化學(xué)鍍鎳分析方法精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的化學(xué)鍍鎳分析方法主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：化學(xué)鍍鎳分析方法范文

關(guān)鍵詞：工程車輛；發(fā)動機；維修

中圖分類號：TK402 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 16-0151-01

一、材料表面強化技術(shù)的組成

材料表面強化技術(shù)是通過各種表面涂層技術(shù)與表面改性技術(shù)提高維修質(zhì)量的工程方法。利用各種物理、化學(xué)或電化學(xué)、機械或電子的工藝過程，以滿足零件表面的技術(shù)要求。針對各種零件表面的失效形式特征和機理，綜合或復(fù)合應(yīng)用各種材料表面強化技術(shù)進行維修與防護，廣泛應(yīng)用于制造行業(yè)和維修行業(yè)機械設(shè)備的防腐、耐磨、裝飾或賦予零件表面特殊性能。材料表面強化技術(shù)種類較多，但常見的主要有以下三種，表面沉積強化技術(shù)、改變表面成分強化技術(shù)和改變表面組織強化技術(shù)。

（一）表面沉積強化技術(shù)

表面沉積強化是在零件表面加入或沉積與基體成分不同的材料，以獲得強度高、耐磨性與抗蝕性好的表面層，主要包括表面薄膜強化和表面冶金強化。

1.表面薄膜強化

應(yīng)用物理的或化學(xué)的方法，在金屬表面涂覆于基體材料性能不同的強化膜層，稱為表面薄膜強化。它包括電鍍、化學(xué)鍍（鍍鉻、鍍鎳、鍍銅、鍍銀等）以及復(fù)合鍍、刷鍍或轉(zhuǎn)化處理等，也包括近年來發(fā)展較快的高新技術(shù)：如CVD、PVD、P-CVD等氣相沉積薄膜強化方法和離子注入表面強化技術(shù)（也稱原子冶金技術(shù)）等等。它們共同的特點是均能在工作表面形成特定性能的薄膜，以強化表面的耐磨性、耐疲勞、耐腐蝕和自等性能。

2.表面冶金強化

利用工件表面層金屬的重新融化和凝固，以得到預(yù)期的成分或組織的表面強化處理技術(shù)稱為表面冶金強化。包括表面自溶性合金或復(fù)合粉末涂層、表面融化結(jié)晶或非晶態(tài)處理、表面合金化等方法。特點是采用高能量密度的快速加熱，將金屬表面層或涂覆于金屬表面的合金化材料熔化，隨后靠自己冷卻進行凝固以得到特殊結(jié)構(gòu)或特定性能的強化層。這種特殊的結(jié)構(gòu)或許是細化的晶體組織，也或許是過飽和相、亞穩(wěn)相、甚至是非晶體組織，這取決于表面冶金的工藝參數(shù)和方法。

（二）化學(xué)熱處理強化

利用某種元素的固態(tài)擴散滲入，來改變金屬表面層的化學(xué)成分，以實現(xiàn)表面強化的方法稱為化學(xué)熱處理強化，也稱之為擴散熱處理。包括滲硼、滲金屬、滲碳及碳氮共滲、滲氮及氮碳共滲、滲硫及硫氮碳共滲、滲鉻、滲鋁及鉻鋁硅共滲、石墨化滲層等等，種類繁多、特點各異。滲入元素或溶入基體金屬形成固溶體，或與其他金屬元素結(jié)合形成化合物?？傊疂B入元素即能改變表面層的化學(xué)成分，又可以得到不同的相結(jié)構(gòu)。

（三）改變表面組織強化技術(shù)

對于表面組織改變強化的零件，所有因處理而引起的變化均在基體內(nèi)，屬于顯微組織的變化。表面形變強化和表面熱處理強化是表面組織改變強化的兩種形式。

表面形變強化一般是利用機械方法使金屬表面層發(fā)生塑性變形，從而形成高硬度、高強度的硬化層的強化方式。例如，噴丸處理生成的硬化層中的位錯密度可達10的12次方/立方厘米，亞晶可碎化至0.02μm。表面層的密度越高、亞晶越細，則其強度、硬度越高。

表面熱處理強化是利用固態(tài)相變，通過快速加熱的辦法，對工件表面進行淬火，所以也稱表面粹火，火焰、激光、等離子淬火等，利用表面激光強化方法強化發(fā)動機關(guān)鍵零件的研究及應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛。

為了提高零件的耐磨性，可以從多種表面處理工藝中選用一種對零件表面進行強化，也可以選用一種以上進行復(fù)合處理，但必須遵循的原則就是效果好、成本低，即選用性價比高的強化工藝。

對于發(fā)動機氣缸表面的強化所進行的材料表面強化技術(shù)的選用，要根據(jù)具體工作環(huán)境，采用適宜的材料表面強化技術(shù)，制定合理的修復(fù)方案。

二、材料表面強化技術(shù)在工程車輛發(fā)動機維修中的應(yīng)用

車輛發(fā)動機汽缸的磨損程度，直接影響工程車輛的使用，是決定發(fā)動機是否需要進行大修的一個重要標志，所以本文選擇工程車輛發(fā)動機汽缸內(nèi)壁的修復(fù)和強化作為研究和探討的重點。綜合各種情況，我們需要了解和掌握鍍鐵、化學(xué)鍍鎳等工藝對發(fā)動機汽缸耐磨性強化的試驗。

（一）材料的選用

以發(fā)動機普遍采用的高磷鑄鐵材料作為對比材質(zhì)，其它試件基材選用20鋼，分別采用無刻蝕交直流低溫鍍鐵工藝、化學(xué)鍍鎳工藝制備鍍鐵和化學(xué)鍍鎳試件。根據(jù)發(fā)動機汽缸的磨損規(guī)律，試驗參數(shù)范圍選定在做功行程時，汽缸內(nèi)上止點下1-8mm內(nèi)的負荷工況。

為了模擬實際活塞環(huán)材質(zhì)，磨輪選用45鋼，外圓面鍍鉻，保證與鍍鉻活塞環(huán)材質(zhì)相近，以提高耐磨性強化試驗的實用性。

（二）修復(fù)工藝

工程車輛發(fā)動機汽缸修復(fù)，根據(jù)不同表面強化處理方法，對處理后的汽缸進行加工，并進行必要的后處理。

鍍鐵試件采用低溫鍍鐵工藝施鍍，鍍層達到0.8mm后按工件尺寸加工?；瘜W(xué)鍍鎳試件選用氮化鎳為主鹽，試件經(jīng)除油、水洗后施鍍，鍍后需進行熱處理，以提高鍍層的硬度和耐磨性以及與基材的結(jié)合強度。

（三）效果測試與工藝分析

在試驗過程中，磨輪的軸是固定的，根據(jù)壓力范圍，通過平臺對試件進行加力。對每個壓力水平下試驗的試件經(jīng)清洗、烘干后，進行多次測量，得到不同材料磨損失重結(jié)果。選用每種材質(zhì)試驗中的重復(fù)試驗數(shù)據(jù)，經(jīng)平均處理后，得到各材質(zhì)的相對耐磨性系數(shù)（標樣取高磷鑄鐵材質(zhì)）。通過分析可知，高磷鑄鐵和鍍鐵在低負荷時的耐磨性基本一致，化學(xué)鍍鎳的耐磨性較高。在中高負荷工況下，化學(xué)鍍鎳的耐磨性較高。在中高負荷工況下，化學(xué)鍍鎳的耐磨性明顯高于另外兩種材質(zhì)，說明其適合于較大功率的發(fā)動機汽缸工作表面材料的強化。在試驗過程中，由于很薄的化學(xué)鍍鎳層即可滿足試驗，工藝成本較低。在實際應(yīng)用中，可用于磨損量較小的大功率汽缸修復(fù)或修復(fù)后汽缸的表面強化。

第2篇：化學(xué)鍍鎳分析方法范文

摘 要：以鍋爐用鋼20g為基體，介紹了一種高磷的化學(xué)鍍Ni-P合金工藝，研究了工藝參數(shù)對化學(xué)鍍Ni-P鍍層鍍速和穩(wěn)定性的影響，并確定最適宜配方。

關(guān)鍵詞：化學(xué)鍍；高磷；Ni-P合金；鍋爐鋼 



1 引言



目前工業(yè)鍋爐的腐蝕問題已十分突出和嚴重，僅沈陽市就有約四千多臺鍋爐，由于鍋爐的腐蝕和耐磨等問題，不僅造成鍋爐設(shè)備大修過早報廢，直接導(dǎo)致經(jīng)濟損失，而且易發(fā)生各種事故，給安全生產(chǎn)帶來隱患。

