Үйлдвэрлэлийн хувьд өндөр чанартай өөрчлөлт, цэвэр эрчим хүч, хагас дамжуулагч, фотоволтайкийн үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх чиглэлээр хурдацтай хөгжиж, алмазан багажны өндөр үр ашигтай, өндөр нарийвчлалтай боловсруулах чадвар нэмэгдэж байгаа боловч хамгийн чухал түүхий эд болох хиймэл алмазын нунтаг, алмазын муж, матрицыг барих хүч нь тийм ч амар биш юм. Эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд салбар нь ерөнхийдөө металл материалаар алмаазан нунтаг гадаргууг бүрэх, түүний гадаргуугийн шинж чанарыг сайжруулах, бат бөх чанарыг сайжруулах, багаж хэрэгслийн ерөнхий чанарыг сайжруулах зорилгоор ашигладаг.
Алмазан нунтаг гадаргууг бүрэх арга нь химийн бүрэх, цахилгаанаар бүрэх, магнетрон цацах, вакуум ууршуулах, халуун тэсрэх урвал гэх мэт, үүнд химийн бүрэх, боловсорч гүйцсэн процессоор бүрэх, жигд бүрэх, бүрэх найрлага, зузааныг нарийн хянах боломжтой, захиалгаар бүрэх давуу тал, үйлдвэрлэлийн хоёр дахь хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг технологи болжээ.
1. химийн өнгөлгөө
Алмазан нунтаг химийн бүрэх нь химийн бүрэх уусмалд боловсруулсан алмазын нунтагыг хийж, металлын ионыг химийн бүрэх уусмал дахь бууруулагчийн үйлчлэлээр бүрэх уусмалд буулгаж, нягт металл бүрээс үүсгэдэг. Одоогийн байдлаар хамгийн өргөн хэрэглэгддэг алмаазан химийн бүрээс нь химийн никель бүрэх-фосфор (Ni-P) хоёртын хайлшийг ихэвчлэн химийн никель бүрэх гэж нэрлэдэг.
01 Химийн никель бүрэх уусмалын найрлага
Химийн бүрэх уусмалын найрлага нь түүний химийн урвалын жигд явц, тогтвортой байдал, бүрэх чанарт шийдвэрлэх нөлөө үзүүлдэг. Энэ нь ихэвчлэн үндсэн давс, бууруулагч бодис, цогцолбор, буфер, тогтворжуулагч, хурдасгуур, гадаргуугийн идэвхтэй бодис болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн эзлэх хувийг бүрэх хамгийн сайн үр дүнд хүрэхийн тулд сайтар тохируулах шаардлагатай.
1, үндсэн давс: ихэвчлэн никель сульфат, никель хлорид, никель амин сульфоны хүчил, никель карбонат гэх мэт, түүний гол үүрэг нь никелийн эх үүсвэрийг хангах явдал юм.
2. Бууруулах бодис: энэ нь голчлон атомын устөрөгчөөр хангаж, бүрэх уусмал дахь Ni2 + -ийг Ni болгон бууруулж, бүрэх уусмалын хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох алмазын тоосонцрын гадаргуу дээр хадгалдаг. Аж үйлдвэрийн салбарт бууруулагч бодис болгон хүчтэй бууруулах чадвартай, хямд өртөгтэй, бүрэх тогтвортой байдал бүхий натрийн хоёрдогч фосфатыг голчлон ашигладаг. Бууруулах систем нь бага температур, өндөр температурт химийн өнгөлгөөг хийж чадна.
3, нарийн төвөгтэй бодис: бүрэх уусмал нь хур тунадас үүсгэж, бүрэх уусмалын тогтвортой байдлыг сайжруулж, бүрэх уусмалын ашиглалтын хугацааг уртасгаж, никель хуримтлуулах хурдыг сайжруулж, бүрэх давхаргын чанарыг сайжруулж, ерөнхийдөө сукцины хүчил, нимбэгийн хүчил, сүүн хүчил болон бусад органик хүчил, тэдгээрийн давсыг ашигладаг.
4. Бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд: тогтворжуулагч нь бүрэх уусмалын задралыг дарангуйлдаг боловч энэ нь химийн бүрэх урвал үүсэхэд нөлөөлөх тул дунд зэргийн хэрэглээ шаардлагатай; рН-ийн тасралтгүй тогтвортой байдлыг хангахын тулд химийн никель бүрэх урвалын үед буфер нь H + үүсгэж болно; гадаргуугийн идэвхт бодис нь бүрхүүлийн сүвэрхэг чанарыг бууруулж чаддаг.
