हीरे के पाउडर को कैसे कोट करें?

विनिर्माण क्षेत्र में उच्च-स्तरीय परिवर्तन के साथ, स्वच्छ ऊर्जा और अर्धचालक तथा फोटोवोल्टिक उद्योग के क्षेत्र में तेज़ी से विकास हो रहा है, और उच्च दक्षता और उच्च परिशुद्धता प्रसंस्करण क्षमता के साथ हीरा औज़ारों की माँग बढ़ रही है, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण कच्चे माल के रूप में कृत्रिम हीरा पाउडर, हीरा उद्योग और मैट्रिक्स धारण शक्ति कमज़ोर है, और कार्बाइड औज़ारों का जीवनकाल भी कम है। इन समस्याओं के समाधान के लिए, उद्योग आमतौर पर धातु सामग्री पर हीरा पाउडर की सतह कोटिंग का उपयोग करता है, ताकि इसकी सतह की विशेषताओं में सुधार हो, स्थायित्व बढ़े और औज़ारों की समग्र गुणवत्ता में सुधार हो।

हीरा पाउडर सतह कोटिंग विधि अधिक है, जिसमें रासायनिक चढ़ाना, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग चढ़ाना, वैक्यूम वाष्पीकरण चढ़ाना, गर्म फट प्रतिक्रिया आदि शामिल हैं, जिसमें रासायनिक चढ़ाना और परिपक्व प्रक्रिया के साथ चढ़ाना, वर्दी कोटिंग, कोटिंग संरचना और मोटाई को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकते हैं, अनुकूलित कोटिंग के फायदे, उद्योग में दो सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक बन गए हैं।

1. रासायनिक चढ़ाना

हीरा चूर्ण रासायनिक लेपन में उपचारित हीरा चूर्ण को रासायनिक लेपन विलयन में डाला जाता है, और रासायनिक लेपन विलयन में अपचायक एजेंट की क्रिया द्वारा लेपन विलयन में धातु आयनों को निक्षेपित किया जाता है, जिससे एक सघन धातु लेपन बनता है। वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से प्रयुक्त हीरा रासायनिक लेपन रासायनिक निकल लेपन है - फॉस्फोरस (Ni-P) द्विधात्विक मिश्रधातु को आमतौर पर रासायनिक निकल लेपन कहा जाता है।

01 रासायनिक निकल चढ़ाना समाधान की संरचना

रासायनिक लेपन विलयन की संरचना उसकी रासायनिक अभिक्रिया की सुचारू प्रगति, स्थिरता और लेपन गुणवत्ता पर निर्णायक प्रभाव डालती है। इसमें आमतौर पर मुख्य लवण, अपचायक, संकुलक, बफर, स्थिरक, त्वरक, पृष्ठसक्रियक और अन्य घटक होते हैं। सर्वोत्तम लेपन प्रभाव प्राप्त करने के लिए प्रत्येक घटक के अनुपात को सावधानीपूर्वक समायोजित किया जाना चाहिए।

1, मुख्य नमक: आमतौर पर निकल सल्फेट, निकल क्लोराइड, निकल एमिनो सल्फोनिक एसिड, निकल कार्बोनेट, आदि, इसकी मुख्य भूमिका निकल स्रोत प्रदान करना है।

2. अपचायक कारक: यह मुख्य रूप से परमाण्विक हाइड्रोजन प्रदान करता है, प्लेटिंग विलयन में Ni2+ को Ni में अपचयित करता है और हीरे के कणों की सतह पर जमा करता है, जो प्लेटिंग विलयन का सबसे महत्वपूर्ण घटक है। उद्योग में, प्रबल अपचयन क्षमता, कम लागत और अच्छी प्लेटिंग स्थिरता वाले सोडियम सेकेंडरी फॉस्फेट का उपयोग मुख्य रूप से अपचायक कारक के रूप में किया जाता है। यह अपचयन प्रणाली निम्न और उच्च तापमान पर रासायनिक प्लेटिंग प्राप्त कर सकती है।

