Ni-SiC复合电铸层内应力实验研究

提出通过掺杂SiC颗粒来减小Ni微电铸层内应力的新方法,基于UV-LIGA工艺制作了纯镍电铸层和Ni-SiC复合电铸层,采用X射线衍射法测量微电铸层的内应力,分析SiC颗粒对微电铸层内应力的影响效果。利用L_9(3~4)正交试验考查了铸液中SiC浓度、电流密度、搅拌转速及电铸温度等工艺参数对复合电铸层内应力的影响。结果表明:掺杂SiC颗粒能有效减小微电铸层内应力,电流密度和铸液中SiC浓度对内应力的影响大于搅拌转速和电铸温度。复合电铸层内应力实验的最优工艺参数为:SiC浓度20 g/L,电流密度1 A/dm~2,磁力搅拌转速600 r/min,电铸温度50℃。     

电铸镍工艺参数对铸镍层组织和性能的影响

利用净化的氨基磺酸盐溶液体系,分别采用金相显微镜、阴极弯曲法和拉伸试验的方法研究了阴极电流密度、溶液温度和p H值等工艺参数对电铸镍层的组织形貌、内应力和力学性能(抗拉强度、延伸率)的影响。结果表明:电铸镍的工艺参数影响铸镍层的组织结构,进而影响到铸镍层的性能;铸镍层的晶粒随阴极电流密度的降低和溶液温度的升高而细化,同时当溶液p H值为4.0时,也可以获得较细的晶粒;随着晶粒的细化,铸镍层的内应力降低,抗拉强度升高而延伸率降低;通过优化工艺参数,获得了抗拉强度为673 MPa、延伸率为23.2%和内应力为48 MPa的综合性能优异的铸镍层。     

复合电铸CoNiMnP-BaFe12O19磁性复合材料工艺研究

磁性驱动器在微机电系统中有广泛的应用前景,获得电磁驱动的主要方法是在微驱动器表面电铸一层磁性镀层。该文采用复合电铸技术制备了CoNiMnP-BaFe12O19磁性纳米复合镀层,分别用SEM、EDS和VSM对复合镀层表面形貌、成分及电铸工艺参数（电流密度、搅拌强度、溶液温度及电铸时间）对复合镀层矫顽力Hc的影响进行分析。实验结果表明：BaFe12O19纳米颗粒的加入改变了Co、Ni、Mn和P在镀层中的含量,增大了镀层的表面粗糙度值,通过控制电铸参数可有效地调节镀层的矫顽力。     

复合电铸CoNiMnP-BaFe_(12)O_(19)磁性复合材料工艺研究

磁性驱动器在微机电系统中有广泛的应用前景,获得电磁驱动的主要方法是在微驱动器表面电铸一层磁性镀层.该文采用复合电铸技术制备了CoNiMnP-BaFe12O19磁性纳米复合镀层,分别用SEM、EDS和VSM对复合镀层表面形貌、成分及电铸工艺参数(电流密度、搅拌强度、溶液温度及电铸时间)对复合镀层矫顽力Hc的影响进行分析.实验结果表明:BaFe12O19纳米颗粒的加入改变了Co、Ni、Mn和P在镀层中的含量,增大了镀层的表面粗糙度值,通过控制电铸参数可有效地调节镀层的矫顽力.     

柠檬酸金钾电铸微小金结构试验研究

柠檬酸金钾含氰量低,以它为主盐的金溶液稳定性好且具有可添加性。为解决传统有氰电铸金溶液氰化物含量高、溶液危害大、处理困难及无氰电铸金溶液稳定性较差且不具备可添加性等问题,选用以柠檬酸金钾为主盐的金溶液进行电铸试验。通过对比不同加工参数,研究电流密度、阴阳极间距和冲液速度等对电铸层的影响,得到优化后的加工参数,最终在钛基片上电铸出微小金结构。     

基于电铸技术的Ni-ZrO2纳米复合材料制备工艺

在镀液的pH值、温度和搅拌速度一定的条件下，分析了镀液中纳米ZrO2颗粒悬浮量和阴极电流密度等工艺参数对Ni-ZrO2复合电铸层中纳米ZrO2复合量的影响。运用正交试验法优化了对复合沉积层中纳米ZrO2复合量j舒较大影响的各工艺参数，同时用SEM对纳米复合电铸层进行了表面形貌和成分的能谱分析。结果表明，由优选工艺参数所制备的Ni-ZrO2纳米复合电铸层。表面平整光滑，组织均匀、致密，并且其显微硬度较纯镍镀层有明显提高。     

