Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.

Methodenartikel

Lokalisierte Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping

4K Aufrufe

⸱

DOI:

10.3791/61484

⸱

22. September 2020

 ,  ,  , 
1Department of Chemistry and Biochemistry, St. Mary's College of Maryland, 2PMA-265 Power and Propulsion IPTL

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier wird ein Protokoll der badelosen Galvanik vorgestellt, bei dem eine stagnierende Metallsalzpaste mit Verbundpartikeln zu Metallverbundwerkstoffen bei hoher Belastung reduziert wird. Diese Methode befasst sich mit den Herausforderungen anderer gängiger Formen der Galvanik (Jet, Pinsel, Bad) der Einbettung von Verbundpartikeln in die Metallmatrix.

Zusammenfassung

Die Verbundbeschichtung mit Partikeln, die in die Metallmatrix eingebettet sind, kann die Eigenschaften der Metallbeschichtung verbessern, um sie mehr oder weniger leitfähig, hart, langlebig, geschmiert oder fluoreszierend zu machen. Es kann jedoch schwieriger sein als die Metallbeschichtung, da die Zusammengesetzten Partikel entweder 1) nicht geladen sind, so dass sie keine starke elektrostatische Anziehungskraft auf die Kathode haben, 2) hygroskopisch sind und durch eine Hydratationshülle blockiert sind, oder 3) zu groß, um beim Rühren an der Kathode zu stagnieren. Hier beschreiben wir die Details einer badelosen Beschichtungsmethode, bei der Anoden- und Kathodennickelplatten eine wässrige konzentrierte Elektrolytpaste mit großen hygroskopischen Phosphorpartikeln und einer hydrophilen Membran enthalten. Nach dem Auftragen eines Potentials wird das Nickelmetall um die stagnierenden Phosphorpartikel abgelagert und in der Folie eingeschlossen. Die Verbundbeschichtungen zeichnen sich durch optische Mikroskopie für Folienrauheit, Dicke und Verbundflächenbelastung aus. Darüber hinaus kann die Fluoreszenzspektroskopie verwendet werden, um die Beleuchtungshelligkeit dieser Filme zu quantifizieren, um die Auswirkungen verschiedener Stromdichten, Beschichtungsdauer und Phosphorbelastung zu bewerten.

Einleitung

Traditionelle Galvanik ist weit verbreitet verwendet, um dünne Schichten einer Vielzahl von Metallen, Legierungen und Metall-Verbundwerkstoffe auf leitfähige Oberflächen zu legen, um sie für die beabsichtigte Anwendungzufunktionalisieren 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. Diese Methode fügt Teilen, die in der Herstellung von Luft- und Raumfahrt, Automobil,- militär,medizinischer und elektronischer Ausrüstung verwendet werden, eine Metalloberfläche hinzu. Das zu vergoldete Objekt, die Kathode, wird in ein wässriges Bad mit Metallsalzvorläufern getaucht, die durch die Anwendung eines chemischen oder elektrischen Potentials an der Oberfläche des Objekts auf Metall reduziert werden. Nicht geladene Verbundpartikel können in die Metallfolie eingebaut werden, indem diese während der Beschichtung in das Bad eingebracht werden, um die Folieneigenschaften für erhöhte Härte bei Metalloxiden und Karbiden, Glätte mit Polymeren oder Schmierung mit flüssigen Ölen12,13zu verbessern. Da diese Partikel jedoch keine inhärente Anziehungskraft auf die Kathode haben, bleibt das Verhältnis von Verbundwerkstoffen, das in das Metall eingebaut ist, für die Badbeschichtung13,14,15niedrig. Dies ist besonders problematisch für große Teilchen, die nicht lange genug an die Kathode adsorbieren, um von der wachsenden Metallfolie eingebettet zu werden. Darüber hinaus wirken hygroskopische Partikel in wässrigen Lösungen und deren Hydratationshülle als physische Barriere, die den Kontakt mit der Kathode16behindert.

