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化學鍍鎳范文1
中圖分類號:TQ153 文獻標識碼:A
1化學鍍鎳的特點
化學鍍鎳為何被各個行業廣泛應用,是由于化學鍍鎳的表面硬度高,耐磨性能好,其中在表面硬度Hv0.1 =550-1100kg/mm2(相當于HRc =55-72)的范圍內任意控制選擇。而且我們在維修機械部件的零件后,其耐磨性能的壽命可以延長3~4倍,有的最高能達到8倍以上;由于其內部強化層的厚度極其均勻 ,以至于在處理部件的時候不受到形狀的限制,所以外形容易變形。所以在處理形狀復雜、精度要求過高的細小的或者大型部件的表面強化處理;還具有一定的抗腐蝕性能,因為它在許多酸、堿、鹽、氨和海水中具有很好的耐蝕性,其耐蝕性比不銹鋼要優越得多;很多表面光潔度亮又高的的部件,在處理后則不需要再為機械拋光和加工,處理后直接裝機使用就行;而且處理后的材料運用的行業更為廣泛,如各種模具合金鋼、不銹鋼、銅、鋁、鋅、鈦、塑料、尼龍、玻璃、橡膠、粉末、木頭等。
2化學鍍鎳的分類
2.1根據化學沉積法分類
從廣義上我們可以根據化學沉積法把化學鍍鎳分為置換鍍、接觸鍍和真正的化學鍍三類。(1)置換鍍:因為鍍層的質量差,厚度有限,所以在實際工業應用上受到很大的限制。所以就需要在離子進行交換或進行電荷交換沉積的時候,一種金屬浸在第二種金屬的金屬鹽溶液中的時候,第一種金屬的表面現象就容易發生局部溶解,而第二種金屬的表面則是自發沉積。在離子進行交換的情況下,基底的金屬本身就是還原劑。因此,分解后的化學鍍沒有真正的結合力的化學鍍那么好。(2)接觸鍍:將鍍金與另一種金屬接觸,并且沉浸在裝有鹽溶液的金屬中,當欲鍍的導電基底表面與比溶液中待沉積的金屬更為活潑的金屬接觸時,便構成接觸沉積。在基底和接觸金屬之間形成了原電池對,其中接觸金屬是陽極,發生溶解,而欲鍍基底起陰極的作用,金屬便沉積到它的上面。此法與電沉積反應相同,所不同的是電流來自化學反應,而不是由外電源提供。但是沒有實用意義,它對在無催化活性基底上引發化學沉積,起到“反應起動劑”的作用上,具有重要意義。(3)真正的化學鍍:從含有還原劑的溶液中沉積金屬。下面我們所提的化學鍍鎳即為此種。
2.2根據鍍液PH值分類分類
我們在化學鍍鎳分類的時候可以根據鍍液PH值分類,還可以按照沉積溫度分類;還有按合金成分分類。而鍍液的PH值可以分為三類即:酸性、中性和堿性。沉積溫度分類為低溫、中溫、高溫三類。按合金成分分為低磷、中磷和高磷三類等。
3 化學鍍鎳的原理
化學鍍鎳是利用鎳鹽溶液在強還原劑遇到次亞磷酸鈉后分解出來的具有催化表面的鍍件上的磷,還能獲得更好的NI-P合金鍍層,而且化學鍍鎳使鎳離子還原成金屬鎳。關于其氧化-還原機理的解釋有許多理論論述。
(1)同樣的反應可以寫成如下離子式2H2PO2-+Ni2++2H2O―2H2PO3-+H2+2H++Ni
(2)或寫成另一形式:Ni2++ H2PO2-+H2O―Ni+ H2PO3-+2H+
(3)所有這些反應都發生在催化活性表面上,需要外界提供能量,即在較高的溫度(60≤T≤95℃)下,除了金屬鎳之外,還形成分子氫。此外,形成的氫離子使鍍液變得更加酸性,同時還生成亞磷酸離子H 2PO3-根據G.古祖才特(G.Gutzeit)的理論,提出了如下的分部反應:H2PO2-+H2O ―H2PO3-+H++2H吸附。
(4)Ni2++2H吸附―Ni+2H+
(5)2H吸附 ―H2
(6)H2PO2-+H ―H2PO3-+H2
(7)H2PO2-+H吸附―H2O+OH-+P
(8)3H2PO2-―H2PO3- + H2O+2OH-+2P