工艺参数对电铸Ni-Mn合金中Mn含量的影响

利用冲液装置进行了Ni-Mn合金的脉冲电铸试验,研究了电铸工艺参数对电铸层锰含量的影响。结果表明,电铸层中的锰含量随电流密度的增大而增加,随脉间的增大而减小。脉宽为10μs时所得电铸层的锰含量高于脉宽为1000μs时所得的电铸层。电解液中锰盐的浓度高、电解液温度低,则电铸层的锰含量高。在复杂形状零件进行Ni—Mn合金电铸时,选择较低的电解液锰盐浓度、较高的电解液温度和合适的脉冲电流脉宽等工艺条件,有利于改善电铸层锰含量分布的均匀性。     

基于RP的电铸成形机的开发与应用

提出了基于RP技术的电铸EDM电极的工艺路线，详细介绍了电铸过程中的电化学原理及电铸制造EDM电极的工艺过程，针对电铸工艺特点。开发了DZ-400电铸成形机，重点解决了电铸工艺中的几项关键技术。     

游离粒子对摩擦辅助电铸技术的影响

摩擦辅助电铸技术是采用不添加任何添加剂的标准电铸液,在阴阳极之间添加不导电的游离粒子,在电铸过程中运动的阴极带动游离粒子不断摩擦、挤压电铸层,可得到外观表面平整、光亮、无任何麻点、针眼、结瘤等缺陷的电铸层,其机械性能也非常优异.游离粒子在电铸过程中起到了至关重要的作用.选用不同直径的硅酸锆球,作为新工艺的摩擦介质,通过对比试验方法来研究游离粒子的直径对电铸层表面形貌、微观组织和机械性能的影响规律.试验结果表明,在摩擦辅助电铸过程中,游离粒子的直径对电铸层外表面质量影响非常明显.粒子直径过小,电铸工艺处于亚复合电铸状态,易造成电铸层起皮;直径太大,易导致电铸层摩擦不均匀;当粒子直径在0.4～2.0 mm之间时,能获得表面光亮、平整和强度较高的电铸层.     

硬质粒子扰动对电铸铜微观结构与性能的影响

在铜的电铸过程中，通过陶瓷微珠等硬质粒子摩擦和扰动电铸层表面来改善电铸层的质量。对所制备的铜电铸层的表面形貌、织构等微观结构和显微硬度、抗腐蚀等性能进行测试和分析，并与传统方法所制备的铜电铸层相比较。结果表明：硬质粒子在电铸过程中对电铸层表面的摩擦和扰动具有显著的除瘤和整平作用，使所制备的铜电铸层外观光亮平整，显著改变其微观结构和性能；铜电铸层各晶面的衍射强度降低，（200）晶面的择优程度减小，（111）晶面的择优程度增大；显微硬度值由HV156增至HV221；抗腐蚀性能显著提高，在NaCl溶液中的腐蚀速率降低了20％。     

利用脉冲电铸技术制备含纳米颗粒的梯度功能材料

为探讨利用脉冲电沉积技术制备含有纳米颗粒的梯度功能材料,分析了脉冲电沉积过程中的主要工艺参数,研究了占空比对复合电铸层表面形貌的影响,通过控制电沉积时间和镀液中纳米ZrO2悬浮量制备了纳米复合电铸层,并对其横截面进行了SEM观察和组成成分测定.结果表明:通过控制脉冲复合电铸过程中的工艺参数可以制备出由纳米颗粒复合量变化而导致其组织成分呈梯度分布的纳米功能梯度材料,由此得到利用脉冲电铸技术制备含有纳米颗粒的FGM的新工艺.     

基于微电铸工艺的高深宽比引信开关制作

为满足军事武器系统对引信开关的不断需求,采用光刻和精密微电铸工艺在金属基底上制作了一款具有高深宽比结构的引信开关。研究了超声波辅助显影和曝光剂量对胶膜制作的影响,解决了高深宽比胶膜制作难的问题。采用优化电铸液参数及电铸前胶膜预处理的方法,解决了电铸层与基底界面结合失效的问题。引入尺寸误差补偿的方法,降低了因溶胀和去胶释放等工艺带来的制作误差。最终制作出结构尺寸为4000μm×3900μm×360μm、最小尺寸为20μm、最大深宽比为14∶1的开关结构,为制作高深宽比金属微结构提供了一种可行的工艺参考方案。     

多功能数控电铸机床的研制

针对现有电铸机床存在的不足,开发出一种电极布局方式多变、电极自动运动模式多样、电铸工艺参数实时在线监控、应用场合广泛的多功能数控电铸机床。重点介绍了该机床的电沉积模块、循环过滤模块、数控模块等主要功能模块的组成、功用及结构特点。     

