發(fā)布時間：2021-10-21 21:36

　　金具有化學(xué)穩(wěn)定性高、耐腐蝕、柔軟的特點(diǎn),薄金層常作為零部件表面的保護(hù)層,要求低孔隙率和高厚度均勻性。脈沖電鍍是獲得鍍金層的常用方法,換向脈沖是在正向脈沖的基礎(chǔ)上增加反向脈沖,兼具脈沖電鍍陰極極化強(qiáng)、晶粒細(xì)致均勻和反向脈沖溶解鍍層凸出部位、降低濃差極化的優(yōu)點(diǎn),其較多的可調(diào)參數(shù)對鍍金的影響不同,可通過探究不同參數(shù)對鍍金質(zhì)量的影響規(guī)律,獲得優(yōu)化的參數(shù)組合,以提高鍍金層的綜合性能。本論文采用換向脈沖電鍍的方法,使用極化性、穩(wěn)定性較強(qiáng)的檸檬酸鹽電鍍金溶液,以優(yōu)化換向脈沖鍍金工藝,進(jìn)一步提高鍍金層致密性、厚度均勻性、電鍍速率并細(xì)化晶粒為研究目標(biāo),主要研究內(nèi)容如下:通過機(jī)理分析確定了換向脈沖較單向脈沖可以進(jìn)一步提高金屬離子的電鍍速率、鍍層的致密性和厚度均勻性。通過鍍層成形仿真分析得到換向脈沖較單向脈沖可以顯著提高鍍層的厚度均勻性,較大的正向脈沖平均電流密度和反向脈沖峰值電流密度有助于提高電鍍速率,較短的反向脈沖導(dǎo)通時間和較高的反向脈沖峰值電流密度有助于提高鍍層的厚度均勻性。確定了應(yīng)用于工藝實(shí)驗的換向脈沖波形�；趽Q向脈沖鍍層成形仿真結(jié)果,設(shè)計了換向脈沖鍍金工藝單因素實(shí)驗、正交實(shí)驗方案,確定了評價工藝... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鍍金層表面ＡＦＭ圖??

?Ｗ．?Ｊ．Ｄａｕｋｓｈｅｒ［２９］等使用亞硫酸鈉體系電鍍金溶液在硅晶片上電鍍１５｜ｉｍ的陣列金凸??起，凸起表面具有較低的表面粗糙度值，如圖１．２所示。??（ａ）１５ｎｍ陣列金凸起結(jié)構(gòu)?（ｂ）單一金凸起結(jié)構(gòu)??圖１．２亞硫酸鹽鍍金陣列結(jié)構(gòu)的微觀形貌??Ｌｙｕｂｏｖ?Ｓｕｓ等＿在Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺溶液中加入氯金酸和四丁基高氯酸銨，使用??脈沖電流在玻碳表面鍍金。隨著脈沖電位增大（０．３?Ｖ到１．６Ｖ），晶粒平均尺寸由３７５?ｎｍ??減小到８０?ｎｍ。如圖１．３所示，微觀表面為致密胞狀顆粒，隨著脈沖數(shù)目的增加，金顆??粒團(tuán)聚且趨于致密。提高脈沖電位即陰極極化是細(xì)化鍍金層晶粒、提高鍍層致密性的重??要方法。??■國＿??�？？？�。В??．?？?？?？？?ＨＨＨ?？?？０？?■？？?■■?＇?ｌ＊Ｍ?ＩＷ?？?？：？？?？？＊”��？＊■?ＰＭＢ??ｍｊｒ?ｊｍ?ｗ－＾ｍ＾?？?钃＿ｒ?氤？－雇?ａｗ?ｗ?？－?ｍｍ?＂■?ｉ?■?ｉ??脈沖周期：（ｄ）?１３７?（ｅ）?６１６?（ｆ）?１１８２??圖１．３脈沖鍍金微觀表面ＳＥＭ圖??萬小波［３１］在亞硫酸鹽電鍍金溶液中使用單向脈沖電流在空腔靶上電鍍金，實(shí)驗結(jié)果??表明，可獲得致密鍍金層的脈沖占空比范圍為１：９？１：１８。吳濤等［３２］在半導(dǎo)體激光器芯片??上使用脈沖電鍍厚金層，探宄脈沖占空比對鍍金層性能的影響規(guī)律。提出：較大的脈沖??占空比有助于提高鍍金層的厚度均勻性。??綜上所述，在不同的電鍍金溶液中，單向脈沖電鍍均可獲得較直流電鍍更好的鍍金??５??

