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常用表面處理技術介紹(二)

时间: 2011-07-15 18:05 来源: 作者: 点击:

1.                        化學氧化

  化學氧化 陽極氧化
工藝特點 (1) 成本低 , 生產效率高 , 收效快 , 可以大批量連續化生產 . (1)                      成本較高 .  
(2) 工藝穩定 , 操作方便 , 設備簡單 , 溶液易維護 , 零件大小和形狀不受限制 . (2) 由於零外加電源 , 零件大小和形狀影響電力線和電流和分布 .
(3) 對鋼鐵 ,,,,,, 鎘以及它們的合金均可進行化學氧化 . 此外化學氧化在某些功能性應用領域也得到了令人滿意的效果 . 因此 , 近年來化學氧化技術得到了很大的發展 . (3) 常用的為鋁及其合金 , 鎂及鎂合金 , 鈦及其合金的等材料陽極氧化 .
膜層特性 (1) 膜薄 , 一般厚度為 0.5-4 微米 . (1) 膜厚
(2) 耐蝕好性好 , 硬度高 , 用於提高 . (2) 耐蝕性好 , 硬度高 , 用於提高 .
(3) 可得到某些陽極化膜不能具有的功能性膜層 如導電性氧化膜層 (3) 可得到某些特殊功能性的膜層 , 如在多孔膜中沉積磁性合金作記憶元件 . 太陽能吸收板 , 超高硬質膜等 .
  3.1 鋁的化學氧化     1 分類            純水氧化法            磷酸監氧化法            鉻酸監氧化法            磷酸監 - 鉻酸監氧化法            鹼性氧化法                       酸性氧化法 , 可得到透明膜層   2.2.2 後處理 有填充處理 , 鈍化處理 , 噴涂處理等後處理以提高耐蝕性 .   3.2 鋼鐵的化學氧化 因為得到膜層由呈現藍黑色的四氧化三鐵組成 , 所以又叫發藍 . 發藍膜薄 , 通常為 0.6-1.5 微米 , 因而耐蝕必差 . 但是由於其有很好的吸附性 , 經過填充處理的發藍膜有較好的耐蝕性 . 如早期的槍炮管大多使用化學氧化後涂油 , 烏黑的油高外表 . 發藍膜薄 , 不影響零件的裝配尺寸 ; 對表面光潔度高或拋光的精密件 , 發藍後表面既亮又黑 , 具有防護和裝飾的變重效果 . 因此發藍膜在精密儀器 , 光學儀器以及機械制造上廣為應用 .

4. 化學鍍 4.1 化學鍍的特性 (1)                            不需要通電 , 將鍍件直接浸入溶液即可 . (2)                            可在金屬 , 半導體和非導體材料上直接進行 . (3)                            可在零件表面獲得厚度均勻的鍍層 . (4)                            通過自催化特性可得到任意厚度的鍍層 . (5)                            膜層空隙少 , 致密 , 具有很好的耐蝕性 , 很高的硬度和耐磨性 . (6)                            鍍液穩定性差 , 更新快 , 成本比電鍍高 . 4.2 化學鍍種類 鎳 , 銅 , 銀 , 鑽 , 金 , 鈀 , 鉑 , 銠等均可經過化學鍍沉積到鍍件表面 . 但最常用的主要有化學鍍鎳和化學鍍銅 . 4.2.1 化學鍍鎳 4.2.1.1 化學鍍鎳膜層特性

化學鍍鎳膜層 電鍍鎳層
空隙少 , 致密 多孔 , 只有達到一定厚度 (25 微米以上 ) 才能做到無孔 .
耐蝕必好 ,12.5 微米厚的耐蝕性優于 25 微米厚的電鍍鎳層 耐蝕性不如化學鍍鎳層  
光亮化學鍍鎳層的亮度不如電鍍亮鎳層的亮度管理 , 只能得到半光亮鍍層 可得到全光亮的鍍層
鍍層為鎳磷合金層 , 含磷 10% 以上的鍍層為非晶態鍍層 . 鍍層為純鎳組成 , 晶體結構  
無論是半光亮還是不光亮鍍層脆性均較大 光亮鍍層脆性大 , 延性小 . 半光亮層有一定的韌性 , 暗鎳有較好的韌性 .
成本高 , 在得到相同的鍍層的條件下 , 大約為電鍍鎳價格的 5 倍 . 成本比化學鍍鎳低 .

