表面镀金刚石的原理
金刚石工具生产工艺流程
金刚石工具生产工艺流程引言金刚石是目前世界上最坚硬的材料之一，因其硬度高、耐磨、耐高温等特性，被广泛应用于机械加工、石材加工、石油开采、电子组件制造等领域。
金刚石工具是以金刚石为研磨颗粒的工业制品，其制作过程需要采用一系列的工艺流程，包括原料准备、金刚石颗粒的合成、模具制作、烧结、包覆、抛光等步骤。
本文将介绍金刚石工具的生产工艺流程，以期对相关领域的专业人士有所帮助。
一、原料准备1. 金刚石颗粒金刚石颗粒是金刚石工具的主要原料，其质量直接影响到工具的研磨效果和使用寿命。
金刚石颗粒主要来源于天然金刚石和合成金刚石两种。
天然金刚石是通过矿产开采获得的天然晶体，其产量较大，但价格较高。
合成金刚石是通过高温高压合成或化学气相沉积法合成的金刚石，其价格相对较低，但质量较天然金刚石要差一些。
在金刚石工具生产中，一般采用合成金刚石颗粒，其主要优点是价格低廉、可控性强、适用于大规模生产。
2. 结合剂金刚石颗粒在工具中的固定效果取决于结合剂的性能。
结合剂的主要作用是将金刚石颗粒粘结在金属基底上，从而形成金刚石磨料。
常用的结合剂有树脂、金属、陶瓷等，其选择要根据工具的使用环境、研磨材料等因素进行综合考虑。
3. 其他辅助材料除金刚石颗粒和结合剂外，金刚石工具的生产也需要一些辅助材料，如金属基底、填料、颜料等。
这些材料虽然在工具中的含量很少，但对工具的性能和品质也起着至关重要的作用。
二、金刚石颗粒的合成1. 高温高压合成法高温高压合成法是目前最常用的金刚石颗粒合成方法之一。
该方法是利用金刚石的稳定相变，通过将碳源和金属触媒置于高温高压条件下，使碳原子在金属触媒的作用下结晶成金刚石。
这种方法可以制备出尺寸均匀、形状良好、质量稳定的金刚石颗粒，但是成本较高。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种利用气相化学反应在基底表面沉积出金刚石颗粒的方法。
这种方法制备出的金刚石颗粒粒度均匀，形状良好，质量稳定，成本相对较低。
3. 氧化还原法氧化还原法是一种利用金属氧化物和还原剂相互作用的方法，制备出金刚石颗粒。
电镀金刚石工具应用及工艺要点
电镀金刚石工具应用及工艺要点摘要：分析了金刚石复合电镀的原理，介绍了电镀金刚石工具在机械加工、电气电子、玻璃、工艺美术及日用品等工业领域的应用。
给出了选用金刚石的标准及除杂方法，待镀件几何图形的面积计算，电镀容器的规格和用途。
讲解了电解液的加热方式和阳极使用方法，及电镀质量检测要求：研究了一种电镀金刚石工具新工艺：250～260LNiSO4•7H20，30~35LNiCI2•6H20，35～40LH3BO3，30mL/L增光刑，50mL/L增硬刑，35mL/L增润剂，pH4．6～5，40～44℃，JK=0、5～lA／din提出了电镀清洁生产的基本条件。
关键词：复合电镀；电镀金刚石；生产应用；1电镀金刚石工具原理电镀金刚石是金属复合电沉积过程(又称镶嵌电镀)。
由于采用Ni-C0二元合金或Ni-Co-Mn三元合金电解液，可获得合金复合镀层，具有比单金属Ni镀层更好的性能(硬度、致密性、耐磨性、耐高温性等)：要实现合金的共沉积，必须要求2种金属的电极电位差小于0．02V。
Ni(一0．25V)、Co(一0．27V)的电极电位差为0．02V，因此可以得到Ni．Co合金镀层。
尽管Ni与Mn(一1．05V)的电极电位差偏大(0．80V)，但在硫酸盐电解液中，Mn的极化不大，而Ni的极化却很显著，因此仍可获得Ni-Co-Mn三元合金镀层。
金刚石在弱酸性溶液中吸附H(这可由加入金刚石后溶液pH升高而证明)，并在电场作用下向阴极缓慢移动，最终吸附在阴极表面。
这样当N、Co、Mn“不断在阴极表面吸附时，就把吸附在阴极表面的金刚石不断包裹起来，形成金刚石复合镀层。
为使金刚石与基体及包裹镀层互相溶合成一体，基体及镀层必须具有与金刚石表面相似的结构。
2电镀金刚石工具的应用范围2.1机械加工工业电镀金刚石滚轮已成功地应用于修整成型磨削用的普通砂轮或者直接对工件进行成型磨削，并广泛地用于加工曲轴、轴承、液压阀件等。
电镀金刚石手工什锦锉或机用锉刀，以及各种形状的金刚石磨头，广泛应用于加工修磨、以硬质合金或淬液硬钢材制造的模具、或者各种形状的工件表面和内孔。
金刚石工具电镀层脱落原因分析
金刚石工具电镀层脱落原因分析1前言电镀金刚石工具是指通过金属电沉积的方法，使金刚石牢固地被胎体金属包裹在基体（钢或其它材料）上制作而成的一种金刚石工具，它广泛应用于机械电子、玻璃、建材、石油钻探等行业。
随着经济的发展，科学技术的进步，不同的行业对电镀金刚石工具的要求基本上是相同的，即效率高、寿命长、磨削精度高。
要保证这些特性，镀层金属不仅要有较高的硬度、耐磨性，而且要求在基体各个部分要均匀分布，以免镀层脱落使工具寿命缩短。
在某些特殊行业，如磁性材料行业的强力磨削，进刀量都是控制在0.3mm左右；陶瓷行业的大进刀量的干磨削等，对镀层金属与钢基体的结合力要求尤为苛刻。
在电镀金刚石工具的生产过程中，大部分厂家都只注意到了镀层金属的种类、硬度、耐磨性，而往往忽视镀层金属与基体结合力的问题。
在实际使用过程中，镀层脱落的现象屡见不鲜。
本文就这一问题进行了原因分析，并对解决措施略作探讨。
[1,2,3,4]2镀层脱落的种类电镀金刚石工具在使用过程中，由于使用条件如磨削力大小、温升、工件的撞击等原因，会造成含有金刚石的金属镀层与钢基体分离的现象，这就是镀层脱落。
镀层脱落一般是局部脱落，镀层一次性全剥离的现象少见。
在实际使用过程中，镀层脱落的情形大致有如下三种：（1）镀层脱落至基体表面：即含金刚石的金属镀层和不含金刚石的金属底镀层同时与钢基体分离。
（2）层脱落至金属底镀层：即不含金刚石的金属底镀层与钢基体未分离，只是含金刚石的金属镀层与金属底镀层剥离。
（3）含金刚石的金属镀层中镀层金属层状分离：含金刚石的金属镀层在使用过程中，与工件接触部分的镀层金属不是正常磨耗，而是非正常地成片或粉末状脱落，金刚石不是全部脱落，而是局部粒状脱落。
这种现象不易引起注意，造成的后果是制品寿命较短，往往会给人一种镀层金属把持力或耐磨性不佳的假象。
排除加厚时镀层烧焦和镀层金属耐磨性差等因素，工具在正常使用过程中，金刚石颗粒脱落直观表现为工具表面有连续成片较大的孔洞时，应是此类镀层的脱落。
电镀金刚砂工艺毕业设计
