纳米复合电刷镀技术详解

纳米复合电刷镀技术的用途
1．修补槽镀产品缺陷； 2．修复加工超差件及零件的表面磨损，恢复其尺寸精
度和几何形状精度； 3．修复工件表面的划伤、沟槽、凹坑、斑蚀、孔洞； 4．强化新品表面，使其有较高的机械性能和较好的物
化性能； 5．制备工件表面的防护层，如要求表面耐腐蚀，抗氧
化、耐高温，对铝及铝合金表面进行氧化处理等； 6．改善材料的钎焊性、导电性、导磁性，以及减磨性. 7．装饰和修复建筑物、文物、工艺美术制品。 8、修复印刷电路板、电气触头、电子元件。
这项技术设备简单，操作方便；镀液种类多，镀积速度快， 应用范围广；镀层与基体的结合强度高；镀后工件不变形，一 般不需要机械加工。所以不仅能用于零件的维修，而且能用于 零件的表面强化、防腐和装饰。已经在武器装备、车辆工程、 航空、机械、电子、建筑、船舶、石油等各行各业中被广泛地 应用。
电刷镀是80年代初发展起来的一项表面技术，是国家六五、 七五、八五计划期间重点推广的项目之一，累计为国家创造三 十二亿元的经济效益，该技术曾获国家科技进步一等奖。
10.修复周期短，费用低，经济效益大。 12.零件不受工件形状、尺寸限制，小到半导体元件，大到几十吨
甚至上百吨的设备。可修复比较复杂的零件表面。 13.一套设备可在多种材料上刷镀，获得复合镀层非常方便，并可
用叠层结构得到较厚的镀层。
不足之处： 1．不适于大批量、大厚度、低性能；
2．忌用：重载荷的弹子滚道、齿轮齿面等 高应力交变负荷处。
9. 用反向电流去毛刺、动平衡去重。 10. 零件局部防渗碳、防氮化和防氧化，刷镀喷涂、堆焊
层的过渡层。 11. 完成槽镀难于完成的作业。
（1）工件太大或要求特殊而无法槽镀； （2）工件难于拆装或拆装运输费用昂贵，对大型设备
现场修理； （3）只需局部镀的大件或镀盲孔； （4）用于钴、钛和高合金钢的过渡层，增强槽镀层的
零维粒子直径1-100 nm 一维棒、线或管的直径1-100 nm
加压 烧结
三维纳wenku.baidu.com材料
二维膜厚度为1-100 nm
纳米材料具有小尺寸效应、量子效应、表面与界面效应，在 力、电、声、光、热、磁性能上表现出许多奇异性。如：
★纳米Fe断裂强度比普通Fe高12倍；纳米碳管的密度仅为钢 的1/6，但其强度比钢高100倍； ★纳米Cu具有超塑延展性，在室温下可拉长100多倍而不出现 裂纹； ★2nm的Au熔点为3300C，比体相Au的熔点低7000C以上； 纳米Ag的熔点竟低至1000C；W颗粒中加入0.1-0.5%的纳米Ni 可使烧结温度降低近20000C； ★纳米TiO2 陶瓷材料在室温下具有优良的韧性 ,在 180℃经受 弯曲而不产生裂纹； ★半导体Si ，在通常情况下发光很弱，但小于等于5nm纳米 的Si却能发射很强的可见光。
二、纳米复合电刷镀的基本原理
[NP] + M n＋+ ne → M(NP)
式中: [NP] —复合刷镀液中纳米颗粒 M n＋ 金属正离子 n—该金属的化合价数 e—电子 M—金属原子
复合刷镀液
纳米颗粒复合电刷镀基本原理示意图
晶核 纳米粒子
基体金属 （a）
基体金属 （b）
基体金属 （c）
基体金属 （d）
7． 一台设备可以镀积几十种镀层（溶液种类多），应用范围广， 目前已有一百多种不同用途的溶液，适用于各种行业的不同需要。
8. 溶液性能稳定：使用时不需要化验调整，无毒，对环境污染小； 不燃不爆，储存运输方便。
9.有不同型号的镀笔，并配有形状不同、大小不一的不溶性阳极， 对各种不同几何形状及结构复杂的零部件都可修复。
2.纳米技术
（1）纳米是一长度单位，1米进行10亿等分，就是1纳米；或 1毫米100万等分，也是1纳米。
1纳米等于10－9米。 1纳米相当于： (1) 10个氢原子排起来的长度； (2) 头发丝的万分之一； (3) 一个纳米球与篮球的大小比较。
2.纳米技术
（2）纳米材料——在三维空间尺度上至少有一维处于纳米量级 (1-100nm)的固相材料。
3.纳米复合电刷技术
纳米颗粒复合电刷镀技术是一种新兴的复合镀层 制备技术。它是在电刷镀镀液中加入一种或几种纳 米颗粒，使之在电刷镀过程中电场作用下金属离子 被还原的同时与金属发生共沉积，从而获得具有特 定优异性能复合镀层的技术。
纳米颗粒复合电刷镀技术是装备再制造关键技术 之一，相对于普通电刷镀技术在镀层的硬度、结合 强度、耐磨性、抗接触疲劳性能和服役温度都有了 不同程度的提高，这使得刷镀技术的应用范围更加 广范，并解决了诸多传统刷镀技术不能解决的修复 难题。
纳米电刷镀复合涂层的生长过程物理模型 （a）基质金属在基体表面沉积；（b）刷镀层生长，纳米粒子沉积； （c）基质金属裹覆纳米粒子；（d）形成纳米粒子弥散分布的复合刷镀层
三、纳米复合电刷镀技术的特点及用途
主要优点： 1．设备简单：不需要镀槽，便于携带，适用于野外修理及现场
修复，尤其对于大型精密设备的现场不解体修复更具有实用 价值。 （坦克后桥孔、石化设备、钻井设备、船舶、飞机、煤矿） 2．工艺简单、操作灵活：不需要镀的部位不需要用很多材料保 护。（飞机起落架、刨边机、电机轴、电机座） 3．操作过程中，由于阴极与阳极之间有相对运动，故允许使用 较高的电流密度，一般刷镀为300~400A/dm2，最大可达 500~600 A/dm2；比槽镀大几到几十倍。 4．镀液中金属离子含量高：是槽度的5~20倍。 5．镀积速度快：是槽镀的5~50倍；生产效率是槽镀的10~15倍。 6．结合强度高： 焊接：50Kg/mm2；喷涂2~6 Kg/mm2；槽镀 10~17 Kg/mm2；刷镀14~24 Kg/mm2；
纳米复合电刷镀技术
主要内容
一、概述 二、纳米复合电刷镀技术原理 三、纳米复合电刷镀技术特点与应用范围 四、纳米复合电刷镀设备 五、纳米复合电刷镀溶液 六、纳米复合电刷镀工艺 七、纳米复合电刷镀应用实例
一、概述
1.电刷镀技术
电刷镀最初是电镀工人用来修补槽镀零件缺陷的一种方法。 它是用一块棉花将阳极包裹起来，蘸上槽镀液，在工件缺陷处 擦抹。而现在的刷镀技术已经发展成为一项独特的新技术。