(9)所有上述階段,實際上還有其它一些,在整個還原反應中是同時發生的。速率取決于鍍液成分、PH和溫度以及其他因素。從方程(4),(7)可以看到,除了鎳以外,還形成磷,它與鎳一起形成鍍層成分。因而用次亞磷酸鹽反應形成的化學鍍鎳層實際上是含3-15%磷的鎳磷合金。 同時也可看出上述反應過程包括幾個相互競爭著的氧化還原反應,它們是:Ni2++H2PO2-+H2O ―Ni+H2PO3-+2H+
(8)H2PO2-+H―H2O+OH-+P
(9)H2PO2-+H2O―H2PO3-+H2
這些競爭著的反應表明,如槽液溫度不變,那么PH值高,有助于式(8)反應的進行,即是鎳的還原速度升高,磷的還原速度下降,得到鍍層其磷含量下降;反之,PH值低,有助于式(9)兩反應的進行,即鎳的還原速度下降,磷還原速度升高,析氫量變大。
4化學鍍鎳鍍液
鍍液的組成:化學鍍鎳溶液的組成包括:鎳離子,絡合劑、緩沖劑、加速劑、還原劑、穩定劑、濕潤劑、光亮劑、去應力劑、PH調整劑等。(1)鎳離子:為鍍層金屬的來源,主要有硫酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳、磺酸 鎳等。(2)絡合劑:形成鎳的絡合物或整合物,防止鎳離子濃度過量,從而穩定 溶液,阻止亞磷酸鎳沉淀,還起PH值緩沖作用。如羥基乙酸(乙醇酸)、氨基乙酸、乳酸、羥基丁二酸、檸檬酸、酒 酸及其鹽類。(3)緩沖劑:長期控制PH值,使其穩定。如乙酸、乙酸鈉、硼酸等。(4)加速劑:活化次亞磷酸鹽離子,加速沉積反應的進行。如某些1-和2-羧酸陰離子、氟化物、硼酸鹽等。(5)還原劑:主要有次亞磷酸鈉,硼氫化鈉,二甲基胺硼烷,二乙基胺硼烷,聯氨等。
5小結
化學鍍鎳之所以能在世界上取得可喜可賀的經濟效益,是因為其是獲得非晶態鎳基合金材料最經濟最簡便的方法之一,更是世界各個國家廣泛研究、開發和應用的技術之一。
參考文獻
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化學鍍鎳范文2
關鍵詞 銀銅28焊料;鎳層厚度;鍍鎳方式;流散性
中圖分類號:TG454 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)14-0051-02
Ag系焊料是焊料中使用歷史最長、應用最廣泛的一類焊料。尤其是Ag-Cu共晶(Ag72-Cu28)焊料是目前電真空器件上應用最多的焊料,它的熔點低、沒有結晶間隔、流散性好、所形成的焊縫的導熱性和導電性較好,所以在電真空器件制造上,它的使用量占總焊料量的80%以上。
在電真空器件的釬焊工序中,銀銅焊料的流散性對器件的外觀、氣密性、可靠性等有重要影響。在相同的釬焊制度下,銀銅焊料流散控制適當,焊料鋪展均勻,可以實現結合界面平整,結合緊密,保證器件的氣密性,實現高可靠性;銀銅焊料的流散過度,焊料鋪展面積過大,勢必造成界面結合處虛焊,存在孔洞,從而影響器件的氣密性,導致可靠性失效;銀銅焊料的流散過小,焊料的鋪展面積不夠,焊縫處焊料流散不連續,也會造成可靠性失效。因此銀銅焊料的流散性是釬焊中需要控制的關鍵因素。
銀銅焊料的流散主要由銀銅焊料在材料表面的潤濕性和流淌時間控制,其中后者主要受工藝條件影響,而焊料的潤濕性受多種因素的影響,如零件表面粗糙度、配合公差、表面鎳層狀態等。本文重點研究零件表面鎳層狀態對銀銅焊料流散的
影響。
1 試驗方法和過程
選用厚度0.25 mm的4J42金屬板材,分別采用電鍍鎳和化學鍍鎳進行表面鍍覆,電鍍鎳為A組,化學鍍鎳為B組,鎳層厚度控制在0.6 mm~2.1 mm之間,焊料的流散性采用焊料在金屬底材上的鋪展面積進行表征。
