Hekk kif il-manifattura qed tittrasforma b'mod avvanzat, l-iżvilupp mgħaġġel fil-qasam tal-enerġija nadifa u l-industrija tas-semikondutturi u l-fotovoltajċi qed jikber fid-domanda għall-għodod tad-djamanti b'effiċjenza għolja u preċiżjoni għolja. Madankollu, it-trab tad-djamanti artifiċjali bħala l-aktar materja prima importanti, il-forza li żżomm id-djamanti u l-matriċi mhumiex qawwija u l-ħajja bikrija tal-għodda tal-karbur mhix twila. Sabiex issolvi dawn il-problemi, l-industrija ġeneralment tadotta l-kisi tal-wiċċ tat-trab tad-djamanti b'materjali tal-metall biex ittejjeb il-karatteristiċi tal-wiċċ tiegħu, ittejjeb id-durabbiltà, u b'hekk ittejjeb il-kwalità ġenerali tal-għodda.
Il-metodu tal-kisi tal-wiċċ tat-trab tad-djamanti huwa aktar, inkluż kisi kimiku, electroplating, kisi sputtering magnetron, kisi evaporazzjoni vakwu, reazzjoni ta' fqigħ sħun, eċċ., Inkluż kisi kimiku u kisi bi proċess matur, kisi uniformi, jista' jikkontrolla b'mod preċiż il-kompożizzjoni u l-ħxuna tal-kisi, il-vantaġġi tal-kisi personalizzat, sar l-industrija żewġ teknoloġiji l-aktar użati komunement.
1. kisi kimiku
Il-kisi kimiku tat-trab tad-djamanti huwa li tpoġġi t-trab tad-djamanti ttrattat fis-soluzzjoni tal-kisi kimiku, u tiddepożita l-joni tal-metall fis-soluzzjoni tal-kisi permezz tal-azzjoni tal-aġent li jnaqqas fis-soluzzjoni tal-kisi kimiku, u tifforma kisi tal-metall dens. Fil-preżent, l-aktar kisi kimiku tad-djamanti użat huwa l-liga binarja tal-kisi kimiku tan-nikil-fosfru (Ni-P) li ġeneralment tissejjaħ kisi kimiku tan-nikil.
01 Kompożizzjoni tas-soluzzjoni tal-kisi kimiku tan-nikil
Il-kompożizzjoni tas-soluzzjoni tal-kisi kimiku għandha influwenza deċiżiva fuq il-progress bla xkiel, l-istabbiltà u l-kwalità tal-kisi tar-reazzjoni kimika tagħha. Normalment ikun fiha melħ prinċipali, aġent li jnaqqas, kumplessant, buffer, stabilizzatur, aċċeleratur, surfactant u komponenti oħra. Il-proporzjon ta' kull komponent jeħtieġ li jiġi aġġustat bir-reqqa biex jinkiseb l-aħjar effett ta' kisi.
1, melħ ewlieni: ġeneralment sulfat tan-nikil, klorur tan-nikil, aċidu amino sulfoniku tan-nikil, karbonat tan-nikil, eċċ., ir-rwol ewlieni tiegħu huwa li jipprovdi sors ta' nikil.
2. Aġent riduttiv: jipprovdi prinċipalment idroġenu atomiku, inaqqas in-Ni2+ fis-soluzzjoni tal-kisi f'Ni u jiddepożitah fuq il-wiċċ tal-partiċelli tad-djamanti, li huwa l-aktar komponent importanti fis-soluzzjoni tal-kisi. Fl-industrija, il-fosfat sekondarju tas-sodju b'kapaċità qawwija ta' tnaqqis, spiża baxxa u stabbiltà tajba tal-kisi jintuża prinċipalment bħala l-aġent riduttiv. Is-sistema ta' tnaqqis tista' tikseb kisi kimiku f'temperatura baxxa u temperatura għolja.
