金刚石表面金属化

主要介绍了金刚石表面金属化原理、模型及作用,以及金刚石表面金属化的几种制备方法:化学镀加电镀、真空物理气相沉积镀、化学气相镀、真空蒸发镀、粉末覆盖烧结镀覆,并对各种镀覆方法的镀覆特征和应用效果作了比较.从应用情况看,真空微蒸发镀覆技术、粉末覆盖烧结镀覆和低温电镀均可以显著提高工具寿命.     

金刚石表面的金属化

用真空蒸镀法在金刚石镀覆Ｔｉ层，并经扩散处理使金刚石表面形成ＴｉＣ膜，实现了金刚石表面的金属化，Ｘ射线衍射分析证实了ＴｉＣ的存在，利用ＸＰＳ定量分析验证了在金刚石表面碳原子与钛镀层之间的反应模型，经表面金属化的金刚石烧结体的力学性能测试表明，金刚石与粉末合金界面上的结合得到增强。     

金刚石表面镀Ti对Cu40Ni30Fe20Sn5Ti5/金刚石复合材料界面反应行为的影响

以Cu40Ni30Fe20Sn5Ti5多主元合金粉末和表面镀覆Ti层的金刚石颗粒为原料,采用放电等离子烧结方法制备复合材料,研究Ti镀层对黏结相和金刚石的界面反应情况以及复合材料力学性能和磨损性能的影响。研究结果表明：金刚石表面镀覆Ti层后,界面处反应生成的TiC层更加连续致密,提高了金刚石磨粒与黏结相的界面结合强度,使得复合材料具有更高的横向断裂强度。金刚石表面镀覆的Ti层降低了烧结过程中金刚石的石墨化程度,保证摩擦过程中金刚石晶体的完整性和出露高度,提高了复合材料的磨损效率和磨耗比,同时降低了复合材料的体积磨损率。因此,金刚石表面镀覆Ti层可有效地提升多主元合金/金刚石复合材料的服役性能。     

金刚石覆镀TiN膜的工艺改进及效果

阐明了金刚石覆盖的最佳途径－真空离子覆镀TiN膜。同时通过对从清洗、轰击、到物料的振动与翻滚等全部工艺过程的论述，说明了金刚石覆镀TiN膜的实施过程。通过结果讨论，说明金刚石覆镀TiN膜后的综合性能明显优于未镀和其它覆镀的性能。     

金刚石覆镀TiN膜的工艺改进及效果

阐明了金刚石覆盖的最佳途径———真空离子覆镀TiN膜。同时通过对从清洗、轰击、到物料的振动与翻滚等全部工艺过程的论述 ,说明了金刚石覆镀TiN膜的实施过程。通过结果讨论 ,说明金刚石覆镀TiN膜后的综合性能明显优于未镀和其它覆镀的性能。     

金刚石表面化学复合镀Ni-Ti-RE

在金刚石表面化学镀ＮｉＷＰ,然后化学复合镀ＮｉＴｉＲＥ．实验发现金刚石表面有颗粒状金属Ｔｉ沉积．镀层经９００℃热处理,Ｘ射线衍射证实金刚石表面有ＴｉＣ生成．在金属基金刚石复合体中,镀覆后的金刚石与基体金属之间的结合强度明显增加．     

钢基底上预镀中间层沉积金刚石膜

利用表面预镀中间层在４５号钢上化学气相沉积（ＣＶＤ）得到了金刚石膜。钢基底表面金刚石涂层具有许多潜在应用价值，但直接在钢上沉积生长金刚石面临长的形核期，铁原子的触媒作用和热膨胀不匹配等严重问题。文中采用钢基底表面预镀中间层的方法，阻止碳向基底中扩散，增强膜基结合和抑制ＳＰ２杂化碳的沉积。分别研究了直接在钢基底上、表面预镀铜膜和表面预镀硅膜钢基底上热丝法沉积金刚石膜的工艺特点。通过ＳＥＭ、Ｒａｍａｎ谱和划痕法检验表明，钢基底表面预镀硅膜作为中间层，是一种在钢上沉积金刚石膜的有效方法。     

影响化学镀铜溶液稳定性和沉铜速率的因素

研究了影响化学镀铜镀速和溶液稳定性的各因素,根据实验确定了适宜的化学镀铜液的配方及工艺规范,该镀液稳定性高,沉铜速率2．5um/20min-3um/20min。镀层延展性好,平整,外观良好,可用于印制线路板的孔金属化及其它塑料电镀。     

金属Cu对MH/Ni电池储氢合金电极的修饰

为了提高MH/Ni电池储氢合金电极的导电性,运用真空蒸镀法在电极表面镀覆了一层金属Cu膜,利用XRD、XPS、SEM等方法对极片进行了分析,结果表明,在极片表面镀覆一层金属Cu膜不会对储氢合金的体相结构产生影响.电化学性能测试表明:极片经过修饰的电池,内阻降低了32.8%,5 C放电容量增加了190 mA·h, 放电平台电压提高了0.10 V,同时,充电时的内压也有明显降低,充电效率有较大提高.     