1.前言1.1 课题的提出如今随着科学技术的飞速发展,单一的金属材料不足以满足某些特殊需求,而复合材料的兴起可以满足许多特殊的性能及功能,在现代科学技术中发挥着重要的作用;复合镀层是国内外近十几年来高速发展起来的材料科学的新兴材料;复合电镀是提高金属材料表面机械性能的重要方法之一1,复合电镀就是把一种或多;,越、23尼龙、聚四氟乙烯、氟化石墨和云母微粉等一些有机物质;一般来讲,凡是能电沉积出镀层或能得到化学镀镀层的金属或合金都可以作为形成复合镀层的基质金属;目前较常使用的基质金属有：铜、镍、铬、铁、锌、锡、金、银等;复合电镀最大的优点是可以通过选用具有不同性质的一种或多种微粒,通过电沉积而形成具有各种所需性能的复合镀层,这些不溶性的微粉均匀地弥散在镀层中,赋予镀层以各种功能1.2 课题研究的意义由于复合镀层由基质金属盒分散微粒两相组成,因此复合镀层兼具各组成的优点;以镍为基质金属,以金刚石微粒为分散相,通过电沉积得到的复合镀层具有高的硬度和良好的耐磨性,广泛的用在刀具,磨具中;在镍-金刚石复合镀中,由于金刚石微粒具有特有的表面性能和磁性,在电沉积过程中极易发生粒子团聚和沉降现象,不仅影响其在镀层中的均匀分布和粒子、3、金刚石微粉等;基质金属有镍、铜、钴、铬和一些合金等; SiC、WC、TiC、SiN2这一类复合镀层不仅具有良好的耐磨性,同时也具有良好的抗高温能力,所以也有人称之为“金属陶瓷复合镀层”;比如,镍基复合镀层的耐磨性比钝镍镀层高70％,因此可以用于汽车或飞机发动机的汽缸壁、汽缸喷嘴或活塞环上;在这方面,武汉材保所、南京航空学院、啥尔滨工大、天津大学、武汉一个部队的工厂等许多单位做了大量工作;为了比较镍-碳化硅复合镀层和镀铬层的耐磨性能,国外有人用泰伯磨损试验机进行试验,所得结果表明：这种复合镀层的磨损量仅为铬层的1/2.因此,早在1966年就在西德成功利用与转子发动机缸体型面上,以及部分冲压模具上;金刚石硬度极高,它与镍等基质金属组成的复合镀层,可用于工具,模具的精加工,宝石加工,牙科医疗器械等;例如：武汉材料研究保护所在七十年代末开展了镍-钴合金与金刚石复合电镀工艺的研究并用于轴窝磨头上,八十年代初期,天津大学,武汉部队712厂研制的镍一金刚石复合镀层曾用于切,磨削工具及滚轴上;武汉地质学院研究的镍一结果表明：镍基聚四氟乙烯复合镀层的磨损量为双镍+铬镀层的1/3-1/8 氟化石墨复合镀层,即使是在高温、高压、高速的摩擦状态下,仍能保持良好的减摩性能;它的摩擦系数并不随温度的变化而显著改变;这一类的复合镀层可用于无法添加液体润滑油的特殊条件下的摩擦件上,如高空、高真空条件下卫星、航天飞机,或是高温条件下等;随着表面镀层摩擦剥落,固体润滑剂能自动补加进去起到润滑作用,因此这一类镀层叫“自润滑减摩复合镀层;武汉材保所和天津大学在这方面都做了很多的工作;国外从七十年代开始,就研究了氟化石墨与金属镍、铜、铅的共沉积以及这类复合镀层的摩擦磨损性能;这类复合镀层有很好的抗擦伤性能,可用于汽缸型面、发动机内壁、活塞环、活塞杆,轴承以及其他机器的滑动部件上;日本还在水平连铸机结晶器内壁上电镀镍-氟化石墨复合镀层以提高结晶器的使用寿命;电镀这种复合镀层的结晶器的拉坯阻力比电镀铬层下降1/4.武汉材保3所在七十年代末、八十年代初开始研究镍基氟化石墨及铜基氟化-该1.3.4 能够形成热扩散合金的复合镀层这种工艺是首先将金属微粉与金属共沉积,得到复合镀层,然后,进行热处理,得到新组成的合金镀层;例如电镀不锈钢时,铬的沉积比较困难,如果把铬粉按一定比例悬浮于Ni-Fe合金镀液中,使Cr与Ni—Fe共沉积,形成复合镀层;然后将复合镀层进行热处理,最后得到不锈钢镀层;天津大学曾对这种镀层进行过研究;使用同样的方法可以得到Cr-W 10％、Cr-Mo5％合金镀层．1.3.5 其他特殊功能的复合镀层这方面的应用也很多,如抗电蚀功能的金基或银基复合镀层;我们知道,金银都是良好的导电材料,常用作电接触元件的表面镀层;但是纯金、纯银镀层耐磨、耐电蚀性差,而且易粘连;现在研制出的Au-WC、Au—Sic、Ag—WC、Ag一石墨、Ag-La2O3、Ag—MoS2等许多复合镀层不仅具有良好的导电性、较低的接触电阻,而且硬度适中,耐磨、减摩性能好,抗电蚀能力强;因此可以用很薄的复合镀层来代替整体的纯银材料而广泛用于低压电器和家用电器产品上;天津大学研制的,2.复合电镀镍-金刚石的工艺评述2.1 复合电镀镍-金刚石的工艺流程镀液配置→镀前处理→电镀→镀后处理→热处理→性能测试2.1.1 各种镀液配方特点pH子水中溶解,然后依次加入到上述溶液中,并不断搅拌;3 将计量的金刚石微粉加入适量去离子水中,搅拌,然后加入适量的分散剂,超声5min后,加入到前面配制的电镀液中,再超声lOmin,去离子水调整镀液至规定体积;复合电镀镍-铁-金刚石镀液组成5镀液成分浓度NiSO4·7H2O 200g/lNiCl 2·6H 2O 60g/lFeSO 4·7H 2O 30g/lNa 3C 6H 6O 7·2H 2O 30g/lH 3BO 3 40g/lC 6H 4COSO 2NH 3g/l791光亮剂 3ml/lC 12H 25SO 4Na 0.2g/l温度 30-65℃PH 3.0-5.5溶液超声频率 40-100KHz2.1.3 镀前处理基体的镀前处理：机械打磨→抛光→化学除油→弱酸活化→电镀金刚石粉的预处理：丙酮浸泡→去离子水洗→稀硝酸浸泡→去离子水洗→稀氢氧化钠浸泡→去离子水冲洗至PH值约为7→浸泡在镀液中待用2.1.4 电镀过程7电镀中用WYJ-3B型晶体管直流双路稳压电源提供电压,串接100mA直流电表:～,,1)结合力测定镀件经400℃保温1 h,水冷处理后,观察镀层是否碎裂,然后用冲击法作破坏性实验,观察金刚石微粒是否脱落;2)金刚石微粒含量测定用称量法测定金刚石微粒含量.镀前在1/10000 g天平上称出经冲洗烘干后基体镀件的重量,镀后再称出镀件的重量,得到镀层和金刚石微粒的重量.用1∶4的硝酸溶液38%的浓硝酸与水的体积比加热溶解镀层,残留金刚石微粒经冲洗、过滤、烘干等处理后,称出量瓶、滤纸、金刚石微粒总重量,按下式计算镀层内金刚石微粒含量;W t = W2-W1/W×100%式中：Wt——镀层内金刚石微粒质量百分比;W——镀层质量;W1——量瓶、滤纸质量;下:d=M2-M1×104/p×A其中 d—镀层的厚度,μm；M1—镀件电沉积前的重量,g；M2—镀件电沉积后的重量,g；P—镀层的平均密度,g/cm3；A—镀件的被镀表面积,cm2;5)镀层显微硬度的测定采用HX-1000型显微硬度计测定镀层的显微硬度,加载载荷为100g,加载时间为15s,物镜放大倍率为40倍,每个试样测量5个不同部位的点,结果取其平均值8;利用仪器所附带的金刚石压头加一定负荷,在被测试样表面压出压痕,通过光学放大测出压痕的对角线长度,经计算或查表求的被测试样表面镀层的硬度;计算公式如下：HV=2sinα/2/d2=1854.4p/d2微D减少;在D= 3A/dm2时,虽然微粒含量最大,但此时镀层表面出现细密麻坑,表面平整性变差,结合力减弱;综合考虑,电流密度为2-2.5A/dm2为宜;2.2.2 温度对微粒含量的影响镀液温度与镀层微粒含量的关系如图.