02 Химийн никель бүрэх үйл явц
Натрийн гипофосфатын системийг химийн аргаар бүрэх нь матриц нь тодорхой каталитик идэвхжилтэй байх ёстой бөгөөд алмазын гадаргуу нь өөрөө катализаторын үйл ажиллагааны төвгүй тул алмаз нунтагыг химийн аргаар бүрэхээс өмнө урьдчилан боловсруулсан байх шаардлагатай. Химийн өнгөлгөөний уламжлалт урьдчилсан боловсруулалтын арга нь тосыг зайлуулах, бүдүүн болгох, мэдрэмтгий болгох, идэвхжүүлэх арга юм.
(1) Тос зайлуулах, бүдүүн болгох: тос арилгах нь голчлон алмазан нунтагны гадаргуу дээрх тос, толбо болон бусад органик бохирдуулагчийг арилгах, дараагийн бүрээсийн нягт уялдаатай, сайн гүйцэтгэлийг хангах явдал юм. Томруулалт нь алмазын гадаргуу дээр жижиг нүх, хагарал үүсгэж, алмазын гадаргуугийн барзгар байдлыг нэмэгдүүлж, энэ газарт металлын ионыг шингээхэд тустай төдийгүй дараагийн химийн бүрэх, электродоор бүрэх ажлыг хөнгөвчлөхөөс гадна алмазын гадаргуу дээр шат дамжлага үүсгэдэг бөгөөд энэ нь химийн өнгөлгөө, металлын давхаргын өсөлтөд таатай нөхцлийг бүрдүүлдэг.
Ихэвчлэн тос зайлуулах алхам нь ихэвчлэн NaOH болон бусад шүлтлэг уусмалыг тос зайлуулах уусмал болгон авдаг бөгөөд томруулалтын шатанд азотын хүчил болон бусад хүчлийн уусмалыг алмаазын гадаргууг сийлбэрлэх түүхий химийн уусмал болгон ашигладаг. Нэмж дурдахад эдгээр хоёр холбоосыг хэт авианы цэвэрлэгээний машинд ашиглах нь алмааз нунтаг тосыг зайлуулах, томруулах үр ашгийг дээшлүүлэх, тосыг зайлуулах, томруулах үйл явцад цаг хугацаа хэмнэх, тос арилгах, бүдүүн ярианы үр нөлөөг хангах,
(2) Мэдрэмж, идэвхжүүлэлт: мэдрэмтгий болгох, идэвхжүүлэх үйл явц нь химийн бүрэх үйл явцын хамгийн чухал үе шат бөгөөд энэ нь химийн өнгөлгөө хийх боломжтой эсэхээс шууд хамаардаг. Мэдрэмжтэй болгох гэдэг нь автокаталитик чадваргүй алмазын нунтаг гадаргуу дээр амархан исэлдэж буй бодисыг шингээх явдал юм. Идэвхжүүлэлт нь никель тоосонцорыг бууруулахад гипофосфорын хүчил ба катализаторын идэвхтэй металлын ионуудын исэлдэлтийг (металл палладий гэх мэт) шингээж, алмазын нунтаг гадаргуу дээр бүрэх хурдыг хурдасгах явдал юм.
Ерөнхийдөө мэдрэмтгий болгох, идэвхжүүлэх эмчилгээний хугацаа хэт богино, алмааз гадаргуугийн металлын палладий цэг үүсэх нь бага, бүрхүүлийн шингээлт хангалтгүй, бүрэх давхарга амархан унах эсвэл бүрэн бүрэх боломжгүй, эмчилгээ хийх хугацаа хэт урт байх нь палладийн цэгийн хаягдлыг үүсгэдэг.
(3) Химийн никель бүрэх: Химийн никель бүрэх үйл явц нь бүрэх уусмалын найрлагаас гадна бүрэх уусмалын температур, PH-ийн утгад нөлөөлдөг. Уламжлалт өндөр температурт химийн никель бүрэх, ерөнхий температур нь 80 ~ 85 ℃, 85 ℃-аас дээш температурт бүрэх уусмал задрахад хялбар, 85 ℃-аас бага температурт урвалын хурд хурдан болно. РН-ийн утгын хувьд рН нэмэгдэхийн хэрээр бүрэх хуримтлалын хурд нэмэгдэх боловч рН нь никелийн давсны тунадас үүсэх нь химийн урвалын хурдыг саатуулдаг тул химийн никель бүрэх явцад химийн бүрэх уусмалын найрлага, харьцаа, химийн өнгөлгөөний үйл явцын нөхцөлийг оновчтой болгох, химийн бүрхүүлийн хуримтлалын хурд, бүрэх нягт, бүрэх зэврэлтээс хамгаалах, бүрэх нунтаг үйлдвэрлэх, үйлдвэрлэлийн эрэлт хэрэгцээг хангах.