轴承钢表面镍基纳米金刚石的复合电镀

为提高滚动轴承表面硬度、耐磨性和使用寿命，按均匀试验设计，使用镍基复合电镀技术，探索了纳米金刚石微粒大小、质量浓度、电镀电流密度、镀液成分、温度及pH值等8个因素的各6个水平在不同组合下对轴承表面质量、硬度、结合力和金相组织等镀层性能的影响．试验表明：合适的纳米金刚石微粒大小、质量浓度、电镀电流密度、镀液成分、温度及pH值组合，可以有效提高轴承的表面硬度和耐磨性，表面金相组织均匀致密，从而达到提高轴承使用寿命的目的．     

金刚石与胎体浸润状况的微观分析

采用磁控溅射方法在金刚石表面镀覆一层金属Ｔｉ，经热压成形制成金刚石磨块．利用扫描电子显微镜对金刚石磨块中金刚石与胎体的界面成份进行分析，发现在金刚石的表面镀覆了金属Ｔｉ以后，金刚石对胎体的湿润状况明显改善，提高了结合强度，因而有利于提高金刚石工具的使用寿命     

金刚石/硅复合材料的制备和导热性能

为探索新型热沉用散热材料,采用高温高压方法烧结制备了金刚石/硅复合材料,并研究了金刚石大小粒度混粉、金刚石含量、渗硅工艺以及金刚石表面镀钛对复合材料的致密度和导热性能的影响.结果表明:在大粒度金刚石粉中掺入小粒度金刚石粉、渗硅和金刚石表面镀钛处理都可提高金刚石/硅复合材料的致密度和热导率;随着金刚石含量增大,复合材料热导率提高;其中75/63μm镀钛金刚石颗粒与40/7μm金刚石颗粒的混粉,当混粉质量分数为95%时,在4～5GPa、1400℃高温高压渗硅烧结,金刚石/硅复合材料的热导率可高达468.3W·m-1·K-1.     

焊丝表面Ni-TiO_2复合镀工艺的优化

采用复合电镀的方法,在焊丝表面施镀Ni-TiO2的涂层,研究了施镀时间、镀液温度、电流密度和硫酸镍的含量等因素对镀层的影响.利用正交实验法综合考虑各因素选出Ni-TiO2复合电镀层的最佳工艺参数.实验结果表明,理想的工艺为:施镀时间5min,镀液温度40℃,硫酸镍的浓度100g/L,电流密度4A/dm2.     

稀土Ce的添加方式对WC-Co硬质合金性能的影响

采用以共沉淀方法制备的Ni-Ce复合粉末、真空蒸镀W的金刚石等为原料,热压活化烧结,制取了具有高强度、高硬度的稀土金刚石增强WC-10%Co-5%Ni硬质合金复合齿.观察稀土金刚石增强WC-10%Co-5%Ni硬质合金复合齿的显微结构,测试其硬度、密度、断裂强度、抗冲击性能、磨耗比.研究结果表明:采用热压活化烧结获得的稀土金刚石增强WC-10%Co-5%Ni硬质合金复合齿的洛氏硬度为90,断裂强度为1918 MPa,抗冲击性能>200 J,磨耗比为30.21.采用中间合金Ni-Ce的方式加入稀土Ce使稀土在合金中的分布更均匀.     

封装中的滚镀工艺研究

针对封装中的陶瓷外壳经常出现的电镀镀层不稳定的现象,通过滚镀工艺的阴极导通方式和面积加以改进,以改善电镀时镀件表面电流分布的均匀性,从面提高了滚镀的镀层质量.通过对比,发现影响镀层的关键性因素是与镀件连接的阴极,改进工艺后镀层的质量有明显的提高.图11,表1,参5.     

金刚石表面化学镀NiFeB及其在胎体中综合状态的研究

对比分析了化学镀NiFeB，真空镀金刚石与胎体的结合界面，结果表明：化学镀NiFeB金刚石在胎体中仍以机械包镶为主，真空镀Ti-Cr金刚石在胎体中实现了化学键合，金刚石形成的炭化物中的碳直接来自于金刚石本身，界面结合强度高。     

高速Zn—SiO2复合电镀

在实验室高速电镀装置上，研究了镀液中ＳｉＯ２加篱量、阴极电流密度对镀层中ＳｉＯ２含量及镀层表面形貌、组织结构的影响，确定了理想的ＳｉＯ２加入范围和阴极电流密度。     

金刚石、碳化硅复合热传导材料的发展

金刚石或碳化硅增强的金属基或陶瓷基复合热传导材料理论上具有高的热导率、低的热膨胀系数,然而金刚石或者碳化硅与基体的界面结合问题严重降低了复合热传导材料的热导率。通过改善烧结工艺、添加碳化物形成元素、增强相表面镀铜等方法来解决问题,虽取得一定效果,但并未完全解决界面问题。本文介绍了两种更为有效的解决手段,在金属基复合材料中,通过在增强相表面镀覆碳化物金属镀层的方法改善界面结合问题;在陶瓷基复合材料中,采用添加活性添加剂以及在增强相表面镀覆障碍层的办法解决陶瓷基复合热传导材料中的氧化问题。     

高速Zn－SiO_2复合电镀

在实验室高速电镀装置上，研究了镀液中ＳｉＯ２加入量、阴极电流密度对镀层中ＳｉＯ２含量及镀层表面形貌、组织结构的影响，确定了理想的ＳｉＯ２加入范围和阴极电流密度。     

氮化硅陶瓷表面的融盐热还原反应法锆金属化的研究

以Al粉、K2ZrF6为原料，在KCl LiCl的融盐介质中，利用高温融盐热还原法在氮化硅陶瓷基体表面镀锆金属化膜；以XRD分析镀膜物相成分，并用SEM对试样表面、断面进行显微结构分析。结果表明：氮化硅陶瓷镀件表面镀膜外观呈银白色，并有有金属光泽；镀膜物质成分为Zr5Si3；镀层中无铝元素存在。