在T=45℃时,镀层微,粒含量在9％左右,低于45℃时虽然微粒含量高,镀层的平整性和结合力变差;当T>45℃时微粒含量随温度的增加而减少;这种现象是热运动与微粒悬浮性能的反应;当温度升高,离子运动加剧,离子的剧烈运动将使阴极对微粒的吸附能力降低,不利于粒子的共沉积;另外,温度升高,镀液粘度下降,悬浮力变差,微粒快速下降到镀槽底部;实验中发现,当T<45℃时,微粒悬浮时间为3-4分钟;T为50-60℃时,微粒悬浮时间为1-2分钟,当温度超过65℃时,悬浮时间为l分钟,75℃时为30秒左右;镀液内悬浮的微粒减少,阴极表面可吸附的微粒少,从而使镀层内微粒含量降低;、也相应的增大,当金刚石浓度达到40g/L时镀层中金刚石的复合质量为57.24%-继续增加镀液中金刚石的浓度,镀层中金刚石的复合量基本保持不变9;这是因为镀液中金刚石颗粒浓度越大,即颗粒的悬浮量越高,在单位时间内通过搅拌被输送到阴极表面的颗粒数量也越多,被沉积在镀层中的几率也越大;在搅拌速度适当的情况下,随着金刚石颗粒在镀液内浓度的增加,复合鍍层中金刚石颗粒的复合量也会相应地增大,直到达到一个极限值;当金刚石颗粒浓度超过50g/L时,一方面由于镀液中颗粒浓度较大,颗粒团聚或相互聚集的倾向增大,颗粒的自沉淀现象严重,实际悬浮的分散颗粒量下降,镀槽底部会有部分颗粒沉淀下来;另一方面,根据有关共沉积理论10,在电镀过程中,均匀悬浮在镀液中的微粒首先被离子吸附,然后通过搅拌作用被传输到阴极表面,在分散双电层的紧密层外侧形成一层密度和覆盖率较高但较为松散的吸附层,此步为弱吸附,可逆过程;随后微粒在强的界面电场力作用下进入紧密层发生电化学强吸附,随着微粒表面吸附的金属离子被还原,该微粒才会被沉积的金属埋入,此步为不可逆过程;若分散微粒浓度越大,在阴极表面产生弱吸附的微粒数越多,但鍍液中的微粒对其冲刷作用也增有,镀处微粒之间的排斥作用小吸附在阴极表面的金刚石微粒多,从而沉积在镀层中金刚石的含量就高;分散剂的量较高时,金刚石表面分散剂吸附量增大,颗粒之间由于排斥作用和空间位阻作用较大,降低了悬浮液的流动性,不利于镍金属和金刚石粒子的共沉积12;分散剂的添加量对镀层显微硬度的影响趋势也与此一致,先升高后降低;当分散剂的添加量为10%时,虽然镀层金刚石的复合量不是最高但镀层的显微硬度最高,这是因为分散剂的量较高,金刚石颗粒在镀层中分散的非常均匀,这种分布状态直接影响到鍍层的显微硬度;分散剂的添加量对镀层厚度的影响不显著,厚度基本保持在16.3μm左右;2.3.3 电流密度的影响随着电流密度的增大,镀层中金刚石含量呈直线下降趋势;这是因为阴极电流密度的提高,意味着基质金属镍沉积速度加快,这时,基质镍金属沉积速度会远大于金刚石颗粒被输送到阴极表面并被嵌入复合镀层中的速度,这样就会导致镀会,,;,度为20rpm时复合镀层中金刚石复合质量和镀层硬度都达到最大值,分别为54.92%和935HV;当继续增大搅拌速度时,沉积在鍍层中的微粒急剧减少14;出现这种规律的原因在于:搅拌速度低,不能使金刚石微粒充分悬浮在鍍液中,镀液中有效利用金刚石颗粒量较少,也不利于金刚石微粒和镍离子传输到阴极表面,反应速率慢,使金刚石微粒的复合量和镍的沉积速率减少;搅拌速度慢慢增大,金刚石颗粒在镀液中悬浮性变好且有利于金刚石的传输,颗粒吸附并沉积在阴极的概率也增大;搅拌速度过大,镀液与微粒都处于剧烈运动之中,微粒和镀液对阴极表面频冲击过大,不仅使微粒在阴极表面难于吸附,而且会把已吸附的微粒冲刷下来重新落入镀液中,不利于镍与金刚石的共沉积,故复合量降低;复合镀层的硬度随金刚石含量的增加而增大,所以镀层的硬度与镀层中金刚石的复合量的变化趋势基本上呈现出一致性;搅拌速度对复合镀层的厚度影响很小,镀层的厚度始终保持在16.5μm左右;2.3.5 镀覆时间的影响,时,℃到达阴极表面的微粒增加,使镀层中金刚石含量增加,在40℃时金刚石的复合质量达到最大值51.82%;当温度大于40℃时,镀层中金刚石复合量随着温度的增加而减少;因为温度继续升高,金属离子运动加剧,使阴极对微粒的吸附能力降低,不利于微粒的共沉积;此外,温度升高,镀液黏度会下降,悬浮力变差,微粒很快沉降到镀槽底部,使得镀层中金刚石的复合量降低15;镀层的显微硬度在45°C时达到最大值1093HV,温度继续增大,镀层的硬度反而降低,因为温度继续升高加快了离子在阴极附近的运动速率,减少了因离子的扩散速度带来的浓差极化,从而使得镍沉积的结晶变粗,又由于金刚石复合量的降低,最终导致复合镀层的显微硬度降低;当温度超过55°C,镀液的挥发严重,影响有效成分在阴极的沉积;温度对镀层的厚度影响不大,但随着温度的升高镀层厚度稍微增加;2.3.7 PH值的影响由于H+或0H—离子能够改变微粒的电荷性质,并且阴极析出的氢气影响微pH从;镀液pH值对复合镀层的厚度影响不大,但pH值过高时,由于溶液中产生了不溶性的氢氧化镍沉淀,导致主盐浓度降低,因此,镀层厚度有所降低;2.3.8 溶液超声频率的影响溶液超声处理是在复合电镀前对电镀溶液施加超声波,超声波对金刚石颗粒表面的活化,可以使颗粒均匀的悬浮于溶液中并且提高颗粒与基质金属之间的结合力;溶液超声频率主要影响金刚石颗粒在镀层中的分布状态,进而影响鍍层硬度和鍍层中金刚石的复合量;随着超声频率的增大,金刚石的复合量明显增大,金刚石颗粒在镀层中的分布越来越均匀,镀层的显微硬度也随着增大;当超声频率为40KHZ和80KHZ时,镀层中金刚石的复合量几乎相等,但是超声频率为80KHZ时金刚石颗粒在镀层中分布更均匀;当超声频率继续增大到lOOKHz时,颗粒虽然均匀分布于复合镀层中,但镀层中金刚石的复合量和硬度都显著降低了;因此,电鍍前对镀层显微硬度影响主次顺序为:金刚石浓度〉搅拌速度〉溶液超声频率〉分散剂的量〉电流密度;对镀层中金刚石的质量含量影响主次顺序为:搅拌速度〉金刚石浓度〉溶液超声频率〉分散剂的量〉电流密度;2.5 目前复合电镀镍-金刚石的最佳工艺条件下所得镀层数据复合镀层平均厚度值 16.18μm复合镀层平均显微硬度 1927HV复合镀层中金刚石的平均复合量 63.13％2.6 复合电镀镍-金刚石工艺的常见故障及处理方法除针孔大多是气体在镀件表面停留而造成的,可以使用润湿剂和强搅拌来减小它的影响;除此之外,造成针孔的原因还有:表面润湿剂少、阴极电流密度过大等;1)表面润湿剂少电镀过程中阴极有氢气析出,如果镀液pH值过低、阴极移动过缓、润湿剂的质量浓度不足都会使氢气吸附在镀件表面,阻碍镀层金属的沉积,而在镀层表面形成针孔、麻点;由于润湿剂在电镀过程中被不断消耗,故应经常补充;2)阴极电流密度过大针孔、麻点如出现在镀件的凸出部分面向阳极,则表明阴极电流密度过大,调低阴极电流密度即可避免;2.6.3 镀层表面粗糙粗糙是由于溶液中的微粒在电镀过程中留置在镀层中而形成的;镀层粗糙的主要原因:主盐的质量浓度过高;它也是镀液不稳定因素之一;当阳极面积过大,在,,不仅降低阴极效率,而且使工件表面产生大量氢气,部分氢气泡附在工件表面,影响金属沉积,容易造成镀层花斑;所以,应该严格控制氯化物和硼酸的质量浓度,将其控制在所需范围内;2)前处理不良前处理不良会引起花斑,除油不净是主要因素;另外还有其它的一些因素,如:待镀工件有变色氧化现象;工件经酸洗、化学除油后放置时间长而氧化变色;用手接触工件容易有人体的油脂分泌物;经前处理后的工件在空气中放置一段时间再镀也要发花等;因此,一定要严格控制前处理的每一个环节,工件除油后不得接触其它污染源,前处理完毕后应尽快实施电镀,以减少镀层发花的可能性;3.