化學(xué)鍍一般指化學(xué)鍍Ni-P合金，是采用鎳鹽和還原劑在同一溶液中進行的自催化氧化-還原反應(yīng)，從而在工件表面沉積出Ni-P合金鍍層的表面處理技術(shù)。Ni-P合金鍍層由于具有較高的硬度、耐磨性、性、優(yōu)異的耐蝕性和良好的釬焊性能，尤其是制備的高磷鍍層具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，非晶態(tài)的高磷鍍層具有非磁性、較低的電阻溫度系數(shù)(TCR)、優(yōu)良的耐蝕性等優(yōu)點，因此利用優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍋爐用鋼(20g)進行表面化學(xué)鍍實驗，在鍋爐用鋼表面鍍上鎳磷化學(xué)鍍層，從而提高鍋爐設(shè)備熱部件抗磨抗蝕，提高表面硬度，延長使用壽命，對于我國蒸汽及動力鍋爐使用具有重要實際應(yīng)用價值和理論意義，同時還可以向大型電站鍋爐等領(lǐng)域推廣。



2 實驗方法

2.1 鍍液組成及工藝條件

NiSO46H2O 25～40 g/L；NaH2PO2 25～30g/L；Pb(AC)2微量；Na(AC) 12～15g/L；絡(luò)合劑1（15 g/L乳酸）；絡(luò)合劑2（15 g/L檸檬酸）；絡(luò)合劑3（4 g/L乳酸+15 g/L檸檬酸）；絡(luò)合劑4（3 g/L乳酸+13 g/L檸檬酸）；絡(luò)合劑5（12 g/L乳酸+3 g/L檸檬酸）；溫度 82～90℃；pH值 4.5～4.8。

2.2 施鍍基材

實驗采用的試樣基材為20g（鍋爐用鋼），試樣尺寸為20mm×15mm×10mm，原始硬度為HV189.22。

2.3 施鍍工藝條件及流程

打磨化學(xué)除油清洗20%H2SO4清洗3%H2SO4清洗快速入槽吹干除氫

2.4 性能測試

2.4.1 沉積速度的測定

采用稱重法來測定鍍層的沉積速度，沉積速度為：

v=ΔW/ρ×S×t×104(μm/h)

式中：ΔW-試件的增重，g;

ρ-鍍層平均密度，按含磷量為9%計算，則密度為7.9g/cm3 ；

S-鍍層面積，cm3；

t-時間，h。

2.4.2 鍍液穩(wěn)定性的測定

采用PdCl2實驗法測定鍍液穩(wěn)定性。將含有穩(wěn)定劑的化學(xué)鍍鎳溶液加熱到工作溫度，向其中加入1-2ml濃度為100mg/l的氯化把溶液，測量生成黑色沉淀的時間，根據(jù)時間長短來判斷其穩(wěn)定性。

2.4.3 顯微硬度

檢測方法用日本Future科技產(chǎn)的FM-300顯微硬度儀測定鍍層硬度，對每個試片取5個不同位置測試，然后取平均值。載荷為10g，加載時間5s。 

2.4.4 鍍層表面形貌及鍍層含磷量的測定

采用日本島津公司生產(chǎn)的S2400N掃描電鏡及能譜儀分析測定

3 優(yōu)化鍍層的顯微結(jié)構(gòu)及能譜分析

通過多次的實驗得到的最適宜方案：硫酸鎳30g/L，次亞磷酸鈉為28g/L，醋酸鉛1.0mg/L，醋酸鈉13g/L，絡(luò)合劑為檸檬酸10g/L，乳酸4 ，pH值為4.5，施鍍溫度為90℃。用SEM觀察最適宜鍍層表面、橫截面形貌并進行分析。

3.1 鍍層表面顯微形貌

鍍層具有胞狀結(jié)構(gòu)，平均粒度為5μm，沉積方式為顆粒堆積，為典型的非晶結(jié)構(gòu)，顯微硬度為HV727.92，與原始基體相比硬度提高約3.78倍。

3.2 鍍層表面能譜分析

由掃描電鏡能譜分析獲得最適宜鍍液的鍍層成分結(jié)果見圖3.2，由圖可以看出，鍍層中只有鎳和磷兩種元素，其中，磷含量為15.10%。據(jù)文獻報道Ni-P鍍層只要含磷量在8%(w)以上，就具有非晶結(jié)構(gòu)。因此，此鍍層為非晶結(jié)構(gòu)鍍層，從而使得鍍層的耐蝕性好。

4 結(jié)語

（1）最適宜的鍍液組成為：硫酸鎳30g/L，次亞磷酸鈉為28g/L，醋酸鉛1.0mg/L，醋酸鈉13g/L，檸檬酸10g/L，乳酸4 ，pH值為4.5，施鍍溫度為90℃。

（2）采用最適宜工藝得到的鍍層，鍍層致密無缺陷，鍍層含磷量為15.10%，鍍層硬度高達HV727.92，鍍液穩(wěn)定，沉積速度為22.38μm/h。 

參考文獻

第3篇：化學(xué)鍍鎳分析方法范文

關(guān)鍵詞：鈦合金；前處理；過渡膜；過渡金屬層；熱處理

一、引言

鈦及其合金具有強度高、重量輕、耐腐蝕的特點，所以在各種領(lǐng)域應(yīng)用都非常廣泛。特別是在電子、航空航天等領(lǐng)域，其優(yōu)點更是得到了充分地發(fā)揮。但是由于鈦合金表面易咬死、焊接性能差，要想完全發(fā)揮其作用，還必須先在其表面鍍覆上一層其他金屬，如鎳、銅、鉻、金等。這樣既發(fā)揮了鈦合金的強度高和重量輕的優(yōu)點，又改善了其表面易咬死、難焊接的缺點。

鈦是一種非?；顫姷慕饘?，但通常鈦及其合金都表現(xiàn)出穩(wěn)定的性質(zhì)，這是因為鈦和空氣中的氧和氮有很強的親和力，其表面很容易生成一層致密鈍化膜。要想在鈦表面獲得結(jié)合力較好的鍍層，必須先破壞其鈍化膜。但是鈦的鈍化速度太快，鈍化膜剛被去除掉就又會馬上再生成，這給電鍍帶來了很大的困難。目前常用的方法一般有兩種：一種是加強前處理控制，即想辦法將鈦合金表面的鈍化膜破壞，并且在電鍍之前不重新生成過厚的鈍化膜，然后在相對新鮮的表面上進行電鍍；另外一種方法是進行后處理，一般是通過高溫處理，使結(jié)合力不太好的鍍層通過高溫下的擴散作用和基體結(jié)合成牢固的金屬鍵。

二、提高鈦合金上鍍層結(jié)合力的常用方法

（一）鍍前處理法

（1）噴砂法

眾所周知，噴砂可以去除金屬表面的鈍化層，又可以使其表面粗化，加強了機械咬合力，從而提高鍍層結(jié)合力。實驗證明，噴砂對鈦上電鍍同樣有效。筆者曾將噴砂和未噴砂純鈦試片進行了電鍍后結(jié)合力的比較，發(fā)現(xiàn)噴砂處理過的結(jié)合力明顯要好很多。但噴砂會增加工件的應(yīng)力，同時對于一些精度要求較高的工件是不適合噴砂處理的。

（2）過渡膜法

①氫化膜

哈工大張景雙等[ 1 ]在進行工業(yè)純鈦表面電鍍時采用了HCl(500ml/L)與TiCl3（10～20ml/L）的混合液再添加一些添加劑的活化配方，得到了結(jié)合力良好的鍍層。他們經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)這種活化液處理后的鈦表面會生成一層灰黑色的膜。在這層膜上再進行電鍍，就能得到結(jié)合力良好的鍍層。利用X射線衍射法和光電子能譜法作進一步分析發(fā)現(xiàn)，這層膜的主要成分是TiH2，其分別與鈦基體和鍍層之間形成一定的金屬鍵，保證了結(jié)合力的要求。

②氟化膜

趙閨艷[ 2 ]采用NaCr2O4（250ml/L）和HF（20ml/L）混合液的配方對鈦合金進行活化，也得到了結(jié)合力良好的鍍層。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)過此種活化液處理過的鈦合金表面形成了一層氟化物膜，這層膜和氫化膜相似，與鈦合金基體以及后面的鍍層都有很好的結(jié)合力。

（3）過渡金屬層法

①浸鋅法

南京無線電八廠的蔡積慶[ 3 ]采用兩次浸鋅的方法，在鈦表面得到了一層鋅金屬層，然后再進行化學(xué)鍍鎳和電鍍金。用這種方法得到的鍍層在180℃下加熱1小時，再于水中淬火，沒有發(fā)現(xiàn)起皮起泡現(xiàn)象。

上海儀表廠吳申敏[ 4 ]采用HF-ZnF2-乙二醇體系，在鈦合金表面先沉積上一層薄層鋅，再在其上進行鍍覆，也得到了結(jié)合力很好的鍍層。

②浸鍍鎳法

西安無線電技術(shù)研究所的張碧清[ 5 ]在NiCl2·6H2O(300g/L)與HBO3(30g/L)混合溶液的基礎(chǔ)上，用HF將PH值調(diào)節(jié)到3.5～4.5，在加熱到70℃時對鈦合金進行化學(xué)浸鍍鎳。鈦和鎳置換反應(yīng)生成的鍍層與基體結(jié)合力良好，在其上再進行電鍍，鍍層與基體結(jié)合力良好。