3, aġent kumpless: is-soluzzjoni tal-kisi tista' tippreċipita l-preċipitazzjoni, ittejjeb l-istabbiltà tas-soluzzjoni tal-kisi, testendi l-ħajja tas-servizz tas-soluzzjoni tal-kisi, ittejjeb il-veloċità tad-depożizzjoni tan-nikil, ittejjeb il-kwalità tas-saff tal-kisi, ġeneralment tuża aċidu succinin, aċidu ċitriku, aċidu lattiku u aċidi organiċi oħra u l-melħ tagħhom.
4. Komponenti oħra: l-istabilizzatur jista' jinibixxi d-dekompożizzjoni tas-soluzzjoni tal-kisi, iżda minħabba li se jaffettwa l-okkorrenza ta' reazzjoni kimika tal-kisi, jeħtieġ użu moderat; il-bafer jista' jipproduċi H+ matul ir-reazzjoni kimika tal-kisi bin-nikil biex jiżgura l-istabbiltà kontinwa tal-pH; is-surfactant jista' jnaqqas il-porożità tal-kisi.
02 Il-proċess tal-kisi kimiku bin-nikil
Il-kisi kimiku tas-sistema tal-ipofosfat tas-sodju jirrikjedi li l-matriċi jkollha ċerta attività katalitika, u l-wiċċ tad-djamant innifsu m'għandux ċentru ta' attività katalitika, għalhekk jeħtieġ li jiġi ttrattat minn qabel qabel il-kisi kimiku tat-trab tad-djamanti. Il-metodu tradizzjonali ta' pretrattament tal-kisi kimiku huwa t-tneħħija taż-żejt, l-oħxon, is-sensibilizzazzjoni u l-attivazzjoni.
(1) Tneħħija taż-żejt, tħaxxin: it-tneħħija taż-żejt hija prinċipalment biex tneħħi ż-żejt, it-tbajja' u sustanzi niġġiesa organiċi oħra fuq il-wiċċ tat-trab tad-djamanti, biex tiżgura li l-kisi sussegwenti jkun tajjeb u li jkun jaħdem sew. It-tħaxxin jista' jifforma xi ħofor u xquq żgħar fuq il-wiċċ tad-djamant, u jżid il-ħruxija tal-wiċċ tad-djamant, li mhux biss jgħin għall-assorbiment tal-joni tal-metall f'dan il-post, u jiffaċilita l-kisi kimiku u l-electroplating sussegwenti, iżda wkoll jifforma skaluni fuq il-wiċċ tad-djamant, u jipprovdi kundizzjonijiet favorevoli għat-tkabbir tas-saff tad-depożizzjoni tal-metall tal-kisi kimiku jew tal-electroplating.
Normalment, il-pass tat-tneħħija taż-żejt juża NaOH u soluzzjoni alkalina oħra bħala s-soluzzjoni għat-tneħħija taż-żejt, u għall-pass tat-tħaxxin, l-aċidu nitriku u soluzzjoni oħra ta' aċidu jintużaw bħala s-soluzzjoni kimika mhux raffinata biex tinċiża l-wiċċ tad-djamanti. Barra minn hekk, dawn iż-żewġ ħjut għandhom jintużaw ma' magna tat-tindif ultrasoniku, li hija ta' għajnuna għat-titjib tal-effiċjenza tat-tneħħija u t-tħaxxin taż-żejt tat-trab tad-djamanti, tiffranka l-ħin fil-proċess tat-tneħħija u t-tħaxxin taż-żejt, u tiżgura l-effett tat-tneħħija taż-żejt u t-trab tat-tħaxxin oħxon.
(2) Sensitizzazzjoni u attivazzjoni: il-proċess ta' sensibilizzazzjoni u attivazzjoni huwa l-aktar pass kritiku fil-proċess kollu tal-kisi kimiku, li huwa direttament relatat ma' jekk il-kisi kimiku jistax jitwettaq. Is-sensitizzazzjoni hija li tassorbi sustanzi faċilment ossidizzati fuq il-wiċċ tat-trab tad-djamanti li m'għandux kapaċità awtokatalitika. L-attivazzjoni hija li tassorbi l-ossidazzjoni tal-aċidu ipofosforiku u joni tal-metall katalitikament attivi (bħall-palladju tal-metall) fuq it-tnaqqis tal-partiċelli tan-nikil, sabiex taċċellera r-rata ta' depożizzjoni tal-kisi fuq il-wiċċ tat-trab tad-djamanti.