复合电镀镍-金刚石的性能评述3.1 镀层性能测定方法181 镀层的表面形貌及成分分析镍-金刚石复合镀层的表面形貌和镀层中各元素百分含量是采用日立S-3400N扫描电子显微镜及其附属EDS能谱仪来进行分析;2 镀层的组织结构分析镍-金刚石复合镀层的组织结构是采用日本理学3015升;镀为5g·L-1、20 g·L-1、 30 g·L-1、 40 g·L-1、50g·L-1和60g·L-1时电镀lOmin制备的镍-金刚石复合镀层的表面形貌从图可以看出,随着镀液中金刚石浓度由5 g·L-1;1增大到50 g·L-1时,通过搅拌作用单位时间内被输送到阴极表面的微粒数量增多,微粒被沉积在鍍层中的几率也增大,所以镀层表面的金刚石的分布量明显增多;观察图a到d可见复合镀层的表面平整,无裂纹和孔洞现象;当金刚石浓度超过50 g·L-1而继续增大时,镀层中金刚石分布不均匀且会出现扎堆现象如图f所示;另外,随着金刚石浓度的增大,复合镀层表面粗糙度和脆性都有所增加;由此可知,在复合电沉积过程中,镀液中金刚石粉末的浓度必须适宜,并不是越大越好;2)电流密度对镀层表面形貌的影响下图是电流密度分别是3A ·dm-2、5.5A ·dm-2 、8 A ·dm-2 、10 A ·dm-2 、13 A ·dm-2 和15.5 A ·dm-2 时电镀10min制备的镍-金刚石复合镀层的表面形貌;从图可以看出随着电流密度的增加,镀层中金刚石的复合量先增加后减少;在低电流区,增加电流密度就会使镍金属沉积速率加快,对共沉积的金刚石粉末包裹性变好,使其更牢固的镶嵌在镀层中;电流密度继续增大,镍的沉积速率远远大于金刚石颗粒的共沉积速率,导致镀层中颗粒的含量减少;由f可以看出,当电流密度为15.5 A ·dm-2时,镀层表面平整但金刚石的复合量非常低;但是如果电流密度太大,会使镍金属晶体生长太快,金属颗粒粗大且镀层易剥落.3.3 镀层的结合力分析金,,体结合力良好;3.4 镀层的硬度分析镀层的硬度采用HX-1000显微硬度仪测定21,如图为镀层经硬度检测之后相应的压痕图,所得硬度值如表所示;从图可知,镀层压痕呈菱形,镍-金刚石复合镀层硬度压痕的对角线远小于纯镍镀层的;结合表可知,镍-金刚石复合镀层的硬度值为1861HV,而纯镍镀层的硬度值只有195HV,复合镀层的硬度值远远高于纯镍的硬度值,说明均勾、弥散的分布在镀层中的金刚石颗粒起到了弥散强化作用22;因为这些硬质颗粒主要沉积在基质金属晶界以及晶体结构不完整处,与镀层金属结合紧密,对晶粒之间的滑移起到了很大的阻碍作用,有效阻碍了镀层内为错移动,从而使金属获得了有效强化;镀层硬度值样品号纯镍HV 镍-金刚石镀层HV1 200 19572 177 20393 210 1589平均值195 18613.5 镀层的耐蚀性分析1)镀层在酸性介质中的耐蚀性将镍-金刚石复合镀层和纯镍镀层浸入质量分数为5%H2S04溶液中,待电位稳定后,在开路电位下测得镀层的交流阻抗谱图和Tafel曲线,结果分别为图3.5.1和图3.5.2所示;由图3.5.1可知,两种镀层的交流阻抗均呈半圆形,在谱图的高频区出现的半圆均是由腐蚀反应电阻和双电层电容形成的,在低频区出现的弧线表现为电感的特性23;其原因可能是在镀层的表面会生成镍氧化膜,在测镀层的交流阻抗时这些氧化膜覆盖在阳极上形成了保护膜,抑制了金属向H2SO4溶液中溶解;镍-金刚石复合镀层的半圆直径大于纯镍镀层,说明镍-金刚石复合镀层在5%H2S04溶液中的耐蚀性大于纯镍镀层;图3.5.1 镀层在5％wH2S04溶液中的交流阻抗谱图3.5.2 镀层在5 %wH2S04溶液中的Tafel曲线2)镀层在中性介质中的耐蚀性能在开路电位下,测得镍-金刚石复合镀层在质量分数为5%NaCl溶液中的交流阻抗谱图和Tafel曲线,结果分别为图3.5.3和图3.5.4所示;从图3.5.3可知,在5%NaCl溶液中,镍-金刚石复合镀层和纯镍镀层均表现出单一容抗弧,形状为规则的半圆,但镍-金刚石复合镀层的阻抗谱图的半径大于纯镍镀层,说明在5%NaCl溶液中,镍-金刚石复合镀层的耐蚀性优于纯镍镀层24;图3.5.3 镀层在5%wNaCl溶液中的交流阻抗谱图3.5.4 镀层在5 %wH2S04溶液中的Tafel曲线3)镀层在碱性介质中的耐蚀性能在开路电位下,测定镍-金刚石复合镀层和纯镍镀层在5 %NaOH溶液中的交流阻抗谱图和和Tafel曲线,结果分别为图3.5.5和图3.5.5所示;从图3.5.5可知,两种镀层的交流阻抗曲线均出现了两个容抗弧;其中,在高频容抗弧对应着阳极表面上覆盖的镍氧化膜的迟豫过程,而低频容抗弧着阳极表面处发生的电荷传递过程25,说明腐蚀现象发生;镍-金刚石复合鍍层的阻抗谱图直径大于纯镍镀层,说明镍-金刚石复合镀层在5 %wNaOH溶液中的耐蚀性优于纯镍镀层;图3.5.5 镀层在5％wNaOH溶液中的交流阻抗谱图3.5.6 镀层在5 %wNaOH溶液中的Tafel曲线两种镀层在碱性介质中的耐蚀性都最差,总体来说,金刚石微粒的加入使镍镀层的耐蚀性提高;总结本文综合叙述了复合电镀镍-金刚石的发展历史以及我国在该领域的发展状况;通过电沉积工艺制备的镍-金刚石复合镀层,硬度高,金刚石超细粉与镍的结合度好,耐磨,耐腐蚀性强,在减摩机械部件、金刚石刀具、磨具上应用十分广泛;本文也对能够影响复合镀层以及电镀过程的因素进行了系统性的归纳总结,使读者能够清晰的了解什么因素能够使镀层产生影响,让读者知道怎么做能得到-参考文献1张辽远,姜洪涛.电镀金刚石工艺的研究J.沈阳工业学院学报,2002,212:43-462杨先佳.我国复合电镀技术的现状及其发展前景D.武汉材料保护研究所:33-353唐致远,郭鹤桐.复合电镀在国内的应用J.Electroplating＆Pollution Control,1991,116:14-164王永秀.镍-金刚石复合镀层的制备及其性能的研究D.广东：广东工业大学,2012:38-405王敏.复合电镀Ni-Fe-金刚石工艺J.电镀与精饰,2008,303：28-292O319胡如南.电镀手册K.北京:国防工业出版社,1979.20李云东,江辉,李根生等.电镀金刚石工具中新型镀层的研究J.材料保护,2002, 3512:31-32.21余焜,施智祥.银基金刚石复合镀层的性能研究J.功能材料,2001, 322: 169-171.22方莉俐,张兵临,姚宁,等.电铸金刚石-镍复合膜微观应力分析J.金刚石与磨料磨具工程,2005, 5: 34-37.23王立平,高燕,薛群基等.纳米金刚石对电沉积镍基复合镀层微观结构及抗磨性能的影响J.摩擦学报.2004, 246: 488-492.24王森林,曹学功.镍-金刚石复合电镀的研究J.华侨大学学报自然科学版,1998,。
