阴极电阻分布对电镀泡沫镍电流密度影响的研究

采用挂镀和阴极移动连续镀两种模式,研究泡沫镍平面电流密度分布规律。结果表明:挂镀模式使电流密度分布呈四周高中央低,阴极移动连续镀模式受接触点和液下电镀沉积量的影响,电流密度分布有上高下低、中部高两头低等几种形式。

基于机器视觉的飞机电镀部件曲表面无损检测

[目的]为解决机器视觉在曲表面无损检测中算法复杂的问题,以及克服传统光源在曲表面检测中的局限性,开发了一套基于格栅光源的飞机电镀部件曲表面无损检测系统。[方法]该系统通过格栅光对电镀部件曲表面进行成像,随后进行图像分析,包括图像导入、预处理、Blob分析等步骤。[结果]该系统能够快速、准确地检测出电镀部件曲表面存在的缺陷,检测效率高且稳定可靠。[结论]该系统在飞机制造企业及航空公司飞机维护一线的初步工程应用中取得了良好效果,有望进一步推广。

氯化钾滚镀锌关键技术的开发研究

在氯化钾滚镀锌槽中间加隔板将其分成两个滚镀锌槽。第一镀槽中的亚铁杂质视作镀液的有效成分,将镀锌改为镀锌铁合金。第二镀槽切断了亚铁杂质的主要来源,用于制备高质量的镀锌层。钢铁件在第一镀槽中镀锌铁合金制备底镀层,然后在第二镀槽中镀锌得到面镀层,从而消除了铁杂质对氯化钾镀锌的不良影响,克服了传统工艺镀层出现滚桶眼子印和钝化困难等技术缺陷。本工艺无需处理氯化钾镀锌槽中的铁杂质,解决了用双氧水氧化处理法导致镀液性能下降的问题。结果表明:所制备的镀锌铁合金与镀锌组合镀层的耐蚀性高于传统的镀锌层。本工艺镀液维护简单,镀液和镀层性能优于传统工艺,具有良好的应用前景。

基于替代电镀硬铬的WC增强金属复合涂层疲劳性能的研究现状

传统电镀硬铬涂层存在网纹裂纹缺陷、抗疲劳性能不足以及环境污染严重等问题,针对新一代航空工业急需新技术替代传统电镀硬铬这一迫切需求,研发新型的耐磨耐蚀涂层体系及其先进环保的再制造技术迫在眉睫。根据先进涂层技术的发展情况,研发出了基于高温熔化-凝固技术的物理气相沉积、超音速火焰喷涂以及激光熔覆技术,这在绿色制备航空工业用耐磨耐蚀涂层上表现出了一定的应用前景,并表现出了比传统电镀硬铬更长的疲劳寿命,但其仍存在内应力过高而开裂、粉末氧化或相变导致疲劳性能下降等一系列关键问题。近年来,冷喷涂涂层技术作为先进环保的新技术,凭借其低温固态沉积特性在制备金属基复合涂层上展现出了显著的冶金优势,其中冷喷涂涂层的残余压应力有助于提高零件的疲劳性能。此外,从起落架防护涂层沉积到其修复再制造环节,冷喷涂技术均可参与其中。因此,作为固态沉积工艺的冷喷涂,其在替代传统电镀铬的新型涂层制备工艺方面具有显著的应用潜力,未来的研究将集中于优化冷喷涂涂层材料和工艺上,以进一步提高其力学性能和疲劳性能。

金刚石微粉电镀镍品质影响因素研究

金刚石微粉在镀液中易漂浮导致电镀镍困难,为获得金刚石微粉电镀镍工艺,本文研究了镀瓶转速和电镀电流对金刚石微粉电镀镍品质的影响。通过对金刚石微粉颗粒在不同镀瓶转速时运动状态进行理论分析,得到了镀瓶转速调节方法,并通过实验确定了不同电镀电流时镀瓶转速的调节范围。采用单因素实验,研究了电镀电流对镀层增重率、形貌和密度的影响。结果表明:镀瓶转速在1~7 r/min范围内,从小到大逐步提高,同时电镀电流不超过3.0 A条件下,能够实现金刚石微粉电镀镍。电镀电流在0.5 A时镀层失重,出现明显退镀现象,在1.0 A时镀层有少部分漏镀现象,在1.5~2.5 A时镀层包裹完整,基本无漏镀;电镀电流在1.0~2.5 A范围时,随着电镀电流增大,镀层增重率逐渐增大,镀层密度逐渐减小。采用低转速低电流、逐步提高镀瓶转速的方法对金刚石微粉进行电镀镍,镀瓶转速在1~7 r/min,电镀电流在1.5~2.5 A时金刚石微粉电镀镍品质较好。