高速电铸工具制造技术的开发

为了利用电铸层作为微型磨具，开发出两种可制备厚电铸层的电铸工艺。立式低速搅拌法是以低速连续搅拌，在阴极沉降磨粒，以提高阴极附近的镍离子密度。卧式低速旋转法则是试图在被覆圆柱形阴极的丙烯盖上设置3mm见方、长15mm的槽，通过低速旋转阴极让电铸层沿着槽生长。使用立式低速搅拌法时，由于电力线集中在阴极外周，电铸层厚度欠均匀。卧式低速旋转法可在18．3小时内制备出3mm见方、长15mm的电铸层。     

含纳米ZrO2颗粒复合电铸层高温氧化行为研究

通过间歇式高温氧化实验,建立了纯镍电铸层和Ni—ZrO2纳米复合电铸层高温氧化动力学模型,分析了电铸层表面和横截面的形貌,测定了脉冲复合电铸层横截面中各组织成分的分布状态。结果表明,Ni—ZrO2纳米复合电铸层高温氧化性能明显优于纯镍铸层,复合电铸层表面生成的氧化膜晶粒细小且致密。复合电铸层表面的氧化膜与复合电铸层的黏附性较好,这是由于其较薄,并且所产生的内应力较小所致。     

Ni-ZrO2纳米复合电铸层组织结构及磨损形貌

通过复合电铸工艺制备Ni-ZrO2纳米复合电铸层,用SEM和TEM对其表面形貌、组织结构进行了分析。研究了镀液中纳米颗粒悬浮量对纳米复合电铸层在干摩擦状态下耐磨性的影响,并观察了纳米复合电铸层磨损后的表面形貌,探讨了磨损机理。结果表明:纳米ZrO2颗粒细化了基质金属的晶粒,使复合电铸层表面光滑平整;复合电铸层由微Ni单晶和多晶以及ZrO2颗粒所组成;纳米颗粒的强化作用使复合电铸层表现出优良的耐磨性,耐磨性的高低取决于纳米颗粒的复合量。     

镍-碳化硅纳米复合电铸层的制备

在应用电铸技术制备Ni—SiC纳米复合材料的工艺中，分析了当镀液pH值、温度以及搅拌速度一定时，镀液中纳米SiC颗粒悬浮量和阴极电流密度对Ni—SiC复合电铸层中纳米SiC复合量和电铸速率的影响。用SEM对纳米复合电铸层的表面形貌和组织成分进行了分析，同时探讨了纳米复合电铸层中SiC颗粒复合量对其显微硬度的影响。结果表明，Ni—SiC纳米复合电铸层表面光滑平整，显微组织均匀、致密，显微硬度较纯镍镀层有明显提高。     

超声波对Ni-CeO2纳米复合电铸层微观结构和性能的影响

采用扫描电镜和X射线衍射分析Ni-CeO2纳米复合电铸层的表面形貌和结晶取向,研究超声波对电铸层显微硬度和耐磨损性能的影响.结果表明:由于电铸过程中引入的超声波的强力搅拌作用、超声空化效应和声流扰动效应,可以有效抑制CeO2纳米颗粒在镀液中的团聚,并促使其在电铸层中均匀分布,进一步细化了Ni结晶晶粒;超声波的引入可促进Ni晶体沿(111)和(220)晶面方向的生长,改变电铸层的结晶取向;与无超声波作用相比,超声波作用下制备的纳米复合电铸层显微硬度高、耐磨损性能优良,在CeO2添加量为40 g/L时所制备的纳米复合电铸层的显微硬度最高、磨损率最低.     

镍-氧化锆纳米复合电铸层微观形貌影响因素的分析

用SEM分析了诸如电铸时间、电流密度、镀液中纳米ZrO2颗粒悬浮量、电流形式和阴极表面粗糙度等因素对Ni-ZrO2纳米复合电铸层微观形貌的影响.结果表明,电铸时间、阴极电流密度以及镀液中纳米ZrO2悬浮量对纳米复合电铸层微观形貌有一定程度的影响,采用脉冲电沉积工艺有助于获得表面光滑平整、显微组织均匀致密的纳米复合电铸层.     

复合电铸制备Cu/SiCp复合材料

采用复合电铸工艺制备碳化硅颗粒(SiCp)增强铜基复合材料,研究了镀液中颗粒浓度、镀液温度、电流密度对Cu/SiCp复合材料中SiCp含量的影响.通过优化各工艺参数可有效促进SiCp与铜的共沉积,提高复合材料中增强固体颗粒的含量.结果表明:随着SiCp含量增加,Cu/SiCp复合材料的热膨胀系数和导热系数减小,抗弯强度和硬度提高.此外,复合电铸工艺制备的复合材料具有较大内应力,对Cu/SiCp复合材料的热膨胀性能和硬度有一定影响.