Ġeneralment, il-ħin tat-trattament tas-sensibilizzazzjoni u l-attivazzjoni huwa qasir wisq, il-formazzjoni tal-punt tal-palladju tal-metall tal-wiċċ tad-djamanti hija inqas, l-assorbiment tal-kisi mhux biżżejjed, is-saff tal-kisi huwa faċli biex jaqa' jew diffiċli biex jifforma kisi sħiħ, u l-ħin tat-trattament huwa twil wisq, jikkawża li l-punt tal-palladju jinħela, għalhekk, l-aħjar ħin għat-trattament tas-sensibilizzazzjoni u l-attivazzjoni huwa 20 ~ 30 minuta.
(3) Kisi kimiku bin-nikil: il-proċess tal-kisi kimiku bin-nikil mhux biss huwa affettwat mill-kompożizzjoni tas-soluzzjoni tal-kisi, iżda wkoll mit-temperatura tas-soluzzjoni tal-kisi u l-valur tal-pH. Fil-kisi kimiku tradizzjonali tan-nikil f'temperatura għolja, it-temperatura ġenerali tkun bejn 80 u 85 ℃, aktar minn 85 ℃ faċli biex tikkawża d-dekompożizzjoni tas-soluzzjoni tal-kisi, u f'temperatura inqas minn 85 ℃, aktar tkun mgħaġġla r-rata ta' reazzjoni. Hekk kif jiżdied il-pH, ir-rata ta' depożizzjoni tal-kisi tiżdied, iżda l-pH jikkawża wkoll li l-formazzjoni tas-sediment tal-melħ tan-nikil tinibixxi r-rata ta' reazzjoni kimika, għalhekk fil-proċess tal-kisi kimiku bin-nikil billi jiġu ottimizzati l-kompożizzjoni u l-proporzjon tas-soluzzjoni tal-kisi kimiku, il-kundizzjonijiet tal-proċess tal-kisi kimiku, jiġu kkontrollati r-rata ta' depożizzjoni tal-kisi kimiku, id-densità tal-kisi, ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-kisi, il-metodu tad-densità tal-kisi, it-trab tad-djamanti tal-kisi biex tissodisfa d-domanda tal-iżvilupp industrijali.
Barra minn hekk, kisi wieħed jista' ma jiksibx il-ħxuna ideali tal-kisi, u jista' jkun hemm bżieżaq, toqob żgħar u difetti oħra, għalhekk jista' jittieħed kisi multiplu biex tittejjeb il-kwalità tal-kisi u tiżdied it-tixrid tat-trab tad-djamanti miksi.
2. nikiljar elettriku
Minħabba l-preżenza tal-fosfru fis-saff tal-kisi wara l-kisi kimiku tan-nikil tad-djamanti, dan iwassal għal konduttività elettrika fqira, li taffettwa l-proċess tat-tagħbija tar-ramel tal-għodda tad-djamanti (il-proċess li bih il-partiċelli tad-djamanti jiġu ffissati fuq il-wiċċ tal-matriċi), għalhekk is-saff tal-kisi mingħajr fosfru jista' jintuża fil-mod tal-kisi tan-nikil. L-operazzjoni speċifika hija li tpoġġi t-trab tad-djamanti fis-soluzzjoni tal-kisi li fiha joni tan-nikil, il-partiċelli tad-djamanti jikkuntattjaw l-elettrodu negattiv tal-qawwa fil-katodu, il-blokka tal-metall tan-nikil mgħaddsa fis-soluzzjoni tal-kisi u konnessa mal-elettrodu pożittiv tal-qawwa biex issir l-anodu, permezz tal-azzjoni elettrolitika, il-joni tan-nikil ħielsa fis-soluzzjoni tal-kisi jitnaqqsu għal atomi fuq il-wiċċ tad-djamanti, u l-atomi jikbru fil-kisi.
