) и др.

Химическая структура пропиточного лака — модифицированный глифталь, полиэфирэпоксид, модифицированный олигоимидалкид, полиэфирциануратимид и т.д… Сушка пропитанных лаком обмоток производится при температуре 125 –140°С. Отличительная особенность – хорошая высыхаемость в толстом слое.

Покрывные лаки

Покрывные лаки предназначены преимущественно для создания защитного электроизоляционного покрытия на пропитанных обмотках, а также для покрытия металлов, различных электроизоляционных деталей из гетинакса, текстолита и других материалов. Они образуют механически прочную, гладкую, блестящую, влагостойкую пленку на поверхности твердой изоляции (часто — на поверхности предварительно пропитанной пористой изоляции). Такая пленка повышает напряжение поверхностного разряда и поверхностное сопротивление изоляции, создает защиту лакируемого изделия от действия влаги, растворителей и химически активных веществ, а также улучшает внешний вид изделия и затрудняет прилипание к нему загрязнений.

В отдельных случаях некоторые покрывные лаки (так называемые эмаль-лаки) наносят не на твердую изоляцию, а непосредственнона металл, образуя на его поверхности электроизоляционный слой (например, изоляция эмалированных проводов, изоляция листов электротехнической стали в расслоенных магнитопроводах электрических машин и аппаратов).

производстве проводов с эмалевой изоляцией наибольшее значение имеют синтетические клеящие лаки, на долю которых приходится около 90% всех эмалированных проводов. Остальная часть изготавливается при помощи масляных лаков. Покрывные лаки должны иметь хорошие электрические характеристики, влагостойкость и нагревостойкость, оптимально быстро высыхать, проявлять хорошую адгезию к покрываемой поверхности и способность образовывать твердую и механически прочную пленку. Как и к пропиточным лакам, в зависимости от условий эксплуатации и назначения электротехнического оборудования к покрывным лакам могут быть предъявлены и дополнительные требования, как, например, повышенная влаго- и термостойкость, стойкость к воздействию нефтяных масел и химически активных сред.

Клеящие электроизоляционные лаки

Клеящие лаки применяются в производстве слюдяных, фольгированных, пленочных и других композиционных материалов, а также для склеивания листов расслоенных магнитопроводов. С их помощью склеиваются между собой твердые электроизоляционные материалы. Основные требования, предъявляемыми к таким лакам, являются: высокая клеящая способность, хорошие и электрические и механические показатели, технологичность (стабильность пределов вязкости и содержания нелетучих веществ, температурных режимов и интервалов переработки лака.

Клеящие лаки, ровно как и лаки покрывные, имеют ту же химическую природу, что и пропитывающие, т.е. существуют алкидно-фенольные, битумно-масляные и др. виды клеящих лаков. Полиэфирноэпоксидный клеящий лак применяется для изготовления слюдопластовой ленты для электрической изоляции машин напряжением до 6,6 кВ и мощностью до 100 кВт.

Кремнийорганический клеящий лак, модифицированный эпоксидной смолой, служит для цементации полюсных катушек электрических машин.

Классфикация по технологии применения

Лаки печной (горячей) сушки

У лаков печной сушки отвердевание пленки возможно лишь при температурах значительно выше комнатной (от 100° С и выше). В лаках печной сушки применяют термореактивные пленкообразующие вещества (глифталевые, резольные и другие смолы),отвердевание которых обусловлено процессами полимеризации, требующими повышенных температур.

Лаки горячей сушки, как правило, обладают более высокими механическими и электрическими характеристиками. Лаки горячей сушки на основе блокированных изоцианатов могут применяться для электроизоляционных покрытий медныхпроводов, пригодны для работы в условиях тропического климата. Лаки горячей сушки, полученные смешением равных частей полимерных глицидных эфиров бисфенола А с температурой размягчения 85 — 100е и феноло-формальдегидного конденсата ( 1 моль фенола и 1 8 моля формальдегида) с добавкой 2 % фенолята натрия.

Эпоксидно-меламиновые лаки горячей сушки сочетают в себе достоинства эпоксидных и меламиновых лаков. Полученные из них покрытия обладают высокой прочностью и светостойкостью меламиновых лаков, а также высокой эластичностью и отличнойадгезией к металлу-свойствами, присущими эпоксидным лакам. Кроме того, эти лаки имеют хорошую стойкость к действию многих химических реагентов и обладают хорошими электроизоляционными свойствами. Они применяются для лакирования консервных банок, холодильников, стиральных машин. В электротехнике их используют в качестве покрытий для медной проволоки.

Лаки воздушной (холодной) сушки

У лаков воздушной сушки отвердевание пленки происходит при комнатной температуре. К лакам воздушной сушки относятся шеллачные, эфироцеллюлозные и некоторые другие. Время высыхания лака воздушной сушки определяется следующим образом. Пропитывают испытуемым лаком полоски бумаги толщиной 0,05 мм и площадью 100×200 мм2. В случае испытания лака воздушной сушки пропитанные бумажные полоски сушат при температуре 20° С в хорошо вентилируемом помещении. Затем на поверхность лакированной бумаги накладывается кусочек фильтровальной бумаги размером 20×20 мм, который прижимается к поверхности лакированной бумаги грузом 200 г, действующим на металлическую пяту площадью в 1 см2. Это испытание продолжается в течение 30 сек. Лак считается высохшим, если после снятия груза фильтровальная бумага не прилипает к поверхности лакированной бумаги и не оставляет на ней волокон. При этом отмечается время высыхания лака при 20° С.

Электроизоляционные эмали

Электроизоляционными эмалями называют лаки, в пленкообразующую основу которых, введены мелкодисперсные неорганические пигменты. В электротехнике наиболее востребованы покрывные эмали. Они служат для образования финишного электроизоляционного слоя деталей электрических машин (лобовые части катушек двигателей, детали и элементы соединение электрических цепей подверженных поверхностному воздействию электрической дуги). Полученное покрытие должно обладать хорошей адгезией к покрываемому материалу, повышенной твердостью, химостойкостью, трекингостойкостью, низкой влагопроницаемостью. Пленка должна быть гладкой, не иметь отлипа, чтобы на ней не задерживались пыль и прочие загрязнения.

Элеткроизоляционные компаунды

В электроизоляционной промышленности под компаундами подразумевают составы без растворителей, применяющиеся для пропитки обмоток, заливки, заполнения пустот электрических машин. По этой причине, как правило, требуется однократнаяпропитка обмоток. В сравнении с пропиточными лаками преимуществами компаундов являются высокая механическая прочность обмоток, хорошая теплопроводность и низкое значение tg δ( тангенса угла диэлектрических потерь) при повышенных температурах.

Гальванические покрытия диэлектриков — Справочник химика 21

М 47 Гальванические покрытия диэлектриков Справочник.—Ми. Беларусь, 1987. —176 с. [c.2]

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ [c.5]

Гальванические покрытия диэлектриков [c.11]

Чаще всего используемые в технике системы гальванических покрытий диэлектриков н условные обозначения наиболее употребительного в технической документации их варианта приведены в табл. 5. [c.13]

Николай Федорович Мелащенко ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ [c.177]

В зависимости от способа получения электропроводного подслоя различают химико-гальванические, лакокрасочно-гальванические, конденсационно-гальванические и другие покрытия диэлектриков. [c.5]

Технологический процесс получения гальванических покрытий независимо от природы диэлектрика и назначения деталей состоит из трех основных стадий подготовки поверхности, получения электропроводного подслоя и нанесения гальванических покрытий. [c.26]

Перед нанесением гальванических покрытий поверхности диэлектрика придают электропроводные свойства. Это достигается различными способами путем химического восстановления металла из раствора его соли, электрохимического восстановления металла из окислов, введенных в состав поверхностного слоя диэлектрика или промежуточного покрытия, образования электропроводных соединений (фосфидов, сульфидов и др. ), нанесения электропроводных эмалей, металлических покрытий конденсационным способом, натирания порошка графита или металла и т. д. Самое широкое применение в промышленности нашел способ химического восстановления металла — никеля, меди и в некоторых случаях—серебра. Он является сравнительно высокопроизводительным и не требует сложного оборудования. [c.58]

В качестве электропроводного подслоя в промышленности применяют сульфиды меди и электропроводные эмали. Это дает возможность расширить ассортимент диэлектриков, пригодных для получения гальванических покрытий, [c.59]

Прочность сцепления гальванического покрытия можно увеличить, если перед сорбцией обрабатывать диэлектрик в эмульсии скипидара и препарата ОС-20 (см. табл. 11) или ксилола и вспомогательного вещества ОП-7, а затем осуществлять травление в растворе № 1 (см. табл. 13), преимущественно при комнатной температуре. [c.102]

