金刚石微粉的可溶性,diamond

【工艺开发】工艺条件对电沉积Ｎｉ一金刚石复合镀层性能的影响钟世安，彭旖，潘建勋，马承银（中南大学化学化工学院，湖南 长沙４１００８３）摘要：研究了温度、电流密度、ｐＨ等工艺条件对镍一金刚石复 合镀层性能的影响。

可溶性

实验表明，在金刚石含量为４０ ｇ／Ｌ的瓦 特镀镍液中，当电流密度为１．５ Ａ／ｄｉｎ２、温度为４０℃、ｐＨ为r />夹杂到金属沉积层中形成的特殊镀层。 金刚石复合 电镀是利用电沉积工艺把金刚石固结在沉积金属 中，它既具有金刚石的超硬材料性能特点又具有电镀 的工艺特征。 在２０世纪３０年代，德国人有利用电镀的方法 制造了用于牙科金刚石钻头。

到４０年代美国人又进 一步开发出了利用电沉积镍的方法制造金刚石复合 电镀制品的技术。 到了５０年代人们合成出了人造金 刚石，使得金刚石的来源和价格更加为人们所接受，金刚石的电镀制品在工业的生产和应用也越来越３．８时，在４５４钢上可获得性能较好的镍．金刚石复合镀层，且沉积速率适中。

镀层中金刚石微粒含量为１ｌ％一１３％（质量 分数），镀层硬度为２１００ ＭＰａ左右，耐磨性能较好。 在机械加工行 业、电子工业、光学玻璃工业、地质钻探工业、建筑工业、工艺美术和日常生活用品中都有应用…。 本文通过试验来确定某一配方条件下，不同ｐＨ、 电流密度、温度等工艺条件对Ｎｉ．金刚石复合镀层的性能的影响情况。

电镀液配方采用瓦特镀镍液配方，实验采用的阴极为圆环状（外径８０．０ｍｌｎ，内径１２．６ ｍｍ，厚度０．８ ｍｍ）的４５。 钢，阳极为７０ ｍｌｎ ｘ８０Ｉｎｌｎ大小的可溶性电解镍板（纯度９９．５％）。 ０００１前言电沉积复合镀层是指通过金属电沉积的工艺方 法，将一种或数种不溶性的固体微粒、纤维等均匀地实验采用１ｍＬ的烧杯为镀槽。

Diamond

电镀过程中，对电镀液设定适宜的搅拌与静置 时间（搅拌８ Ｓ，停４ ｍｉｎ），通电时间为６０ｍｉｎ。 作者联系方式：（Ｅｍａｉｌ）ｚｈｏｎｇ＿ｓｈｉａｎ＠１２６．ｃｏｒｎ，（Ｔｅｌ）０７３１－８８３７８９２，１３２０３１１５５９４。 蒸馏水洗至中性，用少量镀液浸泡２４ ｈ待用。

金刚石微粉

阳极处理：用去污粉去除油污－＋表面用浓碱液进进行电化学溶解，电解时间为１．５—２．０ ｈ。 收集阳极 溶解所得到的金剐石，然后过滤，连同滤纸一起干燥， 然后称取金刚石和滤纸的总质量，再称滤纸的质量，两者之差即为金刚石的质量。 叫（金刚石）：ｍｏ．－ｍｐ×１００％ △ｍ （３）行处理＿自来水冲洗＿稀硫酸浸泡＿＋用阳极袋包装 阳极一蒸馏水冲洗＿电镀。 ２．２性能测试 ２．２．１沉积速度在电镀前将阴极经机械抛光和去油污处理干燥后，称取其质量，电镀结束后洗净干燥再称取其质量， 两者之差△ｍ为镍和金刚石共沉积物的质量，用Ａｍ 除以电镀时间即为沉积速度。 为滤纸干燥后的质量（ｇ），Ａｍ为沉积物的总质量（ｇ）， Ｗ（金刚石）为金刚石在沉积物中的质量分数（％）。 将实验所得的样品在热水煮洗干燥后，在分光显 微镜下对实验所得样品表面的金刚石分布情况、缺陷 等进行观察，在进行磨损实验后再对磨损后的样品进 行观察，观察镀层表面的磨损情况。 ２．２．３沉积金属的硬度测试 采用ｎＭＴ－３型硬度计进行显微硬度测试，在样 品上选取３个（沿直径方向）不同的点进行测定。

实验选用１００ ｇ负荷，保载时间１５～２０ Ｓ，移去负载后测３实验结果与分析３．１温度对镀层性能的影响 表１是不同温度下进行Ｎｉ．金刚石复合电镀得到 的镀层性能测试结果。 表１温度对镀层性能的影响Ｔａｂｌｅ １ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｄｅｐｏｓｉｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ量其压痕对角线的长度，然后利用下式对硬度进行计 算，分别计算其硬度值，取平均值。 州一ＨＶ磨耗比：嚣牒：，镀层表面形貌２Ｐ。

ｉｎ导ＨＶ＝——厂兰ｄ２（１）、７式中：删显微硬度（ＭＰａ），Ｐ为所负载的重量（ｋｇ）；ｐ为金刚石压头的锥角（１３６。 ），ｄ为压痕对角线 长度的平均值（ｍｍ）。

２．２．４结合力的测定将表面处理干净的样品放人烘箱中加热到２８０—３００ｏＣ，保温５ ｈ后，用水急冷，观察镀层有没有起皮和分层现象，在进行磨损试验后再重复１次。 ２．２．５耐磨性利用电机带动样品高速旋转，然后用合金片（镍、 钴、铁等合金）对其进行磨损试验，时间为１ ｒａｉｎ。 在 试验前将样品和合金片清洗干净，准确称取样品和合 金片的质量，试验后再称取两者的质量，用合金片磨 损前后的质量差与样品磨损前后的质量差之比表示 镀层的耐磨性。 金刚石有效地悬浮在电镀液中是电镀质量的重 要因素。 按照自由沉降理论ＭＪ，层流时金刚石微粒的 沉降速度配。 为３５００ ｋｇ／ｍ３巾为１１００ 液的粘度为２Ｘｋｓ／ｍ３，４０ＸｏＣ电镀１０～Ｐａ?ｓ，计算出／２０＝３．２１０～ｍ／ｓ。 由此，设定试验时对菇＝—■———Ｔ 菇：｛＿竿１００％Ｘ ｍ １一ｍ，ｒｒｔ。 ２．２．６镀层中的金刚石含量?７矽? 万 方数据电镀液每搅拌８ Ｓ停３－４ ｍｉｎ。

由于电镀液的粘度随（２）Ｉ Ｚ Ｊ温度变化，引起Ⅱ。