Hier gepresenteerd is een protocol van badloze elektroplating, waar een stagnerende metalen zoutpasta met composietdeeltjes worden gereduceerd tot metalen composieten vormen bij hoge belasting. Deze methode pakt de uitdagingen aan waarmee andere veelvoorkomende vormen van elektroplating (straal, borstel, bad) worden geconfronteerd om composietdeeltjes in de metalen matrix in te bedden.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Gelokaliseerd Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Composiet beplating met deeltjes ingebed in de metalen matrix kan verbeteren van de eigenschappen van de metalen coating om het min of meer geleidend, hard, duurzaam, gesmeerd of fluorescerend. Het kan echter uitdagender zijn dan metalen beplating, omdat de composietdeeltjes ofwel 1) niet zijn opgeladen, zodat ze geen sterke elektrostatische aantrekkingskracht hebben op de kathode, 2) hygroscopisch zijn en worden geblokkeerd door een hydratatieschaal, of 3) te groot om te blijven stagneren bij de kathode tijdens het roeren. Hier beschrijven we de details van een badloze beplating methode waarbij anode en kathode nikkel platen sandwiching een waterige geconcentreerde elektrolyt pasta met grote hygroscopische fosforescerende deeltjes en een hydrofiel membraan. Na het toepassen van een potentieel wordt het nikkelmetaal afgezet rond de stagnerende fosfordeeltjes, waardoor ze in de film worden gevangen. De composietcoatings worden gekenmerkt door optische microscopie voor filmruwheid, dikte en composietoppervlakbelasting. Bovendien kan fluorescentiespectroscopie worden gebruikt om de helderheid van de verlichting van deze films te kwantificeren om de effecten van verschillende huidige dichtheden, coatingduur en fosforbelasting te beoordelen.
Inleiding
Traditionele elektroplating wordt veel gebruikt om dunne folies van een verscheidenheid aan metalen, legeringen en metaalcomposieten op geleidende oppervlakken te deponeren om ze te functionaliseren voor de beoogde toepassing1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. Deze methode v....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Bereiding van coatingzouten
LET OP: Nikkelzouten en boorzuur zijn giftig en moeten worden behandeld met de juiste persoonlijke beschermingsmiddelen, waaronder nitrilhandschoenen, brillen en een labjas. Sterke zuren en basen moeten in de rookkap worden behandeld en alle afvalstoffen moeten als gevaarlijk afval worden afgevoerd.
- Met behulp van een balans, wegen de volgende poeders in deze verhoudingen: 10.000 g van NiSO4·6H2O, 2.120 g van NiCl2·6H2O, 1.600 g van H3BO3 en combineren in een flacon samen. Zie tabel 1 voor concentraties.
- Weeg....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Na het volgen van dit protocol moet een dunne laag metaal op het kathodeoppervlak worden verguld en de composietdeeltjes bevatten die aan de coatingpasta zijn toegevoegd. Fluorescerende of gekleurde deeltjesinmening kan worden waargenomen door visuele inspectie als gevolg van een verandering in uiterlijk ten opzichte van het ongecoate oppervlak(figuur 1A1-A3). Om de procentuele oppervlaktedekking van de composietdeeltjes te onderzoeken en de oppervlaktemorfologie van de coat.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Kritieke stappen van elektrostamping. Badloze elektrostamping deelt veel van dezelfde kritieke stappen met traditionele badelektroplating. Deze omvatten een goede reiniging van de elektroden, het mengen van metaalionen in het elektrolyt en het toepassen en externe of chemische (elektroloze beplating) potentieel om vermindering van metaal op de kathode te veroorzaken. Bovendien moet de oxidatie van de anode en kathode worden vermeden na zure activering door snel te spoelen met water en deze elektroden aan.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door het Aircraft Equipment Reliability and Maintainability Improvement Program en het Patuxent Partnership. Townsend werd ondersteund door een ONR Faculty Research Fellowship. De auteurs erkennen ook de algemene steun van de faculteit en studenten van de afdeling Scheikunde en Biochemie van de SMCM, inclusief steun van het SMCM-voetbalteam.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 37% M Hydrochloric Acid (aq) | SigmaAldrich | 320331-500ML | corrosief - hanteer in afzuiokast |
| 70% Nitric Acid (aq) | SigmaAldrich | 438073-500ML | corrosief - hanteer in afzuiokast |
| Barium magnesium aluminate, europium gedood (s) | SigmaAldrich | 756512-25G | fijne poeder |
| Boorzuur (s) | SigmaAldrich | B6768-500G | toxisch |
| Wattenstaafje | Q-tips | Q-tips wattenstaafjes | |
| ImageJ | National Institutes of Health | IJ 1.46r | gratis software |
| Nickel (II) chloride hexahydraat (s) | SigmaAldrich | 223387-500G | toxisch |
| Nickel (II) sulfaat hexahydraat (s) | SigmaAldrich | 227676-500G | toxisch |
| Nikkelfolie (s) | AliExpress | Ni99.999 | |
| Nitrilbotten | Fisher Scientific | 19-149-863B | |
| Nylonmembraan (s) | Tisch Scientific | RS10133 | |
| Optische microscoop uitgerust met FTIC-filter (470 ± 20 nm) | Nikon | Eclipse 80i | |
| Plasticfolie | Fisher Scientific | 22-305654 | |
| Porseleinen mortel | Fisher Scientific | FB961A | |
| Porseleinen stamper | Fisher Scientific | FB961K | |
| Kaliumhydroxide (s) | SigmaAldrich | 221473-25G | corrosief |
| Potentiostaat met platinadraad | Gamry Instruments | 1000E | |
| Schep | Fisher Scientific | 14-357Q | |
| Spectrofluorometer | Photon Technology International | QM-40 | |
| Strontiumaluminaat, europium en dysprosium gedood (s) | GloNation | 756539-25G | poeder |
| Variabele lineaire DC-voeding | Tekpower | TP3005T | |
| Yttriumoxide, europium gedood (s) | SigmaAldrich | 756490-25G | fijne poeder |
Referenties
- Hunt, W. H., et al. Comprehensive Composite Materials. , Elsevier Ltd. (2000).
- Hovestad, A., Janssen, L. J. J. Electrochemical codeposition of inert particles in a metallic matrix. Journal of Applied Electrochemistry. 25 (6), 519-527 (1995).
- Zimmerman, A. F., Clark, D. G., Au....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
Meer artikelen verkennen