При нанесении гальванических покрытий на пластмассы и другие диэлектрики учитывают специфику способа получения покрытий и особенности материала основы. Так, при химико-гальваническом нанесении покрытий отличительной чертой способа является наличие тонкого электропроводного подслоя, который повреждается при небольших механических воздействиях и растворяется в агрессивных электролитах, имеет ограниченную электропроводность (особенно подслой сульфидов), предъявляет повышенные требования к контактным элементам подвесочных приспособлений, весьма чувствителен к биполярному эффекту. Особенность же диэлектриков обусловлена их природой и структурой. Например, пластмассы (наиболее часто и в большом количестве используемые диэлектрики) имеют меньшую по сравнению с электролитами плотность, больший, чем у наносимых покрытий, коэффициент линейного теплового расширения, легко деформируются (особенно термопластичные пластмассы) при повышенной температуре электролитов. Керамика, гипс, дерево п другие материалы слишком пористы, некоторые из дп- [c.104]

Для промышленного нанесения химико-гальванических покрытий на диэлектрики в большинстве случаев применяют такое же оборудование (автоматические или механизированные линии, ванны и др. ), как и при химическом и электрохимическом получении покрытий на металлах. При этом основное оборудование — ванны изготовляют из химически стойких материалов, таких, как полипропилен, винипласт, полиэтилен, оргстекло, керамика, стекло, фарфор, коррозионностойкие стали, титан, фторопласт и др. Во многих случаях пользуются стальными ваннами, футерованными этими же материалами или поливинилхлоридным пластикатом, резиной, фторопластовым и иными покрытиями. Ванны обезжиривания в ш елочных растворах изготовляют из обычных низкоуглеродистых сталей, а ванны травления в хромовокислых растворах—из углеродистых или коррозионно-стойких сталей, футерованных преимуш е-ственно свинцом. Для нагрева ванн чаш е всего используют электрические или паровые нагревате

Гальваника и электрохимия в стоматологии

27.02.2019

В стоматологии применяются электрохимические и гальванические технологии, которые позволяют расширить возможности техников и модернизировать типичные материалы для изготовления протезов. Методы актуальны для повышения эстетики, а так же достижения максимальной степени гигиеничности готовых изделий. За счет возможности изоляции более активного вещества, минимизируется вред некоторых видов соединений, исключается воздействие на протезное ложе и организм пациента. Не все материалы подвержены воздействиям, например, каркас коронки из диоксида циркония.

Особенности метода

Осаждение металлов на основе за счет электрохимической реакции позволяет покрыть основу различными металлами.

Происходит это путем перемещения частиц с анода на катод, для чего реализуются две различных методики:

— происходит надежное сращивание поверхностей благодаря подбору составляющих с высокой адгезией и подготовкой основы. Технология носит название гальваностегии;

— если металл не срастается с поверхностью, а база выполняет роль отпечатка для создания нового изделия из сплава, то это гальванопластика.

Лаборатория для выполнения этих задач должна быть подготовлена, оснащена необходимым оборудованием. Понадобится ванная для гальваники, чаще всего ее изготавливают на основе веществ, не вступающих в реакции с составными, как оргстекло. Постоянный ток обеспечивают селеновые выпрямители, поддерживать повышенную температуру позволяют кварцевые трубки из нихрома. Заготовки для осаждения фиксируются на подвесках, перемещение их осуществляется за счет электромотора. Электролит находится в постоянном движении, что обеспечивает воздух под давлением, в емкость он подается за счет компрессора, при этом газ очищается от примесей встроенным фильтрующим элементом. Для выполнения поставленных задач необходим определенный режим температуры, времени, который контролируется автоматикой.

Гальваностегия

Этот метод актуален для получения слепков/моделей повышенной прочности, которая растет за счет металлизации поверхности. Так же за счет него создают изолирующие покрытия, например, для пресс-форм. Если пациент стоматологической клиники страдает от непереносимости определенных материалов, как акрил, на базис по всей площади контакта с тканями ротовой полости наносится металл.

Рабочая поверхность модели из гипса обрабатывается двумя методиками. Либо проводится предварительная обработка, после чего модель формируется из гипса, либо по слепку получают форму, после чего она металлизируется. При первой методике техник получает металлизированную модель после удаления слепочной массы.

Покрыть поверхность конструкции допускается, если для ее создания используется тиодент, сиэласт, а так же термопластические составы. Основные конструкционные материалы в ортопедической стоматологии можно подвергать рассматриваемым процедурам.

Процесс занимает несколько этапов:

— сначала на ложке со слепком фиксируется контакт (проволока), пропускается она так, чтобы образовывать небольшое колечко. Полученный элемент представляет собой катод, проводник;

— далее необходимо повысить восприимчивость материала к осаждаемым частицам. С этой целью поверхность обрабатывается около четверти часа 1-процентным раствором дихлорида олова. За этот период на базе появляются центры кристаллизации с осажденными молекулами серебра. После завершения процедуры изделие промывается дистиллированной водой;

— так как смеси для создания моделей не являются проводящими, необходимо создать слой, который обеспечит движение тока. Наносится слой для этой цели двумя методами, либо кистью по поверхности распределяется жидкий графит, либо проводится серебрение. Второй принцип подразумевает погружение изделия в раствор серебряно-аммиачной соли на период от 15 до 20 минут (температура комнатная), что позволяет получить токопроводящий слой по всей поверхности. После этого деталь промывается дистиллированной водой, высушивается фильтровальной бумагой;

— на завершающем этапе заготовка погружается в ванну на 7-10 минут, за это время на нее осаждается необходимое количество металла.

Металлизация гипсовой модели происходит с небольшими отличиями, так как ее материал не является водонепроницаемым. Обеспечить защиту от ваги можно за счет варки в воске, который заполняет малейшие поры и каналы, либо за счет нанесения нескольких слоев клея БФ-2 или 4, нитролака.

В остальном принцип идентичен предыдущему методу, но при покрытии слепка модели стопроцентно идентичны отображаемому объекту по размерам и форме. Минимальные отклонения могут проявиться только при усадке/расширении материала заготовки. Модель за счет тех же физических процессов может сильно отличаться от исходной геометрии по габаритам и форме. Часто усадку и расширение демонстрируют материалы заготовки – амальгама, легкоплавкие металлы и гипс. Используя материал для ортопедической стоматологии для техников, необходимо подбирать его с учетом дальнейшего комфорта клиента.

За счет осаждения веществ допускается компенсировать усадку заготовок, а так же упрочнить внешние слои. На гипсовой модели металл исключает изменение габаритов из-за усадки, в частности это касается литых мостов и бюгелей, вне зависимости от того, опираются они на коронки с абатментами или сохранившиеся зубы.

По аналогии с первой технологией, нужен токопроводящий слой. Контролировать в процессе необходимо толщину полученного металла, она подбирается в соответствии с предстоящими задачами. Чем толще – тем выше прочность модели, если компенсируется усадка, то процесс останавливается сразу после достижения исходных размеров детали.

Меднение

Медь часто используется для выполнения описанных и аналогичных задач, так как металл идеально подходит для целей работы: имеет достаточную твердость, вязкость, пластичность, электропроводность и точку плавления.

Металлополимерные протезы

Композиты давно заняли нишу в стоматологии, так как сочетание металла и керамики, например, позволяет получить отличные результаты по эстетике и функциональности.

Цели использования этого металла аналогичны описанным для метода в целом:

— сохранение точных размеров деталей;

— повышение прочности или защащенности;

— компенсация усадки/расширения;

— подходит для затяжки токопроводящих слоев, когда на них предполагается нарастить толстый слой сплава в дальнейшем;

— может выполнять роль промежуточного покрытия между основой и декоративными, защитными слоями.

Обрабатывать по описанным технологиям нужно и пресс-формы, которые задействованы на этапе замены восковой фигуры – пластиком. Гипсовую заготовку в этом случае стоит покрыть изолятором, для этого подойдет и фольга или лак, но наилучшие результаты демонстрирует именно гальваника.

Меднение формы запускается после того, как воск был выварен из кюветы. Около 4-6 часов уходит на просушку, после чего на искусственные зубы и гипсовую форму необходимо нанести серебряную пленку. Предварительно на обрабатываемые участки в 2-3 слоя наносится клей БФ-2, а пленка в процессе укладки не должна заступить за край кюветы. Далее заготовка оказывается в ванной для меднения, металл покрывает поверхности, после чего кювета промывается, а искусственные единицы обезжириваются.

Когда кювета будет готова к дальнейшим этапам, в нее загружается пластик, после чего прессуется и полимеризуется. Медная пленка, оставшаяся на поверхности, легко снимается, а участок протеза под ней приобретает гладкость и глянец, а сам пластик упрочняется. Формовочные материалы в ортопедической стоматологии и аналогичные не обрабатываются таким методом по очевидным причинам.

