功率—超声波

功率超声-超声波电镀

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  超声波声波化学镀的特点、超声波在化学镀中的作用机理以及超声波对化学镀的沉积速度、镀层性能等方面的影响。

    第二次世界大战期间,首次进行了化学镀实验后,化学镀作为一项工业应用技术已经有很长一段历史了。化学镀层应用于金属材料表面改性处理有独特的优点,引起了表面处理工作者的极大兴趣。据报道,只要预处理适当,几乎所有金属材料都能镀覆结合力良好的化学镀层。近年来,化学镀作为一项表面处理手段越来越显示出重要的作用。化学镀的不断发展,归结于该技术具有良好的工艺性、镀层独特的物理、化学和机械性能。降低镀液温度、进一步改善性能或使材料的表面功能化是化学镀的发展趋势。

     传统化学镀工艺的能量输入主要为水浴加热,人们为了能够使化学镀的沉积速度更快,施镀温度更低,镀层性能更优,采用了多种能量输入方式,如在化学镀中加入超声波或电脉冲,或者在室温下,利用激光束的照射使镀液局部升温达到化学镀的引发温度,可实现光照区化学镀,镀速可提高几个数量级,而且镀层性能明显改善。其中,超声波辅助化学镀研究得较为广泛,取得的成果也较为显著。随着超声波在化学领域及其它材料表面处理技术中的成功应用,作为一种特殊的能量输入形式,越来越引起各国研究人员的重视。文中阐述了超声波化学镀的特点、超声波在化学镀中的作用机理以及超声波对化学镀的沉积速度、镀层性能等方面的影响,总结了国内外在超声波化学镀方面的研究进展。

超声波化学镀作用机理

    当我们强调超声空化是声化学反应主动力的时候,还必须要注意到超声波的机械效应(如传声媒质的质点振动位移、速度、加速度及声压等力学量)和热效应(声波在传播过程中期部分能量被媒质吸收变成热能)对化学反应的贡献,在超声波化学镀中,主要是利用超声波的超声空化和它的热效应。

     超声波应用于化学镀的作用机理主要有以下两种观点:一种观点认为超声波导致镀液与基体的界面处形成空化作用影响了化学反应:

H2O[H]ads+[HO]ads (1)

Ni+2[H]adsNi+2+H+ (2)

U2PO2-+[H]asdH2O+OH-+P (3)  

   由于超声波的作用形成了活化态氢原子,有利于提高反应的还原性能和镍或其它金属离子的沉积速度,从而实现在不影响沉积速度的前提下降低工作温度。另一种观点认为超声波对镀液的空化作用,可使气泡进一步生成和扩大,然后,突然破灭,在这急速的气泡崩溃期间,产生瞬间高温,增强了分子碰撞,增加了活化分子数目,加速了镍的沉积速度。

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