（二）鍍后熱處理法

熱處理是提高鍍層結(jié)合力的有效方法。在高溫下，鍍層和基體之間會有明顯的相互擴散，兩種不同的金屬原子之間會形成金屬鍵，從而達到提高結(jié)合力的目的。

黑澤一吉[ 6 ]等在鈦合金（Tc4）上電鍍Cu/Ni，后又分別在空氣和真空中進行540℃、3h的熱處理，考核后發(fā)現(xiàn)鍍層結(jié)合力有明顯提高。

北京航空航天大學(xué)夏益祥[ 7 ]等研究了鈦合金（Tc4）鍍后熱處理對鍍鎳或銅/鎳層結(jié)合力的影響。結(jié)果表明, 熱處理后鍍層與基體之間的界面形成以固溶體或金屬間化合物為主的擴散層, 利用XRD分析熱處理后鍍層與基體之間的界面, 發(fā)現(xiàn)擴散層中存在N i3Ti, NiTi, NiTi2 等金屬間化合物。熱處理后擴散層的厚度對結(jié)合力的提高不是關(guān)鍵因素, 結(jié)合力的提高主要取決于鍍層和基體之間是否形成金屬鍵。如果鍍層與基體之間的間隙不因為熱脹冷縮而增大，同時擴散層中的固溶體或金屬間化合物能破壞鍍層與基體之間存在的鈍化膜等非金屬膜層的完整性, 則鍍層和金屬之間可以很容易相互擴散并形成金屬鍵, 從而提高鍍層的結(jié)合力。

三、結(jié)論

提高鈦合金上鍍層與基體結(jié)合力的方法有很多種，大體分為兩類。一類是通過前處理將鈦合金表面的鈍化層去除，并在其表面覆蓋一層與基體結(jié)合力很好的過渡層，再在這層過渡層上進行電鍍。另一類是通過鍍后高溫處理使鍍層和基體之間的原子相互擴散，形成金屬間化合物或固溶體，從而達到提高結(jié)合力的目的。如果將前處理和后處理結(jié)合起來使用，效果會更好。

參考文獻：

[1].Zhang Jing shuang,et al.A new process of elect roplating on titanium and titanium alloy for aerospace [J].Trans IMF,1996,74(1):25～27.

[2].趙閨艷等.鈦合金電鍍[Z].航空腐蝕與防護技術(shù)資料匯編,621 所內(nèi)部資料.

[3].蔡積慶.空間應(yīng)用中的Ti合金化學(xué)鍍Ni和電鍍Au[J].新工藝.新技術(shù).新設(shè)備.

[4].吳申敏.鈦合金電鍍新工藝及其應(yīng)用[J].上海航天,1994,(3):22～24.

[5].張碧清.鈦合金Tc4鍍金工藝實踐[J].航天工藝,1989.

第4篇：化學(xué)鍍鎳分析方法范文

關(guān)鍵詞 農(nóng)機維修；技術(shù)環(huán)境；分析

中圖分類號 S2 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2011)122-0154-01

1 診斷檢測技術(shù)

近些年發(fā)展迅速，已經(jīng)發(fā)展成一門獨立的學(xué)科，如：振動檢測技術(shù)，鐵譜技術(shù)，紅外熱像技術(shù)，各種無損探傷技術(shù)，統(tǒng)計診斷、模糊診斷、故障樹診斷等軟技術(shù)，內(nèi)燃機燃燒狀況的排放監(jiān)測技術(shù)，無負荷測功技術(shù)等，與診斷技術(shù)相關(guān)的技術(shù)有傳感器技術(shù)、信號分析處理技術(shù)、人工智能等。這些技術(shù)的發(fā)展推動了診斷技術(shù)發(fā)展，而診斷技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)并正在推動技術(shù)維護和修理，向以經(jīng)濟性、可靠性為中心的維修方式轉(zhuǎn)變。在設(shè)備維修、汽車維修生產(chǎn)中，這種轉(zhuǎn)變已經(jīng)比較明顯。農(nóng)機維修方面，我國也有的地方開始建立縣級技術(shù)檢測中心。目前的問題主要是現(xiàn)有的無負荷功率油耗測功儀，在油量測量上誤差過大，在功率測量上也不夠穩(wěn)定。最近研制的有效油耗測功儀雖精度較高，但需要排氣節(jié)流，操作不夠簡便。為解決這個問題，急需研究發(fā)動機加速過程中燃油瞬態(tài)流量的測定方法及研究瞬態(tài)流量與額定轉(zhuǎn)速下小時耗油量的相關(guān)關(guān)系。除了功率油耗綜合檢測外，還須研制開發(fā)農(nóng)機各部位的檢測設(shè)備。已在汽車行業(yè)推廣的成套檢測線預(yù)計在短期內(nèi)加以推廣，但單件設(shè)備如發(fā)動機故障診斷儀或其他部位性檢測設(shè)備，或可在若干年內(nèi)提到日程。振動監(jiān)測技術(shù)在設(shè)備管理中已推廣應(yīng)用，主要是用于機械設(shè)備在線監(jiān)測而不是離線檢修。對于農(nóng)機而言，由于農(nóng)機的分散性和移動性，難以在在線檢測中應(yīng)用，所以預(yù)計其推廣會更晚些。鐵譜技術(shù)或原子吸收光譜技術(shù)主要適用于復(fù)雜貴重機械的維修預(yù)測、剩余壽命的測定等。

2 不解體維修技術(shù)

不解體維修技術(shù)是近年來發(fā)展的新技術(shù)，如：輪胎自動補漏劑、水箱堵漏劑、變速箱堵漏劑、引擎內(nèi)部清洗劑（可以不解體清洗發(fā)動機氣缸內(nèi)部積碳及系統(tǒng)）、燃油系統(tǒng)清潔劑、汽化器清潔劑、引擎抗磨修復(fù)劑等。這些物品可以加入輪胎中，加入機油燃油或冷卻水中，不必拆卸即可完成內(nèi)部清潔和修復(fù)泄漏的作用。引擎抗磨吸附劑，不僅可以在一定范圍內(nèi)補償氣缸磨損減少缸塞間隙，還可以減少磨損延長壽命，某些品種還可用于磨合期避免拉傷，減少磨合期磨損。這些技術(shù)在國內(nèi)汽車行業(yè)已開始應(yīng)用，但由于這類產(chǎn)品多是進口專利產(chǎn)品，價格昂貴，目前在農(nóng)機維修中尚難推廣。對于我國這樣一個大國消耗量極大，最好在國內(nèi)引進技術(shù)生產(chǎn)或研制自己的替代產(chǎn)品。預(yù)計隨著國內(nèi)此類技術(shù)的進步和產(chǎn)品價格的降低，以及農(nóng)機產(chǎn)品價格向國際價格靠近，該技術(shù)可望得到推廣。屆時將會導(dǎo)致農(nóng)機維修方式的革命性變化，機械維修工作量將進一步減少，更新取代大修的概率將進一步增加。

3 表面技術(shù)

用于機械維修的表面技術(shù)很多，如：電鍍化學(xué)鍍技術(shù)、電焊技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、粘補技術(shù)、氣相沉積（PVD、CVD）技術(shù)等。在電鍍化學(xué)鍍技術(shù)領(lǐng)域，當前以刷鍍在維修中應(yīng)用最多，預(yù)計近期若干年間仍會如此。這方面目前的主要趨勢是發(fā)展既能提高鍍層耐磨性，又具有較高鍍速的鍍液；實現(xiàn)操作機械化，減輕刷鍍勞動強度也是重要課題之一。在槽鍍方面，目前比較活躍的研究方向是復(fù)合鍍和激光增強電鍍。據(jù)報道，激光增強可使鍍鉻沉積率提高600-1 000倍，使鍍鎳提高10-100倍，且抗蝕性優(yōu)良，激光誘導(dǎo)化學(xué)鍍也可提高沉積率600倍。電鍍領(lǐng)域的另一發(fā)展趨勢是稀土材料的應(yīng)用。據(jù)報道，稀土材料用于鍍鉻可使鉻酸節(jié)約50％-80％，電流效率提高15％-20％，耐磨性提高2-l0倍。在堆焊技術(shù)方面，目前應(yīng)用較廣的是埋弧堆焊、等離子噴焊和火焰噴焊，近期不會有大的變化。這一領(lǐng)域技術(shù)的一個新發(fā)展是脈沖熔合面層（PFS）技術(shù)，它是一種微焊接過程，熱影響區(qū)很少，焊層最大厚度127 P，沉積速率2 Pm?m2/s-3 Pm?m2/s，可使工件壽命提高100％-600％。熱噴涂技術(shù)目前國內(nèi)主要是等離子噴涂、電弧噴涂和火焰噴涂，等離子噴涂應(yīng)用可望逐步擴大。目前研究較活躍的是合金粉末的生產(chǎn)和噴槍的改進。此外我國已從國外引入或自行外發(fā)爆炸噴涂和超音速噴涂等高技術(shù)。粘補技術(shù)用于修復(fù)中的主要是高強度結(jié)構(gòu)粘接劑，抗磨膠粘劑以及用于密封的厭氧型及其他型膠粘劑等。其發(fā)展趨勢主要是提高耐磨、防腐、耐高溫、抗水抗油抗老化、高強度、室溫固化等性能。目前有代表性的是超金屬膠粘劑，它是一種高分子有機金屬復(fù)合材料，與金屬有很強的粘結(jié)性又能空溫固化（即所謂冷焊）。若今后價格逐步降低，很有可能在農(nóng)機維修中推廣?；瘜W(xué)熱處理技術(shù)，在維修中常用的有滲硼、軟氮化等。最近有報道，稀土材料用于滲硼可以降低滲硼濕度l00 ℃-150 ℃，提高滲硼速度20％-40％。最近發(fā)展的離子氮化、離子注入、激光表面合金化等表面改性技術(shù)，也是廣義化學(xué)熱處理的范疇。還有新近才出現(xiàn)的“燃燒反應(yīng)化學(xué)氣相傳質(zhì)涂層技術(shù)”，可通過燃燒加熱氣相沉積得到涂層，適于形狀復(fù)雜工件內(nèi)孔的修復(fù)。激光熱處理或熔敷技術(shù)也是目前表面技術(shù)發(fā)展的熱點之一，它可以向工件表面熔敷金屬或陶瓷，對農(nóng)機維修有較大的實用前景。機械鍍也是新發(fā)展的鍍種，它是在滾筒中依靠化學(xué)鍍劑和被鍍金屬粉末在一定介質(zhì)下對工件表面的碰撞，而機械地沉積在工件表面上。目前，國內(nèi)尚只用于鍍鋅，在國外已發(fā)展到鍍其他多種金屬。這種方法能耗少，成本低，鍍件無氫脆，污染小，又可取得多金屬復(fù)合鍍層。已有報道在鍍層中加入氧化物等非金屬粉末的。因而也是 種對維修有前途的鍍種。