對兩組試樣采用X-射線熒光測厚儀進行鎳層測試,鎳層厚度測試結果如表1所示。
通過圖像處理軟件換算出焊料的鋪展面積,結果如表2和圖2所示。
從表2和圖2的結果可以看出:在相同的釬焊制度下,銀銅焊料在電鍍鎳上的鋪展面積大于化學鍍鎳,說明銀銅焊料在電鍍鎳上的流散性優于化學鍍鎳;同時若零件表面均采用電鍍鎳進行表面涂覆,銀銅焊料的鋪展面積隨著鎳層厚度的增加,出現先增加再減小的變化規律。
2 試驗結果與分析
2.1 鍍鎳方式對焊料流散的影響
a區域基本為釬焊前焊料擺放的區域。該區域為焊料的初始熔融區域,在該階段焊料開始融化變成液態,液態焊料的接觸角減小而沿著固-液界面快速向外流淌,這一階段的鋪展動力是焊料自身熔融所提供的表面張力。
b區域在a區邊緣圈。此階段為由焊料自身的高溫熔融階段向焊料中的Cu與Ni層互溶反應的過渡區域。B組試樣在此區域的凸起較為明顯。
c區域為焊料鋪展的最邊緣區域。在該區域,焊料中的Cu與底板材料鍍覆的Ni無限共溶而打破界面能平衡的反應流淌階段,此階段焊料流散的驅動力是Ni-Cu的共溶化學反應所提供。該區域焊料的潤濕角較a、b區域小。
電鍍鎳A組試樣和化學鍍鎳B組試樣的鋪展面積在a、b區域差別不大,其鋪展面積不同主要是其c區域差異造成。焊料在電鍍鎳c區域鋪展面積明顯大于化學鍍鎳,從而造成A組焊料的鋪展面積比B組的鋪展面積大。
采用電鍍鎳后零件表面主要為Ni的單質,基本無其他成分,面心立方晶體結構的Ni均有很好的催化作用,可以和Cu無限共溶,其反應為焊料的流散提供了動力,加劇了焊料的快速流散。而采用化學鍍鎳(Ni-P)鎳層主要為NiP2合金,Ni-P合金的存在降低了Cu與Ni無限共溶化學反應,相應減弱了c區域焊料鋪展的驅動力。因此在相同的釬焊制度下,銀銅焊料在電鍍鎳上的鋪展面積大于化學鍍鎳。
2.2 鎳層厚度對焊料流散性的影響
從表2中可以看出,采用電鍍鎳方式,在本試驗所采集的鎳層厚度在0.6 mm~2.1 mm的范圍內,隨著鎳層厚度的增加,焊料的鋪展面積并不是也相應增加,而是先逐漸升高,在一定的厚度值后再逐漸降低。
焊料在電鍍鎳上的流散動力來自兩個方面:一方面,由于表面張力的作用,焊料熔融在鎳層表面鋪展潤濕;另一方面,Ni與焊料中的Cu能夠無限互溶為焊料的流散提供動力。
在鎳層厚度增加的初期,隨著鎳層厚度的增加,Ni的表面含量增加,Ni與焊料中的Cu的無限互溶反應充分,其為焊料流散提供的驅動力增加,因此焊料的流散面積逐漸增加。而隨著鎳層厚度增加到一定的程度后,由Ag-Cu二元合金局部相圖(圖4)可以看出,當加熱溫度達到共晶溫度以上的A點時,AgCu28共晶焊料開始熔化,這時會有少量的鎳溶解,在接觸界面形成(Cu,Ni)相,它的生長是依靠銅由液相向界面的擴散進行的,其結果使液態焊料中的銅減小,液相的成分由A點向B點移動,在B點開始出現富Ag的α相,隨著(Cu, Ni)相不斷地形成,液相中的銅繼續減小,成分移至C點(凝固點),液態焊料都轉變點成固態的α相,發生了所謂的等溫凝固。在該溫度點雖然在共晶溫度以上,但液態焊料卻不繼續流散發生了凝固。隨著鎳層厚度的增加,由A點向C點轉變的速度相應加大,即到達等溫凝固的時間縮短,因此在隨著鍍鎳層厚度的增加焊料的鋪展面積反而有所下降。
3 結束語
1)在相同的釬焊制度下,鍍鎳層厚度相近時,銀銅28焊料在電鍍鎳層上的流散性優于化學鍍鎳層。
2)在相同的釬焊制度下,采用電鍍鎳涂覆,隨著鎳層厚度的增加,焊料的流散性先增加再逐漸降低。
在電真空器件的釬焊中,根據零件具體狀態和產品要求,選擇合適的鍍鎳方式和鎳層厚度,以滿足實際生產需求。