01 Kompożizzjoni tas-soluzzjoni tal-kisi
Bħas-soluzzjoni tal-kisi kimiku, is-soluzzjoni tal-electroplating tipprovdi prinċipalment il-joni tal-metall meħtieġa għall-proċess tal-electroplating, u tikkontrolla l-proċess ta' depożizzjoni tan-nikil biex tikseb il-kisi tal-metall meħtieġ. Il-komponenti ewlenin tagħha jinkludu melħ prinċipali, aġent attiv anodiku, aġent buffer, addittivi, eċċ.
(1) Melħ prinċipali: prinċipalment bl-użu ta' sulfat tan-nikil, amino sulfonat tan-nikil, eċċ. Ġeneralment, iktar ma tkun għolja l-konċentrazzjoni tal-melħ prinċipali, iktar ma tkun mgħaġġla d-diffużjoni fis-soluzzjoni tal-kisi, iktar tkun għolja l-effiċjenza tal-kurrent, iktar tkun għolja r-rata ta' depożizzjoni tal-metall, iżda l-qmuħ tal-kisi jsiru oħxon, u iktar ma tonqos il-konċentrazzjoni tal-melħ prinċipali, iktar ikun agħar il-konduttività tal-kisi, u diffiċli biex tiġi kkontrollata.
(2) Aġent attiv tal-anodu: minħabba li l-anodu huwa faċli biex jiġi passivat, faċli biex il-konduttività tkun fqira, u dan jaffettwa l-uniformità tad-distribuzzjoni tal-kurrent, għalhekk huwa meħtieġ li jiżdiedu l-klorur tan-nikil, il-klorur tas-sodju u aġenti oħra bħala attivatur anodiku biex jippromwovu l-attivazzjoni tal-anodu u jtejbu d-densità tal-kurrent tal-passivazzjoni tal-anodu.
(3) Aġent buffer: bħas-soluzzjoni tal-kisi kimiku, l-aġent buffer jista' jżomm l-istabbiltà relattiva tas-soluzzjoni tal-kisi u l-pH tal-katodu, sabiex ikun jista' jvarja fil-medda permessa tal-proċess tal-electroplating. L-aġent buffer komuni jinkludi aċidu boriku, aċidu aċetiku, bikarbonat tas-sodju, eċċ.
(4) Addittivi oħra: skont ir-rekwiżiti tal-kisi, żid ammont korrett ta' aġent li jleqq, aġent li jillivella, aġent li jxarrab u aġent ieħor u addittivi oħra biex ittejjeb il-kwalità tal-kisi.
02 Fluss tan-nikil elettrodepożitat bid-djamanti
1. trattament minn qabel qabel il-kisi: id-djamanti ħafna drabi ma jkunux konduttivi, u jeħtieġ li jiġu miksija b'saff tal-metall permezz ta' proċessi oħra ta' kisi. Il-metodu ta' kisi kimiku ħafna drabi jintuża biex jiġi miksi saff tal-metall minn qabel u jeħxien, għalhekk il-kwalità tal-kisi kimiku taffettwa l-kwalità tas-saff tal-kisi sa ċertu punt. B'mod ġenerali, il-kontenut tal-fosfru fil-kisi wara l-kisi kimiku għandu impatt kbir fuq il-kwalità tal-kisi, u l-kisi b'ħafna fosfru għandu reżistenza għall-korrużjoni relattivament aħjar f'ambjent aċiduż, il-wiċċ tal-kisi għandu aktar nefħa tat-tumur, ħruxija kbira tal-wiċċ u l-ebda proprjetà manjetika; il-kisi b'fosfru medju għandu kemm reżistenza għall-korrużjoni kif ukoll reżistenza għall-użu; il-kisi b'livell baxx ta' fosfru għandu konduttività relattivament aħjar.
Barra minn hekk, iktar ma jkun żgħir id-daqs tal-partiċelli tat-trab tad-djamanti, iktar tkun kbira l-erja tal-wiċċ speċifika. Meta tkun qed tiġi miksija, ikun faċli li titħalla f'wiċċ l-ilma fis-soluzzjoni tal-kisi, u dan jikkawża tnixxija, u l-kisi, u l-fenomenu tas-saff maħlul tal-kisi. Qabel ma tiġi miksija, jeħtieġ li jiġu kkontrollati l-kontenut ta' P u l-kwalità tal-kisi, biex tiġi kkontrollata l-konduttività u d-densità tat-trab tad-djamanti biex tittejjeb il-faċilità li titħalla f'wiċċ l-ilma tat-trab.