?（ｃ）占空比３：１０??圖１．６換向脈沖鍍金表面偏光顯微鏡圖??雷婷等［３６，Ｍ采用換向脈沖在酸性的無氰氯金酸溶液中電沉積金，微觀表面如圖１．７??所示。實(shí)驗結(jié)果表明，正向脈沖峰值電流密度從２．２５?Ａ／ｄｍ２增加到３．７５?Ａ／ｄｍ２，沉積層??晶粒細(xì)化，正向電流密度過大導(dǎo)致沉積層平整度下降；反向脈沖峰值電流密度從６Ａ／ｄｍ２??增加到１２Ａ／ｄｍ２，晶粒尺寸增大，結(jié)構(gòu)變疏松。正向脈沖占空比由２０％提高到６０％，陰??極過電位增大，沉積層晶粒細(xì)化，正向脈沖占空比過大使沉積層內(nèi)部出現(xiàn)孔隙，致密度??下降；反向脈沖占空比從１０％提高到４０％，沉積層針孔增多，變薄變脆。陰極過電位由??低到高變化時，金沉積層的擇優(yōu)取向由（２００）晶面變?yōu)椋ǎ保保保┖停ǎ玻玻玻┚�；換向脈??沖各參數(shù)均存在適宜的范圍，改變脈沖電參數(shù)可以控制金沉積層的擇優(yōu)取向和均勻性。??■■■??ＨＢ??ｉｐｅａｋ（ｒ）＝６Ａ／ｄｍ２

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脈沖占空比對電沉積Sn-Ni-Mn合金鍍層的影響[J]. 孟慶波,齊海東,盧帥,郭昭,楊海麗.  濕法冶金. 2018(02)
[2]黃金電鑄層硬度的影響因素探討[J]. 鄭利珊,袁心強(qiáng),雷婷,王成博.  人工晶體學(xué)報. 2017(09)
[3]脈沖寬度對電刷鍍制備Ni/CNT納米晶復(fù)合鍍層顯微結(jié)構(gòu)及性能的影響[J]. 吳迪,于甜甜,譚俊,徐濱士.  電鍍與精飾. 2016(10)
[4]雙向脈沖參數(shù)對金鑄層形貌和結(jié)構(gòu)的影響[J]. 雷婷,袁心強(qiáng),王成博,鄭利珊.  稀有金屬材料與工程. 2016(05)
[5]無氰換向脈沖電鑄金的微觀結(jié)構(gòu)與性能[J]. 雷婷,袁心強(qiáng),鄭利珊.  電鍍與涂飾. 2015(16)
[6]脈沖鍍金在半導(dǎo)體激光器中的應(yīng)用及工藝優(yōu)化[J]. 吳濤.  激光與紅外. 2015(06)
[7]雙向脈沖電源在黃金電鑄工藝中應(yīng)用的可行性研究[J]. 鄭利珊,袁心強(qiáng),雷婷.  黃金. 2013(12)
[8]二甲基亞砜有機(jī)溶劑體系電鍍金工藝[J]. 樂瑋,唐道潤,尹強(qiáng),肖江,張超,周蘭.  材料保護(hù). 2013(03)
[9]應(yīng)用丙爾金鍍金新材料、加快推進(jìn)鍍金清潔生產(chǎn)進(jìn)程[J]. 張仲儀.  印制電路信息. 2013(02)
[10]MEMS微器件電沉積層均勻性的研究進(jìn)展[J]. 王星星,雷衛(wèi)寧,劉維橋,姜博,鄒旻.  稀有金屬材料與工程. 2011(12)

博士論文
[1]鈀催化亞硫酸體系鍍金工藝與性能的研究[D]. 李冰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]鈦基金屬表面雙脈沖電沉積納米CeO2增強(qiáng)鎳基鍍層的研究[D]. 周小衛(wèi).南京航空航天大學(xué) 2014
[3]脈沖微納米電鑄相關(guān)問題的研究[D]. 邵力耕.大連理工大學(xué) 2011
[4]脈沖電沉積（Ni-Co）/Al2O3復(fù)合鍍層及其性能研究[D]. 常立民.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]Ni-Cu合金脈沖電鍍工藝及其耐腐蝕性能研究[D]. 李曉瑩.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[2]基于檸檬酸金鉀的電鍍金工藝試驗研究[D]. 張剛雷.南京航空航天大學(xué) 2015
[3]雙向脈沖鎳鈷合金電鑄技術(shù)實(shí)驗研究[D]. 于明明.華僑大學(xué) 2013
[4]超聲改善微電鑄鑄層均勻性研究[D]. 劉劍飛.大連理工大學(xué) 2013
[5]硅通孔中電鍍銅填充技術(shù)研究[D]. 伍恒.大連理工大學(xué) 2013
[6]Au（Ⅰ）-Cys無氰配合物的合成及其鍍金性能的研究[D]. 金文濤.中南林業(yè)科技大學(xué) 2013
[7]分步法無氰電鍍Au-Sn凸點(diǎn)及其界面反應(yīng)[D]. 劉陽.大連理工大學(xué) 2010



本文編號：3449756