參考文獻
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化學鍍鎳范文3
摘 要:PCB工業廢水是電子行業廢水的主要類別之一,對環境造成了巨大的污染,因此有必要對其產生的廢水進行有效處理。本文以線路板含鎳廢水的處理為研究對象,分析總結了線路板含鎳廢水處理工藝現狀以及其優缺點,并結合工程實例,驗證了膜系統處理法的可行性和可靠性,對此類廢水處理具有積極意義。
關鍵詞:PCB線路板;含鎳廢水;處理;控制參數
引言
PCB( Printed Circuit Board),中文名稱為印制電路板,又稱印刷線路板,是重要的電子部件,具有可高密度化、高可靠性、可組裝性、以及可維護性等獨特優點,得到越來越廣泛地應用。但是,由于線路板的制作工藝比較復雜,工序繁多,導致其廢水排放量大,廢水中污染物種類多、成分復雜,處理難度大,對水生態環境和人類健康危害嚴重。因此,為了能夠有效地提升線路板廢水處理的效率,對其廢水處理工藝進行全面的研究十分關鍵?;诖?,本文就主要對線路板含鎳廢水的處理工藝進行研究。
1 背景
如今,隨著環境問題的日益嚴峻以及新的排放標準的貫徹實施,在污水處理的難度上有了明顯的增加,舊有的處理工藝已經無法連續、穩定的滿足嚴苛的排放要求,促使了新工藝的研發與嘗試。線路板生產作為電子工業非常重要的一個環節,在軍民用領域都已得到了長足的發展和運用,與我們的生活息息相關。
線路板的制作工藝比較復雜,工序繁多,尤其是對于多層板、HDI板、軟硬結合板等技術含量較高的生產工藝,其廢水種類繁多,性質不一,需要分類、分質、分流處理。在GB21900―2008《電鍍污染物排放標準》實施后,將線路板企業的廢水排放也納入到該標準中執行,尤其對于環境敏感地區及無環境容量的地區,需執行最嚴格的“表3”標準。以線路板廢水典型的一類污染物含鎳廢水為例,新標準實施前的要求是1.0mg/L,而電鍍表3標準要求是0.1mg/L,是一個非常大的提高,對該廢水的處理也增加了一定的難度。
本文以線路板含鎳廢水的處理為對象,重點介紹處理工藝的研究與創新,以及多年來的實踐運行情況,證明該處理工藝是成熟的、穩定的,較之其他工藝具有明顯的先進性。
2 處理工藝介紹
線路板鍍鎳工序一般分為電鍍鎳和化學鍍鎳,電鍍鎳的工序在線路板企業中所占的比例不高,尤其是對于一些產品品質較高的企業,一般都采用化學鍍鎳;另外,電鍍鎳廢水和化學鍍鎳廢水在處理的工藝及難度上也是有較大區別的,化學鍍鎳廢水成份更復雜,更難處理得多,本文所指含鎳廢水,均指化學鍍鎳廢水。
對于含鎳廢水的處理,目前常用的工藝有:化學沉淀法、離子交換法、膜系統處理法。
2.1 化學沉淀法
工藝說明:含鎳廢水在調節池經過水質水量均衡后,進入PH調整池,將PH值調整在3~4,然后進入氧化池,加入Fenton氧化試劑,將廢水中的次亞磷酸鹽氧化為正磷酸鹽,同時進行破絡反應,然后廢水在堿化池加入液堿或石灰水,生成Ni(OH)2沉淀及磷酸鈣沉淀物,通過加入高分子絮凝劑使顆粒物聚集變大以便在沉淀池進行固液分離,上清液中和后進入砂濾罐過濾懸浮物后排放;沉淀污泥進入污泥池濃縮后經過脫水機形成泥餅委外處理。
工藝特點:該工藝為傳統的處理工藝,化學藥劑投加量大,藥劑費用高,工藝流程長,設備多,且處理后出水難以達到目前對鎳、磷等污染指標的嚴苛要求。
2.2 離子交換法
工藝說明:含鎳廢水在調節池經過水質水量均衡后,進入多級離子交換器,通過Na型陽樹脂與Ni2+進行交換而吸附在樹脂上,從而達到去除鎳離子的目的。
工藝特點:該工藝具有工藝簡單、設備少等鮮明的特點,曾在一段時期內被大量企業所采納。但該工藝也具有顯著的缺點:
(1)當樹脂趨向飽和的時候,其交換能力逐漸下降,出水水質也逐漸變差,且無法及時判斷飽和時間;
(2)樹脂需要頻繁更換或再生,其操作費用較高;
(3)再生液、清洗液的處理困難;
(4)樹脂易中毒失效;
2.3 膜系統處理法
由于膜材料、生產工藝的創新,膜在污水處理方面發揮了極大的優勢,隨著購置成本的下降,目前以膜為代表的處理工藝被廣泛的應用,尤其在重金屬廢水處理及回用水處理方面。
工藝說明:含鎳廢水在調節池經過水質水量均衡后,經提升泵提升至一級RO濃縮系統,該系統設有兩級精密過濾器,進行預過濾,去除廢水中較大的懸浮物及顆粒物等,降低懸浮物對RO系統的影響,出水用高壓泵提壓后經過一級RO反滲透系統循環濃縮,分離溶解的無機鹽類污染物,反滲透系統的濃水達到要求后進入三級RO濃縮系統,產水則進入二級RO濃縮系統,再經高壓泵提壓后經過二級RO反滲透系統循環濃縮,確保產水鎳離子濃度達到回用或排放要求,二級RO反滲透系統的濃水回到一級RO濃縮系統,產水則進入回用水箱回用至鍍鎳生產線。三級RO濃縮系統是將一級RO濃縮系統的濃水進行進一步的循環濃縮,產水則進入二級RO濃縮系統,濃液達到要求后進入濃液槽,定期委外回收處理。
工藝特點:
(1)處理過程中無需添加化學藥劑,純物理分離過程,節省大量的藥劑費用;
(2)由于物料分離反滲透膜具有獨特的元件結構,對溶質和水進行分離,處理效果穩定并且完全滿足嚴苛的排放要求;
(3)出水可以直接回用到鍍鎳生產線,節約水資源;
(4)濃縮液具有貴重金屬回收價值,實現重金屬資源回收;
(5)濃縮倍數高,濃液量在2%~1%甚至更低;
(6)操作簡便,自動化程度高,減輕勞動強度;
(7)系統設備集成化,便于運行管理,且可隨生產線一并設置,實現在線連續回收處理;
3 工程實例運行介紹
3.1 項目背景
某線路板廠,廢水總量為3300m3/d,其中含鎳廢水100m3/d。含鎳處理設施于2012年6月建成并投入運行,采用膜系統處理法,至今已連續穩定運行30個月。
3.2 原水水質情況
注:按20h/d運行設計
3.3主要運行控制參數及系統配置
(1)一級RO濃縮系統。
表3-1 運行控制參數
表3-2 系統配置
(2)二級RO濃縮系統。
表3-3 \行控制參數
表3-4 系統配置
(3)三級RO濃縮系統。
表3-5 運行控制參數
表3-6 系統配置
4 結論
綜上所述,線路板廢水處理工藝選擇十分關鍵,其能夠有效地提升廢水處理的效率。本文主要研究了膜處理工藝在某線路板廠含鎳廢水處理中的實際運用情況,經過兩年以上的運行結果表明,采用膜法來處理含鎳廢水取得了成功的運用。該工藝具有出水水質好、運行穩定并且可高比例回收廢水等特點,濃縮倍數可達50倍以上,無需添加化學藥劑,大大節約了運行成本,降低了環境風險,值得廣泛推廣與應用。但在今后的實踐中,還需要加強該技術的研究與探索,提高系統的設計水準以及運行管理,真正發揮膜的優異性能,為PCB企業的健康發展作出貢獻。
參考文獻:
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化學鍍鎳范文4
1、取含鎳廢水,測定鎳離子濃度。
2、加入高效重捕劑進行螯合反應,反應30分鐘。
3、加入聚合氯化鋁PAC進行混凝反應。
4、加入聚丙烯酰胺PAM進行絮凝反應。
化學鍍鎳范文5
關鍵詞:ABS 電鍍 表面預處理 粗化工藝
一、前言
ABS相對于PS在耐沖擊強度、抗張力、彈性率等方面均有明顯改善,且無負荷時熱變形溫度高,線脹系數小,因而加工成型后收縮小、吸水率低,適合制作精密的結構制品,在工業領域特別是電子儀器儀表等產業中獲得好評。而使ABS塑料的應用進一步擴大的最主要原因,就是它是最先開發出來具有工業化電鍍加工性能的工程塑料,并且至今仍然是最適合電鍍的工程塑料。