Einige vielversprechende Methoden haben gezeigt, um diesen Effekt zu mildern, indem trockene unpolare Lösungsmittel verwendet werden, um die Hydratationsbarriere vollständig zu entfernen17, oder indem die zusammengesetzten Partikel mit geladenen Tensidmolekülen16 dekoriert werden, die die Hydratationshülle stören, um den Kontakt zwischen dem Teilchen und der Kathode zu ermöglichen. Da es sich bei diesen Methoden jedoch um organische Materialien handelt, ist eine Kohlenstoffkontamination im Film möglich und der Abbau dieser organischen Materialien könnte an den Elektroden auftreten. Beispielsweise werden die verwendeten organischen Lösungsmittel (DMSO2 und Acetamide) in einer inerten Atmosphäre zur luftfreien Beschichtung auf 130 °C erhitzt; Wir stellten jedoch fest, dass sie während der Beschichtung in der Luft instabil waren. Durch die widerstandsbeständige Erwärmung an den Elektroden können Redoxreaktionen mit organischen Materialien zu Verunreinigungen oder Stellen für heterogene Keimbildung und Wachstum von Metall-Nanopartikeln führen18. Daher ist eine organisch-freie wässrige Galvanikmethode erforderlich, die die seit langem bestehende Herausforderung der Partikel-Kathodenadsorption bewältigen. Bisher hat sich gezeigt, dass die Metall-Verbund-Badebeschichtung Partikel bis zu wenigen Mikrometern Durchmesser19 und bis zu 15 % Belastung16,17einbettet.

Als Reaktion darauf beschreiben wir eine anorganische badelose Elektroprägungsmethode, die verbundstoffliche Partikel zwingt, trotz ihrer großen Größe und hygroskopischen Natur20bei hohen Oberflächenabdeckungen in den Film eingebettet zu werden. Durch das Entfernen des Bades umfasst das Verfahren keine Behälter mit gefährlichen Beschichtungsflüssigkeiten und das zu verschichtende Objekt muss nicht untergetaucht werden. Daher können große, umständliche oder anderweitig korrosions- oder wasserempfindliche Objekte in ausgewählten Bereichen mit dem Verbundwerkstoff plattiert oder "gestempelt" werden. Darüber hinaus erfordert die Entfernung von überschüssigem Wasser weniger Reinigung von flüssigen gefährlichen Abfällen.

Hier zeigen wir diese Methode zur Herstellung heller fluoreszierender Metallfolien durch Co-Ablagerung von ungiftigem und luftstabilem Europium und dysprosium dotiertem Strontium-Aluminat (87 ± 30 m) mit Nickel bei hohen Belastungen (bis zu 80 %). Dies steht im Gegensatz zu früheren Beispielen, die in einem Bad plattiert wurden und daher auf kleine (Nanometer auf wenige Mikrometer) Phosphore12beschränkt waren. Darüber hinaus fluoreszieren zuvor elektrodepositierte Filme nur unter kurzwelligem UV-Licht, mit Ausnahme eines aktuellen Berichts, der in einem Aluminiumoxidfilm mit Plasmaelektrolytoxidation 21 – 5 m lumineszierende Strontium-Aluminatkristalle in einem Aluminiumoxidfilm mit Plasmaelektrolytoxidationwuchs. Fluoreszierende Metallfolien könnten weitreichende Anwendungen in vielen Branchen haben, einschließlich Dim-Light-Umgebungen, einschließlich Straßenschildbeleuchtung21, Standort der Flugzeugwartung und Identifikation20, Automobil- und Spielzeugdekorationen, unsichtbare Botschaften, Produktauthentifizierung22, Sicherheitsbeleuchtung, mechanochromische Stressidentifikation10 und tribologische Verschleiß visuelle Inspektion12,16. Trotz dieser möglichen Verwendungen für glühende Metalloberflächen könnte dieses Verfahren auch um zusätzliche große und/oder hygroskopische Verbundpartikel erweitert werden, um eine neue Vielfalt von Metall-Verbund-Funktionsbeschichtungen zu erzeugen, die bisher durch Galvanik nicht möglich waren.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

1. Herstellung von Beschichtungssalzen

VORSICHT: Nickelsalze und Borsäure sind giftig und sollten mit der richtigen persönlichen Schutzausrüstung wie Nitrilhandschuhen, Einer Brille und einem Labormantel behandelt werden. Starke Säuren und Basen sollten in der Dunstabzugshaube behandelt werden, und alle Abfallchemikalien sollten als sonderstoffbehandelt werden.