Үүнээс гадна, нэг бүрээс нь хамгийн тохиромжтой бүрхүүлийн зузааныг олж авахгүй, бөмбөлөг, цоорхой болон бусад согогууд байж болзошгүй тул бүрээсний чанарыг сайжруулж, бүрсэн алмазан нунтагны тархалтыг нэмэгдүүлэхийн тулд олон бүрээсийг авч болно.
2. цахилгаан никельжилт
Алмазан химийн никель бүрсэний дараа бүрэх давхаргад фосфор агуулагддаг тул энэ нь цахилгаан дамжуулах чанар муутай бөгөөд энэ нь алмазан багажны элс ачаалах процесст (матрицын гадаргуу дээр алмазын тоосонцорыг бэхлэх процесс) нөлөөлдөг тул фосфоргүй бүрэх давхаргыг никель бүрэх аргад ашиглаж болно. Онцлог ажиллагаа нь алмазын нунтагыг никель ион агуулсан бүрэх уусмалд оруулах, алмазын тоосонцор нь цахилгаан сөрөг электродтой катод руу шүргэх, никель металл блокыг бүрэх уусмалд дүрж, эерэг энергийн электродтой холбож, электролитийн үйлчлэлээр бүрэх уусмал дахь чөлөөт никель ионууд нь атом болж хувирч, гадаргуу дээр атом болж хувирдаг.
01 Бүрэх уусмалын найрлага
Химийн өнгөлгөөний уусмалын нэгэн адил цахилгаанаар бүрэх уусмал нь голчлон цахилгаанаар бүрэх процесст шаардлагатай металлын ионуудыг хангаж, шаардлагатай металл бүрээсийг авахын тулд никелийн хуримтлуулах процессыг хянадаг. Үүний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь үндсэн давс, анодын идэвхтэй бодис, буфер бодис, нэмэлт бодисууд гэх мэт.
(1) Үндсэн давс: голчлон никель сульфат, никель амин сульфонат гэх мэтийг ашигладаг. Ерөнхийдөө үндсэн давсны концентраци өндөр байх тусам бүрэх уусмал дахь тархалт хурдан, гүйдлийн үр ашиг, металлын хуримтлал ихсэх боловч бүрхүүлийн ширхэгүүд бүдүүн ширхэгтэй болж, үндсэн давсны концентраци буурч, нэгдэл дамжуулах чадвар муудаж, зохицуулахад хэцүү байдаг.
(2) Анодын идэвхтэй бодис: анодыг идэвхгүйжүүлэхэд хялбар, дамжуулах чанар муутай, гүйдлийн жигд тархалтад нөлөөлдөг тул анодын идэвхжилтийг дэмжих, анод идэвхгүйжүүлэх одоогийн нягтыг сайжруулахын тулд никель хлорид, натрийн хлорид болон бусад бодисыг анод идэвхжүүлэгч болгон нэмэх шаардлагатай.
(3) Буфер бодис: химийн бүрэх уусмалын нэгэн адил буфер бодис нь бүрэх уусмал болон катодын рН-ийн харьцангуй тогтвортой байдлыг хадгалж, цахилгаанаар бүрэх процессын зөвшөөрөгдөх хязгаарт хэлбэлзэж болно. Нийтлэг буфер бодис нь борын хүчил, цууны хүчил, натрийн бикарбонат гэх мэт.
(4) Бусад нэмэлтүүд: бүрэх шаардлагад нийцүүлэн өнгөлөгч, тэгшлэгч бодис, чийгшүүлэгч бодис, төрөл бүрийн бодис болон бүрэх чанарыг сайжруулахын тулд зохих хэмжээгээр нэмнэ.