小家電、潔具領域塑料電鍍因考慮成本及實際使用情況多采用通用ABS而非專業電鍍級ABS材料,因此如何通過改進現有通用ABS現有配方及向客戶提供合適的電鍍工藝指導成為提高產品在該領域占有率的一個重要手段。
二、電鍍前處理工藝介紹
塑料制品一般為非導電體材料,在鍍前必須進行一系列的預處理,使其表面金屬化,成為導體,才能進行電鍍。塑料電鍍質量優劣的關鍵是嚴格掌握鍍前處理。同時不同配方ABS對鍍層質量的影響也主要在前處理階段體現。
1.化學除油
清除塑料制品表面油脂的目的,是有利于下一道粗化處理時能夠被溶液所潤濕,使其表面得到均勻的粗化層,以提高表面與金屬的結合力。
塑料制品化學除油,通常采用有機溶劑或者熱堿溶液或者酸性溶液。ABS塑料制品的化學除油,一般多采用熱堿溶液,處理過程中應控制溫度為50-55℃。溫度過高會引起制品變形。許多中小電鍍廠均將除油此步驟與后段粗化合并以進一步節約成本。
2.粗化
塑料制品表面粗化的目的,是改善其表面憎水性質。經過粗化處理后的塑料表面,將呈現微觀粗糙狀態,從而增強了親水性,這樣能保證鍍層具有良好的結合力。ABS塑料表面的粗化方法,最常見的是鉻酸-硫酸溶液處理。
3.中和處理
中和處理一般是利用堿溶液或酸溶液來清除制品表面殘留的粗化液。此外。還要將鉻酸進行還原,防止有害殘留物質污染敏化溶液和活化溶液。
4.活化處理
現潔具電鍍多采用化學鎳,一般除了化學鍍銀可在敏化后直接進行外,其他化學鍍都需要進行活化處理。活化處理后的塑料表面將吸附一層有活性的金屬微粒,能使化學鍍正常進行。現通常使用一步活化法進行化學鍍鎳。也就是采用膠體鈀法一步活化。并且由于表面活性劑技術的進步,在商業化活化劑中,金屬鈀的含量已經大大降低,0.1g/L的鈀鹽就可以起到活化作用。
5.解膠處理
應用膠體鈀活化的塑料表面,因吸附的是膠體鈀微粒,其本身沒有催化活性,所以還必須用酸溶液或堿溶液進行解膠處理。
三、影響鍍層結合力的因素
鍍層結合力檢測標準主要是劃格法測剝離力。
1.ABS塑料組成結構的影響
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚得到的聚合塑料。其名稱代號ABS正是這三種單體英文名的第一個字母的組合。
在這個共聚體中,A成份和S成份構成骨架,而B成份也就是丁二烯是以極細微的球狀分散在這個架構中。這種結構使得ABS塑料具有一定硬度、韌性和強度,且收縮性小。
根據鍍層物理結合力理論,鍍層與塑件的結合力直接跟粗化后表面形成的微孔數量及孔徑有關。通過實驗得出粗化后微孔數量除了與粗化工藝有關外,同時與ABS材料中丁二烯含量及丙烯腈含量存在正比關系。見表3-1
表3-1
圖4-4 產品A EDS結果 圖4-5產品B EDS結果
2.成型條件的影響
丁二烯既然是分散在ABS本體中的,那么在成型過程中就會受到成型條件的影響。并將因成型條件的不同而呈現出不同的形狀,比如是球形或者扁平狀,也可能是流體狀等,其每個球形的粒徑大小也不可能是完全一致的。
使用電子顯微鏡可以觀察到表面上平均直徑在1μm以下的凹孔。根據機械結合力理論,孔部的剖面呈球形最好,這時的結合力是最高的。
材料流動性差異導致熔融塑料在充模過程中其內部橡膠顆粒產生不同的形變。流動性低的產品橡膠顆粒形變大,相應產品冷卻后內應力大,鍍層結合力下降。
四、不同公司通用ABS粗化效果及鍍層測試對比
1.粗化效果對比
