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2024年06期
镀覆技术

镍-钴-氧化铝复合电刷镀工艺及其性能

蔡铭泽;喻世臣;朱平;黄宁;王宏锋;沈长斌;徐常恩;黄诗铭;

[目的]研究不同工艺参数和Al_2O_3纳米颗粒用量对45钢表面复合电刷镀Ni–Co–Al_2O_3的影响,提升45钢的耐磨性。[方法]通过扫描电子显微镜观察不同条件下所得镀层的表面形貌及截面形貌,以确定合适的工艺参数。再在此基础上研究了Al_2O_3纳米颗粒质量浓度对Ni–Co–Al_2O_3复合镀层显微硬度和耐磨性的影响,结合磨损形貌观察和元素组成分析,探讨了复合镀层的磨损机理。[结果]复合电刷镀的较佳工艺参数为:电压10 V,温度40~50℃,镀笔速率6~8 m/min。镀液中Al_2O_3纳米颗粒的质量浓度为20 g/L时,Ni–Co–Al_2O_3复合镀层的显微硬度最高(约为850 HV),耐磨性最好。Ni–Co–Al_2O_3复合镀层的磨损机理以疲劳磨损为主,并伴随轻微的粘着磨损。[结论]通过电刷镀技术可在45钢表面获得高硬度、耐磨损的Ni–Co–Al_2O_3复合镀层。

2024 年 06 期 v.43;No.456 ; 国家自然科学基金(51605070);; 辽宁省教育厅科技项目(LJKMZ20220861)
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电子技术

印制电路板盲孔填充电镀铜添加剂的研究进展

何念;连纯燕;潘炎明;王健;冯朝辉;段小龙;

[目的]电子产品日益追求轻量化和微型化,这促使印制电路板(PCB)制造向更高精度、更高密度及更小孔径的方向发展。盲孔电镀填充是PCB制造的关键工艺之一。在酸性电镀铜溶液中添加抑制剂、光亮剂、整平剂等添加剂,可借助它们之间的协同效应来实现盲孔的超等角填充。[方法]综述了电镀铜抑制剂、光亮剂和整平剂的研究现状,探讨了它们的作用机制与协同效应,展望了未来的研究方向。[结果]使用适当的添加剂可实现盲孔“自下而上”的超等角填充。[结论]加强电镀铜添加剂的研究和开发可为PCB产业的持续发展提供有力的技术支撑。

2024 年 06 期 v.43;No.456 ;
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铜-锌合金电沉积及脱合金化法制备多孔铜箔

郭翡翔;杨斌;凌羽;宋克兴;卢伟伟;安茂忠;戎万;孙梁;

[目的]纳米多孔铜由于其开放的多孔结构、较高的比表面积、较低的密度等独特的理化性能,在储能、催化剂、传感器等领域有巨大的应用潜力。为了解决金属锂作为锂离子电池负极材料时存在的锂枝晶及安全问题,采用脱合金化法制备多孔铜箔成为近年来的研究热点。[方法]先以钛板为基体电沉积铜箔基底,接着电沉积Cu–Zn合金,再脱合金化处理得到多孔铜箔。重点研究了工艺参数对Cu–Zn合金镀层形貌、结构和性能的影响。[结果] Cu–Zn合金电沉积的较优工艺条件为:电流密度1.0 A/dm~2,温度40°C,时间20 min。该条件下所得Cu–Zn合金镀层表面平整、结构均匀、形成单一合金相,经脱合金化处理后Zn元素的去除率为70.6%。[结论]采用电沉积+脱合金化的方法有望制得孔径均匀的多孔铜箔,但会产生裂纹,有待进一步研究和改善。

2024 年 06 期 v.43;No.456 ; 国家重点研发计划项目(2021YFB3400800);; 河南省科技攻关项目(232102230050)
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表面技术

C/SiC复合材料表面SiC过渡层的包埋法制备与性能

赵泽;马壮;高丽红;

[目的]碳/碳化硅(C/SiC)复合材料是航空航天领域最有发展前景的高温热防护结构材料之一,但其表面由于制备过程中化学气相渗透而造成粗糙度低、与涂层间结合强度差的问题有待解决。[方法]以Si粉、C粉和少量Al_2O_3粉为原料,通过包埋法在C/SiC基体表面制备了SiC涂层。[结果]该涂层与基体之间具有较好的化学亲和性,热膨胀系数匹配度高,表面状态改善情况好。SiC涂层的表面粗糙度(Ra)相较于C/SiC基体实现了从1.732μm到5.531μm超2倍的提升,且涂层与基体结合良好,平均抗拉结合强度达到了4.946 MPa。[结论]该方法处理后的C/SiC复合材料满足了后续制备功能化涂层的要求。

2024 年 06 期 v.43;No.456 ;
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低合金钢激光淬火表面强化处理层与渗碳处理层的性能比较

余总昌;苏晓龙;胡中辉;王龙;王斌;李阳阳;张永伟;王延涛;典叶昆;

[目的]高压电气机构产品的传动类零部件广泛使用20Cr Mn Mo低合金钢制造。为使该材料达到产品使用性能要求,需要进行气体渗碳、淬火、回火及驱氢处理,存在工序繁多、生产周期长、效率低,有害气体排放量高等问题。[方法]以42CrMo低合金钢为基体,进行激光淬火表面强化处理。对比了42CrMo淬硬层与20Cr MnMo渗碳层的有效深度、显微硬度、组织结构、耐磨性和冲击功。[结果]经过激光淬火表面强化处理的42CrMo钢具有略优于渗碳20CrMnMo钢的综合性能。[结论]激光淬火表面强化处理技术有望替代20CrMnMo的传统处理工艺。

2024 年 06 期 v.43;No.456 ; 铝合金筒体、导体类核心零部件和机构用轴销类关键件绿色减排工艺研究(机械制造)(PGKJ2023-017)
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Co–Pt改性铝化物涂层的氧化行为

张胜宝;德先龙;邓鹏;尹斌;邓春明;

[目的]铝化物涂层的抗氧化性能及高温服役性能亟待提高。[方法]采用电镀和高温气相渗铝的方法,在镍基单晶高温合金表面制备了Co改性铝化物(NiCoAl)涂层、Pt改性铝化物(NiPtAl)涂层和Co/Pt共改性铝化物(NiCoPtAl)涂层,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)研究了3种涂层在1 100℃下恒温氧化过程中的氧化行为及组织结构演变,探究Co的添加对铝化物涂层抗氧化性能及涂层/基体界面组织结构演变的影响。[结果]恒温氧化300 h后,NiCoAl涂层表现出最差的抗氧化性能,NiCoPtAl涂层和NiPtAl涂层的抗氧化性能则更优,它们的单位面积质量依次增大了0.426 26、0.342 53和0.296 01 mg/cm~2。NiCoPtAl涂层试样互扩散区和二次反应区中的析出相较其他两种涂层少。[结论]适量Co的添加对铝化物涂层表面氧化层的形成有促进作用。在Co和Pt的协同作用下,铝化物涂层/单晶界面组织的稳定性更好。

2024 年 06 期 v.43;No.456 ; 广东特支计划本土创新创业团队(2019BT02C629);; 广州市科学会青年人才支持项目(QT-2023-039);; 广东省科学院新材料研究所专项资金(2023GINMZX-202301020107);; 广东省现代表面工程技术重点实验室资助项目(2023B1212060045)
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