DLC(类金刚石膜层介绍)
RF or DC power supply
Cathode
Permanent magnets
N
SS
+E
N
Ring Electrode
Negative Glow Plasma
Sputtered atoms
Work piece
Ar+ 离子轰击靶材表面。
Al 原子自靶材表面溅射并沉积到塑料基 体表面。
– 通过施加一定的偏压, 使得等离子中 的离子获得一定的能量, 层积于基体 表面,
PVD (磁控溅射)
CVD (PECVD)
FCVA
镀膜粒子 能量峰值 镀膜气压 镀膜温度
原子 ~0.1eV 5E-3 Torr ~200 ºC
原子团 ~0.2eV 1E-2 Tor >200 ºC
离子 20 to 5000eV 1E-6 Torr <80 ºC
以碳膜为例：
膜层密度 (g/cm3) 膜层硬度 (GPa) 氢含量 工作温度 (无 O2) 工作温度 (有 O2)
（2）纳峰的主要业务: 采用FCVA技术, 制备和沉积C材料, 以获得最优良的DLC (taC)薄膜.
2. DLC (Diamond Like Carbon(DLC) 类金刚石碳膜
DLC 结构
Diamond
Graphite
DLC
Diamond structure (sp3)
Graphite structure (sp2)
1. 表面处理技术介绍
常规 真空层积
化 学 气 相 层 积
物 理 气 相 层 积
FCVA (阴极过滤弧) 真空镀膜
膜层(表面原子排列)有序可控 原子排练致密,
膜层(表面原子排列)有序可控
金刚石表面真空镀镍的工艺分析
金刚石表面真空镀镍的工艺分析摘要：为对金刚石表面真空镀镍影响因素探索，本文采用多种工艺对金刚石进行表面真空镀镍。
实验数据表示，使用真空镀镍方法，金刚石强度没有受到影响，而且镀层与金刚石紧密结合，具有较强耐酸腐蚀性，金刚石表面构成耐腐蚀性较强的形成镍层，可以作为电镀金刚石线原材料使用。
旨在拓宽未来金刚石应用范围，为我国经济发展提供工业基础。
关键词：金刚石；真空镀镍；工艺前言：目前电镀金刚石普遍使用化学镀镍磷合金,但是化学镀会受到自身复杂步骤影响，难以有效控制金刚石镀镍效果。
而且在化学镀中还使用对环境造成严重污染的重金属辅助作业，无法实现金刚石镀镍长远发展。
而金刚石真空镀镍在真空环境下，借助活性剂，将金属粉末附着在金刚石表面，从而形成金属层。
因为操作方法简单，生产过程大大降低环境污染，成本较低，目前正在成为金刚石表面镀镍的重要研究对象。
1实验材料本文采用市面常见单晶3型料金刚石微粉作为试验材料，中心粒径与峰宽分别为7.513微米、3.228微米，并使用纯度99.5%的200目雾化镍粉作为真空镀镍材料。
将乙酸镍、乳酸等分析纯试剂混合后充分研磨，最后加入金刚石微粉混合。
其中，镍粉、乙酸镍等作为金刚石表面真空镀镍的镍源供给，而作为络合剂的乳酸则负责缩短镍元素在金刚石覆镀效果，加入氧化铝则是避免金刚石在镀镍过程中，出现板结现象，影响镀镍效果[1]。
2金刚石表面真空镀镍的工艺分析2.1粒度与镀覆粘连检测化学与真空镀覆都会出现连晶现象，但是连晶会影响电镀金刚石线使用质量，所以要对金刚石表面镀覆厚度进行检验，确保薄厚均匀，连晶情况少。
本文使用电阻测试法，借助位度分析仪完成粒度分析，对比金刚石镀覆前后峰型、峰宽，判断在镀覆作业后存在多少连晶金刚石[2]。
经过实验后，可以发现在镍源含量增加，在进行镍元素镀覆后，金刚石粒度明显增加，出现明显粘连情况。
而在镍源含量固定的情况下，络合剂含量增加，镀覆后的金刚石粒度有效降低。
金刚石串珠不同制备方法比较—何亮
金刚石串珠绳串珠不同制备方法简介摘要：在串珠锯切割系统中，作为切割刀具的串珠绳在实际切割中起着主导作用。
从最早出现的、用于试验切割石材、使用孕镶金刚石串珠的串珠绳开始，对串珠绳的改进就从未停止过。
而作为切削石材过程中实际承受切削力的金刚石串珠，人们对它的制备工艺的研究更是从未间断。
目前，金刚石串珠制备工艺主要有，电镀法、浸渍法、烧结法和钎焊法。
每种方法各有其特点和使用的范围，目前广泛应用的串珠制备方法主要是电镀法和烧结法。
本文从基本原理，各自特点，适用范围等方面简要比较了金刚石串珠不同制备方法。
关键字：金刚石串珠；制备方法；电镀；浸渍；烧结；钎焊一、金刚石串珠绳锯的应用和现状金刚石串珠绳锯具有各种不同的应用范围，主要可分成在石材行业（大理石、花岗岩）和建筑工程中的应用。
[1]金刚石串珠绳锯在石材行业的应用主要有石材开采、荒料整形、板材切割和异型制品加工。
金刚石串珠绳锯用于石材开采包括大理石、花岗岩等全部石材的开采。
具有成材率高、加工质量好、不易损坏荒料等优点，且开采过程中少有污染，是目前矿山开采必不可少的工具。
金刚石串珠绳锯具有能加工常规工具难以加工的不规则石料的特点，因此大量应用于石材整形加工中。
该技术与框架锯、金刚石圆锯片相比，具有较高的切割效率和较大的切割面积，而且噪声小。
板材切割是金刚石串珠绳锯的另一应用，单根串珠绳锯最常用于切割很厚的板材或小批量不同厚度的大板材。
多绳串珠锯切割板材具有框架锯无法比拟的优势。
串珠绳锯加工异型石材是目前技术含量最高的数控石材加工技术之一。
[2]金刚石串珠绳锯从其诞生到现在的大规模应用只经历了几十年的时间，但它却以顽强的生命力渗透于各行各业，发挥出其独特的优越性。
虽然国内外有相当数量的学者就其相关技术进行了实验性或工程上的研究，但是规模不大，深度不够，尚未形成系统性。
随着金刚石串珠绳锯技术的应用日益推广，其存在的为题也相继暴露，如断绳频繁、胎体与基体剥离、串珠固定效果差、串珠胎体性能与切割对象不匹配。
金刚石复合电镀
金刚石复合电镀就是使金刚石微粒均匀分布在金属中形成的镀层。
电镀金刚石铰刀的制作工艺有外镀和内镀两种工艺。
内镀工艺的制作过程是:首先根据铰刀工作部分的结构及尺寸,设计并制造相应的胎具(胎具的内孔和铰刀工作部分的外表面形状、尺寸一致)如图2;然后在胎具内孔的孔壁上进行金刚石的复合电镀,使金刚石颗粒沿孔壁排列,均匀分布;把镀层从孔壁转移到刀体的外表面;最后进行开刃、整体精饰,便形成内镀金刚石铰刀。
和外镀工艺比较,内镀铰刀表面颗粒排列的等高性好,刀具精度高。
由于要在胎具内孔进行金刚石颗粒的复合电镀,镀层能否实现、金刚石颗粒的排列质量及使用过程中颗粒固结的牢固程度、铰刀的制作周期等都和电镀工艺有关,所以必须处理好内镀工艺过程中的每个环节,才能得到合格的铰刀。
电镀工艺过程是:镀前处理→镀锡→上砂→卸砂→初步加厚→进一步加厚。