02 Алмазан цахилгаанаар бүрсэн никелийн урсгал
1. Бүрэхээс өмнө урьдчилан боловсруулалт хийх: алмаз нь ихэвчлэн дамжуулагч биш бөгөөд бусад бүрэх процессоор металл давхаргаар бүрэх шаардлагатай. Химийн бүрэх аргыг ихэвчлэн металлын давхаргыг урьдчилан бүрэх, өтгөрүүлэхэд ашигладаг тул химийн өнгөлгөөний чанар нь бүрэх давхаргын чанарт тодорхой хэмжээгээр нөлөөлдөг. Ерөнхийдөө химийн өнгөлгөөний дараах бүрхүүлд агуулагдах фосфорын агууламж нь бүрэх чанарт ихээхэн нөлөөлдөг бөгөөд өндөр фосфортой бүрээс нь хүчиллэг орчинд зэврэлтэнд харьцангуй сайн тэсвэртэй, бүрэх гадаргуу нь хавдар ихтэй, гадаргуугийн тэгш бус байдал ихтэй, соронзон шинж чанаргүй; дунд зэргийн фосфорын бүрээс нь зэврэлт, элэгдэлд тэсвэртэй байдаг; бага фосфорын бүрээс нь харьцангуй сайн дамжуулалттай байдаг.
Нэмж дурдахад алмазын нунтаг ширхэгийн хэмжээ бага байх тусам гадаргуугийн тодорхой талбай томрох тусам бүрэх үед бүрэх уусмалд хөвөхөд хялбар, гоожих, бүрэх, бүрэх сул давхаргын үзэгдэл үүсэх тул бүрэхээс өмнө P агууламж, бүрэх чанарыг хянах, нунтаг хөвөхөд хялбар байхын тулд алмазын нунтаг дамжуулах чанар, нягтралыг хянах шаардлагатай.
2, никель бүрэх: Одоогийн байдлаар алмаазан нунтаг бүрэх нь ихэвчлэн гулсмал бүрэх аргыг ашигладаг, өөрөөр хэлбэл савлагаанд зохих хэмжээний галд түрхэх уусмал нэмж, тодорхой хэмжээний хиймэл алмааз нунтагыг лонхны эргэлтээр дамжуулж, савласан алмаазан нунтагыг өнхрүүлэх. Үүний зэрэгцээ эерэг электрод нь никель блоктой, сөрөг электрод нь хиймэл алмазын нунтагтай холбогддог. Цахилгаан талбайн нөлөөн дор бүрэх уусмалд агуулагдах никель ионууд нь хиймэл алмазын нунтаг гадаргуу дээр металл никель үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч энэ арга нь бүрэх үр ашиг багатай, жигд бус бүрэх зэрэг асуудлуудтай тул эргэдэг электродын арга бий болсон.
Эргэдэг электродын арга нь алмазан нунтаг бүрэх катодыг эргүүлэх явдал юм. Энэ арга нь электрод ба алмаазан хэсгүүдийн хоорондох холбоо барих талбайг нэмэгдүүлэх, хэсгүүдийн хоорондох жигд дамжуулалтыг нэмэгдүүлэх, бүрэх жигд бус үзэгдлийг сайжруулах, алмазан никель бүрэх үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэх боломжтой.
товч хураангуй
Алмазан багажны үндсэн түүхий эд болох алмаазан микро нунтаг гадаргуугийн өөрчлөлт нь матрицын хяналтын хүчийг нэмэгдүүлэх, багаж хэрэгслийн ашиглалтын хугацааг сайжруулах чухал хэрэгсэл юм. Алмазан багажны элсний ачааллын хурдыг сайжруулахын тулд алмазан микро нунтаг гадаргуу дээр ихэвчлэн никель, фосфорын давхаргыг бүрж, тодорхой дамжуулалттай байх ба дараа нь бүрэх давхаргыг никель бүрэх замаар өтгөрүүлж, дамжуулалтыг сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч алмазын гадаргуу нь өөрөө катализаторын идэвхтэй төвгүй тул химийн өнгөлгөө хийхээс өмнө урьдчилан боловсруулах шаардлагатай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
лавлагааны баримт бичиг:
Лю Хан. Хиймэл алмазын микро нунтаг гадаргууг бүрэх технологи, чанарын судалгаа [D]. Жун Юань технологийн дээд сургууль.
Ян Бяо, Ян Жүн, Юань Гуаншэн нар. Алмазан гадаргууг бүрэхийн өмнөх боловсруулалтын процессын судалгаа [J]. Сансрын орон зайн стандартчилал.
Ли Жинхуа. Утасны хөрөөнд ашигладаг хиймэл алмазан микро нунтаг гадаргуугийн өөрчлөлт, хэрэглээний судалгаа [D]. Жун Юань технологийн дээд сургууль.
Фан Лили, Жэн Лиан, Ву Янфэй нар. Хиймэл алмазын гадаргуугийн химийн никель бүрэх үйл явц [J]. IOL сэтгүүл.
Энэ нийтлэлийг хэт хатуу материалын сүлжээнд дахин хэвлэв
Шуудангийн цаг: 2025 оны 3-р сарын 13
