Nghiên cứu công nghệ mạ hoá học hợp kim nickel có cơ tính cao

Bùi Thu Hà - Điện Hoá & BVKL K48 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CẢM ƠN Sau ba tháng làm đồ án tốt nghiệp, tới em hoàn thành đồ án MỤC LỤC Ngoài nỗ lực cố gắng thân, em nhận giúp đỡ tận tình nhiều LỜI NÓI cá nhân ĐÀU .4 tập thể Phần TỐNG QUAN hết,chung em xin trọnghọc cảm on đến thầy giáo TS Mai Thanh Tùng, người 1.1 Trước Lý thuyết vềtrân mạ hoá 1.1.1tâmKhái niệmtiếp chung quan trực hướng dẫn em hoàn thành đồ án Em xin chân 1.1.2 Cơ chế phản ứng mạ hoá học .8 thành1.1.3 gửi lời ơn đến cô giáo môn Điện hoá bảo tạo Vaicảm trò nhạycác hoáthầy hoạt hoá .11 đặc điếm ứng dụng lớphiện mạ hoá nhiều1.1.4 điều Những kiện thuận lợi cho em có thếcủa thực học: 12 đồ án cách tốt 1.2 Lớp mạ Nickel hoá học - electroless Nickel (EN) 15 1.2.1 Cơ chế mạ EN 15 1.2.2 Các tính chất lớp mạ EN .17 1.2.2.1 Các tính chất vật lý .17 Nhân dịp này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới người thân, bạn bè 1.2.2.2 K giúphả đỡ,năng độngchổng viên em trongcủa suốt trình làm đồ án ăn mòn lớpquá phủ EN 20 1.2.2.3 Ứ ng suất nội lớp phủ EN .22 Đây làCác bảntính đồ chất án với cún mới, thêm vào trình thí ỉ.2.2.4 hướng lópnghiên phủ EN 24 Khảchế mài gian mòn phủ tránh EN 27 nghiệm,1.2.2.5 hạn chổng mặt thời nên lớp không khỏi sai sót, em kính mong 1.2.3 N hững thầy chỉcủa bảolớp để mạ em Ni hoàn kiến thức Em mong với ứng cô dụng hoáthiện học: .28 1.2.4 điếm vậnnhỏ hànhnhung mạ Nickel hoáán học .33 nỗ lực Đặc thân qua đồ góp phần vào phát triển 1.2.4 ỉ Vận hành bể mạ 33 ngành 1.2.4.2 mạ nói riêng góp huỷ .33 phần vào phát triến khoa học kỹ thuật Việt Hiện tượngnhư tự phân 1.2.4.3 A Nam nói chung nh hưởng thông số đến tốc độ mạ Nỉckel hoả học .34 1.3 Lớp phủ Nickel composit hoá học .46 1.3.1 Giới thiệu chung vềngày lóp phủ hoá học composit 46 Hà nội, 24 tháng năm 2008 1.3.2 Tính chất chống mài mòn lớp phủ .47 1.3.3 Hệ số ma sát (Friction Coefficient) 52 1.3.4 Độ nhám .54 1.3.5 Sự tác động lẫn hạt dung dịch .57 Phần THỰC NGHIỆM .61 2.1 Chuẩn bị mẫu dung dịch 61 ĐÒ ẢN TÓT NGHIỆP- MẠ COMPOSIT HOẢ HỌC 21 Bùi Thu Hà - Điện Hoá & BVKL K48 Phần KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 73 3.1 Ket đo độ cúng 73 3.2 Chụp ảnh SEM 73 3.3 Các phép đo điện hoá .76 3.3.1 Phép đ o E - t 76 3.3.2 Phép đo ăn mòn 77 3.3.3 Phép đo phổ tổng trở 79 3.3.4 Phân tích cấu trúc lớp phủ XRD 80 Phần IV KẾT LUẬN 82 ĐÒ ẢN TÓT NGHIỆP- MẠ COMPOSIT HOẢ HỌC Bùi Thu Hà - Điện Hoá & BVKL K48 LỜI NÓI ĐÀU Có nhiều phương pháp khác tạo màng phủ, mạ điện phương pháp truyền thống Nhưng trước yêu cầu ngày cao màng phủ, đòi hỏi phải hội tụ nhiều tính chất màng phủ ứng dụng nhiều trường hợp đặc biệt phương pháp mạ điện hạn chế Mạ hoá học đời góp phần giải yêu cầu Mạ hoá học đời muộn nhanh chóng khẳng định vai trò công nghệ tạo màng phủ Trong mạ hoá học mạ Nickel hoá học quan trọng nhất, quan tâm nhiều có ứng dụng nhiều Mạ Nickel hoá học thực chất tạo màng phủ hợp kim Ni-P hoá học Nó vừa lớp mạ trang sức vừa lớp mạ bảo vệ Thực tế khắng định mạ hoá học có nhiều uư điểm so với mạ điện Ngày giới, mạ hoá học nói chung mạ Nickel hoá học nói riêng phát triển Được ứng dụng nhiều ngành công nghiệp quan trọng, đặc biệt