Для случаев индивидуальной непереносимости материала протеза, его поверхность, контактирующая с тканями ротовой полости, металлизируется. Изолировать базис из акрила и прочих составов можно не только путем создания экрана электролизом, но и с помощью лака, клея, серебра или золотой фольги. Покрытия так же могут создаваться простейшим механическим путем.

Серебрение химическим методом происходит за счет восстановительной реакции металла в соединениях. Для работы подойдет комплексная соль или нитрат серебра, а реакция происходит за счет внесения формальдегида или глюкозы. В этом случае слои соединяются механически, потому полученное покрытие должно соответствовать некоторым требованиям.

Критерии следующие:

— требуется получить микроскопическую шероховатость, для чего поверхность шлифуется;

— все примеси и взвеси удаляются, так как необходима абсолютная чистота;

— жира на деталях не должно оставаться. Для удаления нежелательных веществ поверхность сначала обрабатывается раствором полиэтиленгликолевого эфира, затем промывается горячей и холодной водой.

Чувствительность серебра и его восприимчивость к полимеру повышается за счет раствора дихлорида олова. На основе появляются участки, где молекулы серебра абсорбируются поверхностью. Так появляются центры с повышенной интенсивностью кристаллизации металла, скорость восстановления серебра увеличивается. Полученное покрытие помимо изоляции ложа обладает бактерицидными качествами.

Электролиз при металлизации детали включает следующие этапы:

— пластик подготавливается обезжириванием и травлением. Для этого применяются эфиры, ацетон или мономер (удаляются все жировые следы и пятна), далее удаляется окалина, очаги коррозии и окисления – поверхность протравливается. Травление проводится за счет смеси концентрата серной кислоты (100 мл), воды и бихромата калия, соответственно 50 мл и 15 гр. Раствор создается при температуре 65 градусов, а время воздействия на заготовку не должно превышать 3-5 секунд, по завершении этапа конструкция промывается водой. КХС травится соляной или азотной кислотами, длительность не более 10-15 секунд;

— сенсибилизация происходит при взаимодействии с 1-процнетным раствором дихлорида олова;

— теперь реализуется серебрение химическим путем, далее заготовка высушивается при 50-ти градусах за час;

— на завершающем этапе в гальванической ванне проводится электролитическое осаждение на пластик.

За счет этого процесса удается повысить сопротивляемость полимера к истиранию, к которому поверхности устойчивы в минимальной степени.

Гальванопластика

Гальванопластика подразумевает изготовление металлической основы, которая значительно точнее, чем штампованные и литые конструкции. Кроме того, метод проще, а значит полученные структуры будут дешевле для клиентов. Положительной стороной является отсутствие усадки, так как условия проведения метода не оказывают влияние на структуру наносимых составов.

Начинается процесс со снятия слепка с гипсовой модели, дублируется она за счет силикона или тиокола. До двух минут поверхность обрабатывается однопроцентным раствором дихлорида олова. Слепок серебрится за счет поливки его нитратом серебра, затем меднится путем электролиза, в ходе чего на поверхность наслаивается в пределах 100-200 мкм металла. Слепок заливается гипсом, полученная модель металлизирована.

Затем происходит подготовка к осаждению металла: по всему гребню альвеолярного отростка фиксируется восковая прокладка, которая формирует зазор, он нужен, чтобы позже заполнить его пластиком. Модель дублируется за счет снятия слепка силиконовой массой, чувствительность повышается уже знакомым дихлоридом олова, создается токопроводящий слой из серебра и наносится медь электролизом. В подготовленный слепок заливается легкоплавкий металл — создается модель, на которой затем устанавливается проволока в качестве контактов. Места где металл не должен осаждаться, изолируются лаком, после чего изделие погружается в ванну для осаждения слоя толщиной в 350-400 мкм. Непосредственно в емкости проводится полировка, наносится золотой или хромовый слой в качестве защиты от коррозии.

Далее происходит сборка всех элементов протеза, включая установку искусственных единиц и замену воска пластиком.

Стоит отметить, что метод сопряжен с работой с различными веществами, в том числе активными, способными оказать вред организму, повредить дыхательные органы, слизистые, глаза. По этой причине вся работа проводится в средствах защиты (перчатки, очки, спецодежда), а так же в хорошо освещенном и вентилируемом помещении. При этом стоит заранее подготовиться к случайностям и иметь все необходимые средства для нейтрализации попавших на кожу веществ. Вентиляцию над ванной лучше обеспечить индивидуальную.

Чтобы избежать неприятных эффектов при ношении конструкций, как появление неприятног опривкуса из-за электрохимических процессов, рекомендуется использовать один металл в ротовой полости, например, если внедрены титановые основания для абатментов, то и для остальных элементов лучше применять титан.

Составы электролитов для гальванических покрытий

Гальванотехника получила широкое распространение в народном хозяйстве. Основной набор электролитов и растворов можно считать сложившимся, но на данный момент ведутся работы по радикальному изменению в области создания электролитов, которые бы вызвали резкий скачок в развитии гальванотехники.

При создании новых технологий по усовершенствованию составов электролитов и растворов мы приняли во внимание ряд следующих проблем, возникающих на предприятиях:

улучшение качества получаемых покрытий;

снижение удельных норм расхода специальных добавок входящих в состав электролита;

сохранение стабильности основных характеристик электролита на протяжении длительного периода электролиза.

Новые технологии затронули и электролит блестящего никелирования. В промышленности применяют довольно много электролитов блестящего никелирования. Большинство из них обладает выравнивающим и блескообразующим действием. Наиболее широкое распространение получили сернокислые электролиты.

Сернокисло-хлористый электролит

Мы предлагаем сернокисло-хлористый электролит блестящего никелирования с высокой кроющей и рассеивающей способностями.

Для получения непосредственно из ванны блестящих осадков в новый электролит введены специальные добавки – блескообразователи, условно поделенные на два типа.

Слабый блескообразователь (NicElite-1А) первого типа – придает осадкам незначительный блеск, мало влияет на катодную поляризацию выделения никеля, способствует образованию незначительных внутренних напряжений в полученных осадках. Данная добавка способствует повышению толщины осадков в микроуглублениях катодной поверхности, приводя к выравниванию и сглаживанию микропрофиля поверхности.

Сильный блескообразователь (NicElite-1В) второго типа – придает полученным осадкам сильный блеск уже при малых толщинах покрытия, вызывает значительное повышение катодной поляризации при осаждении никеля.

Добавка NicElite-1С содержит ряд соединений, в особенности, понижающие поверхностное натяжение никелевых растворов, способствует подавлению питтинга в данном электролите никелирования.

Таким образом, при составлении электролита блестящего никелирования, добавки подбирались так, что бы одно вещество выполняло разные функции. Электролит, обеспечивающий интенсивность процесса и позволяющий получать хорошо сцепленные с основой блестящие выровненные покрытия толщиной до 24 мкм, имеет следующий состав (таблица 1):

Необходимо отметить, что технологические параметры блестящего электролита никелирования имеют ряд существенных различий, по сравнению аналогами:

блестящие осадки никеля, получаемые из стационарной ванны уже можно осаждать в диапазоне температур 30 – 55°С. Естественно, снижение температуры и отсутствие перемешивания позволяет получить более высокую рассеивающую способность;

цена на применяемые специальные добавки ниже на 20 %, по сравнению с аналогами.

Таблица 1 – Состав электролита блестящего никелирования.

№

Наименование материала

Концентрация, г/л

Ориентировочный расход, кг/10000 А∙ч

Никель сернокислый семиводный (Ni-SO₄x7H₂O)

60-80

—

Никель двухлористый шестиводный (NiCl₂x6H₂O)

170-190

—

Борная кислота (Н₃ВО₃)

35-40

—

Добавка NicELITE-1А

1-5

0,4-0,9

Добавка NicELITE-1В

2-4

0,1-0,2

Добавка NicELITE-1С

0,5-2

Кислотность 4,0-4,8 (оптимальная – 4,5)
Плотность катодного тока 0,5-8А/дм² (оптимальная 3-5А/дм²)

Перечисленные преимущества достигаются применения в добавках специальных полимеров, имеющих тройные связи, которые также можно применять и в сульфатных электролитах никелирования. Отметим так же то, что в состав добавки NicELITE-1В внесены специальные соединения, позволяющие комлексовать примеси цинка.

Из особенностей следует указать, что осажденный никель имеет более темный цвет, по сравнению с цветом никеля у аналогов. При осаждении на поверхность никеля тонкого слоя хрома, цвет более темной подложки никак не отразится на хромовом покрытии.

В электролите, при охлаждении в холодный период года, практически не выпадают осадки солей.

Электролит слабокислого цинкования также приобрел ряд существенных изменений. Вариация компонентов в составе измененного раствора приведена в таблице 2.