表面技術(shù)的進步，將會使技術(shù)上經(jīng)濟上均適修的零件領(lǐng)域擴大，從而將為舊件修復(fù)產(chǎn)業(yè)的興起創(chuàng)造一定的技術(shù)基礎(chǔ)，節(jié)約能源節(jié)約資源是我國的國策，農(nóng)機維修管理部門應(yīng)充分關(guān)注新技術(shù)帶來的潛力，使之成為修復(fù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的功力。

4 計算機技術(shù)的發(fā)展與普及

目前計算機技術(shù)在我國發(fā)展與普及十分迅速，已廣泛進入家庭、企業(yè)和政府管理部門，管理微機化正步入實踐，管理信息網(wǎng)絡(luò)已提到日程，各部門、各系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信息中心紛紛建立。與全國總的形勢相適應(yīng)，農(nóng)機行業(yè)信息管理的微機化和網(wǎng)絡(luò)化也已起步。

相對而言，由于我國農(nóng)機維修比較效益低下的局面，在短期內(nèi)難以改變維修的分散性和綜合性現(xiàn)狀也制約了對新技術(shù)的需求。因而，維修工藝的計算機控制，維修設(shè)備的智能化在一個時期內(nèi)仍將沒有明顯的市場需求。但可望今后隨著維修向集中化、專業(yè)化發(fā)展而逐步提到日程。

總之，制約農(nóng)機維修發(fā)展的因素將逐步弱化或消失，農(nóng)機維修現(xiàn)代化的動力將加強?？梢哉J為我國農(nóng)機維修已經(jīng)越過了最低谷的歷史時期。近十年及其以后一段時間將是為農(nóng)機維修騰飛打基礎(chǔ)的時期。

第5篇：化學(xué)鍍鎳分析方法范文

金屬泡沫具有極低的密度，它由大量亞微米尺寸的金屬微粒和微孔隙構(gòu)成。采用電化學(xué)方法制備泡沫鎳的工藝流程為：泡沫模板預(yù)處理(粗化、敏化、活化)導(dǎo)電化處理電沉積熱處理泡沫鎳。其中泡沫鎳樣品經(jīng)過電沉積后需要經(jīng)過熱處理才能得到泡沫鎳。熱處理工藝一般采用天然氣燃燒成的穩(wěn)定的火焰來灼燒或焚燒聚氨酯泡沫塑料基體。經(jīng)過焚燒處理后的泡沫鎳，由于支撐的骨架消失，而沉積在基體上的鎳也會氧化，致使樣品骨架結(jié)構(gòu)非常疏松，極易坍塌。本文將采用電化學(xué)沉積方法制備的泡沫鎳材料進行熱處理時，直接在管式爐內(nèi)進行灼燒去除泡沫模板，再在還原性氣氛條件下，研究還原溫度及保溫時間對泡沫鎳材料的影響，并對制備的泡沫鎳組織結(jié)構(gòu)與性能進行了研究。

1 實驗

1.1 實驗原理及方法

熱處理過程分為兩步：一是在空氣氣氛下焚燒，去除模板；接著是在氫氣氣氛高溫下還原退火處理。樣品置于管式爐中，爐內(nèi)通入空氣，升溫至300℃，保溫10min，去除泡沫基體中殘留的水分、低溫下易于揮發(fā)的油脂等有機成分；繼續(xù)升溫至600℃，保溫30min，使聚氨酯泡沫骨架在充足空氣條件下充分燃燒；接著讓爐管降溫至400℃時，停止通入空氣，抽真空至10Pa左右后，通入氬氣清洗爐管多次，再抽真空，即可通入氫氣至1atm，調(diào)整氫氣流量，保持40ml/min勻速通入氫氣，出氣口采用水下液封方式排氣；設(shè)置還原時的溫度為800~900℃，保溫1~2h進行還原退火燒結(jié)實驗。結(jié)束后，樣品隨爐冷卻，至溫度降至400℃后，關(guān)閉氫氣源。得到的泡沫鎳孔結(jié)構(gòu)均勻、完整且具有銀白色金屬光澤。

1.2結(jié)構(gòu)形貌分析

采用掃描電子顯微鏡分析熱處理過程中泡沫鎳的組織結(jié)構(gòu)，采用XRD分析熱處理泡沫鎳后的物相成分，采用EDS能譜儀分析泡沫鎳的微觀結(jié)構(gòu)及成分。

2 結(jié)果與討論

2.1 燒結(jié)溫度對泡沫鎳的影響

泡沫鎳樣品的孔隙率和密度與燒結(jié)溫度的關(guān)系見圖1所示。燒結(jié)溫度對泡沫鎳的孔隙率和密度影響較大，當溫度升高時，在流動氫氣氣氛條件下，隨著氧化鎳逐漸被還原成鎳，原子的擴散速度就越大，絲徑上原來由聚氨酯泡沫模板占據(jù)的位置經(jīng)燒結(jié)去掉后，留下小的微孔，由于晶粒的長大和擴散，這些微孔逐漸被鎳顆粒填充、取代，導(dǎo)致孔結(jié)構(gòu)收縮。所以出現(xiàn)了隨著燒結(jié)溫度的升高，泡沫鎳材孔隙率降低，密度升高的現(xiàn)象。

圖1 不同溫度下泡沫鎳的密度與孔隙率

圖2 不同燒結(jié)溫度下泡沫鎳樣品的SEM照片

圖2(a)、(b)、(c)分別是溫度為850℃、880℃、900℃條件下泡沫鎳樣品的SEM形貌照片。對比三張照片可以看出，(b)圖中泡沫鎳絲徑骨架結(jié)構(gòu)最為理想、光滑，孔結(jié)構(gòu)清晰，且不存在孔的堵塞和粘連。(a)圖中泡沫鎳樣品絲徑上存在一些結(jié)合不緊的毛刺，甚至出現(xiàn)片狀的小塊堵在孔隙上，表明此時的泡沫鎳顆粒結(jié)合較差。(c)圖中骨架結(jié)構(gòu)收縮嚴重，這是溫度過高所致。過高的溫度容易使鎳顆粒出現(xiàn)熔融狀態(tài)，不利于高孔率、低密度泡沫材料的制備。試驗表明，理想的燒結(jié)溫度選擇為880℃。

2.3 保溫時間對泡沫鎳的影響

泡沫鎳樣品的孔隙率和密度與保溫時間的關(guān)系見圖3中所示。，保溫時間對泡沫鎳的密度和氣孔率影響比較明顯，隨著保溫時間的增長，原子能夠更充分的擴散，晶粒逐漸長大，小顆粒逐漸融合成較大的顆粒，一些小的孔隙逐漸被填充，過長的保溫時間使鎳顆粒充分長大，在宏觀上容易瘤狀結(jié)塊。隨著保溫時間的延長，當超過30min后，泡沫鎳材的孔隙率明顯降低，密度升高。