1电镀装置由于电镀时胎具的内孔要填满金刚砂,所以内镀工艺的难度较大。
主要表现为液相传质困难,镀层不易实现,允许电流密度小,电镀时间长。
由于传统的搅拌方式不能解决前面提到的问题,所以改用半封闭回路式镀液循环电镀装置进行电镀。
其基本原理(图3所示)是把胎具内孔作为回路的一部分,通过磁力泵把电镀液送到高位。
利用高低差,使镀液以一定的压力流经胎具内孔,并在回路中循环流动。
这样便可以解决镀液流动性差、液相传质困难的问题。
同时电流密度也可得到提高。
2.镀前处理镀前处理主要包括金刚石颗粒和胎具内孔表面的处理。
金刚石在电镀前如果不经过仔细的净化和亲水性处理,容易产生上砂困难或使颗粒与金属镀层结合力下降,造成铰刀使用过程中金刚石颗粒过早脱落。
具体处理方法如下:将NaOH和金刚石以重量为2∶1的比例放入坩埚中,在电炉上加热至680～700℃煮15min倒出冷却。
然后用蒸馏水冲洗至中性,之后,用15%稀硝酸煮沸约30min,冷却后用蒸馏水冲洗至中性。
然后浸泡在镀液中待用。
对胎具镀前处理的目的是除去表面污物和表面的不良组织,暴露出基体金属的正常晶格结构,便于在活化状态下金属晶体表面实现电沉积。
金刚石微粉表面镀覆研究进展
金刚石微粉表面镀覆研究进展代晓南;何伟春【摘要】Copper, titanium, nickel, tungsten, molybdenum, silver, etc., are mainly used for diamond surface coating.These coating can enhance the compressive strength of diamond grains, the coefficient of thermal conductivity of grinding tool, service life, increase the binding force between the diamond abrasive and binder.There are a lot of different diamond surface plating processes, mainly included chemical plating, plating, magnetron sputtering, vacuum deposition, etc.Small size of diamond particle is required in grinding fluid, fine grinding and wire saw, so this needs fine grain diamond surface plating, but 5 ~10 μm is the smallest size in the industry at present, and its performance is not very good, so the study of fine grain diamond micro powder coating should be stepped up.%用于金刚石表面镀层的金属主要有铜、钛、镍、钨、钼、银等，不同程度的提高了金刚石颗粒的抗压强度、磨具的导热系数、使用寿命。
试论电镀金刚石线镀层性能及加工工艺
288百家论坛试论电镀金刚石线镀层性能及加工工艺刘子昂湖南衡阳县第一中学1622班摘要：随着我国科学技术的不断发展，对于先进技术的应用也日益成熟，现阶段，我国硅晶体的硬质合金等一系列材料的应用已经得到很好的体现，在这一过程当中，对于材料应用的要求也变得越来越严格，整个电镀金刚石的性能也有了很大程度的提升。
本文对电镀金刚石线镀层性能及加工工艺进行了讨论以及分析。
关键词：电镀金刚石；线镀层性能；加工工艺本文从电镀金刚石切割线的具体分类情况进行入手，结合了电镀金刚石运用技术的发展情况，并对其性能进行了较为详细的研究，从而优化了电镀金刚石线镀层性能的加工工艺思路，达到了最佳的切割效果[1]。
一、电镀金刚石切割线的具体分类以及意义分析随着当前我国整个硬脆材料行业发展的速度不断的加快，电镀金刚石切割线的应用范围也变得更加广泛，并且在实际应用的过程中取得了较为理想的效果。
一般情况下，整个电镀金刚石的切割线直径大概在0.1毫米到0.3毫米之间，在对其进行且个的过程中，要对直径进行精准的把握，但是由于我国目前对于具体的分类方法掌握并不统一，这也就导致在实际工作的过程中，会出现一些突发情况，一般情况下，会按照材料的具体情况来进行分类，主要分为单股钢丝和双股以及多股钢丝，并且在一定程度上结合了材料的具体应用性能，形成了较为普通的金刚石切割线。
在切割线实际应用的过程中，使用更多的是以截面为主的单根钢丝，其应用的范围相对较广。
对于现阶段的电镀金刚石切割线来说，主要是通过对使用电镀的方法来将整个金刚石磨料进行固结，使之形成切割性，一般情况下，使用的切割面为圆形，并且其主要应用在硅晶体等硬脆材料的切割过程中。
环形的电镀金刚石的切割线是现阶段应用较为频繁的切割技术之一，通过及时有效的应用，从而在一定程度上实现了单向切割，根据相关的研究数据可以看出，在切割的过程中，并不需要改变方向，这也在很大程度上实现了高速切割。
在整个环形切割的过程中，也可以使用电力股钢丝来进行，这样一来，在切割的过程中，要注意对焊接接头的热处理，此环节对于施工人员的专业素质要求相对较高。
【精品文章】金刚石磨料颗粒为什么需要在表面镀覆金属？
金刚石磨料颗粒为什么需要在表面镀覆金属？
金刚石是公认的“超硬之王”，极高的硬度使得它在磨具磨料行业中被广泛使用。
但是金刚石颗粒和大多数金属、合金、陶瓷甚至树脂结合剂之间的高界面能，决定了磨具中的金刚石颗粒只是被机械地包覆在结合剂基体中。
但是金刚石颗粒若不能与基体“死死地”黏在一块的话，当磨具受到磨削力作用、磨粒还没被磨露到最大截面时，金刚石颗粒就因失去基体的包裹而自行脱落，降低了金刚石工具的使用寿命和效率。
因此为了提高磨具的使用寿命，人们开始应用金属包覆金刚石颗粒。
镀覆金属后，金刚石粉体与结合剂基体之间的表面能差异得以降低，两者间的结合力得到加强并减少了金刚石的脱落，从而提高金刚石粉体材料的利用率。
而且它还能对金刚石表面起到宏观隔离保护作用，及对金刚石结构起到微观侧面支撑作用，有利于防止金刚石在使用过程中被氧化和石墨化。
镀层的分类：
自1965年尼柯都尔(Nicodur)发现金属镀层处理可以提高砂轮寿命50%后，这一做法就得到了广泛普及。
1966年以后，最先出现的镀层是铜和镍，后来钛、钼、钨、铌、钽等金属镀层也逐渐发展了起来，甚至还有陶瓷难熔化合物等非金属材料镀层，但普遍来讲，镀镍金刚石较为常见。
除此之外，镀层也由单层发展到多层，例如铜-镍、钛-镍以及金属-非金属复合镀层，常用的方法则有化学镀加电镀、真空蒸镀、等离子溅射等。
