復合鍍鎳和特種鍍鎳

前言

本書是“鍍鎳技術(shù)叢書”的一個分冊，分上篇復合鍍鎳和下篇特種鍍鎳兩部分。在復合鍍鎳部分，介紹鎳基化學復合鍍、鎳基電沉積復合鍍納米復合鍍鎳以及鎳基金剛石顆粒復合鑲嵌鍍等;在特種鍍鎳部分，介紹刷鍍鎳、電鑄鎳、脈沖鍍鎳、激光鍍鎳、高速鍍鎳和花色鍍鎳等技術(shù)工藝。復合電鍍是近幾十年來快速發(fā)展起來的材料科學的一支新軍，在工程上獲得越來越廣泛的應(yīng)用。把一種或多種微粒均勻地懸浮于鍍液中，以電鍍或化學鍍的方法，使微粒均勻地與金屬共沉積，可以形成具有不同性能的復合鍍層。微粒包括金屬、非金屬氧化物、金剛石、石墨、氟化石墨以及有機物如聚四氟乙烯等，都可以與金屬或金屬合金形成復合鍍層，賦予復合鍍層以各種不同的功能、性質(zhì)和用途，如耐磨、自潤滑減摩、防護與裝飾等鍍層。譬如金剛石復合(鑲嵌)鍍層的鉆頭，在石油、開礦等鉆井上已廣泛使用,目前我國已能生產(chǎn)鉆石鉆頭，價廉物美，取代了國外進口的鉆頭。又如鎳基碳化硅復合鍍層能在300～800℃高溫條件下使用仍保持耐磨性的鍍層，而鉻層則已軟化，故NiSiC、NiWSiC和NiPSiC已用于各種發(fā)動機的汽缸壁、活塞環(huán)、噴嘴上，可提高使用壽命數(shù)倍。再如NiTiO2復合鍍層具有光電轉(zhuǎn)換功能，在光電池、電解水制氫工業(yè)應(yīng)用。復合電鍍有關(guān)論文在20世紀50年代至20世紀末已有三四百篇，其中85%發(fā)表在70年代以后，散見于各種文獻中，在本書中收集了數(shù)十篇國內(nèi)研究成果，供讀者參閱利用。電刷鍍是一種在材料表面進行電沉積金屬鍍層的特種電鍍技術(shù)，已在零部件的維修方面得到廣泛應(yīng)用，并取得較大的經(jīng)濟效益，它的工藝靈活、多樣、廣泛，得到越來越多的重視。如國外某教堂圓屋頂銅瓦片刷鍍金，外表金碧輝煌;又如國內(nèi)南昌市八一廣場紀念碑上金光閃閃的鍍金大字，這也是用電刷鍍做成。無槽電刷鍍技術(shù)的設(shè)備簡單、工藝靈活、沉積速度快等優(yōu)點，為常規(guī)鍍種所不及。我國引進波音飛機時就附帶引進了電刷鍍維修技術(shù)，已重點推廣應(yīng)用于航空、艦船、鐵路、軍械、拖拉機、機床、礦山機械等零件的修理。一條磨損的軸，如更換新的要花費幾千幾萬元，而刷鍍修復只要花幾十到幾百元,并可現(xiàn)場修復，修復的刷鍍層耐磨性更高，使用壽命更長。電鑄屬于現(xiàn)代加工技術(shù)。無論是常用的裝飾品還是高科技電子產(chǎn)品，都少不了電鑄加工技術(shù)的應(yīng)用，可以說從兒童塑料玩具到航天器的零件的制造都離不開電鑄技術(shù)。譬如塑料高跟女鞋，要想低成本地大量生產(chǎn)，就離不開電鑄制造一副注塑模具:首先要有一個金屬高跟女鞋的原型，再由金屬原型用電鑄的方法制造若干個金屬的注塑模具，有了這個注塑模具，再配備各式鞋面皮件，即可通過注塑機注塑生產(chǎn)出千百雙女式塑料底高跟鞋來。在電子產(chǎn)品中波導用異形管材和特殊電極材料都是用一次性可熔模芯電鑄出來的;再如電子產(chǎn)品上的大容量長壽命電池內(nèi)關(guān)鍵電極——泡沫鎳，便是以塑料海綿泡沫作原型電鑄得到泡沫鎳。電鑄的應(yīng)用由此可見一斑。脈沖電鍍是20世紀60年代發(fā)展起來的電鍍新技術(shù)，脈沖電流能提高電鍍速度，應(yīng)用于印制電路板上，制造納米晶、多層膜心。脈沖電鍍能夠得到孔隙率低、防護能力好，能消除鍍層氫脆，改善內(nèi)應(yīng)力,提高鍍層純度，深鍍能力強的鍍層。