  1. Wiegen Sie bei einer Waage die folgenden Pulver in diesen Verhältnissen ab: 10.000 g NiSO4,6H2O, 2.120 g NiCl2,6H2O, 1.600 g H3BO3 und in einer Durchstechflasche miteinander kombinieren. Siehe Tabelle 1 für Konzentrationen.
  2. 1.800 g SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ Phosphor oder alternative Phosphore einschließlich Europium dotiertes Yttriumoxid, Europium dotiertes Barium-Magnesium-Aluminat wiegen oder je nach gewünschtem Effekt durch alternatives Oxid, Metall oder organisches Verbundmaterial ersetzen.
    HINWEIS: Die hier hinzugefügte Menge kann je nach den Eigenschaften des Verbundmaterials und den gewünschten Eigenschaften des Metall-Verbundfilms variieren.
  3. Mit einem Porzellanmörtel und Stößel, schleifen Sie das Verbundpulver für ca. 10 Minuten, bis es zu einem feinen Pulver wird.
    HINWEIS: Dies ändert nicht die Partikelgröße, sondern trennt aggregierte Partikel.
  4. Ebenso die Salzmischung von Schritt 1.1 in Chargen mahlen, bis es zu einem feinen Pulver wird.
  5. Kombinieren Sie den gemahlenen Phosphor mit dem gemahlenen Salzgemisch in einem Behälter zur Lagerung.
  6. Wiegen Sie 0,188 Gramm der Mischung pro cm2 Beschichtungsfläche, wie in Schritt 1.5 vorbereitet und fügen Sie zu einem Behälter mit einer offenen Platte, die leicht zugänglich ist.
  7. Dazu 40 l Wasser pro cm2 Beschichtungsfläche hinzufügen und rühren, um die Salze, die eine dicke Paste bilden, teilweise aufzulösen. Legen Sie dies beiseite.
    HINWEIS: Das Protokoll kann hier angehalten werden.