如今表面镀覆不仅应用于磨粒，还应用于微粉和聚晶原料加工。
金刚石微粉化学镀镍技术概述
金刚石微粉化学镀镍技术概述摘要：传统金刚石微粉镀覆难以做到镀覆镍层的完整性，存在镀覆的镍层厚度不均匀，并且无法避免金刚石颗粒之间的粘连，镀覆金刚石微粉过程中及镀覆后金刚石微粉中混杂大量的镍粉，镍铠科技推出的金刚石微粉化学镀镍工艺流程，在传统工艺流程的基础上，优化前处理流程，采用成熟的高磷化学镀镍工艺，实现多周期镀镍，在大幅度提高镀覆品质的情况下，降低镀覆成本，减少镀镍废液的抛弃。
关键词：金刚石线锯；金刚石微粉；金刚石微粉镀覆；金刚石微粉化学镀镍；前言金刚石粉体化学镀镍是个很早就实用化的工艺技术，早期称为金刚石金属化镀覆，上世纪70年代后期与化学镀镍有关的技术书籍，在非金属、难镀材料化学镀镍有相关章节的介绍，当时的金刚石镀覆后主要用于金刚石刀具、金刚石砂轮的复合镀，以增强金刚石与刀具、磨具基体的把持力（我们称为结合力）。
目前的通行的工艺流程基本上还是遵循了传统的工艺流程（除油-粗化-敏化-钯活化-化学镀镍）。
自2015年以来，随着光伏产业大量推广应用金刚石线锯取代传统的砂浆+钢线切割硅材料，金刚石线锯作为一个相对冷僻的产品，一下子火热起来，光伏行业的有关行业的报告指出，目前的金刚石线锯市场产量产值大约每年在数百亿元的量级，最近四年来，专门生产金刚石线锯的上市公司近十家，没有上市的规模化金刚石线锯生产企业数十家，由此而带来了金刚石线锯线材连续镀行业的大发展，作为金刚石线锯的主要材料——金刚石微粉，金刚石微粉化学镀镍也伴随此风口，近年来成为了一个飞速发展的工艺技术。
金刚石及金刚石微粉：这里所说的金刚石是人造金刚石晶体，由石墨和触媒在六面顶压机的模具中，在高温高压下人工生产出来的，密度在3.5克/立方厘米，具有天然金刚石的物理化学性能，是目前硬度最高的材料，往往用于高硬度刀具、磨具的生产。
人造金刚石晶体经过破碎、粒径分选、形状分类分级后，作为确定了规格的金刚石微粉，应用于金刚石线锯的，目前的常规使用粒径从5微米到50微米之间，分类级别大致为（5—10、8—12、10—20、20—30、30—40、40—50、单位是微米），遵循粗线使用大粒径金刚石，细线使用小粒径金刚石的模式，2019年5月份，金刚石线锯行业在南京召开了年度行业会议，会上的报告说明，规模化生产的金刚石线锯母线最小直径已经达到了50微米（5丝），用于硅材料切割，用于稀土永磁体切割的金刚石线锯最小母线直径是120微米（12丝）。
4电镀金刚石钻头(1)
第一章 电镀钻头原理
第一节 基本定律 一、两类导体 在盛有溶液的镀槽中装置 阳极(如镍板)和阴极(如钻头)， 接通直流电源后，可以看到线 路中电流表的指针移动。这表 明整个线路中有电流通过。 在电镀中，电流从直流电 钻头 镍板 源经外导线(如铜线)引入镍阳极， 经过溶液再进入阴极(如钻头钢 图1-1 镀镍槽示意图 体)，然后经外导线又回到直流 电源，如图1-1。
二、法拉第定律
电镀槽通电时，电极与溶液界面间有化学反应发生。当通过电镀槽 的电流达到稳态时，由外电路流向阴极的电子全部参加电极反应。对镀 镍的阴极过程来说，自直流电源流过来的自由电子越多，则镀上的镍层 越厚。为了了解在施镀时间内镀层的厚度或质量，有必要寻求电流强度 寻求电流强度 与电极上所形成产物的量的关系。 与电极上所形成产物的量的关系。 根据生产实践及实验结果，总结出了描述电极上通过的电量与电极 反应产物质量之间的关系。 (1)法拉第定律 电流通过电镀槽时，在电极上析出物质的量与溶液中 通过的电量关系，可用下式表示：
(3)温度 镀镍的温度通常是不高的，在一定电压条件 镀镍的温度通常是不高的， 下提高槽温就会观察到电流增大的现象。 下提高槽温就会观察到电流增大的现象。其原因 之一就是升高温度可以使离子运动速度增大， 之一就是升高温度可以使离子运动速度增大，因 而提高溶液的导电能力。 而提高溶液的导电能力 各种溶液的电导率，都可以直接测出来。通 常在溶液中加入一定量的导电盐类(如镀镍溶液 中的NaCI)，以提高镀液的电导率。这对于节约 电能和改善镀液的分散能力均起着重大的作用。 但导电盐类也不可加得过多，一方面它有可能反 而会使镀液的电导率下降，另一方面镀液浓度过 高，粘度也相应增大，不但有可能使电极反应的 进行遇到阻力，而且会使镀件出槽时夹带出来镀 液的量增加，造成额外的损失，甚至当槽温变化 时还可能出现某些物质结晶析出的现象。
金刚石真空镀钛实验报告___概述说明以及解释
金刚石真空镀钛实验报告概述说明以及解释1. 引言1.1 概述深入理解金刚石的镀钛工艺对于提高金刚石的特性以及拓展其应用领域至关重要。
本实验旨在通过金刚石真空镀钛实验，探索金刚石表面经过镀钛后的效果，并分析其机理和可行性。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述：引言、实验设计与方法、实验结果与数据分析、结果讨论与解释以及结论。
每个部分将详细介绍相关内容，并提供必要的数据和图表支持。
1.3 目的本实验旨在通过金刚石真空镀钛实验，全面了解镀钛工艺对金刚石的影响，包括有关表面形貌、化学性质和光学性质等方面的变化。
通过对实验结果和数据进行分析和讨论，进一步揭示金刚石镀钛的机制和可能应用领域，并为今后改进工艺提供参考依据。
以上是“1. 引言”部分内容的详细撰写，请注意语句通顺且不要出现任何链接。
2. 实验设计与方法:2.1 材料选择与准备:在该实验中，我们选择了金刚石作为待镀钛材料。
金刚石具有优异的硬度和化学稳定性，是一种理想的基底材料用于镀钛实验。
我们选取了经过精细加工的金刚石样品，并进行表面清洗以去除任何可能存在的污染物。
2.2 镀钛工艺流程:本实验采用了真空镀膜技术进行金刚石的钛化处理。
具体镀钛工艺流程包括以下步骤：步骤1: 清洗金刚石样品将金刚石样品置于去离子水中进行超声清洗，去除表面附着物。
步骤2: 负极极化处理将清洗后的金刚石样品放入电解槽中，并与阳极连接。
通过电解溶液中施加直流电源，在规定条件下对金刚石样品进行负极极化处理，以提高其导电性并增强后续镀膜效果。
步骤3: 真空预处理将经过负极极化处理的金刚石样品置于真空室中，进行真空泵抽真空的预处理。
该步骤旨在去除金刚石样品表面残留的氧气和其他气体，为后续镀钛过程创造适宜的环境条件。
步骤4: 钛化处理经过真空预处理后，将金刚石样品与钛源放置于真空室中，并加热至一定温度。
同时，在真空室中通过控制钼丝或电子束加热源产生的钨蒸汽，使其与金刚石样品表面发生反应，形成一层致密均匀的钛膜。
镀镍金刚石分类及应用
4、镀镍金刚石特性:
1、提高磨料与磨具结合剂之间的结合力，减少金刚石颗粒从基体上脱落;
2、减缓热冲击使金刚石免受瞬时高温冲击而碳化;
3、隔离保护作用：在高温烧结和高温磨削时，镀层对金刚石起隔离保护作用，防止金刚石碳化，氧化等;
4、延长工具的使用寿命.