脈沖換向電鍍可少用或不用添加劑，能提高鍍層光亮度，具有電化學拋光、整平作用，生成細晶粒，活化鍍層增加結(jié)合力，提高沉積速度的效果。不同的脈沖電流波形、脈沖參數(shù)還將會產(chǎn)生更多的沉積效果和電鍍產(chǎn)品，等待人們?nèi)ラ_發(fā)、去應(yīng)用。激光電鍍在我國方興未艾，因為它可以在無掩膜下在絕緣體上局部鍍覆寬度細小到只有2μm的金屬線條，這為制造大規(guī)模集成電路所必需。激光鍍不僅在金屬上，還可以在多種半導體上、絕緣體上直接鍍覆所需金屬圖紋，激光誘導沉積速度比常規(guī)電鍍高上千倍。隨著電子工業(yè)和汽車工業(yè)的發(fā)展，各種預鍍防護金屬層的鋼材、銅、鋁材有大量需求，它們都必須用高速電鍍來生產(chǎn)。又如隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，電子元件的需求量迅猛增長，常規(guī)電鍍已無法滿足需求，也必須采用高速連續(xù)電鍍自動化生產(chǎn)線，以提高生產(chǎn)量。高速電鍍使用極高的陰極電流密度，又不降低電流效率和鍍層質(zhì)量，在特定的密封裝置中完成。常規(guī)電鍍鍍20～30μm,往往要鍍一小時,而用高速電鍍僅需幾分鐘，如可達到100μm/min的沉積速率，此時陰極電流密度達到1000A/dm2，高速電鍍還可以節(jié)省生產(chǎn)場地，減少環(huán)境污染。隨著欣賞水平和審美觀的改變，人們已不滿足于白色或黑色的鍍層，要求五彩繽紛的彩色做裝飾品。為此，本書還在花色鍍鎳中介紹彩色、熒光、夜光彩色復合電鍍，并介紹光亮鎳層上著彩虹色、單彩色、灰色、槍色以及電泳彩色膜，這些工藝使鍍層更加光彩悅目;介紹早已流行于泰國、新加坡、中國臺灣等處的鮮花、樹葉、蝴蝶等圖形的電鍍，這些生動的圖案，有時令其帶有香味，作為女士們的裝飾品一定會受到歡迎。“鍍鎳技術(shù)叢書”除了《復合鍍鎳和特種鍍鎳》外,還包括《鍍鎳工藝基礎(chǔ)》、《光亮鍍鎳》、《鍍鎳合金》及《鍍鎳故障處理及實例》,共五冊?！跺冩嚬に嚮A(chǔ)》簡單介紹電鍍鎳的來歷、原理，對普通鍍鎳、光亮鍍鎳、鍍黑鎳、鍍槍黑色鎳、鎳封、鍍緞面鎳、鍍高應(yīng)力鎳及各種鎳鹽鍍鎳的工藝進行詳細介紹?！豆饬铃冩嚒泛喴榻B光亮鍍鎳的原理、光亮鎳層的性能和一般工藝，對鍍鎳光亮劑，雙層和多層光亮鍍鎳，低濃度、低溫以及深孔、滾鍍工藝條件下的光亮鍍鎳工藝進行詳細介紹?！跺冩嚭辖稹泛喴榻B鍍鎳合金的原理，重點對各種二元鎳合金和三元鎳合金的鍍液、電鍍工藝、鍍層性能進行詳細介紹?！跺冩嚬收咸幚砑皩嵗方榻B鍍鎳過程中故障發(fā)生的原因和處理辦法、鍍液中各雜質(zhì)的檢測方法和消除方法、鍍鎳溶液的大處理手段和過程，收集了上百個鍍鎳故障分析和處理實例。這些圖書立足于提高鍍鎳及鎳合金的技術(shù)水平，既適應(yīng)生產(chǎn)第一線的操作人員、工程技術(shù)人員的需求，又滿足于科技人員探討某些較深層次的理論問題的需要，包括先進的測試技術(shù)以及深入研究鍍鎳的技術(shù)與理論。由于本人經(jīng)驗和水平所限，不妥之處在所難免，熱忱希望廣大讀者批評指正。編著者特別提示：第一，讀者如將本書中的配方或工藝付諸實踐，請事前務(wù)必試驗，遵守相關(guān)操作規(guī)程和環(huán)保法規(guī)；第二，本書中提出的添加劑商品信息系采集自公開文獻和資料，僅供參考，本書作者對其變更情況并不負責。為了尊重原著作者的知識產(chǎn)權(quán),需要配方信息時,請按每章的參考文獻向原著作者咨詢。

