การเคลือบด้วยไฟฟ้าคอมโพสิตขั้นสูง

ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการเคลือบด้วยไฟฟ้าขั้นสูงที่พัฒนาขึ้นเองโดยตนเอง

การชุบด้วยไฟฟ้าแบบคอมโพสิตเป็นการชุบแบบใหม่ที่พัฒนาขึ้นในปี ค.ศ. 1920 และสิทธิบัตรแรกไม่ปรากฏจนถึงปี พ.ศ. 2492 ซึ่งเป็นส่วนผสมของเพชรของ American Simos (Simos) โดยใช้เพชรและนิกเกิลร่วมกันเพื่อสร้างเครื่องมือตัด เทคโนโลยีการชุบ ตั้งแต่นั้นมา การชุบคอมโพสิตได้รับความสนใจจากช่างเทคนิคด้านการชุบด้วยไฟฟ้าในหลายประเทศ และการวิจัยและพัฒนาก็มีความกระตือรือร้นอย่างมาก วันนี้ได้กลายเป็นสาขาสำคัญของเทคโนโลยีการชุบด้วยไฟฟ้า

ลักษณะของการชุบด้วยไฟฟ้าแบบคอมโพสิตคือการฝากอนุภาคที่มีฟังก์ชันต่างๆ เข้าไปในชั้นเคลือบเป็นเมทริกซ์เพื่อให้ได้ชั้นเคลือบที่มีฟังก์ชันเฉพาะของอนุภาค อนุภาคต่างๆ ที่ใช้ ได้แก่ การเคลือบที่ทนต่อการสึกหรอ การเคลือบกันการเสียดสี การเคลือบตัดความแข็งสูง การเคลือบฟลูออเรสเซนต์ การเคลือบคอมโพสิตวัสดุพิเศษ การเคลือบนาโนคอมโพสิต ฯลฯ

การชุบเกือบทุกชนิดสามารถใช้เป็นอ่างฐานสำหรับการชุบคอมโพสิต รวมถึงการชุบโลหะเดี่ยวและการชุบโลหะผสม อย่างไรก็ตาม อ่างฐานที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการชุบคอมโพสิตนั้นส่วนใหญ่เป็นการชุบนิกเกิล เมื่อเร็ว ๆ นี้ยังมีการเคลือบคอมโพสิตที่ใช้การชุบด้วยไฟฟ้าสังกะสีและโลหะผสมสำหรับการผลิตจริง

ในช่วงแรกๆ อนุภาคคอมโพสิตส่วนใหญ่เป็นวัสดุที่ทนต่อการสึกหรอ เช่น ซิลิกอนคาร์ไบด์ อลูมินา ฯลฯ และตอนนี้ได้พัฒนาเป็นการเคลือบคอมโพสิตที่มีฟังก์ชันหลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นับตั้งแต่แนวคิดเรื่องนาโนเมตรเกิดขึ้น การเคลือบคอมโพสิตที่เรียกว่าวัสดุนาโนคอมโพสิตก็ปรากฏขึ้นเป็นครั้งคราว นี่คือจุดที่การเคลือบคอมโพสิตมีศักยภาพที่ดี

2. หลักการชุบด้วยไฟฟ้าคอมโพสิต

การชุบด้วยไฟฟ้าแบบคอมโพสิตหรือที่เรียกว่าการชุบหุ้มและการชุบแบบฝังเป็นกระบวนการใหม่ในการเคลือบอนุภาคของแข็งในการเคลือบโลหะเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการเคลือบ ตามคุณสมบัติของอนุภาคของแข็งที่เคลือบ จะมีการผลิตสารเคลือบคอมโพสิตที่มีฟังก์ชันต่างกัน

ในกระบวนการศึกษาการสะสมร่วมของการชุบด้วยไฟฟ้าคอมโพสิต Renxin ได้เสนอกลไกการสะสมร่วมสามประการ ได้แก่ การสะสมร่วมทางกล การสะสมร่วมด้วยไฟฟ้า และการสะสมร่วมการดูดซับ ในปัจจุบัน ทฤษฎีการดูดซับแบบสองขั้นตอนที่เสนอโดย NGuglielmi ในปี 1972 เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป แบบจำลองที่เสนอโดย Guglielmi เชื่อว่าพื้นผิวของอนุภาคในสารละลายชุบนั้นล้อมรอบด้วยไอออน หลังจากไปถึงพื้นผิวของแคโทดแล้ว พวกมันจะถูกดูดซับอย่างหลวมๆ (ดูดซับอย่างอ่อน) บนพื้นผิวของแคโทด นี่คือการดูดซับทางกายภาพและกระบวนการย้อนกลับ อนุภาคจะค่อยๆ เข้าสู่พื้นผิวของแคโทดและฝังโดยโลหะที่สะสมไว้