电絮凝协同集成膜处理电镀废水技术研究

以东方航空机械加工厂电镀废水为研究对象,开发了电絮凝-集成膜处理工艺。实验表明:电絮凝过程pH=7,电流密度5 A/dm^(2),电极板间距2.5 cm,电解时间35 min,集成膜进水pH=11,工作压力3.5 MPa, COD可降低至56.43 mg/L,悬浮物可降低至35.43 mg/L,两者去除率分别达到了97.42%和98.91%,出水中重金属含量均低于《电镀污染物排放标准》中污染物排放浓度限值。集成膜的再生使用碱液和次氯酸钠溶液清洗2.5 min,再使用盐酸清洗2.5min,膜通量可达到92.5%~98.2%之间。

Ф172mm螺杆钻具旁通阀壳体外螺纹接头断裂原因分析

针对某公司生产的Ф172 mm螺杆钻具旁通阀壳体发生的外螺纹接头断裂,采用宏观分析、理化检验及微观断口分析,发现外螺纹接头断裂主要原因是由于电镀过程中氢渗入金属内部形成氢致延迟开裂裂纹,随后发生脆性解理断裂。

电镀行业排放重金属及全氟化合物时空分布及风险评估

随着我国经济高速增长,电镀行业也进入快速发展期,电镀过程中产生的污染物日益受到关注.本文对电镀过程中不同环节产生的污染物进行探究,识别出重金属、全氟化合物等特征污染物.通过对全国不同地区电镀厂污染物排放的系统分析,阐明生产工艺、运行时间等对污染物时空分布的影响,发现检测出高浓度重金属、全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulphonate,PFOS)以及全氟烷基醚磺酸盐(6:2 chlorinated polyfluorinated ether sulfonate,F-53B)的电镀厂集中分布在长三角、珠三角和京津冀等经济区.与《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》(GB36600—2018)建设用地第二类用地土壤污染风险筛选值对比,Ni和Cr(Ⅵ)超标较为严重,超标倍数最高达9.24倍和1965倍,超标点位均位于电镀场地内部,尤其是电镀车间及废水处理区域.建厂时间越早的电镀厂因管理处置措施不完善等原因检测出的污染物浓度越高.对于全氟化合物,电镀园区污水中PFOS和F-53B的含量较高,达到mg·L^(−1)水平,非电镀园区水体中PFOS和F-53B的含量在pg·L^(−1)至ng·L^(−1)水平.在同一地区随着年度的增长,PFOS和F-53B的含量也在增加,F-53B的增长速度远高于PFOS.对重金属和PFOS进行风险评估,发现单个重金属的潜在生态风险指数E_(r)^(i)平均值排序为Cd>Hg>Ni>Cu>Cr>Pb>Zn>As,这与不同地区背景值差异有关.地表水中PFOS的风险熵RQ值为0—7.5,存在健康风险的点位分布在电镀园区内部及周边,非电镀园区附近的地表水均无健康风险.本研究可为电镀场地污染控制以及新污染物的防控提供支撑.

磁控溅射与电镀工艺制备镀银层的微动磨损性能对比

采用电镀与中频-直流磁控溅射技术分别在钢基体表面制备银镀层,利用显微硬度计、微米划痕仪和疲劳试验机等对两种镀银样品的硬度、结合力及微动磨损等性能进行了表征,并利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜等对微动磨损后样品的磨损形貌和磨损机理进行了分析。结果表明:磁控溅射工艺制备的镀银样品的显微硬度、表面粗糙度要优于电镀工艺制备的镀银样品;磁控溅射工艺制备的镀银样品的结合力比电镀样样品的结合力高1.5倍,有利于提高镀层的耐磨性;经过300 h的有效微动磨损实验,发现磁控溅射工艺制备的镀银层相比于电镀工艺制备的镀银层的磨损深度下降了33.3%,这与磁控溅射工艺制备的镀银层表面光整度好和粒子尺寸更细小有关。磁控溅射工艺制备的镀银样品的磨损机理是磨粒磨损,而电镀工艺制备的镀银层是粘着磨损。