3, जटिल एजेंट: कोटिंग समाधान अवक्षेपण को तेज कर सकता है, कोटिंग समाधान की स्थिरता को बढ़ा सकता है, चढ़ाना समाधान की सेवा जीवन का विस्तार कर सकता है, निकल की जमावट गति में सुधार कर सकता है, कोटिंग परत की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है, आम तौर पर सक्सिनिन एसिड, साइट्रिक एसिड, लैक्टिक एसिड और अन्य कार्बनिक एसिड और उनके लवण का उपयोग करता है।

4. अन्य घटक: स्टेबलाइजर चढ़ाना समाधान के अपघटन को रोक सकता है, लेकिन क्योंकि यह रासायनिक चढ़ाना प्रतिक्रिया की घटना को प्रभावित करेगा, मध्यम उपयोग की आवश्यकता है; बफर पीएच की निरंतर स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए रासायनिक निकल चढ़ाना प्रतिक्रिया के दौरान एच + का उत्पादन कर सकता है; सर्फेक्टेंट कोटिंग छिद्रण को कम कर सकता है।

02 रासायनिक निकल-चढ़ाना प्रक्रिया

सोडियम हाइपोफॉस्फेट प्रणाली के रासायनिक लेपन के लिए मैट्रिक्स में एक निश्चित उत्प्रेरक गतिविधि की आवश्यकता होती है, और हीरे की सतह में स्वयं उत्प्रेरक गतिविधि केंद्र नहीं होता है, इसलिए हीरे के चूर्ण के रासायनिक लेपन से पहले इसे पूर्व-उपचारित किया जाना चाहिए। रासायनिक लेपन की पारंपरिक पूर्व-उपचार विधियाँ तेल निष्कासन, स्थूलन, संवेदीकरण और सक्रियण हैं।

(1) तेल निष्कासन, स्थूलन: तेल निष्कासन मुख्य रूप से हीरे के चूर्ण की सतह पर जमा तेल, दाग और अन्य कार्बनिक प्रदूषकों को हटाने के लिए होता है, ताकि बाद की कोटिंग की सघनता और अच्छा प्रदर्शन सुनिश्चित हो सके। स्थूलन हीरे की सतह पर कुछ छोटे गड्ढे और दरारें बना सकता है, जिससे हीरे की सतह का खुरदरापन बढ़ जाता है, जो न केवल इस स्थान पर धातु आयनों के अवशोषण के लिए अनुकूल है, बल्कि बाद में रासायनिक चढ़ाना और विद्युत-लेपन के लिए भी सहायक है, बल्कि हीरे की सतह पर सीढ़ियाँ भी बनाता है, जो रासायनिक चढ़ाना या विद्युत-लेपन धातु निक्षेपण परत के विकास के लिए अनुकूल परिस्थितियाँ प्रदान करता है।

आमतौर पर, तेल निष्कासन चरण में NaOH और अन्य क्षारीय विलयनों को तेल निष्कासन विलयन के रूप में उपयोग किया जाता है, और स्थूलीकरण चरण में, हीरे की सतह को उकेरने के लिए नाइट्रिक अम्ल और अन्य अम्लीय विलयनों को अपरिष्कृत रासायनिक विलयन के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, इन दोनों लिंकों का उपयोग अल्ट्रासोनिक सफाई मशीन के साथ किया जाना चाहिए, जो हीरे के पाउडर के तेल निष्कासन और स्थूलीकरण की दक्षता में सुधार के लिए अनुकूल है, तेल निष्कासन और स्थूलीकरण प्रक्रिया में समय की बचत करता है, और तेल निष्कासन और स्थूलीकरण के प्रभाव को सुनिश्चित करता है।

