文档介绍：电镀技术当前的研究热点问题
一、前言
电镀工业是我国重要的加工行业,据粗略估计,全国现有15000家电镀工厂,年产值约为100亿元人民币。但整个行业无论是装备条件还是技术水平都比较落后。本文是在查阅了大量国内外电镀技术资料的基础上,总结归纳出纳米镀层、磁性镀层、可焊性镀层等10大当前电镀技术热点问题,并对每种技术目前的研究进展做出初略的描述,希望能对我国电镀技术的发展起到一定的参考或指导作用。
当前电镀技术的几大热点
纳米镀层
纳米镀涉及到纳米晶、纳米多层膜、纳米复合镀、纳米阵列、纳米线等技术,给电镀技术、电镀产品质量提供了一个新的领域、新的境界。纳米晶即将镀层晶粒尺寸控制在纳米尺寸,所得镀层性能会改变。例如镀镍层,晶粒尺寸在100nm时硬度为150 HV,但在10nm时为650 HV,镍的其它性能在晶粒为纳米尺寸时也改变很多。又例如:铜在纳米晶尺寸时,便有良好的蚀刻性能,可制成细线条,小间隙,而且不会侧蚀,线条尖锐。Ni-W合金晶粒在8nm时镀层为非晶态,硬度可高达1 350 HV,可以代替硬铬。一般情况下纳米晶都可以提高硬度、耐磨和抗蚀。有时还涉及到磁性及其它功能的改变。我国对纳米镀层的研究已经取得初步的进展。2005年,来自河南科技学院和华南理工大学的亓新华等人研究证明纳米微粒的加入能显著提高复合镀层的性能,并能节省材料,减少污染,因而纳米复合电镀技术的研究与应用有广阔的发展前景。但由于人们对纳米材料认识的局限及复合电镀工艺研究的不完善,纳米复合电镀技术的研究才刚刚开始。纳米微粒与金属微粒的共沉积机理、纳米微粒在镀液中的稳定与分散、如何提高纳米微粒在复合镀层中的共析量和纳米微粒在镀层中的行为与镀层性能的关系等问题都有待于人们进一步深入研究。2003年,来自广州市二轻工业科学技术研究所和华南理工大学的彭元芳等人将纳米α-Al2O3浆料ABN加入基础镀镍液中进行电沉积,获得了Ni-α-Al2O3纳米复合镀层,并对其工艺条件进行了较详细的研究。结果表明:随着镀液中纳米粉体含量的增加,沉积速率减小,而共析量和耐蚀性都是先增加,达到最大值后下降;随着电流密度的增加,沉积速率和耐蚀性增加,而共析量先增加后下降;随着搅拌强度的增大,3个测定量都是先增加后降低;随着pH值的增大,3个测定量都是先增大,然后达到一定值后几乎保持不变;电镀时间对沉积速度与共析量的影响不明显。确定了适宜的工艺范围:纳米粉体浓度为25
~30 g/L,电镀时间为10~15 min,电流密度为3~4 A/dm2,~,~ m3/h,电镀温度为45~55℃。
磁性镀层
磁性镀层是目前世界各发达国家最重视的一个热点。磁性镀层的专利每年发表声称150篇左右,世界各著名电子公司都投入研究力量。如日本Sony、Toshiba、NEC、Sharp、Hitachi、Fu jisu;美国IBM、Nano science、W stern Digital Corp;missi-nat &Energy Atomique;台湾Trace Storage Tech-nical Cor磁记录密度自1957年的3Bits/mm2,到1998年已超过106Bits/mm2。×109Bits/mm2。磁性镀层技术最大的突破是发现了纳米多层膜的巨磁阻效应(GMR),巨磁阻效应和磁各向异性磁阻效应(AMR)的机理是完全不同的,为此突破了Co和Co合金磁阻介质的局限性。采用一层磁性纳米层、一层非磁性纳米层-纳米多层膜为人们提供了宽广和优质的磁性镀层。随着计算机的飞速发展,促进了磁记录材料的快速进步。磁记录是利用磁性材料的磁性将各种信息进行记录的技术。磁记录技术中的磁性材料均是铁磁材料,常见的是Fe,Co,Ni及其合金。近几年来,磁记录介质工艺得到了不断完善和改进。磁记录介质的磁记录密度随时间成指数函数增加,而记录设备的容量/价格比,则逐年成倍降低。最初的磁记录密度仅为3 bits/mm2,而现在记录密度数量级为105的磁记录介质已大量应用,预计2001年可超过106 bits/mm2,利用非晶态Ni-P,Ni-Cu-P等合金的磁性,已广泛用于磁盘打底,还可利用某些非晶态合金的磁性,应用于磁记录和磁头的磁性材料,如Co-Ni、Co-P、Co-Ni-P等合金。矫顽力>80 A/cm适于作磁记录材料。而Ni-Fe20%等合金,其矫顽力8 A/cm,可以作磁头类的磁性材料。目前的磁记录不仅可以记录声音和其它模拟信号,还可记录数据信息。为了提高磁记录密度和改善磁记录质量,近几年人们对垂直磁记录的开发和应用进行了大量研究,如Co-W-P、Co-Ni-P、Co-Ni-Mn-P和Co-Ni-Re-P等合金镀层进行了广泛研究。研究的垂直磁性材料主