Surface Metallization of Glass Fiber(GF)/Polyetheretherketone(PEEK) Composite with Cu Coatings Deposited by Magnetron Sputtering and Electroplating

Surface metallization of glass fiber(GF)/polyetheretherketone(PEEK)[GF/PEEK] is conducted by coating copper using electroplating and magnetron sputtering and the properties are determined by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), and electron backscatter diffraction(EBSD).The coating bonding strength is assessed by pull-out tests and scribing in accordance with GB/T 9286-1998.The results show that the Cu coating with a thickness of 30 μm deposited on GF/PEEK by magnetron sputtering has lower roughness, finer grain size, higher crystallinity, as well as better macroscopic compressive stress,bonding strength, and electrical conductivity than the Cu coating deposited by electroplating.

电镀污泥成分X荧光检测水分影响机制及校正方法研究

电镀污泥是金属加工、电子元器件制造等行业在废水处理过程中所产生含重金属危险废物。我国每年产生大量电镀污泥约1000万吨,因含有Zn、Cu、Fe、Ni、Cr等多种有价金属元素其资源化利用潜力巨大,同时大量污泥处置不当也会危害人体健康和污染环境。传统化学分析测试过程复杂周期长,不利于电镀污泥实时污染防控。能量色散X射线荧光(EDXRF)光谱法分析快速简便、费用低廉、可实现原位检测,然而电镀污泥样品含水率高、成分含量不稳定,影响测试结果的及时性和准确度,导致关键元素的资源转化效率难以保证、环境污染管控难度高。因此需要分析X荧光检测水分影响机制并探究水分校正方法,以提高EDXRF测试结果准确度。以不同含水率电镀污泥为对象,研究了水分对电镀污泥EDXRF测试过程中光谱本底、散射峰、目标元素特征峰的影响机制,通过目标元素特征峰与瑞利散射峰强度的比值、样品含水率ω0 wt%和目标元素含量Ci%建立水分校正模型,探究了Ca、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn目标元素的水分校正方程中的实验修正因子。结果表明,水分抬高了光谱本底改变谱峰轮廓,对低能段、计数小的谱峰测试结果影响较大。含水率越高,散射峰净强度越大,瑞利散射线更能准确描述散射峰净强度和含水率的关系,目标元素特征峰与瑞利散射峰强度比值与含水率、目标元素含量能够准确符合线性关系。水分校正模型对Cr、Fe、Ni、Cu、Zn五种重金属校正结果准确度较高,校正值与基准值相关系数R2均大于0.95,RMSE均小于0.05,对Ca元素校正准确度较低R2为0.93,RMSE为1.046需增加相关校正因子进一步优化。该研究有望应用于再生铜行业电镀污泥处置现场测量的水分校正方法中,在提高电镀污泥资源利用效率的同时降低环境污染风险。

正弦交流电絮凝处理含锌电镀废水的研究

[目的]电镀废水中的Zn^(2+)污染控制是当前重要的工业水环境技术问题。[方法]采用正弦交流电絮凝技术和自制的电絮凝装置从废水中除去Zn^(2+)。采用数值模拟的研究方法对电絮凝装置进行了流场分析,并通过实验研究了溶液初始pH、电流密度、初始锌离子浓度、反应时间等因素对去除Zn^(2+)的影响,使用响应面优化方案的Box-Behnken设计获得Zn^(2+)最高去除效率的最佳工艺参数。[结果]钛篮孔板大于3层有利于实现电絮凝装置流场均匀分布;在pH=9、含120 mg/dm^(3)Zn^(2+)的模拟废水溶液中,施加电流密度为0.31 A/m2、频率为50 Hz正弦交流电,通电21.3 min,Zn^(2+)的去除率可达到98.80%。[结论]响应面优化可用于正弦交流电絮凝处理含Zn^(2+)废水的过程。

A functionalized activated carbon adsorbent prepared from waste amidoxime resin by modifying with H_(3)PO_(4) and ZnCl_(2) and its excellent Cr(Ⅵ)adsorption

