Methodenartikel

Lokalisierte Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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. D....

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

Protokoll

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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....

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

Ergebnisse

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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., Au....

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

Nachdrucke und Genehmigungen

Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden

Genehmigung beantragen

Schlagwörter

Badlose MetallbeschichtungElektrostempeltechnikVerbundpartikelbeschichtungfluoreszierende Metallbeschichtungenlichtmikroskopische Analysequantitative Fluoreszenzspektroskopiechronopotentiometrische berwachungchronoamperometrische berwachungVerwendung hydrophiler MembranenHerstellung von Elektrolytpasten

Verwandte Artikel