通過使用相同的粗化工藝,對產品A、產品B、產品C進行對比。在橡膠含量相近的產品A、產品B的粗化后電鏡照片中我們可以看出兩者的微孔數量較接近,而與產品C(橡膠含量高)相比較少。從而驗證相同級別的產品A與產品B粗化效果無差別,同時從實際觀察角度驗證提高橡膠含量能提高粗化效果。
2.化學鎳層厚度對比
實驗使用同槽同時化學鍍鎳,對鎳層的厚度進行對比,進而宏觀上反映出不同材料的電鍍前處理效果。結果表明鍍層厚度與粗化效果相一致,粗化效果越好,化學鎳層越厚。
實驗采用X-射線能譜元素分析(EDS),通過相同照射面積、相同深度鎳元素出峰面積與C元素出峰面積對比后,宏觀表征各照射點上鎳層含量的多少。
五、結論
合理的粗化工藝不但能節省藥劑、電力及時間,而且能為后續電鍍創造更有利的條件。
得到的制品質量也有保證。通過一系列的實驗我們得出了通用ABS較好的粗化工藝,同時通過對主流同級別ABS進行鍍層分析,得出該級別原料在電鍍性能上并無明顯的差異。
通過上述的研究及對比,為廣大使用通用ABS材料電鍍的企業選擇ABS提供了實際的依據,在石油價格上漲帶來的塑料原料購買價格同步上漲的大環境中對ABS供應商有了更多的選擇。同時也證明了我公司產品的品質,提高了市場競爭力。
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化學鍍鎳范文6
關鍵詞:納米氧化物;微乳液;均勻沉淀;耦合
中圖分類號:TB383 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)11-0172-02
納米粉體的粒徑、粒徑分布及其他物理化學性質主要由制備工藝決定。近年來,對納米氧化鋅的制備工藝有良多,好比固相合成、激光氣相沉積、噴霧熱解等??疾熘苽淝疤釋Ξa物均勻粒徑以及粒徑分布的影響,并研究微波參與對產物的粒徑、分布和晶體結構的作用。
納米氧化鋅粉體無毒、表面積大、張力大、非遷移、磁性強,而且原料很輕易獲得。微乳液和平均沉淀耦正當同時具有微乳液法和平均沉淀法的長處,且操縱簡樸,設備數目少,不僅能得到具有較窄粒徑分布的納米粒子,還能對粒子的粒徑進行剪裁。
因為二氧化鈰具有寬帶強吸收不吸收可見光的優異機能,若在二氧化硅中如果少量的納米二氧化鈰,則能使玻璃具有防紫外線的功能,且仍舊具備透光的功能;若在催化劑中如果納米二氧化鈰的粉末,能夠顯著地降低催化劑的積碳程度,延長使用壽命。本文采用微乳液融合均勻沉淀方法,微波輻射的條件下進行納米氧化物制造。在耐磨橡膠、陶瓷、玻璃、催化劑和雷達吸波材料制造領域得到廣泛的應用。
1 傳統加熱條件下的納米氧化物制備
1.1 試驗方法
在常溫條件下把一定量的正乙醇和表面活性劑融于65 ml的C7H16中,同時準備好8 ml的乙二酸二甲酯以及硝酸鋅的融合性試劑,將試劑進行充分混合直至變成透明,此時為微乳液狀態。將次混合性微乳液加熱至45 ℃反應3 h后,進行壓力釋放、蒸餾獲得H2O和C7H16;然后采取以下清洗步驟:
①用酒精水洗沉淀3次。
②用去掉離子后的H2O清洗沉淀3次。
③在50 ℃的真空環境下干燥3 h。
④干燥后形成白色乙二酸鈰固體。
⑤將固體置于空氣中焙燒1 h,即得到納米粉體。
1.2 反應機理
用均勻沉淀法制備成HC2O4的關鍵步驟是:把乙二酸二甲酯以及NO3-在室溫環境下在H2O中溶解,獲得混沌溶劑。由于乙二酸二甲酯水解在室溫下具有較長的誘導期,造成溶液中乙二酸濃度很低,因而能令乙二酸二甲酯和NO3-充分混合,但不會沉淀產生HC2O4。當加熱混沌溶劑至45 ℃時,可以極大縮短乙二酸二甲酯水解的誘導期,乙二酸以及乙二酸根離子在溶液中平均地分布,從本質上降低了沉淀劑的濃度。如果混沌溶劑的過飽和HC2O4粒子的粒徑分布較窄,但由于難以限制晶粒的生長程度和團聚作用,用一般的均勻沉淀法控制HC2O4的顆粒的直徑是很困難的。
