TC4钛合金电解质等离子抛光工艺研究

为确认电解质等离子抛光的加工时间、加工温度、加工电压、抛光液(2.25%NH₄Cl+2%NH₄F)质量分数等因素对TC4钛合金抛光效果的影响，对TC4钛合金抛光前后表面粗糙度、微观形貌、表层元素含量、显微硬度等进行检测。结果表明，加工时间和加工温度对TC4钛合金抛光效果的影响最大。抛光工艺参数的正交试验优化结果为：加工时间400 s，温度90℃，电压300 V，抛光液质量分数2.04%。抛光后TC4钛合金的表面粗糙度可低至0.024 4μm。     

电流密度和抛光时间对镍钛合金管电解抛光的影响

采用高氯酸?冰醋酸体系对镍钛合金管电解抛光.在温度25°C及抛光间隙15 mm的条件下研究了抛光时间(60～120 s)和电流密度(0.75～1.75 A/cm2)对抛光效果的影响.结果表明,随着抛光时间延长或电流密度增大,钛合金管的表面粗糙度先减小后增大,残余压应力先增大后减小,较佳的电流密度和抛光时间分别为1.15 A/cm2和90 s.在该条件下电解抛光后,镍钛合金管表面平整光亮,凹坑最少,表面粗糙度最小(为53.8 nm),表面残余压应力最大(为175.8 MPa).     

激光选区熔化TC4钛合金在氨基磺酸−甲酰胺溶液中的电解抛光

以氨基磺酸?甲酰胺非水溶液作为电解液,对激光选区熔化钛合金TC4进行电解抛光。初步研究了电流密度和加工时间对不同构建角度的钛合金抛光后表面粗糙度和材料去除量的影响。在电流密度1 A/cm2和极间距14 mm的条件下抛光25 min时光整效果最佳,钛合金的耐蚀性得到增强,硬度无明显变化。     

脉冲电沉积工艺参数对Ni-W-P合金镀层性能的影响

针对传统镀硬铬沉积速率低、污染环境等问题,采用脉冲电沉积方法在碳钢表面制备Ni-W-P代铬镀层。采用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站研究了脉冲频率、平均电流密度和占空比对镀层性能的影响。结果表明:随着脉冲频率、平均电流密度和占空比的增加,镀层的硬度和耐蚀性均呈现出先增大后减小的变化规律;当脉冲频率为250Hz,平均电流密度为4.0A/dm2,占空比为30%时,镀层为非晶态结构,表面光滑、平整,结构致密,硬度可达5 140MPa,耐蚀性较好。     

不同控制方式下占空比对钛合金微弧氧化膜的影响

分别以恒电压和恒电流两种方式进行TC4钛合金的微弧氧化,研究两种方式下占空比对钛合金微弧氧化膜的影响.结果表明:占空比对电流密度和电压的不同作用决定了占空比对氧化膜厚度和粗糙度的影响,恒电压方式下,增加占空比,氧化膜的生长速率增大,表面变得粗糙,而且占空比的作用比在恒电流方式下更显著,因此,在恒电压方式下通过改变占空比控制氧化膜的形成更有效.     

镍钛合金血管支架的电化学抛光

以激光加工后的镍钛合金血管支架为试验材料,分别采用不同配比的甲醇-高氯酸和冰醋酸-高氯酸,在温度15℃、电流密度0.7 A/cm~2、极间距15 mm的条件下进行电化学抛光20 s(甲醇-高氯酸)或90 s(冰醋酸-高氯酸)。结果表明:冰醋酸-高氯酸更适用于镍钛合金血管支架的电化学抛光。当冰醋酸与高氯酸的体积比为18∶1时,抛光后的血管支架表面无凸起、热影响区和重铸层,表面粗糙度为0.48μm。     

钛合金新型镀镍工艺的研究

通过在瓦特镀镍液中添加金属配位剂和金属阳极活化剂,对钛电极先采用阳极脉冲电流活化,再对活化后的钛电极进行脉冲电沉积,在TC11钛合金表面获得了结合力优良的镍镀层.研究了电解液组分、工艺参数对镀层结合力的影响.结果表明,在硫酸镍电解液中添加40 g/L阳极活化剂,采用1.4 A/dm2阳极脉冲电流对TC11钛合金进行电化学处理,可使TC11钛合金产生活性溶解,将脉冲电流切换为阴极电沉积后,便可在TC11钛合金表面沉积一层结合力优良的镍镀层.文章讨论了脉冲阴、阳极平均电流密度、占空比、频率、电解液组分等工艺参数对镍镀层质量的影响.     