(2) संवेदीकरण और सक्रियण: संवेदीकरण और सक्रियण प्रक्रिया संपूर्ण रासायनिक लेपन प्रक्रिया का सबसे महत्वपूर्ण चरण है, जिसका सीधा संबंध इस बात से है कि रासायनिक लेपन किया जा सकता है या नहीं। संवेदीकरण का अर्थ है हीरे के चूर्ण की सतह पर आसानी से ऑक्सीकृत होने वाले ऐसे पदार्थों को सोख लेना जिनमें स्वतः उत्प्रेरक क्षमता नहीं होती। सक्रियण का अर्थ है निकल कणों के अपचयन पर हाइपोफॉस्फोरिक अम्ल और उत्प्रेरक रूप से सक्रिय धातु आयनों (जैसे धातु पैलेडियम) के ऑक्सीकरण को सोख लेना, ताकि हीरे के चूर्ण की सतह पर लेप के जमाव की दर में तेजी आए।

सामान्यतया, संवेदीकरण और सक्रियण उपचार का समय बहुत कम है, हीरे की सतह धातु पैलेडियम बिंदु गठन कम है, कोटिंग का सोखना अपर्याप्त है, कोटिंग परत गिरना आसान है या एक पूर्ण कोटिंग बनाने में मुश्किल है, और उपचार का समय बहुत लंबा है, पैलेडियम बिंदु बिंदु अपशिष्ट का कारण होगा, इसलिए, संवेदीकरण और सक्रियण उपचार के लिए सबसे अच्छा समय 20 ~ 30 मिनट है।

(3) रासायनिक निकल चढ़ाना: रासायनिक निकल चढ़ाना प्रक्रिया न केवल कोटिंग घोल की संरचना से प्रभावित होती है, बल्कि कोटिंग घोल के तापमान और पीएच मान से भी प्रभावित होती है। पारंपरिक उच्च तापमान रासायनिक निकल चढ़ाना में, सामान्य तापमान 80 ~ 85°C के बीच होता है, 85°C से अधिक तापमान पर चढ़ाना घोल आसानी से विघटित हो जाता है, और 85°C से कम तापमान पर, प्रतिक्रिया दर तेज़ होती है। पीएच मान पर, जैसे-जैसे पीएच बढ़ता है, कोटिंग जमाव दर बढ़ेगी, लेकिन पीएच भी निकल लवण तलछट निर्माण का कारण बनेगा जो रासायनिक प्रतिक्रिया दर को बाधित करता है। इसलिए, रासायनिक निकल चढ़ाना प्रक्रिया में, रासायनिक चढ़ाना घोल की संरचना और अनुपात, रासायनिक चढ़ाना प्रक्रिया की स्थितियों को अनुकूलित करके, रासायनिक कोटिंग जमाव दर, कोटिंग घनत्व, कोटिंग संक्षारण प्रतिरोध, कोटिंग घनत्व विधि, और कोटिंग हीरा पाउडर को नियंत्रित करके औद्योगिक विकास की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है।

इसके अलावा, एक एकल कोटिंग आदर्श कोटिंग मोटाई प्राप्त नहीं कर सकती है, और बुलबुले, पिनहोल और अन्य दोष हो सकते हैं, इसलिए कोटिंग की गुणवत्ता में सुधार करने और लेपित हीरे के पाउडर के फैलाव को बढ़ाने के लिए कई कोटिंग की जा सकती है।

2. इलेक्ट्रो निकलिंग

हीरे की रासायनिक निकल प्लेटिंग के बाद कोटिंग परत में फॉस्फोरस की उपस्थिति के कारण विद्युत चालकता कम हो जाती है, जिससे हीरे के उपकरण की रेत लोडिंग प्रक्रिया (मैट्रिक्स सतह पर हीरे के कणों को स्थिर करने की प्रक्रिया) प्रभावित होती है, इसलिए फॉस्फोरस रहित प्लेटिंग परत का उपयोग निकल प्लेटिंग के तरीके में किया जा सकता है। विशिष्ट प्रक्रिया यह है कि हीरे के चूर्ण को निकल आयन युक्त कोटिंग विलयन में डाला जाए, हीरे के कण कैथोड में विद्युत ऋणात्मक इलेक्ट्रोड के संपर्क में आएँ, निकल धातु के ब्लॉक को प्लेटिंग विलयन में डुबोया जाए और विद्युत धनात्मक इलेक्ट्रोड से जोड़कर एनोड बनाया जाए। विद्युत अपघटनी क्रिया के माध्यम से, कोटिंग विलयन में मुक्त निकल आयन हीरे की सतह पर परमाणुओं में अपचयित हो जाते हैं, और परमाणु कोटिंग में विकसित हो जाते हैं।