當微乳液的水核溫度上升到一定程度時,乙二酸二甲酯的水解速率加快,出產乙二酸和甲醇,因為乙二酸的解離常數較大,而水核中的乙二酸濃度較低,因而乙二酸電離出產乙二酸根粒子;當水核溶液的過飽和度超過一定限度時,水核中就產生HC2O4晶核。微乳液與平均沉淀耦正當以微乳液的水核作為乙二酸二甲酯和NO3-平均沉淀的微反應器。
即使生成的HC2O4的顆粒直徑在長時間的團聚作用下變大,但粒徑表面可以被包裹在水核界面中,當HC2O4顆粒長大到水核的作用范圍時,起到了穩定和控制其進一步變大的作用;
所以,微乳液與平均沉淀耦正當利于控制合成具有一定粒徑和粒徑分布的納米粒子。另一方面,因為不需要將微乳液、一般溶液、固體甚至氣體的進行混合制備,避免了濃度梯度對反應物造成影響。
微乳液水核中的反應式為:
C2O4(CH3)2+H2OC2O4H2+CH3OH
C2O4H2C2O42-+H-
C2O42-+Ce3-Ce2(C2O4)3
或者:C2O42-+Zn3-ZnC2O4
由以上分析可知,在微乳液和均勻沉淀耦合法制備納米粒子的過程中,反應物是一次加入的,但是當加熱微乳液時,在水核中依次發生了三個反應,生產HC2O4沉淀。所以,微乳液和均勻沉淀耦合發的工藝特點很簡單、操作方便。
反應結束后分離出HC2O4晶體,經減壓、干燥、烘烤獲得CeO2以及ZnO納米晶體。所以在整個制備工藝過程中,納米晶粒其實是融合沉淀溶劑在干、濕環境下反應的產物:
Ce2(C2O4)3·10H2OCe2(C2O4)3
ZnC2O4·2H2OZnC2O4
Ce2(C2O4)3CeO2
ZnC2O4ZnO
2 基于微波加熱的微乳液和均勻沉淀偶合法的納米
氧化物制備
微波的頻率是在0.3~300 GHz之間的電磁波,若某種物質在微波環境下收到輻射,其分子之間的結構會極化(電子、原子極化、偶極轉向),其中,偶極轉向極化可用于加熱物質。微乳液的連續相本身并不吸收微波能,僅僅因為溶解了少量表面活性劑,助表面活性劑和反應物而具有很小的極性,吸收微波能的能力很弱。
水溶液的電介損耗系數較大,具有很強的吸收微波能力。因此當用微波輻射微乳液時,微波幾乎能夠在沒有損耗的情況下穿透連續相加熱水核,水核溫度就迅速升高。這樣微波就可以對水核進行平均地額甚至具有相稱程度選擇性的加熱,水核的溫度就幾乎同步上升,保證了水核中的反應能夠同步進行;而且因為與水核比擬,聯系想的溫度上升滯后,可以保持較長時間的不亂。而連續相主要通過與水核之間的熱傳導來加熱。就能保證沉淀反應以較快的速率進行,而且得到先驅體和納米氧化物粉體的粒徑分布更窄。
先將一定量的表面活性劑和正乙醇加入70 mlC7H16中,再加入8 ml乙二酸二甲酯和Ce(NO3)3·6H2O的混合水溶液,攪拌反應成為透明的微乳液,放入微波反應器中進行一段時間的敷設。然后釋放壓力蒸餾得到C7H16和H2O,分別用乙醇和去離子水洗沉淀各三次。將沉淀在50 ℃真空干燥3 h,得到白色水合乙二酸鈰。水合乙二酸鈰經過在空氣氛下焙燒1 h,就得到納米粉體。
3 結 語
用微乳液和均勻沉淀耦合法制備出CeO2和ZnO納米粒子,產物的粒徑分布較窄;水與表面的活性、反應物相對濃度、助表面活性劑。溫度等對平均粒徑具有規律性的影響,在微波加熱的條件下,不僅沒有改變產物的晶體結構,還可以使產物的粒徑分布變得更窄。
參考文獻:
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