2, kisi tan-nikil: bħalissa, il-kisi tat-trab tad-djamanti spiss jadotta l-metodu ta' kisi bir-romblu, jiġifieri, l-ammont korrett ta' soluzzjoni ta' kisi elettrolitiku jiżdied fil-fliexken, ċertu ammont ta' trab tad-djamanti artifiċjali fis-soluzzjoni ta' kisi elettrolitiku, permezz tar-rotazzjoni tal-flixkun, issuq it-trab tad-djamanti fil-fliexken biex jirrombla. Fl-istess ħin, l-elettrodu pożittiv huwa konness mal-blokka tan-nikil, u l-elettrodu negattiv huwa konness mat-trab tad-djamanti artifiċjali. Taħt l-azzjoni tal-kamp elettriku, il-joni tan-nikil ħielsa fis-soluzzjoni tal-kisi jiffurmaw nikil tal-metall fuq il-wiċċ tat-trab tad-djamanti artifiċjali. Madankollu, dan il-metodu għandu l-problemi ta' effiċjenza baxxa tal-kisi u kisi irregolari, għalhekk beda l-metodu tal-elettrodu li jdur.
Il-metodu tal-elettrodu li jdur huwa li ddawwar il-katodu fil-kisi tat-trab tad-djamanti. Dan il-mod jista' jżid iż-żona ta' kuntatt bejn l-elettrodu u l-partiċelli tad-djamanti, iżid il-konduttività uniformi bejn il-partiċelli, itejjeb il-fenomenu irregolari tal-kisi, u jtejjeb l-effiċjenza tal-produzzjoni tal-kisi tan-nikil tad-djamanti.
sommarju qasir
Bħala l-materja prima ewlenija tal-għodod tad-djamanti, il-modifika tal-wiċċ tat-trab mikro tad-djamanti hija mezz importanti biex tissaħħaħ il-forza tal-kontroll tal-matriċi u tittejjeb il-ħajja tas-servizz tal-għodod. Sabiex tittejjeb ir-rata tat-tagħbija tar-ramel tal-għodod tad-djamanti, saff ta' nikil u fosfru ġeneralment jista' jiġi miksi fuq il-wiċċ tat-trab mikro tad-djamanti biex ikollu ċerta konduttività, u mbagħad is-saff tal-kisi jista' jiġi eħxen permezz tal-kisi bin-nikil, u tittejjeb il-konduttività. Madankollu, għandu jiġi nnutat li l-wiċċ tad-djamant innifsu m'għandux ċentru attiv katalitiku, għalhekk jeħtieġ li jiġi ttrattat minn qabel qabel il-kisi kimiku.
dokumentazzjoni ta' referenza:
Liu Han. Studju dwar it-teknoloġija tal-kisi tal-wiċċ u l-kwalità tat-trab mikro tad-djamanti artifiċjali [D]. Istitut tat-Teknoloġija ta' Zhongyuan.
Yang Biao, Yang Jun, u Yuan Guangsheng. Studju dwar il-proċess ta' pretrattament tal-kisi tal-wiċċ tad-djamanti [J]. Standardizzazzjoni tal-ispazju.
Li Jinghua. Riċerka dwar il-modifika tal-wiċċ u l-applikazzjoni ta' mikro-trab tad-djamanti artifiċjali użat għas-serrieq tal-wajer [D]. Istitut tat-Teknoloġija ta' Zhongyuan.
Fang Lili, Zheng Lian, Wu Yanfei, et al. Proċess ta' kisi kimiku bin-nikil fuq wiċċ ta' djamant artifiċjali [J]. Ġurnal tal-IOL.
Dan l-artiklu huwa stampat mill-ġdid fin-netwerk tal-materjal superhard
Ħin tal-posta: 13 ta' Marzu 2025