2. Vorbereitung der Elektroden

  1. Schneiden Sie die Anode mit einer Schere auf die Größe und Form, die dem zu verblechenden Objekt entspricht. In diesem Beispiel bereiten wir eine 4 cm2 Nickelfolie zu beschichtet, und eine 4 cm2 Nickelanode wird geschnitten, um dies zu entsprechen.
    HINWEIS: Andere Objekte können beschichtet werden, einschließlich großer Objekte. Wählen Sie in diesem Fall den Bereich auf dem zu beschichtenden Objekt aus, und schneiden Sie die Anode aus, um der Beschichtungsfläche zu entsprechen.
  2. Reinigen Sie mit einem Wattestäbchen oder einem Tuch die Oberfläche der Anodenfolie und der Kathode (Beschichtungsobjektoberfläche) mit konzentriertem (10 M) Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxidbasis, um organisches Material zu entfernen. Als nächstes spülen Sie die Oberflächen mit Wasser, um überschüssige Basis zu entfernen.
  3. Aktivieren Sie mit einem Wattestäbchen oder einem Tuch die Objektoberfläche mit konzentrierter Säure. Bei Nickel werden 37 % vol/vol HCl verwendet, obwohl für Stahl 10% volumenwählendes HCl besser geeignet sein können. Bitte beachten Sie die Empfehlungen zur Aktivierung von Metalloberflächen an anderer Stelle, um die geeignete Methode zur Aktivierung bestimmter Metalle oder Legierungen zu bestimmen23,24.
    HINWEIS: Nach diesem Schritt ist die Metalloberfläche reaktiv und die Oberfläche beginnt, mit Sauerstoff in der Luft zu reagieren, um eine Oxidschicht zu bilden. Dies führt dazu, dass die Oberfläche inaktiv ist, sodass die folgenden Schritte (2.4 – 3.5) in den nächsten 5 Minuten ausgeführt werden sollten; Andernfalls sollte Schritt 2.3 wiederholt werden, bevor Sie fortfahren.
    VORSICHT: Dieser Schritt sollte in einer Dunstabzugshaube durchgeführt werden, um eine Exposition gegenüber HCl-Dämpfen zu vermeiden.
  4. Legen Sie die Beschichtungspaste schnell auf das Kathodenobjekt ab. In diesem Fall ist die Kathode eine 4 cm2 Nickelfolie auf der Tischplatte. Bedecken Sie den zu verdeckenden Objektbereich und versuchen Sie, Lücken in der Paste zu vermeiden.
    HINWEIS: In diesem Beispiel malen wir auf dieser Paste mit zwei Schaufeln, aber andere Optionen können Sprühen, Tauchen oder Arzt blading, um die Geschwindigkeit und Effizienz dieses Schritts zu erhöhen.
  5. Mit einem Wattestäbchen oder einem Tuch die Anode mit konzentrierter Säure aktivieren, indem Sie den Tupfer in die Säure tauchen und die Kathodenoberfläche sanft reiben. Bei Nickel können 70% vol/vol HNO3 verwendet werden.
    HINWEIS: Andere Säuren können jedoch für bestimmte Metalle und Legierungen besser geeignet sein. Bitte beachten Sie die An anderer Stelle gegebenen Empfehlungen für das entsprechende Reagenz zur Aktivierung bestimmter Anodenoberflächen23,24.
    VORSICHT: Dieser Schritt sollte in einer Dunstabzugshaube durchgeführt werden, um eine Exposition gegenüber NO2zu vermeiden, einem giftigen braunen Gas, das während der Reaktion gebildet wird. Behandeln Sie die Oberfläche weiter, bis die Oberfläche grau und texturiert wird. Nach diesem Schritt ist die Metalloberfläche reaktiv und die Oberfläche beginnt, mit Sauerstoff in der Luft zu reagieren, um eine Oxidschicht zu bilden, so dass die folgenden Schritte schnell durchgeführt werden sollten, um eine Inaktivierung der Anode zu vermeiden.
  6. Wenn die Berechnung der aktuellen Effizienz gewünscht wird, verwenden Sie eine analytische Waage, um die Masse der Anode und der Kathode zu erfassen.