tỏ có hiệu ngành công nghệ cao điện tử viễn thông, ôtô, không gian, đòi hỏi độ xác cao Ớ Việt Nam, mạ hoá học ngành mẻ, chưa có công ty sản xuất màng phủ phương pháp hoá học Các trung tâm - viện nghiên CÚ01 quan tâm đến mạ hoá học nhiều nguyên nhân khác Tài liệu hiểu biết mạ hoá học hạn chế Đặc biệt, lớp mạ Nickel hoá học phát triến sang loại lớp mạ Nickel hoá học composit hướng nghiên CÚOI mới, với tính chất cải thiện tính chất lớp phủ Nickel hoá học chưa đạt tới làm tăng độ cứng, nâng cao tính chất chịu mài mòn chịu ĐÒ ẢN TÓT NGHIỆP- MẠ COMPOSIT HOẢ HỌC Bùi Thu Hà - Điện Hoá & BVKL K48 Do đó, nhiệm vụ làm tốt nghiệp nghiên cún lớp mạ Nickel hoá học composit cụ thể là: Nghiên cứu công nghệ mạ hoá học hợp kim Nickel có tính cao Hy vọng đồ án góp phần cung cấp thêm mạ Nickel hoá học nói chung mạ Nickel hóa học composit Chắc chắn tương lai gần, mạ hoá học nói chung mạ Nickel hoá học nói riêng với mạ Nickel hoá học composit phát triển Việt Nam đế khai thác ưu điểm ĐÒ ẢN TÓT NGHIỆP- MẠ COMPOSIT HOẢ HỌC Bùi Thu Hà - Điện Hoá & BVKL K48 Phần TỔNG QUAN 1.1 Lý thuyết chung mạ hoá học 1.1.1 Khái niệm chung Quá trình kết tủa lớp kim loại hay họp kim lên bề mặt vật rắn nhò' phản ứng hoá học mà không cần đến dòng điện gọi trình mạ hoá học hay gọi mạ không điện Mạ hoá học chia làm ba loại khác • Ma tiếp xúc Đăc điếm: Nhúng vật cần mạ kim loại M] vào dung dịch muối kim loại Mn+ xảy phản ứng đẩy: Mn+ + M i = M + M i ' 1+ ( l l ) Như vậy, M kết tủa thành lóp mạ hoá học lên Mi, đồng thời bề mặt kim loại Mi bị tan Động lực phản ứng hiệu số điện hai kim loại Quá trình mạ chậm dần ngừng bề mặt Mi bị che lấp phủ kín M, khiến cho không tan Cách cho lớp mạ mỏng ([...]... - Điện Hoá & BVKL K48 ELECTROLESS NICKEL ELECTROLYTIC NICKEL Hình 1.2: Phân bố chiều dày lớp mạ Nickel hoá học và Nickel điện hoá Do có những đặc điếm như vậy nên lớp mạ hoá học thu hút được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu và được ứng dụng rộng rãi trong thực tế: Mạ hoá học là một trong nhũng bước công nghệ then chốt trong sản xuất linh kiện điện tử với các mạch tích hợp kết nối trên bản mạch in... phần mạ hoá Đesẽtăng tínhtác cạnh lớp phủ o2’ tạokịp ra thời ion hydit lonbểhydit này học sau đó tương vớitranh Ni24với để những hình thành Ni khác, cầnraphải nghiên cả về và chế mạ hoá có H' thểvàđược Ông đưa đặctiếp tínhtục tương đồngcún đáng ch công ý củanghệ 2 chất khử độ (2 chất kh học đó là H) ở nhiệt độ trung bình, kéo dài thời gian phục vụ có ích của dung dịch mạ hoá học 1.2 Lóp mạ Nickel hoá học. .. NGHIỆP- MẠ COMPOSIT HOẢ HỌC 29 Bùi Thu Hà - Điện Hoá & BVKL K48 cần phải có mật độ ghi cao, khi đó từ tính trở thành vấn đề quan trọng đặc biệt là khi đĩa ghi từ yêu cầu mỏng hơn và hấp thụ nhiệt ít hơn trong quá trình làm việc Thay đối thành phần mạ có thể làm chậm quá trình từ hoá, cải tiến công nghệ mạ góp phần đưa lớp mạ EN trở thành hoàn hảo hơn cho đĩa ghi từ nhôm Công nghiên điên tử: Lớp mạ hoá học. .. tốc độ mạ Ni càng chậm (d) Hiệu suất mạ Ni giảm khi tăng lệ nồng độ [Ni2+]/[H2P02'] (e) Tốc độ mạ không phụ thuộc nồng độ Ni2+ trong dung dịch 1.3 Lóp phủ Nickel composit hoá học 1.3.1 Giói thiệu chung về lóp phủ hoá học composit Khả năng đồng kết tủa các hạt vào trong