01 प्लेटिंग घोल की संरचना

रासायनिक लेपन विलयन की तरह, विद्युत लेपन विलयन मुख्य रूप से विद्युत लेपन प्रक्रिया के लिए आवश्यक धातु आयन प्रदान करता है और आवश्यक धातु लेपन प्राप्त करने के लिए निकल निक्षेपण प्रक्रिया को नियंत्रित करता है। इसके मुख्य घटकों में मुख्य लवण, एनोड सक्रिय कारक, बफर कारक, योजक आदि शामिल हैं।

(1) मुख्य नमक: मुख्य रूप से निकल सल्फेट, निकल एमिनो सल्फोनेट, आदि का उपयोग करना। आम तौर पर, मुख्य नमक सांद्रता जितनी अधिक होती है, चढ़ाना समाधान में तेजी से प्रसार, वर्तमान दक्षता जितनी अधिक होती है, धातु जमा दर, लेकिन कोटिंग अनाज मोटे हो जाएंगे, और मुख्य नमक एकाग्रता में कमी, कोटिंग की खराब चालकता, और नियंत्रित करना मुश्किल है।

(2) एनोड सक्रिय एजेंट: क्योंकि एनोड निष्क्रियता के लिए आसान है, खराब चालकता के लिए आसान है, वर्तमान वितरण की एकरूपता को प्रभावित करता है, इसलिए एनोड सक्रियण को बढ़ावा देने के लिए एनोडिक उत्प्रेरक के रूप में निकल क्लोराइड, सोडियम क्लोराइड और अन्य एजेंटों को जोड़ना आवश्यक है, एनोड निष्क्रियता के वर्तमान घनत्व में सुधार करें।

(3) बफर एजेंट: रासायनिक प्लेटिंग विलयन की तरह, बफर एजेंट भी प्लेटिंग विलयन और कैथोड pH की सापेक्षिक स्थिरता बनाए रख सकता है, जिससे यह इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया की स्वीकार्य सीमा के भीतर उतार-चढ़ाव कर सकता है। सामान्य बफर एजेंट में बोरिक एसिड, एसिटिक एसिड, सोडियम बाइकार्बोनेट आदि होते हैं।

(4) अन्य योजक: कोटिंग की आवश्यकताओं के अनुसार, कोटिंग की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए उज्ज्वल एजेंट, लेवलिंग एजेंट, गीला एजेंट और विविध एजेंट और अन्य योजक की सही मात्रा जोड़ें।

02 डायमंड इलेक्ट्रोप्लेटेड निकल प्रवाह

1. चढ़ाना से पहले पूर्व उपचार: हीरा अक्सर सुचालक नहीं होता है और इसे अन्य लेपन प्रक्रियाओं के माध्यम से धातु की एक परत के साथ चढ़ाना पड़ता है। रासायनिक लेपन विधि का उपयोग अक्सर धातु की एक परत चढ़ाने और उसे गाढ़ा करने के लिए किया जाता है, इसलिए रासायनिक लेपन की गुणवत्ता एक निश्चित सीमा तक लेपन परत की गुणवत्ता को प्रभावित करेगी। सामान्यतया, रासायनिक लेपन के बाद लेपन में फास्फोरस की मात्रा लेपन की गुणवत्ता पर बहुत प्रभाव डालती है, और उच्च फास्फोरस लेपन में अम्लीय वातावरण में अपेक्षाकृत बेहतर संक्षारण प्रतिरोध होता है, लेपन की सतह पर अधिक ट्यूमर उभार, बड़ी सतह खुरदरापन और कोई चुंबकीय गुण नहीं होता है; मध्यम फास्फोरस लेपन में संक्षारण प्रतिरोध और घिसाव प्रतिरोध दोनों होते हैं; कम फास्फोरस लेपन में अपेक्षाकृत बेहतर चालकता होती है।