Катодный и анодный выход цинка по току в данном электролите близок к 100%. Из этого раствора получаются светлые, мелкозернистые, хорошо осветляющиеся осадки цинка толщиной до 24 мкм и более. Покрываемые детали имеют значительно меньшую степень наводораживания.

Состав

В состав электролита входят специальные концентраты добавок, имеющие следующие назначения:

действие добавки XEMETEK Zn-CА conc. основано на увеличении рассеивающей способности электролита за счет входящего в состав добавки ПАВ обладающего повышенным адсорбционным механизмом.

добавка XEMETEK Zn-CБ conc. усиливает блеск осаждаемого покрытия путем образования на поверхности катода мелкозернистой структуры металла за счет смещения катодной поляризации в более электроотрицательною сторону.

Таблица 2 – Состав электролита блестящего слабокислого цинкования.

Наименование материала

Оптимальные концентрации компонентов, г/дм³

Ориентировочная норма расхода, мл/1м²

На подвесках

В барабанах

Подвески

Барабаны

1. Цинк хлористый

—

а) Аммоний хлористый

200

220

—

б) Калий хлористый
Кислота борная

180
25

200
25

—

в) Аммоний хлористый
Калий хлористый

35
180

45
200

—

3. Добавка XEMETEK Zn-CАconc.

4. Добавка XEMETEK Zn-CБconc.

1,2

Технологические параметры блестящего электролита цинкования также имеют ряд существенных изменений, по сравнению с аналогами:

если есть необходимость, то в состав добавок включаются компоненты, позволяющие осаждать осадки цинка толщиной 50 мкм и более. Отметим, что целесообразно вести осаждение такой толщины цинка на толстостенные детали при перемешивании воздухом;

электролит устойчиво работает в диапазоне температур 15-50 °С;

добавки являются биоразлагаемыми и практически не пенятся;

цена на применяемые специальные добавкиниже на 30 % , посравнению с аналогами.

Разработка концентрата добавок велась и для щелочного электролита цинкования. Раствор получил следующий обновленный состав (таблица 3):

Таблица 3 – Состав электролита блестящего щелочного цинкования.

Наименование материала

Содержание, г/дм³

Ориентировочная норма расхода, мл/м²

На подвесках

Во вращательных установках

1. Цинк окись

8-15

10-19

—

2. Натр едкий технический

90-120

100-150

—

3. Добавка ХЕМЕТЕК Zn-Aconc.

4. Очиститель ХЕМЕТЕК Zn-О

Модифицированный состав электролита все также содержит цинкат и свободную щелочь. Концентрат добавки повышает рассеивающую способность раствора, блеск и катодную плотность тока. По свое рассеивающей способности раствор наиболее близок к цианидным электролитам.

Хороший блеск осадкам цинка придает «система» входящая в добавку «А», состоящая из смеси полимеров. С одной стороны, «система» блокируя поверхность, способствует более равномерному распределению кристаллов металла на катодной поверхности, с другой, она сглаживает полученные кристаллы, придавая им блеск. Все это является следствием достаточно выраженного скачка катодного потенциала в электроотрицательную сторону.

Добавка ХЕМЕТЕК Zn-Aconc. также имеет в своем составе соединения, которые способны комплексовать примеси тяжелых металлов, а добавка ХЕМЕТЕК Zn-О имеет в свою очередь компоненты, в особенности, понижающие показатели жесткости воды.

К наиболее существенным преимуществам блестящего щелочного электролита цинкования следует отнести возможность получения более светлых осадков толщиной до 18 мкм. Цена на добавки к щелочному раствору ниже на 20%, по сравнению с аналогами конкурентов.

В заключение отметим, что в разработанных электролитах цинкования с концентратами добавок, осаждаются цинковые покрытия, которые отлично пассивируются в растворах, содержащих соли трехвалентного хрома.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

comments powered by HyperComments

Гальваника на непроводящие материалы | SPC

Бесплатная цитата
717.767.6702

Руководство по выборочному и гальваническому нанесению гальванических покрытий

Бесплатная цитата
717. 767,6702

Преимущества

Покрытия

Сплав

Анодирование и покрытие подложки

Медь

Золото

Никель

Основные материалы

Керамика и стекло

Медь

Экзотические материалы

Легкие металлы

Методы покрытия

Дополнительные услуги

Подготовка поверхности

Пассивный

Очистка деталей

Подготовка к нанесению гальванических покрытий | Продукция Отделочные

Подача контролируемого электрического тока на детали в щелочном чистящем растворе называется «электроочисткой». «Это делается путем подключения деталей к электрическому проводу от выпрямителя, когда они погружены в щелочной очищающий раствор, что приводит к электрохимическим эффектам. Эта процедура широко используется при подготовке деталей к гальванике.

Электроочистка предназначена для предварительной обработки стеллажей и обработки больших объемов. Он удаляет загрязнения со всего — от канцелярских кнопок до 48-дюймовых стальных катушек, обработанных в рулонах. Современные технологии позволяют нам использовать саморегулирующиеся, точные напряжение и силу тока в сочетании с щелочными растворами.Электрическая энергия может подаваться в виде постоянного тока (DC), обратного тока (RC), периодического обратного (PR) или с прерываниями (IR).

Почему чистый?

Обычная причина чистки — подготовка детали к последующей отделке — например, гальванике, химическому нанесению покрытия, окраске, гальванике, анодированию, электрополировке, конверсионному покрытию и герметизации.

Очистка должна улучшить поверхность очищаемой детали. Однако при неправильном использовании он может испортить поверхность.Вы можете удалить почву и в процессе этого окислить или сделать поверхность частично или полностью инертной. В этом смысле вы запачкали поверхность новым загрязнителем! Но при правильном применении очистка может улучшить прием нанесенного впоследствии покрытия.

Третья причина чистки — удаление пятен, оксидных пленок и т. Д. Иногда процесс просто улучшает косметическую привлекательность. Очистка также может облегчить обращение, проверку качества, визуальную приемку, надлежащее крепление и т. Д.

Обезжиривание — еще одна основная причина использования любой операции очистки. Но для того, чтобы дальнейшая обработка поверхности была проведена должным образом, необходимо удалить пленку, оставшуюся после обезжиривания. В то же время вы должны понимать, что, хотя обезжиривание является отличным этапом процесса и вы можете получить надлежащую подготовку поверхности на станции щелочной очистки, вполне вероятно, что потребуется еще один этап для завершения предварительной обработки для гальваники. Ограничения на использование хлорированных растворителей для обезжиривания увеличили ценность и потенциал электроочистки.

Основные металлы, которые можно очищать

Это немного облегчит жизнь, если у нас будут общие практические правила относительно того, что можно, а что нельзя чистить с помощью различных типов щелочных очистителей.

Любой щелочной очиститель. Стандартные щелочные очистители можно использовать для стали, нержавеющей стали, инструментальной стали, легированных сталей, меди, никеля, никелевых сплавов, титана, циркония и свинца / олова, не вызывая ситуации «лекарство хуже болезни».

Ингибированные щелочные очистители. Эти растворы содержат химические вещества, предотвращающие нежелательные реакции с металлами или сплавами в присутствии едкого радикала — (ОН). Такая химия требуется для очистки латуни, бронзы, цинка и его сплавов, алюминия и его сплавов, а также олова — самого металла или его покрытия.

Кислота. Существует множество кислотных очистителей, которые хорошо подходят для очистки таких металлов, как магний. Процессы очистки должны быть адаптированы к типу загрязнений, ожидаемых на данной детали. В Таблице I перечислены многие почвы, которые необходимо удалить финишерам.Это далеко не полный список. Но поставщики чистящих химикатов должны знать, какие загрязнения вы пытаетесь удалить.

Почвы обычно классифицируются как органические или неорганические. Органические почвы включают масла и воски, а также переотложенные почвы. Неорганические загрязнения могут варьироваться от окалины при термообработке, оксидных пленок и травления до полировальных составов и абразивов до заводской пыли.

Что в уборщике?

Щелочные чистящие средства обычно содержат карбонаты, бура, метасиликаты натрия, фосфаты, синтетические моющие средства и поверхностно-активные вещества.Эти химические вещества имеют определенные функции, как указано в Таблице III. Карбонаты добавляют для контроля pH и буферизации. Метасиликат натрия в качестве диспергатора. Фосфаты для смягчения и связывания воды. Бура для буферизации и диспергирования. Синтетические моющие средства («мини-магниты для почвы») для смачивания, эмульгирования, образования комплексов, хелатирования и в качестве биоцидов. Поверхностно-активные вещества бывают с положительными зарядами (катионными), отрицательными зарядами (анионными) и без зарядов (неионными).

Насколько чисто чисто?

Определение «чистый» может быть широким и гибким или настолько конкретным, насколько вам нужно.Признание того, является ли очистка этапом в процессе предварительного удаления насыпного загрязнения или заключительным этапом перед последующей операцией отделки, будет определять выбор методов проверки чистоты. Каждый метод испытаний используется для оценки чистоты по-разному.