lớp phủ hoá học có thể tạo ra những tính chất mới cho các lóp phủ hoá học composit Đe đồng kết tủa các hạt vào lóp phủ hoá học đạt... khoa học Đã có nhiều hệ mạ hoá học ra đời trong đó hệ mạ hoá học Ni là quan trọng nhất nhò' nhũng tính chất nối bật như đã được nêu Do vậy úng dụng của lớp mạ Ni hoá học cũng rất Oil/Chemical Misc 12% 1Ơ% Printng 3% Aerosp ace 8% Comp uter 22% Hình 1.5: Biếu đồ ứng dụng lớp mạ EN trong các ngành Nhiều nhất là trong lĩnh vực sản xuất linh kiện máy vi tính (22%); điện tử (17%), tiếp đó là trong ngành công. .. việc dùng lớp mạ Ni hoá học dày 25pm với hàm lượng p cao sẽ thực sự làm tăng tính bôi trơn của lớp phủ khi vận hành các chi tiết Độ cứng bề mặt không nhất thiết cần xử lý nhiệt Hình 1.8 : Các chốt trục nhỏ được mạ EN ĐÒ ẢN TÓT NGHIỆP- MẠ COMPOSIT HOẢ HỌC 31 Bùi Thu Hà - Điện Hoá & BVKL K48 Nikel composit có tính bôi trơn cao, độ ma sát thấp, độ bóng cao chống ăn mòn tốt nên được dùng cho mạ xylanh, piston,... (1.21) Bùi Thu Hà - Điện Hoá & BVKL K48 (H2PO2)' + o2' K -» (HPO3)2' + H' (1.2 Cư chếNi24 Gutzeỉt: 2V Mặt lon khác, mạ hoá hoạt họchóa thực từ(1.2 hiện năngở lượng nhiệt độ giảitương phóng đốiion caohydro nên dung và nhờ dịchnăng mạ + H' -» H2 được hoáNi24 học cũng đắt hơn so với dungtạo dịch điện.loại Do vậy giá thành mạ hoá học lượng này phản ứng với ion H2PO2' ra mạ Ni kim Theo cơ chế này, trên bề mặt... biệt có tác dụng làm tăng tốc độ mạ và hạn chế hiện Cầnchậm lưu ý phản rằng trong mộtcósốmặt trường hai dạng tượng làm ứng khi chất hợp, tạo phức cànghợp cua.chất trên có thể có cùng chức năng trong dung dịch mạ hóa học Trong trường họp khác, một chất lại có thế thực hiện hai tăng chức tốc năng Ví dụl có thếdicacboxylic sử dụng cả axit lacticngắn và axit làm Cáccảchất thường axit no mạch Chỉpropionic có. .. những lớp mạ EN có hàm lượng hợp kim cao (P cao) thì độ dẫn nhiệt nằm trong khoảng từ 0.01 đến 0.02 cal/cm/sec/°K, so với 0.2 caĩ/cm/sec/°K đối với lóp mạ Ni điện hoá ĐÒ ẢN TÓT NGHIỆP- MẠ COMPOSIT HOẢ HỌC Thành kim phần hợp Khối lượng riêng Điện trở suất (g/cm3) (//ohm-cm) Bùi Bùi Thu Thu Hà Hà Điện Điện Hoá Hoá & & BVKL BVKLK48 K48 Hệ số giãn nở nhiệt (//m/m/°K) Lớp phủ EN có chứa 11 đến 12% p thì co... lớp mạ rất đồng đều Vỉ du: Các chốt, trục nhở của các chi tiết máy thường được làm cứng bằng nitrua hoá (nitrided) sau đó crom hoá Mặc dù lớp phủ này là tốt nhưng vẫn có hiện tượng ăn mòn tại các mối hàn kín hay các vành bịt kín, do vậy nếu những chỗ đó được 32 ĐÒ ẢN TÓT NGHIỆP- MẠ COMPOSIT HOẢ HỌC Bùi Thu Hà - Điện Hoá & BVKL K48 Ngoài ra: ịMisc) - Lóp mạ Ni hoá học còn được dùng trong công nghiệp hoá ... nghiệp nghiên cún lớp mạ Nickel hoá học composit cụ thể là: Nghiên cứu công nghệ mạ hoá học hợp kim Nickel có tính cao Hy vọng đồ án góp phần cung cấp thêm mạ Nickel hoá học nói chung mạ Nickel. .. phủ Trong mạ hoá học mạ Nickel hoá học quan trọng nhất, quan tâm nhiều có ứng dụng nhiều Mạ Nickel hoá học thực chất tạo màng phủ hợp kim Ni-P hoá học Nó vừa lớp mạ trang sức vừa lớp mạ bảo vệ... dụng lóp mạ Ni hoá học: Mạ hoá học thu hút quan tâm nhiều nhà khoa học Đã có nhiều hệ mạ hoá học đời hệ mạ hoá học Ni quan trọng nhò' nhũng tính chất nối bật nêu Do úng dụng lớp mạ Ni hoá học Oil/Chemical