圖4(a)、(b)、(c)分別是保溫時間為30min、60min、90min條件下泡沫鎳樣品的SEM形貌照片。隨著保溫時間的延長，各骨架形貌依然保持的較好，絲孔結(jié)構(gòu)清晰。從制備高孔率、低密度泡沫鎳和節(jié)能提高效率的角度考慮，實驗中選擇了60min作為燒結(jié)時的保溫時間。

第6篇：化學(xué)鍍鎳分析方法范文

近年來，環(huán)境污染問題成為國內(nèi)國際社會廣泛關(guān)注的問題。為減少重金屬廢水對環(huán)境造成的污染，文章通過對重金屬廢水處理的必要性進行分析，進而對幾種不同的重金屬廢水處理技術(shù)展開了分析，并對重金屬廢水的資源化利用做出了進一步探究。

關(guān)鍵詞：

重金屬；廢水處理技術(shù)；電解法；膜集成技術(shù)；資源化；環(huán)境污染

根據(jù)我國衛(wèi)生部的全國污染源普查結(jié)果，2015年，我國重金屬廢水中含砷、鉻、汞、鉛等重金屬的量約為2.21萬t，廢水排放總量為869萬t，在造成嚴重環(huán)境污染的同時，也導(dǎo)致了重金屬資源本身的極大浪費。在此背景下，加強對重金屬廢水處理技術(shù)和資源化利用的研究，已成為當前環(huán)境治理工作開展過程中的首要任務(wù)。

1重金屬廢水處理的必要性

重金屬廢水中的砷、鉻、汞、鉛等元素及其化合物會被水中的植物、魚類等收集并沿食物鏈傳遞，對此類重金屬及其化合物進行分析可知，其能夠?qū)е碌鞍踪|(zhì)與活性酶失活，從而引發(fā)代謝紊亂，而由于其無法自然降解或經(jīng)由生物代謝而排除，故極容易對人類健康與其他生物的生存和發(fā)展帶來嚴重威脅，因此有必要也必須加強對重金屬廢水處理技術(shù)的研究。

2重金屬廢水處理技術(shù)

2.1電解法

電解法處理重金屬廢水的原理為：在直流電作用下，廢水中帶正電的重金屬離子遷移至陰極，且在陰極獲得電子而被還原，所產(chǎn)生的金屬單質(zhì)則沉淀至反應(yīng)器的底部或是吸附到電極表面，實現(xiàn)廢水除鹽與水中重金屬的回收。以電化學(xué)鍍鎳液為例，利用電解法對溫度T＝80℃、pH＝9且電流密度為8.0mA/cm2的鍍鎳液進行電解，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在循環(huán)條件下通電2h后，可從廢水中回收97.9%的金屬鎳。對基于電解法的重金屬廢水處理技術(shù)進行分析可知，該方法無需添加任何化學(xué)試劑，故不會產(chǎn)生二次污染，但在溶液（廢水）內(nèi)部，隨著反應(yīng)的逐漸進行，原溶液中金屬離子的濃度也逐漸下降，從而導(dǎo)致溶液電阻率升高，耗電量也隨之增加，故電解法并不適用于低濃度的重金屬廢水處理。

2.2化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法，即將硫化物、氫氧化物、鋇鹽等沉淀劑投入到重金屬廢水當中，使其與廢水中重金屬離子發(fā)生反應(yīng)并形成沉淀，達到取出廢水中游離的重金屬離子目的的一類技術(shù)。對化學(xué)沉淀法進行分析可知，該方法具有操作便捷、工藝簡單的優(yōu)點，但在對重金屬處理過程中會產(chǎn)生大量的廢渣，若不對其進行二次處理，將很有可能產(chǎn)生二次污染。近年來，化學(xué)沉淀法在工藝和沉淀劑方面取得了顯著進展，例如，目前，一種新型的有機螯合劑——二丙浮選劑被大量應(yīng)用于廢水中重金屬的去除工作當中，由于該螯合劑的重金屬去除不會受到pH與多重金屬離子的干擾，故基于該螯合劑的廢水中的重金屬去除率高達99.9%。

2.3生物吸附法

生物吸附法是近年來新興的一種重金屬廢水處理方法，對生物吸附進行分析可知，其是生物通過靜電作用、共價作用或分子力作用吸附在生物體表面的一種現(xiàn)象，而基于該方法的重金屬廢水處理主要包括兩個步驟：首先，重金屬離子與細胞表面大分子物質(zhì)與官能基團的結(jié)合；其次，生物體細胞對廢水中的重金屬離子進行主動運輸和吸收。2013年，湖南某鉛鋅銅礦工作人員從礦石中分離獲得地衣芽孢桿菌，通過觀察，此種桿菌的表面電荷會隨其pH值的下降而增加，使得Cr6+離子同生物吸附劑結(jié)合點位間的相互作用大幅增強，從而強化了對金屬離子的去除效率，表明生物吸附法能夠增強重金屬離子的去除效果。同年，該工作人員從湖南某鎘污染地分離純化獲得的嗜麥芽窄食單胞菌在對地區(qū)含鎘廢水進行處理時發(fā)現(xiàn)，廢水樣本中的鎘的初始質(zhì)量濃度為1.0mg/L，pH為6～7，在利用嗜麥芽窄食單胞菌吸附2h后，廢水中約有82.9%的鎘被吸附至嗜麥芽窄食單胞菌表面，表明嗜麥芽窄食單胞菌能夠有效吸附廢水中的鎘。

2.4離子交換法

離子交換法去除廢水中重金屬離子的原理為，使離子交換劑的功能基團同廢水中重金屬離子進行交換，從而將廢水中的重金屬離子去除，具體來說就是，當重金屬廢水經(jīng)過離子交換器時，重金屬離子間的濃度差與交換劑的功能基團形成較強的離子親和力，由此來推動二者間的離子交換，進而達到去除廢水中重金屬離子的目的。目前，基于離子交換法的重金屬廢水處理過程中，常用到的離子交換劑包括了陰陽離子交換沸石和樹脂等，特別是陰陽離子交換樹脂的應(yīng)用效果尤為顯著。例如，河北省某鋼鐵廠所排廢水中含有大量的銅、鉛等重金屬離子，該公司通過向其待處理廢水中加入1，1二羧酸酯-2-乙酸磷酸酯功能團樹脂，從而有效去除了其中的銅、鉛等金屬陽離子，從而確保了其處理后的廢水滿足鋼鐵生產(chǎn)的廢水處理和排放要求。

3重金屬廢水的資源化利用的實例分析

利用相關(guān)技術(shù)對重金屬廢水進行處理并非重金屬廢水處理的最終目的，重金屬廢水處理要求廢水中重金屬含量達到相關(guān)標準后，應(yīng)對重金屬廢水進行資源化處理，即廢水的資源化處理和重金屬的資源化處理。現(xiàn)階段，我國在重金屬廢水資源化領(lǐng)域已取得了一系列重大研究成果且被成功運用至部分實際重金屬廢水處理工程當中，相關(guān)資源化技術(shù)主要包括兩方面：

3.1基于膜集成技術(shù)的含銅廢水處理

2013年，浙江省某工程施工后產(chǎn)生了大量的含膠體和重金屬Cu2+的工業(yè)廢水，地方環(huán)保部門和該工程單位環(huán)境部門根據(jù)所選納濾膜的分離特性與納濾處理前后水樣的導(dǎo)電率，進而對廢水中含有的Cu2+進行截留，節(jié)流范圍為85.3%，相應(yīng)的截留分子量的范圍為756Da，在膜集成技術(shù)處理后，廢水中的Cu2+濃度由138.2mg/L降至1.79mg/L，且廢水的導(dǎo)電率也降至5.7us/cm，使出水水質(zhì)較好地達到了生產(chǎn)用水要求。同時，經(jīng)處理后的濃縮廢水被轉(zhuǎn)移至回收濃縮系統(tǒng)和萃取系統(tǒng)進行回收和萃取，最后經(jīng)由電解將水中殘留的Cu予以回收，基本實現(xiàn)了該工程廢水處理的閉路循環(huán)，而后該重金屬廢水資源化工藝被臨近地區(qū)的相關(guān)工程所使用，且地區(qū)基于該工藝的含銅廢水中可回收的電解銅約為100t/年，較好地實現(xiàn)了含銅廢水的資源化處理。

3.2基于混凝沉淀與膜處理相組合的蓄電池廢水處理

2014年，廣東省某化工企業(yè)利用混凝沉淀與膜處理相組合的工藝對廠內(nèi)蓄電池廢水進行處理，通過在蓄電池廢水中加入石灰、NaOH對廢水的pH進行調(diào)節(jié)，并使重金屬離子形成沉淀，而后利用將沉淀物同廢水進行分離，在此基礎(chǔ)上借助微濾和納濾等膜處理技術(shù)將蓄電池廢水中殘留的重金屬離子進一步分離。結(jié)果表明，經(jīng)過混凝沉淀后，廢水中的大部分重金屬離子被去除，而膜處理后，廢水中鉛、鎘的濃度分別為0.3mg/L和0.02mg/L，回收率也達到72.5%，能夠基本滿足工業(yè)生產(chǎn)和排放的標準。

4結(jié)語

本文通過對重金屬廢水處理的必要性進行說明，進而對重金屬廢水處理的電解法、化學(xué)沉淀法和生物吸附法等相關(guān)技術(shù)方法做出了系統(tǒng)探究，并對重金屬廢水的資源化實例展開了詳細的論述和分析。研究結(jié)果表明，重金屬廢水處理和資源化的方法較多，未來應(yīng)結(jié)合重金屬廢水的實際情況選擇恰當?shù)姆椒▽ζ溥M行處理和資源化利用，從而為提高重金屬廢水資源利用效率和強化環(huán)保效果奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]陶琨，廖志民．新型高效重金屬廢水資源化處理技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用[J]．印制電路信息，2011，11（13）.