With the application of resins in various fields, numerous waste resins that are difficult to treat have been produced. The industrial wastewater containing Cr(Ⅵ) has severely polluted soil and groundwater environments, thereby endangering human health. Therefore, in this paper, a novel functionalized mesoporous adsorbent PPR-Z was synthesized from waste amidoxime resin for adsorbing Cr(Ⅵ). The waste amidoxime resin was first modified with H3PO4 and ZnCl_(2), and subsequently, it was carbonized through slow thermal decomposition. The static adsorption of PPR-Z conforms to the pseudo-second-order kinetic model and Langmuir isotherm, indicating that the Cr(Ⅵ) adsorption by PPR-Z is mostly chemical adsorption and exhibits single-layer adsorption. The saturated adsorption capacity of the adsorbent for Cr(Ⅵ) could reach 255.86 mg/g. The adsorbent could effectively reduce Cr(Ⅵ) to Cr(Ⅲ) and decrease the toxicity of Cr(Ⅵ) during adsorption. PPR-Z exhibited Cr(Ⅵ) selectivity in electroplating wastewater. The main mechanisms involved in the Cr(Ⅵ) adsorption are the chemical reduction of Cr(Ⅵ) into Cr(Ⅲ) and electrostatic and coordination interactions. Preparation of PPR-Z not only solves the problem of waste resin treatment but also effectively controls Cr(Ⅵ) pollution and realizes the concept of “treating waste with waste”.

十六烷基三甲基溴化铵对电镀铜-镍合金耐蚀性的影响

[目的]研究Cu-Ni合金电镀液中添加不同质量浓度的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对Cu-Ni合金镀层耐蚀性的影响。[方法]通过浸泡腐蚀试验、塔菲尔极化曲线测试和电化学阻抗谱(EIS)考察了Cu-Ni合金镀层的耐蚀性。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了Cu-Ni合金镀层的表面形貌、成分和晶相结构。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析了CTAB在Cu-Ni合金镀层中的夹杂情况,并通过接触角测量研究了Cu-Ni合金镀层的疏水性。此外,根据阴极极化曲线测试结果,研究了CTAB质量浓度对Cu、Ni及Cu-Ni合金电沉积行为的影响。[结果]随着镀液中CTAB质量浓度增大,Cu-Ni合金镀层的耐蚀性先变好后变差。CTAB质量浓度为80mg/L时所得Cu-Ni合金镀层表面呈花椰菜状的空间立体形貌,镀层中Cu、Ni质量分数分别为50.25%和40.86%,对腐蚀液的接触角达到129.49°,耐蚀性最佳。[结论]镀液中添加适量CTAB能够显著提高Cu-Ni合金镀层的耐蚀性。

绝缘子引线腐蚀断裂研究

[目的]绝缘子作为微波组件内、外部的连接器件,其引线与玻璃封接处容易断裂。[方法]采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪等手段对上述断裂的原因进行分析。[结果]通过机理探讨与现场观察相结合,确定症结在于应力腐蚀开裂。绝缘子引线断裂分为3个阶段:点蚀过程及裂纹萌生,裂纹扩展,以及纯力学快速断裂。[结论]采用化学抛光与机械研磨相结合、镍金交叉镀覆的新工艺可以消除绝缘子引线封接处镀层应力敏感性和应力条件,令镀层的结合力、耐盐雾性能及焊接性能均达到工艺要求。

酸性一价铜电镀铜的工艺及能效分析

针对电镀铜过程电力成本高的问题,通过极化曲线、赫尔槽试验、槽压变化以及扫描电镜等手段,分析了酸性一价铜电镀铜的电极过程及能效。通过对阴极的分析表明:优先发生亚铜离子的还原,阴极电流效率高于92%,且随阴极电流密度的增大而提高;当阴极电流密度不高于4.0 A·dm^(-2)时,镀铜层表面状态和微观形貌较为优异。通过对紫铜阳极的分析表明:优先发生铜的氧化,阳极电流效率高于94%,且随阳极电流密度的增大而提高;阳极会发生钝化,导致槽压急剧升高;当采用大阳极小阴极进行电镀时,既可以克服槽压升高的问题又可以保证阴阳极电流效率的匹配。