內(nèi)容概要

本書是《鍍鎳技術(shù)叢書》之一。 　　本書簡單介紹了電鍍鎳的來歷、原理，對普通鍍鎳、光亮鍍鎳、鍍黑鎳、鍍槍黑色鎳、鎳封、鍍緞面鎳、鍍高應(yīng)力鎳及各種鎳鹽鍍鎳的工藝進行了詳細介紹。 　　本書即適應(yīng)于生產(chǎn)第一線的操作人員、工程技術(shù)人員的需求，又滿足科技人員探討某些較深層次的問題的需要。

作者簡介

陳天玉，浙江瑞安人，電鍍和表面技術(shù)專家，曾參加我國首部《電鍍手冊》的編寫。獨立編著的《不銹鋼表面處理技術(shù)》重印3次，一萬五千多技術(shù)人員受益于此書。

書籍目錄

上篇　復合鍍鎳　第1章　概述　  1.1　復合鍍層　  1.2　復合鍍層的結(jié)構(gòu)  　1.3　復合鍍層的種類　  1.4　鎳基復合電鍍發(fā)展概況　  1.5　復合鍍層的應(yīng)用  　1.6　復合電鍍中分散微粒共析機理　第2章　鎳基化學復合鍍　  2.1　耐磨化學鍍復合鍍層　  2.2　自潤滑化學復合鍍層　  2.3　鎳基三元化學復合鍍層　第3章　鎳基電沉積復合鍍　  3.1　鎳基耐磨電沉積復合鍍層　  3.2　鎳基自潤滑電沉積復合鍍層　  3.3　脈沖鎳基多元復合電鍍　  3.4  電催化析氫析氧電極的復合鍍層——Nj-W-WC復合鍍層　第4章　納米復合鍍鎳　　4.1　概述　　4.2　納米化學復合鍍　　4.3　鎳基納米復合電鍍　第5章　鎳基金剛石顆粒復合鑲嵌鍍　　5.1　概述　　　5.2　金剛石-鍍鎳合金鑲嵌鍍　　5.3　金剛石的嵌入對復合鍍層的影響　　上篇參考文獻下篇　特種鍍鎳　第6章　刷鍍鎳和鎳合金　　第7章　電鑄鎳　第8章　脈沖鍍鎳　第9章　激光鍍鎳　第10章　高速鍍鎳　第11章　花色鍍鎳

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

復合鍍鎳技術(shù)賦予了鍍層優(yōu)秀的綜合性能，特種鍍鎳旨在滿足于特定的產(chǎn)品或者工藝需要，都屬于非常規(guī)電鍍工藝。《復合鍍鎳和特種鍍鎳》既適應(yīng)于生產(chǎn)第一線的操作人員、工程技術(shù)人員的需求，又滿足科技人員探討某些較深層次的問題的需要。

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