[2]王小艷．淺議含重金屬廢水處理技術(shù)[J]．有色冶金設(shè)計與研究，2013，6（9）.

第7篇：化學(xué)鍍鎳分析方法范文

[關(guān)鍵詞] CNTs；鎂基；復(fù)合材料；制備方法

[中圖分類號] TB331 [文獻標識碼] A 文章編號：1671-0037（2014）01-66-1.5

鎂及鎂合金具有密度低，比強度、比剛度高，鑄造性能和切削加工性好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、通訊、光學(xué)儀器和計算機制造業(yè)。但鎂合金強度低，耐腐蝕性能差嚴重阻礙其廣泛應(yīng)用。

碳納米管不僅具有極高的強度、韌性和彈性模量，而且具有良好的導(dǎo)電性能，還是目前最好的導(dǎo)熱材料。這些獨特的性能使之特別適宜作為復(fù)合材料的納米增強相。近年來，碳納米管作為金屬的增強材料來強度、硬度、耐摩擦、磨損性能以及熱穩(wěn)定性等方面發(fā)揮了重要作用。

近些年，鎂基復(fù)合材料成為了金屬基復(fù)合材料領(lǐng)域的新興研究熱點之一，碳納米管增強鎂基復(fù)合材料的研究也逐漸成為材料學(xué)者研究重點之一。本文就目前有關(guān)碳納米管增強鎂基合金復(fù)合材料的制備技術(shù)做綜述，以供研究者參考。

1 熔體攪拌法

熔體攪拌法是通過機械或電磁攪拌使增強相充分彌散到基體熔體中，最終凝固成形的工藝方法。主要原理是利用高速旋轉(zhuǎn)的攪拌器攪動金屬熔體，將CNTS加入到熔體漩渦中，依靠漩渦的負壓抽吸作用使CNTS進入金屬熔體中，并隨著熔體的強烈流動迅速擴散[1]。

周國華[2]等人采用攪拌鑄造法制備了CNTs/AM60鎂基復(fù)合材料。研究采用機械攪拌法，在精煉處理后，在機械攪拌過程下不斷加入碳納米管到鎂熔體中，攪拌時間20 min，然后采用真空吸鑄法制得拉伸試樣。研究結(jié)果顯示，碳納米管具有細化鎂合金組織的作用，在拉伸過程中，能夠起到搭接晶粒和承載變形抗力的作用。

C.S.Goh[3]等采用攪拌鑄造法制備了CNTS / Mg基復(fù)合材料時，金屬熔化后采用攪拌槳以450 r / min的轉(zhuǎn)速攪拌，然后用氬氣噴槍將熔體均勻地噴射沉積到基板上，從而制得CNTS / Mg基復(fù)合材料。力學(xué)性能測試表明，復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能。

李四年[4]等人采用液態(tài)攪拌鑄造法制備了CNTS/Mg基復(fù)合材料。CNTS加入前首先經(jīng)過了化學(xué)鍍鎳處理，研究采用了正交實驗，考察了CNTS加入量、加入溫度和攪拌時間對復(fù)合材料組織和性能的影響。研究結(jié)果表表明，CNTS加入量在1.0%、加熱溫度在680 ℃、攪拌3 min時，能獲得綜合性能較好的復(fù)合材料。

攪拌鑄造法優(yōu)點是工藝簡單、成本低、操作簡單，因此在研究CNTS增強鎂基復(fù)合材料方面得到廣泛應(yīng)用。但攪拌鑄造法在熔煉和澆鑄時，金屬鎂液容易氧化，CNTS均勻地分散到基體中也存在一定難度。

2 消失模鑄造法

消失模鑄造是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型黏結(jié)組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動造型，在負壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。

周國華[5]等人就通過消失模鑄造法制備CNTs / ZM5鎂合金復(fù)合材料。將PVC母粒加入到二甲苯中溶解，把CNTs加入上述溶液中超聲分散10 min后過濾、靜置20 h，裝入發(fā)泡模具發(fā)泡成型，用線切割機加工制得消失模。把制得的含碳納米管的消失模具放入砂箱內(nèi)，填滿砂并緊實，將自行配制的ZM5鎂合金熔體澆注制得復(fù)合材料。實驗結(jié)果表明，碳納米管對鎂合金有較強的增強效果，對ZM5合金的晶粒有明顯的細化作用。

3 粉末冶金法

粉末冶金法是把CNTS與鎂合金基體粉末進行機械混合，通過模壓等方法制坯，然后加入到合金兩相區(qū)進行燒結(jié)成型的一種成型工藝。粉末冶金法的優(yōu)點在于合金成分體積分數(shù)可任意配比而且分布比較均勻，可以避免在鑄造過程中產(chǎn)生的成分偏析現(xiàn)象，而且由于燒結(jié)溫度是在合金兩相區(qū)進行，能夠避免由于高溫產(chǎn)生的氧化等問題。

沈金龍[6]等人采用粉末冶金的方法制備了多壁碳納米管增強鎂基復(fù)合材料。試驗采用CCl4作為分散劑將鎂粉和CNTS混合，在室溫下將混合粉末采用雙向壓制成型后進行真空燒結(jié)，制成碳納米/強鎂基復(fù)合材料。研究結(jié)果表明：碳納米管提高了復(fù)合材料的硬度和強度，鎂基復(fù)合材料的強化主要來自增強體的強化作用、細晶強化和析出強化。

Carreno-Morelli[7]等利用真空熱壓燒結(jié)粉末冶金法制備了碳納米管增強鎂基復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，當CNTs含量為2%時，復(fù)合材料的彈性模量提高9%。

楊益利用利用粉末冶金法，制備了碳納米管增強鎂基復(fù)合材料，研究了碳納米管制備工藝和含量對復(fù)合材料組織和性能的影響。研究采用真空熱壓燒結(jié)技術(shù)，通過研究發(fā)現(xiàn)，在熱壓溫度為600 ℃、保壓時間20 min、保壓壓力在20MPa、CNTS含量為1.0%時，制得的復(fù)合材料具有強度最高值。TEM分析CNTS與鎂基體結(jié)合良好，增強機理主要有復(fù)合強化、橋連強化和細晶強化。

4 熔體浸滲法

熔體浸滲法是先把增強相預(yù)制成形，然后將合金熔體傾入，在熔體的毛細現(xiàn)象作用下或者一定的壓力下使其浸滲到預(yù)制體間隙而達到復(fù)合化的目的。按施壓方式可以分為壓力浸滲、無壓浸摻和負壓浸滲三種。

Shimizu等采用無壓滲透的方法制備了碳納米管增強鎂基復(fù)合材料，隨后進行了熱擠壓，力學(xué)性能測試顯示，抗拉強度達到了388MPa、韌性提高了5%。

5 預(yù)制塊鑄造法

周國華等人采用碳納米管預(yù)制塊鑄造法制備了CNTS / AZ91鎂基復(fù)合材料。將AL粉、Zn粉、CNTs按比例混合分散后，用50目不銹鋼網(wǎng)篩過濾后在模具中壓制成預(yù)制塊。然后利用鐘罩將預(yù)制塊壓入鎂熔體并緩慢攪拌至預(yù)制塊完全溶解，采用真空吸鑄法制得復(fù)合材料試樣。研究結(jié)果表明，預(yù)制塊鑄造法能夠使CNTs均勻分散到鎂合金熔體中，復(fù)合材料的晶粒組織得到細化，力學(xué)性能明顯提高。

6 結(jié)語

近年來，CNTs在增強鎂基復(fù)合材料的研究越來越多，目前存在的主要問題是CNTs的分散和與基體界面的結(jié)合等問題。由于但碳納米管具有高的比表面能，使其在與其他材料的復(fù)合過程中易形成團聚，導(dǎo)致復(fù)合材料性能不甚理想，最終起不到納米增強相的效果，同時碳納米管屬輕質(zhì)納米纖維，與各類金屬的比重相差太大，不易復(fù)合。目前有關(guān)碳納米管增強鎂基合金復(fù)合材料的研究還處于初期階段，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新工藝和新方法不斷出現(xiàn)，CNTs的分散及與基體的界面結(jié)合等問題將逐漸被解決，開發(fā)出性能優(yōu)異的CNTs / Mg基復(fù)合材料將有著重要的意義。

參考文獻：

[1]張玉龍.先進復(fù)合材料制造技術(shù)手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003

[2]周國華，曾效舒，袁秋紅.鑄造法制備CNTS/AM60鎂基復(fù)合材料的研究[J].鑄造，2009，58（1）：43-46.