  4.2.1.2 化學鍍鎳的沉積機理 以次磷酸監鍍液為例 , 首先是次磷酸根在固體催化表面上氧化脫氧 , 並生成亞磷酸根 , 反應為 : H2PO2-+H2O → H++HPO32-+2H 吸附在催表面上的活潑氫原子使鎳離子還原成金屬鎳 , 而本身則氧化為氫離子 , Ni2++2H → Ni+2H+ 同時溶液中的部分次磷酸根也被有附在催化表面上的活潑氫原子還原成單質磷 , H3PO2-+H → P+H2O+OH- 因此化學鍍鎳得到的是鎳磷合金層 , 而不是單一的鎳層 . 化學鍍鎳過程中會發生析氫副反應 : 2H → H2   4.2.1.3 化學鍍鎳的工藝過程 脫脂→活化→化學鍍   4.2.1.4 塑膠電鍍與化學鍍 塑膠電鍍的工藝過程 : 脫脂→粗化 ( 微觀粗化 ) →敏化 ( 吸附易氧化的物質 ) →活化 ( 多用膠體鈀 , 通過與敏化步驟吸附的氧化物反應獲得一層具有催化作用的金屬膜 ) →還原處理 ( 消除殘餘活化物質 ) →化學鍍鎳或鍍銅→電鍍   4.2.1.5 化學鍍鎳的用途 石油管道 , 計算機硬盤 , 耐磨元件等   4.2.2 其它化學鍍的用途 化學鍍銅主要用於非金屬材料表面金屬化 , 特別是印制電路板的孔金屬化 , 實現孔兩邊導通 . 化學鍍銀用於生產保溫瓶 ( 銀鏡反應 ,) 裝飾物等   4. 化學鍍 4.1 化學鍍的特性 (1)                            不需要通電 , 將鍍件直接浸入溶液即可 . (2)                            可在金屬 , 半導體和非導體材料上直接進行 . (3)                            可在零件表面獲得厚度均勻的鍍層 . (4)                            通過自催化特性可得到任意厚度的鍍層 . (5)                            膜層空隙少 , 致密 , 具有很好的耐蝕性 , 很高的硬度和耐磨性 . (6)                            鍍液穩定性差 , 更新快 , 成本比電鍍高 . 4.2 化學鍍種類 鎳 , 銅 , 銀 , 鑽 , 金 , 鈀 , 鉑 , 銠等均可經過化學鍍沉積到鍍件表面 . 但最常用的主要有化學鍍鎳和化學鍍銅 . 4.2.1 化學鍍鎳 4.2.1.1 化學鍍鎳膜層特性

化學鍍鎳膜層 電鍍鎳層
空隙少 , 致密 多孔 , 只有達到一定厚度 (25 微米以上 ) 才能做到無孔 .
耐蝕必好 ,12.5 微米厚的耐蝕性優于 25 微米厚的電鍍鎳層 耐蝕性不如化學鍍鎳層  
光亮化學鍍鎳層的亮度不如電鍍亮鎳層的亮度管理 , 只能得到半光亮鍍層 可得到全光亮的鍍層
鍍層為鎳磷合金層 , 含磷 10% 以上的鍍層為非晶態鍍層 . 鍍層為純鎳組成 , 晶體結構  
無論是半光亮還是不光亮鍍層脆性均較大 光亮鍍層脆性大 , 延性小 . 半光亮層有一定的韌性 , 暗鎳有較好的韌性 .
成本高 , 在得到相同的鍍層的條件下 , 大約為電鍍鎳價格的 5 倍 . 成本比化學鍍鎳低 .

  4.2.1.2 化學鍍鎳的沉積機理 以次磷酸監鍍液為例 , 首先是次磷酸根在固體催化表面上氧化脫氧 , 並生成亞磷酸根 , 反應為 : H2PO2-+H2O → H++HPO32-+2H 吸附在催表面上的活潑氫原子使鎳離子還原成金屬鎳 , 而本身則氧化為氫離子 , Ni2++2H → Ni+2H+ 同時溶液中的部分次磷酸根也被有附在催化表面上的活潑氫原子還原成單質磷 , H3PO2-+H → P+H2O+OH- 因此化學鍍鎳得到的是鎳磷合金層 , 而不是單一的鎳層 . 化學鍍鎳過程中會發生析氫副反應 : 2H → H2   4.2.1.3 化學鍍鎳的工藝過程 脫脂→活化→化學鍍   4.2.1.4 塑膠電鍍與化學鍍 塑膠電鍍的工藝過程 : 脫脂→粗化 ( 微觀粗化 ) →敏化 ( 吸附易氧化的物質 ) →活化 ( 多用膠體鈀 , 通過與敏化步驟吸附的氧化物反應獲得一層具有催化作用的金屬膜 ) →還原處理 ( 消除殘餘活化物質 ) →化學鍍鎳或鍍銅→電鍍   4.2.1.5 化學鍍鎳的用途 石油管道 , 計算機硬盤 , 耐磨元件等   4.2.2 其它化學鍍的用途 化學鍍銅主要用於非金屬材料表面金屬化 , 特別是印制電路板的孔金屬化 , 實現孔兩邊導通 . 化學鍍銀用於生產保溫瓶 ( 銀鏡反應 ,) 裝飾物等

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