5、镀镍金刚石应用领域
1、主要用于树脂结合剂干、湿磨制品，有效提高把持力，具有良好的散热特点，防止在高速切削中碳化。
2、镀镍金刚石由于其性能的稳定，逐渐应用于各大树脂结合剂金刚石工具厂家，近几年来，金刚石线锯的蓬勃发展也对金刚石原料提出了要求，逐步向着镀覆镍金属方面发展，30%增重的形貌规则的金刚石镀镍产品越来越广泛的应用。
金刚石镀镍
金刚石表面化学镀Ni工艺研究摘要：由于金刚石表面能较高，在热压成型时很难与金属基体牢固的结合起来，因此刀具受到高的切削载荷时，金刚石很容易脱落，致使出现刀具寿命明显降低的问题，采用对金刚石的表面进行金属化处理。
本文研究了在金刚石表面金属化的各种处理方法及优化了在金刚石表面进行化学镀Ni的工艺。
关键词：金刚石；化学镀；增重率0前言金刚石具有高的热导率、低的密度、高的硬度、高的抗压强度及热膨胀系数与半导体材料好匹配等优点，但由于目前金刚石锯切工具和钻机工具多用粉末冶金的方法生产，烧结温度一般可以高达900℃，然而金刚石在空气中加热到700℃左右的时候，就开始出现氧化失重，抗压能力下降的问题；在1000℃以上时金刚石会发生石墨化，同时因为金刚石表面能很高，而且金刚石与基体润湿性比较差，与基体粘合力较弱，金刚石一般与金属基体的连接仅仅靠机械镶嵌力，却不能形成强的化学键粘合力，使金刚石在工作过程中容易脱落。
为了达到增强金刚石和金属之间的润湿性的目的，本文采用以次亚磷酸钠做为还原剂在金刚石表面进行化学镀镍的方法来降低金刚石和基体的界面能，改善他们之间的润湿性。
同时分析了金刚石表面镀覆前后不同的增重率对金刚石性能的影响。
研究了金刚石表面化学镀镍，给出了化学镀前的预处理过程和化学镀的工艺流程，并确定了化学镀镍的合理配方。
用金刚石单颗粒抗压强度测定仪测试镀覆前后单颗金刚石的抗压强度，利用扫描电镜（SEM)分析镀覆前后金刚石表面形貌、疏松致密程度等，利用X射线衍射仪（XRD)分析特征峰判断晶型非晶型、镀覆金属与金刚石有无界面生成物等。
1金刚石表面处理的发展及应用目前,在金刚石表面镀层中使用的材料主要是金属材料,所以又称之为金刚石的表面金属化处理。
在这其中根据使用地方的差异又可分为两种不同的情况:(1)表面镀钛、镀钨、镀铬等的金刚石适用于使用金属结合剂和陶瓷结合剂的砂轮；(2)镀镍和镀铜的金刚石适用于使用树脂结合剂的砂轮;1.1金刚石表面镀覆条件在金刚石表面进行镀覆时，存在非常多的形成条件和影响因素，主要有：成分条件、结构条件、工艺条件。
电镀金刚石工具镀层脱落的原因
电镀金刚石工具镀层脱落的原因电镀金刚石工具镀层脱落的原因电镀金刚石工具在制造过程中牵涉多道工序，任何一道工序进行得不充分，都会造成镀层脱落。
镀前处理的影响钢基体在进入电镀槽之前的处理工序称之为镀前处理。
镀前处理包括：机械抛光、除油、浸蚀及活化等步骤。
镀前处理的目的是去除基体表面上的毛刺、油污、氧化膜、锈和氧化皮，以暴露基体金属使金属晶格正常生长，形成分子间的结合力。
假如镀前处理不好，基体表面有很薄的油膜和氧化膜，基体金属的金属晶格就不能充分暴露，就会拦阻镀层金属与基体金属形成分子间的结合力，仅仅是机械镶嵌作用，结合力差。
因此，镀前处理不良是造成镀层脱落的重要原因。
镀液的影响镀液的配方直接影响镀层金属的种类、硬度、耐磨性，搭配不同的工艺参数还可掌控镀层金属结晶的粗细、致密度以及镀层内应力的大小。
对于金刚石电镀工具的生产而言，绝大采纳镍或镍—钴合金，若不考虑镀液杂质的影响，影响镀层脱落的因素有：（1）内应力的影响镀层内应力是在电沉积过程中产生的，溶液中的添加剂及其分解产物和氢氧化物均会加添内应力。
宏观应力能引起镀层在贮存、使用过程中产生气泡、开裂、脱落等现象。
对于电镀镍或镍—钴合金而言，不同的镀液构成，内应力相差悬殊，氯化物含量越高，内应力越大。
对于主盐为硫酸镍的镀液而言，瓦特类镀液内应力均小于其他类镀液。
通过添加有机光亮剂或应力除去剂，可显著减小镀层的宏观内应力而加添其微观内应力。
（2）析氢的影响在任何电镀液中，不论其PH值如何，由于水分子的离解，永久存在肯定量的氢离子。
因此，在条件适当的情况下，无论在酸性、中性或碱性的电解液中进行电镀，在阴极上与金属析出的同时，往往有氢气析出。
氢离子在阴极还原后，一形成氢气逸出，一以原子氢的状态渗入基体金属及镀层中。
使晶格扭曲，造成很大的内应力，也使镀层显著变形。
电镀过程的影响若排出电镀液的成分及其他工艺掌控方面的影响，电镀过程中的断电是造成镀层脱落的一个紧要原因。
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表面镀金刚石的原理
表面镀金刚石的原理是利用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）技术。
在CVD过程中，通过加热金属基底，将气态的金属化合物和碳源共同引入反应室中。
首先，金属基底（如钢）被加热到高温，在反应室中引入金属含有化合物（如金属有机化合物）和碳源（如甲烷）。
在高温下，金属化合物分解并与碳源发生反应，生成金刚石的碳原子。
随着CVD过程的进行，金刚石碳原子逐渐沉积在金属基底上，并且由于高温和气相反应的影响，金刚石形成的结构相对较完整和均匀。
最后，经过一段时间的CVD过程，金属基底上的金刚石层逐
渐增厚，形成金属基底表面的金刚石涂层。
总的来说，表面镀金刚石的原理是在高温条件下，通过化学气相沉积技术将金刚石碳原子沉积在金属基底表面上，形成金刚石涂层。
这种涂层具有高硬度、高耐磨、抗腐蚀等优良性能，广泛应用于各个领域。