[3]Goh C S， Wei J， et al.Ductility improvement and fatigue studies in Mg-CNT nano-composites[J].Compos Sci.Techn，2008，

68：1432.

[4]李四年，宋守志，余天慶等.鑄造法制備納米碳管增強鎂基復(fù)合材料[J].特種鑄造及有色合金，2005，25（5）：313-315.

[5]周國華，曾效舒，袁秋紅等.消失模鑄造法制備CNTS/ZM5鎂合金復(fù)合材料的研究[J].熱加工工藝，2008，37（9）：11-14.

[6]沈金龍，李四年，余天慶等.粉末冶金法制備鎂基復(fù)合材料的力學(xué)性能和增強機理研究[J].鑄造技術(shù)，2005，26（4）：309-312.

[7]Carreno-Morelli E， Yang J， et al.Carbon nanotube/magnesium composites[J].Phys Status Solidi A， 2004，201（8）：53.

[8]楊益.碳納米管增強鎂基復(fù)合材料的制備與性能研究[D].北京：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士論文，2006.

收稿日期：2013年12月12日。

基金項目：鄭州市科技攻關(guān)項目（20130839），黃河科技學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐訓(xùn)練計劃項目（2013XSCX025）。

第8篇：化學(xué)鍍鎳分析方法范文

【關(guān)鍵詞】混裝工藝；PCB鍍層；無鉛元器件；焊端鍍層；無鉛化

The Application Research of Military Electronics Components Mixed Process

Yu Honghui，Wu Conghao

（Jiangsu Automation Research Institute，Lianyungang 222006，China）

Abstract：In the request of“Green Manufacturing”at home and abroad，carrying out lead-free for electronic products is becoming increasingly fierce，numerous industries have already basically realized lead-free for electronic products.However，based on the requirement of high reliability in military，aerospace，medical and other fields，the electronic assembly technology in lead processing is still used.Simultaneously，the extensive coverage of lead-free components leads to appear lead components and lead-free components mixed phenomenon in practical production process.This paper analyses the reliability of mixed process，and formulates solving measures according to corresponding problem.

Keywords：mixed process；PCB plating；lead-free components；termination plating；lead-free

1.引言

傳統(tǒng)的有鉛焊接工藝在電子元器件焊接作業(yè)中已處于成熟狀態(tài)，其焊點的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性、抗蝕性、抗拉以及機械強度等已達到理想工藝狀態(tài)，但是由于鉛污染對人類居住環(huán)境的巨大影響，國際相關(guān)行業(yè)紛紛提出電子產(chǎn)品無鉛化的想法，隨著歐盟《關(guān)于限制使用電子電氣設(shè)備中含有的特定有害物質(zhì)的指令》的制定，我國也頒布了《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》，電子裝聯(lián)技術(shù)逐步淘汰有鉛制程，特別是消費類等行業(yè)，基本實現(xiàn)了電子產(chǎn)品的無鉛化。目前，無鉛焊接工藝技術(shù)處于過渡和起步階段，國內(nèi)外應(yīng)用無鉛技術(shù)從理論到實際應(yīng)用沒有統(tǒng)一的標準，對無鉛焊接的焊點可靠性有待大量的試驗數(shù)據(jù)證明。因此軍工、航天以及醫(yī)療等領(lǐng)域現(xiàn)階段仍然采用有鉛制程下的電子裝聯(lián)技術(shù)，而市面上焊接引腳采用無鉛鍍層的元器件已經(jīng)大量使用，部分集成電路供應(yīng)商已停止傳統(tǒng)有鉛元件的供應(yīng)，使得軍工行業(yè)不可避免的面臨有鉛器件、無鉛器件和有鉛焊料混裝的問題，本文將針對混裝工藝的可靠性展開應(yīng)用探討。

2.無鉛焊接工藝流程

在無鉛工藝的標準化發(fā)展中，經(jīng)過國內(nèi)業(yè)界人士共同努力和協(xié)商，《無鉛焊接標準體系》

已基本定型并通過專家評審會的審定，如圖1所示。《無鉛焊接標準體系》是根據(jù)傳統(tǒng)有鉛焊接成熟工藝流程和現(xiàn)階段無鉛焊接特殊要求而制定，規(guī)范性強，適用面廣，但是由于軍工、航天以及醫(yī)療領(lǐng)域在電子裝聯(lián)技術(shù)的高可靠性要求，無鉛焊接標準體系尚不能完全應(yīng)用于這些領(lǐng)域，我們將借鑒此標準體系制定出混裝工藝流程，確定混裝工藝的三要素。并從實用性的角度分析混裝工藝的可行性。

3.電子裝聯(lián)三要素

電子裝聯(lián)三要素分別為元器件、焊料和PCB焊盤。利用無鉛焊料實現(xiàn)無鉛元器件(焊端或引腳無鉛)和PCB無鉛鍍層焊盤的裝聯(lián)技術(shù)即為無鉛焊接工藝。而三要素中任何一項含有鉛的成分則為有鉛焊接，現(xiàn)將三要素的有鉛、無鉛混裝匹配性列入表1。

3.1 元器件狀況

3.1.1 無鉛元器件特點

相對有鉛元器件，無鉛元器件的主要特點是更好的耐溫性能和焊端的無鉛化鍍涂處理。更好的耐溫性能可以滿足無鉛焊料較高熔點的特性；而焊端采用無鉛化鍍涂，則是在元器件的引腳電鍍或浸涂無鉛鍍層，提高了焊端的浸潤性能，增強了焊點可靠性。正規(guī)的無鉛元器件供應(yīng)商會將元器件的無鉛標識以及焊端鍍層成分、耐熱溫度明確于包裝上，以便焊接時采用合理的焊接工藝。

3.1.2 無鉛元器件分類及使用注意

在軍工電子產(chǎn)品裝聯(lián)過程中，無鉛元器件的選用應(yīng)注意元器件焊端的材料和器件的濕度敏感等級，根據(jù)實際應(yīng)用和器件封裝形式，我們將無鉛元器件分為兩類：一類是SOP、SOJ、QFP、PLCC，其焊端鍍層成分主要是Ag、Au、NiPb和NiPbAu，引線作為與PCB焊盤的電氣連接。采用實驗結(jié)論[1]，此類無鉛器件的鍍層可以很好的與有鉛焊料兼容，保證焊點的可靠性。另一類是BGA類，BGA類元器件的特殊性在于引腳為球形，并處于本體的底部，普通的手工焊接不足以完成BGA的裝聯(lián)，本文對BGA類元器件將不做具體工藝分析。

需要注意的是焊端鍍層含有Sn-Bi的無鉛元器件，使用有鉛焊料焊接此類元器件的過程中，有鉛焊料中的Pb成分會與元器件焊端鍍層的Sn-Bi在焊接界面形成Sn-Pb-Bi的三元共晶低熔點層(97℃)，引起焊接面剝離、空洞等問題，嚴重影響焊接強度。

3.2 焊料狀況

無鉛焊料是電子裝聯(lián)技術(shù)無鉛化推行的核心，在發(fā)展過程中，出現(xiàn)了多種以Sn為主體的共晶合金無鉛焊料，例如Sn-Ag-Cu焊料，其良好的疲勞性和延伸性接近于軍工行業(yè)采用的有鉛焊料Sn63Pb37，但是無鉛焊料熔點高出有鉛焊料30℃-40℃，且表面張力大，流動性差，焊點的長期可靠性有待證明。因此，軍工領(lǐng)域基本上采用的是共晶鉛錫合金Sn63Pb37作為焊接材料，此種焊料的綜合性能在工藝應(yīng)用和環(huán)境考驗方面是任何一種無鉛焊料所無法相比的，其性能優(yōu)勢在這里不再贅述。

3.3 PCB焊盤鍍層狀況

在傳統(tǒng)有鉛制程焊接工藝中，PCB基材普遍采用FR-4型[4]，Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)值一般在130℃，PCB鍍層主要采用熱風(fēng)整平錫鉛合金，但是當焊接溫度達到240℃以上(有鉛焊接溫度在240℃以下)時，一些PCB基材表面顏色會變深變暗，雖然此臨界溫度不會影響基板的絕緣性等質(zhì)量問題，但外觀上形成的顏色較大差異也是不合格因素。

在無鉛焊接工藝中，理論上相對適宜軍用的PCB焊盤鍍層采用ENIG，即化學(xué)鍍鎳/浸金鍍層技術(shù)，熔錫溫度在245℃-250℃，而目前印制板基材Tg值均在260℃以下，焊接過程中PCB板會隨著焊接熱量的增加，發(fā)生不同程度的翹曲變形，并且在實際應(yīng)用中，還沒有統(tǒng)一的測試方法能鑒定PCB板在無鉛技術(shù)中的使用質(zhì)量。因此，鑒于可靠性因素，軍工領(lǐng)域電子產(chǎn)品的PCB板鍍層仍然沿用傳統(tǒng)工藝。