电流密度对TC4钛合金微弧氧化陶瓷膜性能的影响

采用恒流和梯度电流两种方式对TC4钛合金进行微弧氧化,微弧氧化液组成和工艺参数为:Na2SiO3 16 g/L,(NaPO3)68 g/L,NaF 2 g/L,频率500 Hz,占空比10%。研究了不同电流模式下电压随微弧氧化时间的变化。对比研究了两种电流模式下所得微弧氧化膜的表面形貌、厚度、粗糙度、显微硬度等性能。结果表明,恒流模式下,随电流密度升高,氧化膜层的终止电压、厚度、粗糙度和表面微孔直径增大,显微硬度先增大后减小;与恒流模式膜层相比,梯度电流模式下所得氧化膜层较厚,粗糙度较低,硬度高,表面微孔直径较小。较适宜的恒流电流密度和梯度电流密度分别为10 A/dm2和15–5 A/dm2,而后者所得膜层的综合性能优于前者所得膜层。     

酸性环境下GaN晶圆的化学机械抛光工艺研究

本文详细研究了4英寸自支撑GaN晶圆的化学机械抛光(CMP)工艺。使用硅溶胶抛光液,以NaClO为氧化剂,详细研究了不同工艺参数,包括压力、抛光盘转速、抛光液流量、NaClO浓度和抛光液p H值对GaN CMP工艺的材料去除率(MRR)和表面粗糙度(Sa)的影响。研究发现,无论是影响化学作用的因素,还是影响机械作用的因素,都对MRR有着极大的影响。在优化的工艺条件下(压力为50 k Pa、抛光头转速为60 rpm、抛光盘转速为100 rpm、流量为40 mL/min、抛光液p H为4.0、氧化剂浓度为3 vol.%),最大材料去除率为1.07μm/h。在10μm×10μm的区域内,抛光后的平均表面粗糙度为0.109 nm。     

工艺参数对cBN砂轮加工TC4钛合金磨削性能的影响

采用自制的陶瓷结合剂cBN砂轮,对TC4钛合金棒材进行了外圆磨削加工,研究了cBN砂轮的工作速度以及进刀量对砂轮磨削性能的影响。实验结果表明:当进刀量恒定时,随着砂轮转速的提高,砂轮的磨耗比上升,砂轮承受的磨削力和加工工件的表面粗糙度值Ra下降。当砂轮转速恒定时,随着砂轮进刀速率的增大,砂轮的磨耗比下降,砂轮承受的磨削力和加工工件的表面粗糙度值Ra上升。当砂轮工作速度为60m/s、进刀量为0.3mm/min时,cBN砂轮对TC4钛棒的磨耗比为1004,砂轮承受切向磨削力为207N,加工后的TC4钛棒的表面粗糙度为Ra0.28μm。     

雾化施液单晶硅互抛抛光速率实验研究

调节自配抛光液的H2 O2含量、pH值、抛光盘转速和抛光压力,通过电化学实验,探究单晶硅互抛抛光过程中抛光工艺参数对腐蚀电位、腐蚀电流和抛光速率的影响规律,并解释其电化学机理.实验结果表明:雾化施液单晶硅互抛抛光速率随着pH值、H2 O2浓度和抛光盘转速的增大呈现先增大后减小的趋势,并在pH值为10.5、H2 O2浓度为2％、抛光盘转速为70 r/min处达到最大值,随着抛光压力的不断增大而增大;通过雾化施液单晶硅互抛抛光实验得到合理的工艺参数:pH值为10.5、H2 O2浓度为2％、抛光盘转速为60 r/min、抛光压力为7 psi,在该参数下,硅片的抛光速率达到635.2 nm/min,表面粗糙度达到4.01 nm.     

金刚石抛光用镍钨合金镀层的电镀制备工艺

采用脉冲电镀的方法快速制备耐磨损的超厚镍钨合金镀层，用以摩擦化学抛光金刚石，以实现金刚石的快速去除。采用正交实验研究了脉冲频率、平均电流密度、占空比对镀层组分、显微硬度、内应力和沉积速率的影响。最终在脉冲频率200 Hz、平均电流密度9 A/dm2和占空比0.8的条件下制备了显微硬度472.76 HV、内应力80.11 MPa、厚度为0.35 mm的镍钨合金镀层。经金刚石摩擦化学抛光实验验证，制备的镍钨合金抛光盘具有优异的抛光性能，相较于铸铁抛光盘，镍钨合金抛光盘具有更高的金刚石去除率（0.71μm/min）、更低的磨损量（0.16 g）和磨削比（94.25）。     

硫酸-磷酸-铬酸电化学抛光对钼片表面状态的影响

以硫酸-磷酸-铬酸体系为电解液,对钼片进行电化学抛光。通过测定阴极极化曲线,研究了抛光过程中电压和电流之间的关系。表征了抛光前后钼片的微观形貌、粗糙度和尺寸等。在2.0 A/cm~2下对钼片电化学抛光30 s,可得到均匀平整、无明显坑点的表面,粗糙度由抛光前的0.20μm降至0.05μm。通过严格控制抛光时间可有效保证样品的几何尺寸精度。     

适用于微机电器件的钯-镍合金膜层的制备

以紫铜片为基体,采用脉冲电沉积方法制备了钯-镍合金膜层。选取占空比和脉冲频率作为变量,分别研究了占空比和脉冲频率对钯-镍合金膜层的孔隙率和内应力的影响。结果表明:随着占空比的增大,孔隙率升高,内应力先减小后增大;随着脉冲频率的提高,孔隙率明显降低,内应力增大;当占空比为20%~30%、脉冲频率为1.0 kHz时,采用脉冲电沉积方法能制备出适用于微机电器件的钯-镍合金膜层。     