Прорывы воды. Если поверхность полностью смочена при ополаскивании водой, считается, что на ней отсутствуют разрывы воды. Это мера чистоты. Однако многие очистители имеют низкое поверхностное натяжение, и поэтому небольшие участки почвы могут перекрываться мостом.Мягкий кислотный раствор нейтрализует очиститель, а затем полоскание водой дает более точную картину.

Протрите. Используя свежее чистое полотенце для протирания поверхностей, на поверхности, которую нужно обработать, будут видны загрязнения и головня.

Производство деталей. Производство деталей, которые имеют однородный внешний вид и / или имеют клейкую поверхность, является еще одним показателем эффективности очистки. Но учтите, что это не всегда признак того, что деталь предварительно очищена должным образом. Например, стерильные операционные инструменты могут не покрывать покрытие равномерно, потому что они покрыты мертвыми микробами.По определению, микробы — это почва.

Иммерсионная медь. Способность раствора сульфата меди при погружении осаждать однородный медный слой на стали является отличным «вспомогательным» тестом, если есть какие-либо сомнения.

Отражательная способность. Отражение чистой поверхности по сравнению с «пленкой» — отличный инструмент в руках опытного человека.

Электроэнергия для электроочистки

Важнейшими частями электрической системы для электроочистки являются: 1) источник постоянного тока низкого напряжения, такой как выпрямитель; 2) проводники, такие как кабели или шины, для передачи тока от источника к стойкам деталей; 3) реостаты для регулирования напряжения и силы тока; 4) вольтметр для измерения потенциала; 5) амперметр для измерения силы тока.

Электроэнергия обычно проходит по линиям электропередачи в виде 60-тактного переменного тока при относительно высоком напряжении — 3300 В или выше. Но до использования электроэнергии понижающий трансформатор снижает потенциал до 110 В для домашнего использования или до 220 или 440 В для промышленного использования.

Чтобы получить постоянный ток (DC), необходимый для электроочистки, вы должны «выпрямить» переменный ток (AC) в постоянный ток и «преобразовать» его с 220 или другого напряжения в 6–24 В.Чаще всего для этой цели используются выпрямители.

Выпрямители. Сегодняшний базовый выпрямитель состоит из пяти секций: 1) силовой трансформатор переменного тока; 2) система выпрямления переменного тока в постоянный; 3) регуляторы мощности; 4) органы управления; и 5) охлаждение. Слишком упрощенные выпрямитель и трансформаторы преобразуют высоковольтный переменный ток в низковольтный постоянный ток. Это делается с помощью «полупроводников», которые позволяют току проходить в одном направлении, но не в другом.

Если в полупроводник поступает переменный ток, только половина тока, протекающего в правильном направлении, пройдет через границу.В результате получается не непрерывный, а пульсирующий ток. Это известно как полуволновое выпрямление.

Если обе стороны однофазного переменного тока выпрямляются так, чтобы проходить в одном направлении, результирующая кривая представляет собой двухполупериодное однофазное выпрямление.

Предпочтительно и принято выпрямлять трехфазный переменный ток с помощью двухполупериодного выпрямления. Это дает кривую двухполупериодного трехфазного выпрямления. Существует пульсация (изменение) напряжения менее 5 процентов, возникающая с частотой 360 циклов в секунду.Этот электрический ток полностью подходит для электроочистки.

Конструкция резервуара и размещение анода / катода так же важны при электроочистке, как и при гальванике. Если вы не можете сместить почву в определенных местах, как это делается на стойке, вы, вероятно, столкнетесь с аналогичными проблемами при нанесении гальванической пластины необходимой толщины в этих областях.

Токопроводы. Медь — почти такой же хороший проводник, как серебро, и широко используется для проведения электричества.Алюминий имеет примерно 60 процентов проводимости меди и может быть замещен. Для коротких участков (до 20 футов) на каждый квадратный дюйм поперечного сечения меди должно подаваться не более 1000 А. Для больших расстояний практическое правило — не более 750 А на каждый квадратный дюйм. Например, медная шина 2 × 1/4 дюйма имеет поперечное сечение 1/2 квадратного дюйма и выдерживает ток 500 А на короткие расстояния и 375 А на большие расстояния. Круглый медный стержень диаметром 1 дюйм имеет поперечное сечение 0.7854 квадратных дюйма, и он может выдерживать 800 или 600 А на большие расстояния.

Алюминий имеет удельное сопротивление в 1,64 раза больше, чем у меди. Следовательно, необходимо использовать соответственно большее поперечное сечение для прохождения заданного тока. Например, алюминий с поперечным сечением 1,64 кв. Дюйма должен выдерживать ток 1000 А. При использовании алюминиевых шин рассмотрите возможность защиты алюминия от коррозионного воздействия щелочных моющих растворов и паров, особенно в зонах рядом с резервуаром для очистки.

При соединении участков шины жизненно необходимы хорошие, плотные и чистые соединения, независимо от того, медные шины или алюминиевые. Сопротивление, вызванное плохими или грязными соединениями или контактами, замедляет прохождение тока и вызывает перегрев. По мере выделения тепла сопротивление увеличивается пропорционально, требуя большего напряжения для проталкивания тока, что, в свою очередь, вызывает еще больше тепла, тем самым увеличивая сопротивление.

Размеры шин могут быть подобраны в зависимости от повышения температуры, падения напряжения или потерь энергии.В гальванике обычно используется падение напряжения. Вместо жесткой медной шины можно использовать изолированный гибкий медный кабель. Кабель доступен в нескольких размерах, а иногда и в двух цветах: черный для отрицательного (катодного) проводника и красный для положительного (анодного) проводника. Изоляция может быть из поливинилхлорида, отвечающего требованиям старения и способного работать при температурах до 194 ° F. Этот ПВХ также обладает отличной стойкостью к кислотам и щелочам. Кабель диаметром 1 дюйм не имеет прочного поперечного сечения, поэтому размер поперечного сечения не является хорошим ориентиром.Вместо этого фактическая допустимая нагрузка по току может быть основана на повышении температуры. На повышение температуры влияет то, является ли кабель оплеткой или оголенным, проложен на открытом воздухе или помещен в кабелепровод, а если в кабелепроводе, то от количества кабелей в нем.

Некоторые общие правила

Напряжение, необходимое для электроочистки, зависит от состава раствора, необходимой плотности тока, температуры, площади анода и расстояния между анодом и катодом. Если концентрация раствора слишком низкая и вы используете рекомендованное напряжение, вы можете генерировать столько кислорода в областях с высокой плотностью тока, что это приведет к коррозии поверхности детали.Некоторые общие правила:

• Выпрямители 0–6 В подходят для приложений, требующих 30 asf, но выпрямители на 9 В предпочтительнее.

• Блоки 0–9 В необходимы для приложений, требующих более 30 асф.

• Выпрямители 0–18 В могут потребоваться, если площадь стеллажа очень велика или если расстояние между анодом и катодом велико. Этот более высокий уровень напряжения требуется для всех объемных работ (бочка и корзина).

Общее правило для расстояния между анодом и катодом составляет один вольт на каждый дюйм расстояния.Эмпирическое правило: медная шина размером 1 × 4 дюйма и толщиной 1/4 дюйма выдержит ток 1000 А. Другое практическое правило — выше 1000 А вы будете генерировать тепло, а не проводимость.

Для передачи тока от выпрямителя к резервуару медные шины, анодные и катодные крючки должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать силу тока, которая будет давать немного больше, чем максимальная ожидаемая плотность тока. Используйте плотные, чистые соединения (паяные или паяные соединения или шайбы Беллвилля с болтовыми соединениями), чтобы снизить сопротивление току и, как следствие, перегрев.

Соли (из дыма) могут и будут накапливаться на стыке шины / крюка. Эти соли могут накапливаться до разрыва электрической цепи. Составьте график обслуживания, чтобы регулярно чистить контакты.

Подготовка деталей к нанесению гальванических покрытий

Электроочиститель предназначен для подготовки детали к предстоящим действиям. В таблице IV приведены общие рекомендации по плотности тока и времени электроочистки для различных металлов.(Более экзотические сплавы, используемые в автомобилестроении, авиастроении и космической промышленности, должны включать информацию от металлургов.) В таблице V представлен «идеальный» процесс электроочистки перед пластиной.

Очистка включает в себя активацию поверхности детали, которая обычно выполняется с помощью электроочистки обратным током (работа выполняется анодно). Термины «анодная» и «обратная» очистка часто используются как синонимы.

Для анодной очистки очищаемые детали подключаются к плюсовому выводу выпрямителя в растворе щелочного электроочистителя.Низкое напряжение (3–12 В) — это норма. Плотность тока варьируется от 10 до 15 asf, в зависимости от очищаемого металла и разрешенного времени очистки. Обычно для большинства применений достаточно времени очистки от 1/2 до 2 минут. При сокращении времени очистки можно использовать более высокие плотности тока. На границе поверхности анодной детали и раствора выделяется кислород. Очистка этих пузырьков газа способствует удалению почвы.