การบำบัดทางคณิตศาสตร์ของขั้นตอนการดูดซับที่อ่อนแอในแบบจำลองนี้อยู่ในรูปแบบของไอโซเทอร์มการดูดซับของแลงเมียร์ สำหรับขั้นตอนการดูดซับแรงนั้น ถือว่าอัตราการดูดซับแรงของอนุภาคนั้นสัมพันธ์กับการครอบคลุมของการดูดซับที่อ่อนและสนามไฟฟ้าที่ส่วนต่อประสานระหว่างอิเล็กโทรดกับสารละลาย การศึกษาบางชิ้นเกี่ยวกับกระบวนการสะสมร่วมกันของสารเคลือบคอมโพสิตนิกเกิล-ไดมอนด์ที่ทนต่อการสึกหรอแสดงให้เห็นว่ากลไกการสะสมร่วมกันของนิกเกิล-ไดมอนด์สอดคล้องกับแบบจำลองการดูดซับแบบสองขั้นตอนของกุกลิเอลมี และขั้นตอนการควบคุมความเร็วเป็นขั้นตอนการดูดซับที่แข็งแกร่ง จนถึงตอนนี้ การวางตำแหน่งอิเล็กโทรดแบบผสม เช่นเดียวกับเทคโนโลยีใหม่และเทคโนโลยีใหม่ ๆ นั้นล้ำหน้ากว่าทฤษฎีในทางปฏิบัติมาก และการวิจัยเกี่ยวกับกลไกของมันก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

3. สารเติมแต่งสำหรับการชุบด้วยไฟฟ้าคอมโพสิต

การเคลือบเมทริกซ์ของการชุบด้วยไฟฟ้าแบบผสมมักจะใช้ชุดสารเติมแต่งดั้งเดิมของการชุบประเภทนี้ เช่น การเคลือบคอมโพสิตที่มีการชุบนิกเกิลเป็นตัวพา และใช้สารเพิ่มความสดใสการชุบนิกเกิลความเค้นต่ำได้ อย่างไรก็ตาม ตามหลักการของการชุบด้วยไฟฟ้าแบบคอมโพสิต การชุบด้วยไฟฟ้าแบบคอมโพสิตเองก็จำเป็นต้องใช้สารเติมแต่งบางอย่างเพื่อส่งเสริมการสะสมร่วมของคอมโพสิตและอนุภาค สารเติมแต่งเหล่านี้รวมถึงสารปรับประสิทธิภาพไฟฟ้าของอนุภาค สารลดแรงตึงผิว สารต้านอนุมูลอิสระ สารเพิ่มความคงตัว ฯลฯ ตามหน้าที่

(1). ตัวปรับการชาร์จ

เนื่องจากการสะสมร่วมของอนุภาคและการเคลือบภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าเป็นกระบวนการสำคัญของการชุบคอมโพสิต ทำให้อนุภาคที่มีประจุบวกเป็นประโยชน์ต่อการสะสมร่วม แต่อนุภาคส่วนใหญ่มีความเป็นกลางทางไฟฟ้าและจำเป็นต้อง ได้รับการบำบัดเพื่อให้พื้นผิวดูดซับอนุภาคที่มีประจุบวก ไอออนของโลหะบางชนิด เช่น Ti plus , Rb plus เป็นต้น สามารถดูดซับบนพื้นผิวของอลูมินาเพื่อสร้างอนุภาคที่มีประจุบวก ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการสะสมร่วมกับสารเคลือบ เกลือเชิงซ้อนและสารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่บางชนิดมีหน้าที่ในการปรับประจุของอนุภาค เพื่อที่จะรวมพลังงานพื้นผิวของอนุภาคกับสารประกอบที่สอดคล้องกันอย่างสมบูรณ์ การชุบแบบคอมโพสิตทั้งหมดต้องใช้อนุภาคที่เติมลงในสารละลายการชุบเพื่อให้ผ่านการบำบัดพื้นผิว คล้ายกับการล้างไขมันและการกระตุ้นพื้นผิวในกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้า เพื่อให้ได้ค่า co ที่ดี -การสะสม คุณสมบัติทางไฟฟ้า

(2). สารลดแรงตึงผิว

ในการชุบคอมโพสิตด้วยซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นอนุภาคคอมโพสิต สารลดแรงตึงผิวฟลูออโรคาร์บอนจะถูกเพิ่มเข้าไปเพื่อช่วยในการสะสมของอนุภาค ดังนั้นสารลดแรงตึงผิวบางชนิดจึงเป็นตัวดัดแปลงที่มีศักยภาพเช่นกัน แต่สารลดแรงตึงผิวยังทำหน้าที่เป็นสารช่วยกระจายตัว ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการกระจายตัวของอนุภาคในอ่างอย่างสม่ำเสมอ นอกจากนี้ยังมีสารลดแรงตึงผิวบางตัวที่มีลักษณะเฉพาะที่อาจเกิดขึ้นได้ชัดเจนและมีผลชัดเจนที่ศักย์เฉพาะ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการชุบคอมโพสิตของโครงสร้างการไล่ระดับ