4.有鉛無鉛混裝工藝分析

根據(jù)上述對元器件、焊料以及PCB鍍層的具體分析以及實際工作應(yīng)用，現(xiàn)階段軍工航天領(lǐng)域的電子裝聯(lián)技術(shù)混裝工藝可歸納為：利用傳統(tǒng)有鉛焊料實現(xiàn)有鉛、無鉛元件與PCB鍍層的焊接，即有鉛制程下的有鉛、無鉛元件混裝工藝?，F(xiàn)將混裝工藝的關(guān)鍵控制和焊接工藝進行分析總結(jié)。

4.1 管理控制

4.1.1 元器件選購控制

鑒于焊接效果的可靠性，在元器件的選購過程中，應(yīng)盡可能選用有鉛元器件。若必須選用無鉛元器件，則應(yīng)要求供貨方提供器件焊端鍍層材料、極限耐溫值、最佳焊接時間、潮濕敏感度、光感度等參數(shù)材料說明，以便庫存管理和焊接過程中采用對應(yīng)措施。

4.1.2 庫存管理控制

根據(jù)供貨材料說明，分開放置有鉛元器件和無鉛元器件，并根據(jù)無鉛元器件潮濕敏感度、光感度等指標要求采取防潮、遮光等存放措施，一些明確注明承受壓力值過小的器材單獨存放，避免其他元器件的相互擠壓造成特殊元器件的性能損壞。

4.2 工藝控制

4.2.1 元器件去潮處理

主要針對無鉛元器件的濕度敏感器件，在高溫焊接過程中，器件內(nèi)部濕氣會急劇汽化，從而破壞其內(nèi)部的絕緣、機械強度等，產(chǎn)生“爆米花”現(xiàn)象，影響甚至損壞器件性能。因此，工藝設(shè)計人員應(yīng)在焊接工作開始前確認配套器材中的濕度敏感器件，并單獨安排器件的去潮工藝。

4.2.2 有鉛化處理[5]

無鉛元器件的有鉛化處理包括插裝元器件的有鉛化處理和表面貼裝的有鉛化處理，區(qū)別在于表面貼裝元器件焊端直接與PCB焊盤貼焊，而直插元器件利用引腳與PCB板上的孔配合，兩種元器件的有鉛化處理過程大致相同，但是操作細節(jié)應(yīng)謹慎處理。

插裝無鉛元器件的有鉛化處理即是對引腳進行有鉛化，過程為：使用W28號金相砂紙打磨引腳的無鉛鍍層，鍍層厚度大約3μm-7μm之間，在打磨過程中，力度應(yīng)均勻且不宜過大，避免造成過度打磨，影響元器件電氣連接的機械強度。然后將引腳打磨過的部位進行搪錫處理（注意：晶體管和聚笨乙烯電容的引線搪錫時根部應(yīng)留2mm-4mm不搪錫），其目的在于清除引腳上打磨部位的殘余無鉛鍍層，但是搪錫次數(shù)應(yīng)限制在兩次以下，搪錫時間控制在1S-2S，以防反復(fù)的熱沖擊影響元器件的性能。

表面貼裝無鉛元器件的有鉛化處理是將焊端進行無鉛化，操作難度相對較大，打磨和搪錫過程需更加謹慎。由于表貼元器件焊端抗損性較差，這就要求在用W28號金相砂紙打磨的過程用力更輕，用砂紙稍微帶過即可。搪錫過程要適當降低烙鐵使用溫度，盡可能一次性完成，并可采用適當降溫措施。

4.2.3 焊接方式

針對實際工作中產(chǎn)品種類多、數(shù)量少的產(chǎn)業(yè)特點，軍工、航天以及醫(yī)藥等領(lǐng)域主要以手工焊接方式為主。特別是焊接過程中應(yīng)對不同類型器件對溫度要求的差異性，手工焊接可以靈活的更換烙鐵頭和焊料以滿足焊接要求，針對試驗、戶外、狹窄空間以及其他特殊環(huán)境，更能發(fā)揮手工焊接的優(yōu)越性。

4.2.4 焊接方法

(1)表面貼裝元器件：為保證焊接質(zhì)量，焊接前應(yīng)先將印制板的焊盤處、元器件引腳上均勻涂抹助焊劑；助焊劑應(yīng)涂一塊焊一塊；印制板焊盤上的助焊劑涂抹應(yīng)做到位置準確、劑量適中，以免過多的助焊劑流進元器件底面與印制板縫隙中，無法清洗干凈，影響焊接質(zhì)量。

(2)片式元器件：應(yīng)定位元器件，再手工焊接。定位可以采用專用膠粘接，單件或小批量生產(chǎn)時也可以選擇一個或幾個引腳先焊接定位。

(3)片式集成電路：一般采用拖焊。拖焊操作時，應(yīng)采用專用電烙鐵頭和專用焊膏，并根據(jù)引腳間距和強度，確定采用橫向拖焊(沿與引線垂直的方向)或順向拖焊(沿引線方向)。拖焊時切忌用力過大導(dǎo)致引腳變形。完后應(yīng)仔細檢查引腳是否有誤連，誤連處采用吸錫線予以清除。

4.3 過程控制

4.3.1 環(huán)境控制

元器件焊接操作環(huán)境必須整潔干凈。相對濕度保持在30%～75%。當相對濕度低于30%時，應(yīng)采取防靜電措施，并定期檢測靜電放電敏感器件性能的良好狀態(tài)。焊接平臺應(yīng)具有良好的接地系統(tǒng)。電子接地系統(tǒng)通過接地體與大地保持良好的電氣連接，接地電阻應(yīng)滿足各使用技術(shù)要求，而且越小越好，一般不應(yīng)大于10Ω。避雷接地系統(tǒng)與電子接地系統(tǒng)應(yīng)相距不小于20m，其接地電阻應(yīng)小于4Ω。

4.3.2 溫度控制

焊接環(huán)境溫度應(yīng)控制在15℃-30℃。在傳統(tǒng)有鉛元器件的焊接中，電烙鐵溫度一般不應(yīng)高于370℃，而無鉛焊接溫度通常高出有鉛焊接20℃-30℃，在焊接無鉛元器件時，由于引腳已經(jīng)過打磨處理并搪錫有鉛化，焊接溫度可在封裝要求焊接溫度基礎(chǔ)上降低10℃-15℃(以防焊端殘留無鉛鍍層從而產(chǎn)生“虛焊”現(xiàn)象)。每個焊點的焊接時間視焊點的大小、散熱性能以及電烙鐵的功率、溫度而定，在電烙鐵的功率、溫度選擇得當時，焊接一個焊點的加熱時間一般為1s-5s。過高溫度和過長的焊接時間都將對PCB板基材造成不可修復(fù)的影響，形成PCB板基材局部顏色過深甚至影響其絕緣性，所以溫度控制是混裝焊接工藝的關(guān)鍵控制參數(shù)。

4.3.3 焊接順序控制

在焊接工作開始之前，應(yīng)按照有鉛元器件、無鉛元器件、焊接溫度要求將元器件進行分類，然后按照“先無鉛后有鉛、先高溫后低溫”的原則進行焊接工作，理由是防止較高的焊接溫度對其他元器件(要求焊接溫度相對較低)產(chǎn)生熱沖擊，影響元器件的使用性能。

5.結(jié)論

綜合以上分析，基于焊點可靠性的高度要求，無鉛焊接技術(shù)在軍工、航天以及醫(yī)藥等領(lǐng)域尚不具備應(yīng)用條件。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件和實際工作經(jīng)驗，只能通過物資管理、過程控制、無鉛元器件有鉛化以及混裝焊接控制工藝等有效措施，控制有鉛制程下的有鉛、無鉛混裝工藝的應(yīng)用可靠性，盡可能實現(xiàn)焊點可靠性的最大化，保證元器件在惡劣環(huán)境下的使用特性和工作疲勞極限。總之，有鉛制程下的混裝工藝是特殊領(lǐng)域現(xiàn)階段所采用的過渡技術(shù)，國內(nèi)諸多軍工、航天等單位在無鉛化工藝技術(shù)方面均有不同程度的應(yīng)用研究，可靠性評價以及制定標準尚不統(tǒng)一，真正實現(xiàn)電子裝聯(lián)技術(shù)的“綠色制造”仍然需要我們更多的理論性突破和應(yīng)用性研究。

參考文獻

[1]羅道軍.無鉛工藝的標準化進展[J].電子工藝技術(shù),2010, 31(2):69-70.

[2]邵志和.無鉛工藝和有鉛工藝[J].電子工藝技術(shù),2009,30 (4):206-209.

[3]孫守紅,石寶松,張玉娟.軍用無鉛元器件組裝可靠性分析及對策[J].電子工藝技術(shù),2012,33(1):31-33.

[4]付鑫,間能華,宋嘉寧.有鉛和無鉛混裝工藝探討[J].電子工藝技術(shù),2010,31(2):98-100.