По возможности, для окончательной очистки желательна анодная электроочистка, потому что металлическая поверхность фактически растворяется, а также очищается.Благодаря этому удаляются металлические загрязнения и предотвращается осаждение неприлипающих металлических пленок и частиц. Водородное охрупчивание также можно избежать с помощью анодной очистки.

Детали, поврежденные термообработкой, сваркой или другими источниками оксидов, часто могут потребовать двойного цикла очистки, в зависимости от степени окисления. Окунание в минеральную кислоту обычно следует за последним очистителем, чтобы нейтрализовать щелочную пленку на поверхности металла.

Чтобы избежать травления и потускнения, вы должны контролировать плотность тока, температуру и концентрацию чистящего средства, особенно при обработке цветных металлов.При обработке отливок из латуни и цинка избегайте длительной очистки обратным током, высоких плотностей тока, высоких температур и низких концентраций чистящего средства, чтобы предотвратить обесцинкование и чрезмерное травление. Щелочная очистка с использованием обратного тока не рекомендуется для алюминия, хрома, олова, свинца или любых металлов, растворимых в щелочных электроочистителях.

Катодная или прямая очистка. Подключение частей к отрицательному питанию выпрямителя делает их катодными. Такое же оборудование, напряжение и плотность тока, указанные для анодной очистки, обычно подходят для катодной очистки.На поверхности работы выделяется водород, а не кислород. Объем водорода, выделяемого на катоде, в два раза больше объема кислорода, выделяемого на аноде, при данной плотности тока. Следовательно, на катоде достигается большая очистка газа, чем на аноде. По этой причине в качестве предварительной очистки иногда используется катодная очистка, за которой следует анодная очистка.

Работа фактически «покрывается» очистителем постоянного тока. Любой положительно заряженный материал будет притягиваться и может уменьшиться и отложиться на поверхности детали.Металлические пленки осаждаются за счет ионов в чистящем растворе. Эти пленки обычно не прилипают, но их бывает трудно обнаружить и удалить. Такие пленки могут вызывать плохую адгезию, шероховатость и / или окрашивание нанесенных впоследствии гальванических металлов. Следовательно, очистители постоянного тока необходимо выбрасывать и перерабатывать чаще, чем очистители обратного тока.

Любые работы, на которые негативно влияет водородное охрупчивание (например, пружинная сталь), не должны подвергаться катодной очистке, если после обработки не будут предприняты соответствующие меры для удаления водорода.Обычно термическая обработка в течение одного часа при 400 ° F сразу после обработки устраняет эффект водородного охрупчивания. Детали с твердостью выше 40 по шкале Роквелла C могут охрупчиваться, и после нанесения покрытия их необходимо прокалить.

Загрязнение чистящих средств хромом иногда неизбежно, поскольку одна и та же подставка используется для чистки, хромирования и других гальванических покрытий. Очистка постоянным током более подвержена появлению пятен от загрязненных хромом чистящих средств, чем очистка обратным током.

Очистка постоянным током обычно используется для очистки хрома, олова, свинца, латуни, магния и алюминия, которые растворяются или травятся в результате анодной очистки. Он также обычно используется для очистки полированного никеля перед хромированием. Анодная очистка оставит пассивную пленку оксида никеля, которая препятствует правильному осаждению хрома.

В периодической реверсивной (PR) очистке работа выполняется попеременно катодной и анодной, с использованием тока 6–15 В.PR-очистка в щелочных растворах, содержащих изолирующие или хелатирующие агенты, удаляет головню, оксид и окалину с черных металлов. Когда PR является последней электроочисткой, детали должны покинуть эту станцию в течение части цикла с обратным током. Работу можно убирать на стеллажах или в бочке. Очистке и удалению накипи способствуют щелочные чистящие растворы, содержащие восстановители и окислители в сочетании с сильными хелаторами металлов. Одним из преимуществ PR-очистки является устранение кислоты на определенных типах работ, когда улавливание кислоты позволяет вытекать после щелочного гальванического покрытия.Оксиды также могут быть удалены без опасности травления или образования головни, связанных с травлением кислотой.

Чистка с прерывистым током (IR). Теория ИК-очистки проста. На границе раздела почвы на детали и моющего раствора происходит реакция. Эта реакция снижает концентрацию чистящих химикатов на границе раздела. При кратковременном отключении питания реакция прекращается и концентрация очистителя восстанавливается. Когда ток снова включается, концентрация раствора будет такой, какой она должна быть на границе раздела.Типичный цикл составляет 8–9 секунд с током, за которым следуют 1-2 секунды с отключенным питанием. Этот метод широко используется в таких процессах, как электрохимическое удаление заусенцев или механическая обработка, электрополировка и гальванопластика. Если компания использует тот же источник питания для очистки, а не для повторной установки стойки, финишер может использовать прерывание тока при очистке.

Устранение неполадок

Полярность. Есть простые способы определить, является ли деталь катодной или анодной в электроочистителе.Если сталь или медь темнеют в очистителе с обратным током, вероятно, это катодная деталь. Замените очищаемую работу куском меди. Если он светлеет, а не темнеет, вероятно, полярность работы анодная.

Инертная головня. Если инертная грязь попала на изделие до того, как попала в очиститель, вероятно, изделие обезжиривается. Как правило, изделие можно очистить лучше и легче, если оно не было обезжирено. Если предварительная очистка необходима, замачивание обходится дешевле, чем обезжиривание.

Офорт, ржавчина. Сталь, выходящая из электроочистителя с черными краями или ржавчинными отложениями, а также выходящая из литья под давлением протравленная поверхность указывают на то, что концентрация раствора очистителя слишком низкая и / или приложенное напряжение слишком велико. Также возможна слишком высокая температура раствора.

Плавающие слои. Плавающие слои на поверхности раствора электроочистителя могут быть вызваны высаливанием поверхностно-активных веществ, часто в результате превышения рекомендованной концентрации очистителя.Или температура может быть слишком высокой, или кислота могла быть внесена случайно, что снизило щелочность раствора.

Плотность тока. Уменьшите количество стоек в резервуаре очистителя, чтобы увеличить плотность тока. Если очистка удовлетворительна, уменьшите площадь поверхностей деталей, подвергаемых электроочистке, или увеличьте ток. Часто более короткое время при более высокой плотности тока будет работать, тогда как более длительное время при более низкой плотности тока — нет.

Высокое напряжение, низкий ток. Если ток низкий, а напряжение высокое, проверьте состояние электродов. Удалите с их поверхностей всю грязь. Убедитесь, что контакты стойки с шиной являются прочными и не изолированы от коррозии или почвы. Убедитесь, что провода автобуса-цистерны и другие соединения не перегреваются, что может указывать на плохой контакт или использование автобуса меньшего размера. Убедитесь, что электроды по обеим сторонам стойки работают, и что от того же источника питания не поступает другая нагрузка, фактически лишающая ток.

Низкое напряжение и сила тока. Если и напряжение, и сила тока низкие, проверьте вход переменного тока в выпрямитель. Переменный ток мог уменьшиться и, таким образом, снизить выход постоянного тока. Попросите электрика проверить выпрямитель на предмет износа мостов. Если сила тока и напряжение кажутся нормальными, проверьте область рабочей нагрузки, чтобы убедиться, что плотность тока находится в пределах технических характеристик. Возможно, было вытеснено больше площади, чем обычно, что снизило плотность тока ниже той, которая требуется для надлежащей очистки.

Контакты стойки, биполярность. Осмотрите металлическую стойку. Он сконструирован так, чтобы пропускать достаточный ток? Есть ли адекватные контакты? Если есть биполярный ток, замените изоляторы на баке.

Одеяло из пеноматериала. Чрезмерное пенообразование может быть вызвано втягиванием почв, из которых образуется мыло, или химикатов, действующих как смачиватели или пенообразователи. Потеря пенного покрытия может быть вызвана очень жесткой водой, проникновением кислоты во второй очиститель двойной линии очистки или затягиванием другого очистительного раствора, который содержит несовместимый смачивающий агент.

Управление энергией и решениями

В области энергосбережения эффективным инструментом является контролируемое перемешивание растворов в циклах обработки. Сообщается, что «эдукторное» перемешивание увеличило функциональную доступную силу тока на целых 25 процентов в одном случае. Это, в свою очередь, позволило увеличить производственную обработку деталей.

Второй инструмент управления — фильтрация. Если вы чистите его на станции очистки, зачем переносить загрязнения и масла на следующие станции? Более 80 процентов загрязнений, образующихся при повторном осаждении очистителем деталей, больше не нужно удалять на станции нанесения покрытия.