इसके अलावा, हीरे के पाउडर का कण आकार जितना छोटा होता है, उतना ही बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र होता है, जब कोटिंग, चढ़ाना समाधान में तैरना आसान होता है, तो रिसाव, चढ़ाना, कोटिंग ढीली परत घटना का उत्पादन होगा, चढ़ाना से पहले, पी सामग्री और कोटिंग की गुणवत्ता को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, पाउडर को तैरने में आसान बनाने के लिए हीरे के पाउडर की चालकता और घनत्व को नियंत्रित करने के लिए।

2. निकल चढ़ाना: वर्तमान में, हीरा पाउडर चढ़ाना अक्सर रोलिंग कोटिंग विधि का उपयोग करता है, अर्थात, बॉटलिंग में उचित मात्रा में इलेक्ट्रोप्लेटिंग घोल मिलाया जाता है, और इलेक्ट्रोप्लेटिंग घोल में एक निश्चित मात्रा में कृत्रिम हीरा पाउडर डाला जाता है, जिससे बोतल के घूमने से बॉटलिंग में हीरा पाउडर लुढ़क जाता है। इसी समय, धनात्मक इलेक्ट्रोड निकल ब्लॉक से जुड़ा होता है, और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड कृत्रिम हीरा पाउडर से जुड़ा होता है। विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, प्लेटिंग घोल में मुक्त निकल आयन कृत्रिम हीरा पाउडर की सतह पर धात्विक निकल बनाते हैं। हालाँकि, इस विधि में कम कोटिंग दक्षता और असमान कोटिंग की समस्याएँ हैं, इसलिए घूर्णन इलेक्ट्रोड विधि अस्तित्व में आई।

घूर्णन इलेक्ट्रोड विधि, हीरे के चूर्ण की परत चढ़ाने में कैथोड को घुमाने की विधि है। इस विधि से इलेक्ट्रोड और हीरे के कणों के बीच संपर्क क्षेत्र बढ़ सकता है, कणों के बीच एकसमान चालकता बढ़ सकती है, कोटिंग की असमान घटना में सुधार हो सकता है, और हीरे के निकल चढ़ाने की उत्पादन क्षमता में सुधार हो सकता है।

संक्षिप्त विवरण

हीरे के औजारों के मुख्य कच्चे माल के रूप में, हीरे के सूक्ष्म चूर्ण का सतही संशोधन मैट्रिक्स नियंत्रण बल को बढ़ाने और औजारों के सेवा जीवन को बेहतर बनाने का एक महत्वपूर्ण साधन है। हीरे के औजारों की रेत-भार दर में सुधार के लिए, हीरे के सूक्ष्म चूर्ण की सतह पर आमतौर पर निकल और फास्फोरस की एक परत चढ़ाई जा सकती है ताकि एक निश्चित चालकता प्राप्त हो, और फिर चालकता बढ़ाने के लिए निकल चढ़ाना द्वारा परत को गाढ़ा किया जा सके। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हीरे की सतह में स्वयं कोई उत्प्रेरक सक्रिय केंद्र नहीं होता है, इसलिए रासायनिक चढ़ाना से पहले इसे पूर्व-उपचारित करने की आवश्यकता होती है।

संदर्भ दस्तावेज़:

लियू हान। कृत्रिम हीरे के सूक्ष्म पाउडर की सतह कोटिंग तकनीक और गुणवत्ता पर अध्ययन [डी]। झोंगयुआन प्रौद्योगिकी संस्थान।

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ली जिंगहुआ। वायर आरी में प्रयुक्त कृत्रिम हीरे के सूक्ष्म पाउडर के सतह संशोधन और अनुप्रयोग पर शोध [डी]। झोंगयुआन प्रौद्योगिकी संस्थान।

फेंग लिली, झेंग लियान, वू यानफ़ेई, आदि। कृत्रिम हीरे की सतह की रासायनिक निकल चढ़ाना प्रक्रिया [जे]। जर्नल ऑफ़ आईओएल।

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