3. Montage und Beschichtung

  1. Stellen Sie eine Stromversorgung im Konstantstrommodus oder in der Spannung auf den gewünschten Strom vor, wenn ein konstanter Spannungsmodus gewünscht ist. In diesem Beispiel wird der Konstantstrommodus mit einem Strom von 0,1 Amperen (0,1 A pro 4 cm2 = 0,025 A/cm2) verwendet.
    HINWEIS: Bei größeren oder unregelmäßig geformten Objekten kann der Beschichtungsbereich mit einem Raster oder mit einem Foto mit Skalenbalken und einer Bildsoftware wie ImageJ vorbestimmt werden. Der aufgebrachte Strom kann skaliert werden, um die gleiche Stromdichte zu liefern, die für die Beschichtungsfläche erforderlich ist.
  2. Schneiden Sie ein Stück Nylonfolie (oder alternative hydrophile Membran) auf eine Größe größer als die Anode, so dass die Anode nicht direkten Kontakt mit dem Kathodenobjekt.
    1. Legen Sie das Nylonblech auf die Beschichtungspaste, und fügen Sie dann eine kleine Menge Paste hinzu.
  3. Als nächstes fügen Sie 1-2 Tropfen Wasser aus einer Pipette hinzu, damit sich das Salz teilweise auflösen kann. Die Schritte 3.2.1 – 3.3 machen das Nylon-Blatt leitfähig und ermöglichen den Massentransport von Ionen durch den Elektrolyten, der notwendig ist, um die Ladung in der Beschichtungsreaktion auszugleichen.
  4. Fügen Sie schließlich die aktivierte Anode oben hinzu und befestigen Sie das negative Blei an das Kathodenobjekt und das positive Blei an der Anode.
    HINWEIS: Es kann hilfreich sein, diese Leitungen zu verkleben, damit das Setup stationär bleibt, insbesondere wenn das Experiment kleine Teile der Metallfolie beinhaltet. Dies ist für große Objekte weniger wichtig.
  5. Bedecken Sie das System mit Kunststoff oder Dichtung, um Wasser zu halten, und wenden Sie moderaten Druck (ca. 100 g pro cm2 Fläche), schalten Sie das Netzteil ein und setzen Sie die Beschichtung für die gewünschte Dauer fort.
  6. Schalten Sie das Netzteil aus, und schalten Sie das System aus.
  7. Trennen Sie die Leitungen, trennen Sie die Elektroden und spülen Sie das Kathodenobjekt mit Wasser in einen Abfallbehälter.
    1. Die anderen Gegenstände in Wasser einweichen, um Salze zu entfernen und diese wässrige Lösung im ordnungsgemäß gekennzeichneten Sondermüllbehälter zu entsorgen
    2. Tragen Sie Handschuhe, reiben Sie das Kathodenobjekt vorsichtig von Hand, um unbeschichtete zusammengesetzte Partikel zu entfernen. Die Beschichtung ist komplett und charakterreif.
    3. Zeichnen Sie anhand eines analytischen Gleichgewichts die Masse der Anode und der Kathode auf und finden Sie den Unterschied zwischen diesen Werten und ihrer ursprünglichen Masse.
    4. Verwenden Sie Faradays Gesetze der Elektrolyse, um den aktuellen Wirkungsgrad zu berechnen. Die theoretischen Maulwürfe der Metallbeschichtung können mit Gleichung 1 bestimmt werden.
      figure-protocol-1Gleichung 1
      wobei n die Menge des abgelagerten Metalls ist (Einheiten: mol), I ist der aufgebrachte Strom, t die Beschichtungszeit, F ist Faradays Konstante (96485 Coulombs pro Maulwurf) und z ist die Ladung des Metallionens. Berechnen Sie diesen Wert basierend auf den experimentellen Parametern.
    5. Teilen Sie die experimentell ermittelte Ablagerungsmasse, die aus den Massen der Kathode oder Anode (Schritte 2.6 und 3.7.3) gewonnen wird, durch die theoretische Masse, die verloren (Anode) oder gewonnen (Kathode) gewonnen hat, um die aktuelle Effizienz mit Gleichung 2 zu berechnen.
      figure-protocol-2Gleichung 2
      [HINWEIS: Bei einem Stromwirkungsgrad von 100% wird bei konstanter Spannung eine theoretische Ablagerungsmasse von ca. 1,095 g Nickel oder 12,3 m Nickel pro Stunde erwartet, bei 0,04 A und 4 cm2 Fläche. Ebenso würde sich bei konstantem Strom nach 30 Min. theoretisch ca. 614,6 m Nickel pro Einheit von 1 Acm-2 ablagern.]

4. Charakterisierung mit Elektrochemie

  1. Verwenden Sie Die Chronopotentiometrie, um Spannungsänderungen unter konstantem Strom zu überwachen, und Chronoampemetrie, um Stromänderungen unter konstanter Spannung zu überwachen.
    1. Schalten Sie den Potentiostat ein und bestimmen Sie die Dauer und den angelegten Strom oder die Spannung.
    2. Wiederholen Sie die Schritte 3.2 – 3.5, um die Beschichtung vorzubereiten.
    3. Verwenden Sie ein kalibriertes 3-Elektroden-System, um die Spannung auf einen Referenzstandard zu normalisieren.
      1. Legen Sie eine Pseudo-Referenzelektrode aus Platindraht zwischen der Oberseite des Nylonblechs und unterhalb der Anode. Um sicherzustellen, dass die Referenzelektrode keinen direkten Kontakt mit der Anode aufnimmt, verwenden Sie eine separate Nylonfolie (oder alternative Membran), die auf der Referenz platziert wird, gefolgt von ein paar Tropfen Wasser, einer kleinen Menge Beschichtungspaste (Wiederholungsschritte 3.2 – 3.3) und dann der Anode.
    4. Schließen Sie die Leitungen an die Elektroden an, versiegeln, drücken, beginnen Sie mit der Beschichtung und überwachen Sie Spannungs- oder Stromänderungen.