Таким образом, без серьезных сбоев в работе конкретной технологической линии ваше расследование ждет многократного возврата ваших инвестиций.

Учебное пособие по нанесению гальванических покрытий на медный столб

Материалы для печатных плат

Просмотреть все материалы для печатных плат

Металлизация печатных плат

Металлизация печатных плат

Посмотреть всю металлизацию для печатных плат

Подложка IC

Многослойные доски

HDI

Гибкие схемы

Ламинаты

Ламинаты

Посмотреть все ламинаты

Адгезивные растворы на акриловой основе

Полностью полиимидные решения

Растворы эпоксидного клея

Растворы фторполимерных клеев

Тонкий ламинат с медным покрытием

Полиимидные пленки

Полиимидные пленки

Посмотреть все полиимидные пленки

Kapton® Полиимидные пленки

Композитные пленки Oasis®

Материалы для визуализации схем

Материалы для визуализации схем

Просмотреть все материалы для визуализации схем

Сухой пленочный фоторезист

Краски для трафаретной печати (серия CB)

Imagemaster ™ диазо-фотоинструментальные пленки

Влияние характеристик гальваники на свойства покрытия

1.Введение

Метод гальваники можно использовать для получения композитных покрытий путем добавления частиц в ванну для металлизации. Во время осаждения частицы захватываются покрытием. Композиционные покрытия состоят из электроосажденной металлической матрицы и дисперсных твердых частиц. Металлические порошки, порошки металлических сплавов и порошки оксидов металлов Al, Co, Cu, In, Mg, Ni, Si, Sn, V, Zn и нитриды Al, B, Si и C (графит или алмаз) и карбиды B , Bi, Si, W и MoS ₂ и органические материалы, такие как политетрафторэтилен (ПТФЭ) и полимерные сферы, используются в качестве частиц [40].

Основными областями применения композитного осаждения являются электроника, биомедицина, телекоммуникации, автомобилестроение, космос и потребительские приложения, где требуются высокопрочные равноосные микрокомпоненты.

Параметры гальваники необходимо контролировать во время электроосаждения, поскольку они оказывают значительное влияние на свойства покрытия, эффективность осаждения и выделение водорода. Помимо плотности тока, pH ванны, температуры ванны, которые входят в число основных параметров гальваники [36], существуют другие параметры, включая тип, размер, концентрацию частиц [37] и добавление поверхностно-активных веществ и их типы. [20].К основным свойствам покрытия можно отнести коррозионную стойкость в TiO ₂ — никелевое покрытие [38], трибологические свойства в MoS ₂ — никелевое покрытие [4], механические свойства в TiO ₂ — никелевое покрытие [38]. 38], внутреннее напряжение в MoS ₂ — никелевое покрытие [9], текстура хромоуглеродного покрытия [39], содержание частиц в осадке [24] сильно зависят от параметров гальваники.

Цель этой главы — уделить внимание параметрам гальваники, их влиянию и влиянию взаимодействия на свойства покрытия.Включение частиц в осадок является важным свойством, которое необходимо проанализировать, поскольку возникло гальваническое покрытие композитного материала, чтобы улучшить свойства матрицы с добавлением частиц. Еще одно важное свойство — это внутреннее напряжение, которое необходимо поддерживать на минимальном уровне, чтобы не нарушить отложение.

2. Параметры гальваники

2.1. Плотность тока

Процесс электроосаждения состоит из двух этапов: зародышеобразования, механизмов роста и утолщения первичного слоя.В отличие от процесса роста, зародышеобразование усиливается высокой плотностью тока [1]. Таким образом, меньшие размеры зерна наблюдаются при более высоких плотностях тока из-за увеличения скорости зародышеобразования [2]. С другой стороны, высокая плотность тока увеличивает pH вблизи электрода во время процесса восстановления, что создает конкуренцию между осаждением металла и газообразным водородом [6] [3]. Выделение водорода способствует возникновению внутреннего напряжения в отложениях [4] [5]. Поэтому важно выяснить, при каких значениях плотности тока выделение водорода не происходит вместе с осаждением металла [4].

Плотность тока также влияет на содержание частиц в осадке. Содержание частиц (WC) в покрытии линейно увеличивается с увеличением плотности тока от 0,1 до 0,5 А / дм ² независимо от диаметра частиц [7]. С другой стороны, Куо [6] утверждает, что содержание частиц (MoS ₂) в осадке уменьшается при увеличении плотности тока с 4 до 8 А / дм. ^2. Согласно результатам Ху и Бай [41 ], увеличение плотности тока обычно приводит к увеличению содержания частиц, но влияние плотности тока зависит от pH.На рис. 1 показано, что при увеличении плотности тока (B) содержание частиц увеличивается, когда pH (C) равно 1, и уменьшается, когда pH равен 5 [41].

Рис. 1.

Влияние и влияние параметров на атомный процент фосфора в отложениях. A: основной эффект температуры, B: основной эффект плотности тока, BxC: эффект взаимодействия плотности тока и pH, AxB: эффект взаимодействия температуры и плотности тока [41]

Рисунок 2.

Поведение напряжений для сульфамат-никелевых электролитов с тремя различный химический состав [42]

Другой эффект увеличения плотности тока от 0.От 15 до 5 А / дм ² увеличивает внутреннее напряжение [8], поскольку напряжение возникает из-за остаточных напряжений. Однако значительный эффект не может быть обнаружен при увеличении плотности тока с 1,2 до 4,8 А / дм ² [9], поскольку влияние плотности тока на внутреннее напряжение зависит от состава гальванического раствора. На рис. 2 показано влияние изменения количества только одного компонента раствора на зависимость внутреннего напряжения от плотности тока [42]. Кроме того, влияние плотности тока зависит от pH.

2.2. pH ванны

Влияние pH на включение частиц зависит от природы частиц. Например, когда частицы MoS ₂ используются в качестве включаемых частиц, влияние значения pH на содержание частиц в осадке было незначительным. Тем не менее, можно сделать вывод, что увеличение pH снижает количество частиц, присутствующих в покрытии [6]. Однако количество внедренных частиц значительно уменьшается, когда pH ниже 2 в паре покрытий Al ₂ O ₃ -Ni [11].Кроме того, снижение pH предпочтительнее для управления внутренним стрессом. Низкие значения pH, менее 5, выбираются для получения приемлемых уровней напряжения [10]. Повышение pH раствора может привести к разрядке гидроксильных ионов вместо растворения никеля, а выделение кислорода [10] приведет к высоким внутренним напряжениям. Также сделан вывод о том, что внутреннее напряжение увеличивалось при увеличении pH с 2 до 4 в системе MoS ₂ — Ni [12].

3. Температура ванны

Влияние температуры на содержание частиц в осадке зависит от типа частицы.Наблюдается небольшое увеличение содержания частиц (MoS ₂) в покрытии с увеличением температуры 30, 40, 50 соответственно [6]. Было отмечено, что температура оказывает незначительное влияние. Например, в парах покрытий из BaCr ₂ O ₄ -Ni [13] и Al ₂ O ₃ -Ni [14] не было обнаружено никакого влияния температуры. Ведь приложенное напряжение является основным параметром, напрямую влияющим на активность реакции. Кроме того, Ni более эффективно осаждается с повышением температуры.С другой стороны, влияние температуры до определенного момента считалось положительным. После этого количество частиц уменьшается с увеличением температуры.

Общая тенденция влияния температуры ванны на внутреннее напряжение является положительной, что означает, что повышение температуры снижает внутреннее напряжение. С другой стороны, согласно некоторым исследованиям, напряжение больше зависит от плотности тока независимо от температуры [10].

Еще одно преимущество высокой температуры — эффект поляризации.Известно, что концентрационная поляризация — это составляющая поляризации, которая возникает из-за изменения концентрации электролита в результате протекания тока через поверхность раздела электрод — раствор. Таким образом, разность потенциалов электрохимической ячейки отклоняется от своего равновесного значения. Концентрационная поляризация уменьшается при повышении температуры, поскольку толщина диффузионного слоя уменьшается, а диффузия ионов увеличивается.

С другой стороны, высокие значения температуры увеличивают потребление энергии и обеспечивают тепло для испарения ванны.Кроме того, термические напряжения будут возникать при высоких температурах обработки и могут стать серьезной проблемой, особенно когда покрытие и подложка имеют разные коэффициенты теплового расширения. Следовательно, должна быть предпочтительна оптимальная температура покрытия, чтобы удовлетворить потребление энергии и качество покрытия.

4. Тип частиц

Обычным фактом является то, что если количество частиц в растворе увеличивается, содержание частиц в осадке также увеличивается до определенного момента.Однако тип частицы также действует как важный параметр. Как проводящие, так и непроводящие частицы имеют свои преимущества друг перед другом. Поскольку проводящие частицы (дисульфид молибдена, карбид хрома, диборид циркония, графит), притянутые к катоду, действуют как места осаждения, что приводит к росту дендритов [15]. Несмотря на преимущество легкого притяжения проводящих частиц к катоду, селективное осаждение на проводящих участках привело к увеличению шероховатости поверхности.