基于两步刻蚀工艺的锥形TSV制备方法

以硅通孔(TSV)为核心的2.5D/3D封装技术可以实现芯片之间的高速、低功耗和高带宽的信号传输。常见的垂直TSV的制造工艺复杂,容易造成填充缺陷。锥形TSV的侧壁倾斜,开口较大,有利于膜层沉积和铜电镀填充,可降低工艺难度和提高填充质量。在相对易于实现的刻蚀条件下制备了锥形TSV,并通过增加第二步刻蚀来改善锥形TSV形貌。成功制备了直径为10~40μm、孔口为喇叭形的锥形TSV。通过溅射膜层和铜电镀填充,成功实现了直径为15μm、深度为60μm的锥形TSV的连续膜层沉积和完全填充,验证了两步刻蚀工艺的可行性和锥形TSV在提高膜层质量和填充效果方面的优势。为未来高密度封装领域提供了一种新的TSV制备工艺,在降低成本的同时提高了2.5D/3D封装技术的性能。

钝化液中金属杂质对镀锌层三价铬钝化的影响

[目的]研究金属杂质离子对镀锌三价铬钝化效果的影响,为钝化液中金属杂质离子含量的控制提供参考。[方法]采用添加不同质量浓度的Fe^(2+)、Cu^(2+)和Zn^(2+)的三价铬钝化液对镀锌层进行钝化处理。通过三维视频显微镜、动电位极化曲线测试等研究了上述3种金属杂质离子对钝化膜外观及耐蚀性的影响。[结果]钝化液中Fe^(2+)的质量浓度超过0.1 g/L或Cu^(2+)的质量浓度超过0.03 g/L时即可导致钝化膜不均匀、颜色变暗甚至起粉,以及耐蚀性显著变差。钝化液中Zn^(2+)质量浓度小于2 g/L时对钝化膜外观和耐蚀性影响不大,但不小于4.0 g/L时会导致钝化膜耐蚀性严重下降,因此钝化液中Zn^(2+)的质量浓度应控制在4.0 g/L以内。[结论]3种金属杂质均会导致钝化膜性能下降,必须严格控制三者在钝化液中的含量。

ZHL-02置换镀和电镀银层的耐蚀性能研究

镀银方法可分为置换镀和电镀,为了比较这2种方法制得的镀层的耐蚀性能和电偶腐蚀行为,利用扫描电子显微镜、XRD、电化学工作站、Tafel曲线和电偶腐蚀方法研究了以5, 5-二甲基酰胺为主配位剂的无氰镀银工艺中ZHL-02置换镀和ZHL-02电镀镀层的耐蚀性能和电偶腐蚀行为。结果表明:置换镀层结晶好,覆盖更完整,在同等厚度条件下,抗电偶腐蚀性能略优于电镀层。随着置换镀银时间的延长,镀层的自腐蚀速率逐渐下降。但其耗时长,且难以获得1μm以上的厚度,一定程度上限制了其应用。相较于置换镀,电镀的速率快得多,电镀5 min就可获得> 2.4μm的银镀层。随着电镀时间的延长,银层中会出现较大的颗粒,形成细小气孔等缺陷结构,电镀银时间为1、2、5 min时,对应的自腐蚀速率分别为7.15×10^(-3)、5.30×10^(-3)、4.27×10^(-3) mm/a。电镀时间从1 min延长到2 min,再延长到5 min时,镀层的平均电偶腐蚀速率出现了先下降后增大的现象。

高磁损耗FeNiCo/PET叠层膜的电镀法制备研究

目的磁性合金薄膜在高频微波段具有高损耗的优势,但其磁性能随着厚度的增大而快速衰减,本文探讨磁性金属膜磁性能随厚度变化的原因,并发展一种大厚度条件下保持高磁损耗的低成本方法。方法以PET为基材,采用电镀法制备高磁损耗FeNiCo薄膜,通过多层叠加,层压获得具有绝缘夹层结构的磁性金属叠层厚膜。结果当PET夹层厚度为5μm、FeNiCo磁性膜厚度为1.7μm、总层数为10层即总厚度为67μm时,在1 GHz处的磁导率虚部仍可达到40.69,tμ''值为2726。经微带线法测试,[FeNiCo/PET]10叠层复合膜在1 GHz处的S21为−9.0 dB,Ploss/Pin为0.83,显著高于60μm厚的传统磁性贴片商品性能(分别为−1.9 dB和0.58)。结论绝缘间隔层的引入可以有效抑制层间的涡流效应,使其在较厚的厚度下仍能保持相对较高的磁导率和磁损耗,从而实现高效的电磁噪声抑制性能。