阳极氧化对TC4钛合金力学与耐磨性能的影响

对比分析了脉冲阳极氧化和直流阳极氧化工艺对TC4钛合金表面形貌、拉伸性能、疲劳强度和耐磨性的影响。结果表明,脉冲阳极氧化和直流阳极氧化膜的粗糙度相较于TC4钛合金更大,而表面硬度从高至低为:脉冲阳极氧化膜>TC4钛合金>直流阳极氧化膜。虽然阳极氧化后试样的力学性能都相较于处理前有不同程度的减小,但是耐磨性有较大的提升。脉冲阳极氧化试样的疲劳强度接近TC4钛合金基材,且明显高于同样膜厚的直流阳极氧化试样,它的强度、断后伸长率和耐磨性也更优。     

工艺参数对喷射电沉积镍镀层微观结构和疏水性的影响

[目的]Q235钢结构件的服役环境一般较恶劣,要对其进行适当的表面处理来提高其耐蚀性。[方法]先在Q235钢表面喷射电沉积镍,再采用0.3 mol/L硬脂酸溶液浸泡修饰12 h,得到疏水的镍镀层。通过接触角测量仪、超景深三维显微镜和场发射扫描电镜分析了不同脉冲参数下电沉积所得镍镀层表面的水接触角、粗糙度和微观形貌,并利用电化学工作站对镀层的耐腐蚀性能进行分析。[结果]随着峰值电流密度、占空比或电沉积时间的增大,Ni镀层的水接触角和表面粗糙度都呈先增大后减小的变化趋势。在峰值电流密度为0.15 A/cm²、占空比为50%的条件下喷射电沉积10 min所得的Ni镀层经化学修饰后水接触角为146.3°,耐蚀性最好。[结论]在Q235钢表面采用喷射电沉积镍加化学修饰的方法可获得超疏水表面,显著提高其耐蚀性。     

电压对硫酸亚铁-六偏磷酸钠体系TC4钛合金微弧氧化膜微观结构及红外发射性能的影响

在10 g/L硫酸亚铁+8 g/L六偏磷酸钠体系中,研究了电压对TC4钛合金表面微弧氧化膜微观结构和红外发射性能的影响。随电压升高,微弧氧化膜的厚度和粗糙度增大,P、Fe含量先升高后降低。微弧氧化膜中含有少量金红石型TiO_2,Fe和P则分别以非晶态的FeOOH和P_2O_7~(4-)的形式存在。在450 V下所得微弧氧化膜在波长5~20μm范围内的红外发射率最高,平均发射率达到0.93。     

脉冲电沉积Co-W磁性薄膜

采用脉冲电沉积法制备Co-W 磁性薄膜.研究脉冲周期和占空比对沉积速率,Co-W薄膜的形貌、结构以及磁性能的影响.结果表明:脉冲周期与占空比对薄膜的沉积速率、形貌、结构和磁性能都有较大的影响.随着脉冲周期和占空比的不断增加,沉积速率呈现先增大后减小的趋势;而Co-W薄膜的矫顽力呈现减小的趋势.这主要是由于晶粒尺寸增大的缘故.AFM研究表明:随着占空比增大,薄膜颗粒增大,表面平整度下降,空隙率增加;脉冲周期影响薄膜表面聚集颗粒团;增大脉冲周期,该聚集团会增大.     

工艺参数对Ni-ZrO_2纳米微粒复合镀层性能的影响

采用脉冲电源,在铜表面制备了复合镀层,研究了占空比、镀液中ZrO2纳米微粒添加量和脉冲频率对复合镀层的硬度、沉积速率和耐蚀性的影响。结果表明,随脉冲占空比的增加,镀层硬度、沉积速率和耐蚀性能均呈现先增大后减小的趋势;ZrO2纳米微粒的增加使镀层硬度增加,而沉积速率和耐蚀性能为先增大后减小;随脉冲频率的增加,镀层硬度、沉积速率及耐蚀性能均增加。最佳工艺参数应控制占空比为50%、ZrO2纳米微粒质量浓度9g/L、脉冲频率2000Hz。     

化学机械抛光过程中抛光液团聚问题的研究

在化学机械抛光(CMP)用二氧化硅浆料中加入不同质量分数的混合保湿剂(由体积比为1∶1的分析纯丙三醇和三乙醇胺混合而成),以解决CMP过程中抛光液易团聚的问题。结果表明,抛光液中加入保湿剂后团聚问题得到缓解。随保湿剂质量分数的增大,抛光液的团聚析出量减少,黏度增大,对蓝宝石晶圆的去除速率先增大后减小,晶圆抛光后的表面粗糙度逐渐增大。当保湿剂的质量分数为4%时,对蓝宝石晶圆进行CMP时的材料去除速率最大,为93.6 nm/min,抛光后晶圆的表面粗糙度为0.412 nm。