Рис. 3.

Схематический вид композитного покрытия, включающего а) проводящие и б) непроводящие частицы

С другой стороны, непроводящие частицы имеют более гладкую поверхность осаждения с низкой пористостью [15].

Механические свойства могут изменяться в зависимости от типа внедренных частиц. Например, ПТФЭ в матрице Ni увеличивает износостойкость [16], MoS ₂ с добавлением Ni снижает коэффициент трения [9], Al ₂ O ₃ и SiC, диспергированный в Cu, повышают микротвердость покрытий [ 17].Кроме того, износостойкость и коррозионная стойкость могут быть улучшены путем добавления наночастиц карбида кремния [18] [19].

5. Размер частиц

Частицы небольшого размера легко перемешиваются, что приводит к увеличению концентрации частиц в осадке во время гальваники композита. Например, количество частиц увеличивается за счет уменьшения размера частиц в системе Ni / SiC [21]. Кроме того, влияние частиц на уменьшение коэффициента трения более эффективно при уменьшении размера частиц в системе Ni-MoS ₂ [9].

6. Концентрация частиц

Как правило, увеличение концентрации частиц в ванне увеличивает массовый процент частиц в осадке до определенной точки [9] [22] [23]. Эту точку можно рассматривать как точку насыщения. Существует быстрое увеличение количества частиц в областях с низкой концентрацией частиц, тогда как небольшое увеличение происходит в областях с высокой концентрацией. Столкновения между частицами и катодом определяют соосаждение частиц, и они уменьшаются в области высоких концентраций MoS ₂, что приводит к небольшому увеличению или уменьшению количества частиц в растущем металлическом осадке [6].

7. Добавление поверхностно-активного вещества / тип

Характеристики покрытия можно улучшить путем добавления поверхностно-активных веществ, таких как (цетилтриметиламмонийбромид (CTAB), натрийдодецилсульфат (SDS) и сахарин [20]). Преимущество добавления поверхностно-активных веществ заключается в их диспергирующем эффекте. частиц. Таким образом, частицы будут однородными на поверхности. Поверхностно-активные вещества адсорбируются на частицах и способствуют их распределению [24].

Поверхностно-активные вещества незаменимы, особенно для гидрофобных частиц (фторографит, MoS ₂) диспергировать в гальваническом растворе.Поверхностно-активные вещества, такие как лаурилсульфат натрия, усиливают электростатическую адсорбцию взвешенных частиц на поверхности катода за счет увеличения их положительных зарядов [25]. Точно так же азобензол (AZTAB) способствовал осаждению частиц в никелевой матрице благодаря их более положительному восстановительному потенциалу, чем у никеля [26]. Другое поверхностно-активное вещество, цетилтриметиламмонийбромид (CTAB), имеет преимущество увеличения объемной доли SiC в осадке помимо гомогенного и неагломерированного распределения частиц в композитных покрытиях SiC-никель [27].

Еще одним преимуществом поверхностно-активных веществ является подавление реакции выделения водорода. Например, сахарин, который является анионным поверхностно-активным веществом, является эффективным способом преодоления проблемы выделения водорода [34].

Поверхностно-активные вещества можно разделить на две основные группы: анионные и катионные поверхностно-активные вещества в зависимости от их заряда. Катионные поверхностно-активные вещества увеличивают включение частиц в покрытие [28] [29] [30] [31]. Анионные поверхностно-активные вещества могут оказывать положительное или отрицательное влияние на эффективность совместного осаждения частиц в зависимости от типа частиц и раствора ванны.Например, SDS, который является анионным поверхностно-активным веществом, не влияет на совместное расположение частиц [31]. С другой стороны, катионные поверхностно-активные вещества обладают тем преимуществом, что адсорбируются на частицах с отрицательным поверхностным зарядом [29]. Следовательно, чистый положительный заряд был сформирован адсорбцией катионных поверхностно-активных веществ, которые ингибировали образование кластеров частиц и привели к более стабильной суспензии частиц в ванне. Более того, этот положительный заряд улучшил тенденцию частиц двигаться к катоду и увеличил количество частиц в осадке [29] [30].Например, добавление катионных поверхностно-активных солей бензиламмония (БАВ) увеличивало количество соосаждения MoS ₂ [32]. Кроме того, БАВ, адсорбированный на частицах MoS ₂, уменьшал проводимость частиц и приводил к гомогенному осаждению никеля и частиц MoS ₂ [32] [15]. С другой стороны, было заявлено, что анионные поверхностно-активные вещества в электролите могут придавать частицам отрицательный заряд и заставлять их двигаться к подложке [35].

Недостаток поверхностно-активных веществ может возникать при наличии неабсорбированных свободных поверхностно-активных веществ, поскольку они могут привести к развитию напряжений и хрупкости отложений [33].Поскольку количество введенного поверхностно-активного вещества обычно очень мало, их нежелательные эффекты можно игнорировать [33]. Однако увеличение количества поверхностно-активного вещества (CTAB) вызывало увеличение внутреннего напряжения из-за высокой возможности встроенного CTAB в никелевую матрицу [32].

8. Дробный факторный план

2 ^n-1 Дробный факторный план — это статистический план, который можно использовать для определения влияния n переменных электроосаждения на свойства покрытия с помощью разумного количества экспериментов.Кроме того, эффекты взаимодействия параметров можно проанализировать с помощью дробного факториала. Свойство покрытия, другими словами, значение отклика в программе обычно принимается как количество частиц в осадке при нанесении композитных покрытий. Например, в исследовании Hu и Bai [41] за величину отклика принимали содержание фосфора в осадке, а также температуру, плотность тока pH, NaH ₂ PO ₂ H ₂ O, концентрацию раствора и Скорость перемешивания принималась за параметры гальваники.Другой наиболее часто используемый показатель отклика при нанесении композитного покрытия — это внутреннее напряжение. Параметры гальваники: концентрация частиц MoS ₂, температура, pH, плотность тока и толщина покрытия, где значение отклика представляет собой внутреннее напряжение в исследовании Saraloglu Guler et. al. [9]. Другие значения отклика могут быть указаны как коэффициент трения, коррозионная стойкость, износостойкость, твердость, которые являются свойствами, полученными при добавлении частиц, поэтому повышенное количество частиц в осадке будет иметь положительное влияние на эти значения.При этом выборе также необходимо учитывать реакцию выделения водорода. Влияние параметров гальваники на реакцию выделения водорода можно изучить до осаждения композита, чтобы определить диапазон плотности тока, в котором H ₂ не разряжается одновременно с покрытием Ni [12].

Фиксированные предельные значения, которые называются низким (-1) и высоким (1) уровнями, выбираются для параметров гальваники в дробно-факторном дизайне. В таблице 1 показаны параметры и их нижние и верхние фиксированные предельные значения для уровней дробного факторного плана.

Характеристики гальванических покрытий Свойства покрытия

Плотность тока Коэффициент трения

909 Сопротивление ванны 909 Коррозионная стойкость

Концентрация частиц в ванне Механические свойства

Размер частиц Внутреннее напряжение

Тип частиц Формирование текстуры

Тип добавленных частиц Поверхностное содержание19 осадок

Размер зерна

Электроосаждение / однородность частиц

Таблица 1.

Параметры гальваники и свойства покрытия

Гальваническая пластина, используемая для создания наноструктур Может ли катодная пластина быть изолятором? Система гальваники: можно ли покрыть катодную пластину проводящим материалом.

Презентация на тему: «Гальваническая пластина, используемая для создания наноструктур. Может ли катодная пластина быть изолятором? Система гальванических пластин: можно ли покрыть катодную пластину каким-либо проводящим материалом». — Стенограмма презентации:

1

2

Гальваника, используемая для изготовления наноструктур

3

Может ли катодная пластина быть изолятором? Система гальваники: можно ли покрыть катодную пластину каким-либо проводящим металлом? Анод: Cu e-e- e-e- CuSO 4 Cu 2+ Электропитание Катод: пластина Более интересное: вы можете сделать отметку на пластине для осаждения самостоятельно !!

4

Как мы можем передать Cu с анода на катод? Или X Почему нельзя использовать изолятор в качестве катода и почему на отмеченном месте нет отложений ?? Магия?

5

Cu Cu 2+ + 2e — Cu 2+ + 2e — Cu AnodeCathode Cu переход без изменения концентрации растворов !! CuSO 4 Cu Cu 2+ е-е-

6

Почему мы выбираем гальваническую пластину для изготовления наноструктуры? Процесс прост в эксплуатации и требует только простого оборудования.