5. Charakterisierung mit Quantenertragsfluoreszenzspektroskopie

  1. Wenn die Beschichtung fluoreszierende Verbundpartikel enthält, verwenden Sie ein Fluorometer, das mit einer integrierenden Kugel ausgestattet ist, um absolute Quantenertragsmessungen zu erhalten.
    1. Legen Sie die Beschichtung in die Fluorimeterstufe mit der fluoreszierenden Beschichtung, die 45° von der Anregungsquelle und 315° vom Detektor aus zugewandt ist.
    2. Zeichnen Sie die Fluoreszenzspektren auf, die bei einer Wellenlänge unterhalb der Anregungswellenlänge beginnen, um die Bereiche des Anregungspeaks und des Fluoreszenzspitzen aufzuzeichnen.
    3. Entfernen Sie die Probe aus dem Fluorometer, und wiederholen Sie Schritt 5.1.2, um die leere Anregungsspitze aufzuzeichnen. Berechnen Sie die Quantenausbeute (QY) aus den Verhältnissen der Bereiche der Anregungs- und Emissionsspitzen (Gleichung 3 und Abbildung 3B).
      figure-protocol-3Gleichung 3
      wobei Aem, Aex und Ao die Spitzenbereiche bei der Emissionswellenlänge der Probe, die Anregungswellenlänge der Probe bzw. die Anregungswellenlänge des Rohlings sind.

6. Charakterisierung mit optischer Mikroskopie

  1. Legen Sie die Probe auf die Bühne eines kalibrierten optischen Mikroskops mit der Beschichtungsseite, die auf die Linsen gerichtet ist, und bringen Sie die Oberfläche in den Fokus.
  2. Zeichnen Sie Oberflächenbilder an den gewünschten Vergrößerungen und Oberflächenprobenstandorten auf.
  3. Berechnen und zeichnen Sie mithilfe der Bildanalysesoftware (z. B. ImageJ (IJ 1.46r)) die Oberflächenabdeckung und die durchschnittliche zusammengesetzte Partikelgröße aus.
  4. Um die Schichtdicke und Diequerschnittsmerkmale zu bestimmen, schneiden Sie die Kathodenfolie mit einer Schere. Stellen Sie die Beschichtung auf die Seite und stellen Sie den Fokus wieder ein. Wiederholen Sie die Schritte 6.2 – 6.3.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

Nach Befolgen dieses Protokolls sollte eine dünne Beschichtung aus Metall auf die Kathodenoberfläche eingegoldet werden und die Verbundpartikel enthalten, die der Beschichtungspaste zugesetzt wurden. Die Fluoreszenz- oder Farbpartikelinarbeit kann durch visuelle Inspektion als Folge einer Veränderung des Erscheinungsbildes im Vergleich zur unbeschichteten Oberfläche beobachtet werden (Abbildung 1A1-A3). Zur Untersuchung der prozentualen Oberflächenabdeckung der Verbundpartik...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

Kritische Schritte des Elektrostempelns. Bathless Elektrostamping teilt viele der gleichen kritischen Schritte mit traditionellen Bad Galvanik. Dazu gehören eine ordnungsgemäße Reinigung der Elektroden, das Mischen von Metallionen in den Elektrolyten und das Auftragen und das externe oder chemische (elektrolose Beschichtungs) Potenzial, um eine Reduktion des Metalls auf die Kathode zu bewirken. Darüber hinaus sollte die Oxidation der Anode und Kathode nach der Säureaktivierung vermieden werden, indem sch...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde durch das Aircraft Equipment Reliability and Maintainability Improvement Program und die Patuxent Partnership unterstützt. Townsend wurde von einem ONR Faculty Research Fellowship unterstützt. Die Autoren würdigen auch die allgemeine Unterstützung der Fakultät für Chemie und Biochemie des SMCM und der Studenten, einschließlich der Unterstützung durch das SMCM-Fußballteam.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
37% M Salzsäure (aq)SigmaAldrich320331-500MLkorrosiv - Griff im Abzug
70% Salpetersäure (aq)SigmaAldrich438073-500MLkorrosiv - Griff im Abzug
Barium-Magnesiumaluminat, Europium dotiert (s)SigmaAldrich756512-25Gfeines
Pulver Borsäure (s)SigmaAldrichB6768-500Ggiftig
WattestäbchenWattestäbchen
BildJNational Institutes of HealthIJ 1.46rfreie software
Nickel (II) chlorid hexahydrat (s)SigmaAldrich223387-500Ggiftig
Nickel (II) sulfat hexahydrat (s)SigmaAldrich227676-500Ggiftig
Nickelfolie (s)AliExpressNi99.999
NitrilhandschuheFisher Scientific19-149-863B
Nylonmembran (s)Tisch ScientificRS10133
Optisches Mikroskop mit FTIC-Filter (470 ± 20 nm)NikonEclipse 80i
PlastikfolieFisher Scientific22-305654
PorzellanmörtelFisher ScientificFB961A
Porzellan-StößelFisher ScientificFB961K
Kaliumhydroxid (s)SigmaAldrich221473-25Gkorrosiver
Potentiostat mit PlatindrahtGamry Instruments1000E
ScoopulaFisher Scientific14-357Q
SpektrofluorometerPhotonentechnologie InternationalQM-40
Strontiumaluminat, Europium und Dysprosium dotiert (s)GloNation756539-25G
Pulver Variable lineare GleichstromversorgungTekpowerTP3005T
Yttriumoxid, Europium dotiert (s)SigmaAldrich756490-25Gfeines Pulver
Wattestäbchen

Referenzen

  1. Hunt, W. H., et al. Comprehensive Composite Materials. , Elsevier Ltd. (2000).
  2. Hovestad, A., Janssen, L. J. J. Electrochemical codeposition of inert particles in a metallic matrix. Journal of Applied Electrochemistry. 25 (6), 519-527 (1995).
  3. Zimmerman, A. F., Clark, D. G., Aust, K. T., Erb, U. Pulse electrodeposition of Ni-SiC nanocomposite. Materials Letters. 52 (1), 85-90 (2002).
  4. Devaneyan, S. P., Senthilvelan, T. Electro Co-deposition and Characterization of SiC in Nickel Metal Matrix Composite Coatings on Aluminium 7075. Procedia Engineering. 97, 1496-1505 (2014).
  5. Lekka, M., Kouloumbi, N., Gajo, M., Bonora, P. L. Corrosion and wear resistant electrodeposited composite coatings. Electrochimica Acta. 50 (23), 4551-4556 (2005).
  6. Balaraju, J. N., Sankara Narayanan, T. S. N., Seshadri, S. K. Electroless Ni-P composite coatings. Journal of Applied Electrochemistry. 33 (9), 807-816 (2003).
  7. Jugović, B., Stevanović, J., Maksimović, M. Electrochemically deposited Ni + WC composite coatings obtained under constant and pulsating current regimes. Journal of Applied Electrochemistry. 34 (2), 175-179 (2004).
  8. Hilla, F., et al. Fabrication of self-lubricating cobalt coatings on metal surfaces. Nanotechnology. 18 (11), 115703(2007).
  9. Abi-Akar, H., Riley, C., Maybee, G. Electrocodeposition of Nickel-Diamond and Cobalt-Chromium Carbide in Low Gravity. Chemistry of Materials. 8 (11), 2601-2610 (1996).
  10. Zhang, X., Chi, Z., Zhang, Y., Liu, S., Xu, J. Recent Advances in Mechanochromic Luminescent Metal Complexes. Journal of Materials Chemistry C. 1, 3376-3390 (2013).
  11. Lancsek, T., Feldstein, M. Composite electroless plating. US Patent. , 20060251910A1 United States (2006).
  12. Walsh, F. C., Ponce de Leon, C. A review of the electrodeposition of metal matrix composite coatings by inclusion of particles in a metal layer: an established and diversifying technology. Transactions of the Institute of Materials Finishing. 92 (2), 83-98 (2014).
  13. Roos, J. R., Celis, J. P., Fransaer, J., Buelens, C. The development of composite plating for advanced materials. Journal of The Minerals, Metals and Materials Society. 42 (11), 60-63 (1990).
  14. Guglielmi, N. Kinetics of the Deposition of Inert Particles from Electrolytic Baths. Journal of The Electrochemical Society. 119 (8), 1009-1012 (1971).
  15. Celis, J. P., R, J. R., Buelens, C. A Mathematical Model for the Electrolytic Codeposition of Particles with a Metallic Matrix. Journal of The Electrochemical Society. 134 (6), 1402-1408 (1987).
  16. He, Y., et al. The monitoring of coating health by in situ luminescent layers. RSC Advances. 5 (53), 42965-42970 (2015).
  17. Ganapathi, M., et al. Electrodeposition of luminescent composite metal coatings containing rare-earth phosphor particles. Journal of Materials Chemistry. 22 (12), 5514-5522 (2012).
  18. Monnens, W., Deferm, C., Sniekers, J., Fransaer, J., Binnemans, K. Electrodeposition of indium from non-aqueous electrolytes. Chemical Communications. 55 (33), 4789-4792 (2019).
  19. Low, C. T. J., Wills, R. G. A., Walsh, F. C. Electrodeposition of composite coatings containing nanoparticles in a metal deposit. Surface and Coatings Technology. 201 (1), 371-383 (2006).
  20. Gerwitz, C. N., David, H. M., Yan, Y., Shaw, J. P., Townsend, T. K. Bathless Inorganic Composite Nickel Plating: Dry-Cell Stamping of Large Hygroscopic Phosphor Crystals. Advanced Materials Interfaces. 7 (4), (2020).
  21. Bite, I., et al. Novel method of phosphorescent strontium aluminate coating preparation on aluminum. Materials and Design. 160 (15), 794-802 (2018).
  22. Feldstein, M. D. Coatings with identification and authentication properties. US Patent. , 20120021120A1 (2012).
  23. Rose, I., Whittingham, C. Nickel Plating Handbook. , Nickel Institute. (2014).
  24. Anderson, D. M., et al. Electroplating Engineering Handbook. , Springer US. New York, NY. (1996).
  25. Helle, K., Walsh, F. Electrodeposition of Composite Layers Consisting of Inert Inclusions in a Metal Matrix. Transactions of the Institute of Metal Finishing. 75 (2), 53-58 (1997).
  26. Kerr, C., Barker, D., Walsh, F., Archer, J. The Electrodeposition of Composite Coatings based on Metal Matrix-Included Particle Deposits. Transactions of the Institute of Metal Finishing. 78 (5), 171-178 (2000).
  27. Walsh, F. C., Wang, S., Zhou, N. The electrodeposition of composite coatings: Diversity, applications and challenges. Current Opinion in Electrochemistry. 20, 8-19 (2020).
  28. Feldstein, N. Functional coatings comprising light emitting particles. US Patent. , US/1996/5514479A (1996).
  29. Feldstein, N. Composite plated articles having light-emitting properties. US Patent. , US/1998/5834065A (1998).
  30. Zimmerman, E. M. Method of Jet Plating. US Patent. , US/1957/2873232A (1957).
  31. Schwartz, B. J. Method of Electroplating. United States Patent. , US/1961/3313715A (1961).

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Badlose MetallbeschichtungElektrostempeltechnikVerbundpartikelbeschichtungfluoreszierende Metallbeschichtungenlichtmikroskopische Analysequantitative Fluoreszenzspektroskopiechronopotentiometrische Überwachungchronoamperometrische ÜberwachungVerwendung hydrophiler MembranenHerstellung von Elektrolytpasten
Lokalisierte Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping
Kontaktieren Sie uns
Der Bibliothek empfehlen

Datenschutz

Nutzungsbedingungen

Richtlinien

Urheberrecht © 2026 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten.