Galvanische Graphitbeschichtung - Ein vollständiger Leitfaden

In der kontinuierlichen Entwicklung der Materialwissenschaft ist die Erforschung, Entwicklung und Anwendung neuer Werkstoffe seit jeher eine wichtige Triebkraft für den Fortschritt in verschiedenen Branchen. Galvanischer Graphit ist ein neues Material, das die einzigartigen Eigenschaften von Graphit mit den Vorteilen der Galvanotechnik verbindet. Es hat in den letzten Jahren ein großes Anwendungspotenzial in vielen Bereichen gezeigt.

Eigenschaften von Graphit und galvanischer Basis

Eigenschaften von Graphit

Graphit ist ein kristalliner Kohlenstoff, bei dem die Kohlenstoffatome in hexagonalen Schichten angeordnet sind und die Schichten durch schwache Van-der-Waals-Kräfte miteinander verbunden sind. Aufgrund seiner einzigartigen Struktur hat er einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine gute Schmierfähigkeit und wird häufig als mechanisches Schmiermittel verwendet, das die Reibung und den Verschleiß von Teilen verringert. Da die Kohlenstoffatome in der Schicht konjugierte π-Bindungen haben, können sich die Elektronen frei bewegen. Daher ist die elektrische Leitfähigkeit gut, und es wird meist als Elektrodenmaterial im elektronischen Bereich verwendet. Außerdem hat es eine hohe thermische Stabilität und Wärmeleitfähigkeit und kann zur Wärmeableitung verwendet werden. Chemische Stabilität, Korrosionsbeständigkeit, Sie können es in chemischer Korrosionsumgebung verwenden.

Prinzip der Galvanotechnik

Die Galvanotechnik ist eine Technologie zur Abscheidung von Materialien auf einer festen Oberfläche durch Elektrochemie. Auf der Grundlage der Reaktion in der Elektrolysezelle wird das zu beschichtende Substrat (z. B. Graphit) in die Beschichtungslösung getaucht, die beschichtete Metallionen enthält. Das beschichtete Metall oder die inerte Elektrode wird als Anode verwendet. Nach Anlegen einer Gleichspannung wandern die Metallionen in der Galvanisierungslösung unter der Einwirkung des elektrischen Feldes zur Kathode. Die Elektronen werden zu Metallatomen reduziert und eine gleichmäßige und dichte Beschichtung wird auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden. Durch die Steuerung von Stromdichte, Beschichtungszeit, Temperatur und anderen Parametern, der Dicke, können Sie die Qualität und Leistung der Beschichtung genau regulieren. Beschichtung.

Das Verfahren zur Galvanisierung von Graphit

Graphit-Vorbehandlung

Vor der Galvanisierung ist eine Vorbehandlung des Graphits unerlässlich. Zunächst muss die Graphitoberfläche gereinigt werden, um die Oberfläche von Öl, Staub und anderen Verunreinigungen zu befreien. Sie können die Ultraschallreinigung, chemische Reinigung und andere Methoden verwenden. Zum Beispiel kann die Ultraschallreinigung mit organischen Lösungsmitteln (wie Aceton) organische Verunreinigungen wirksam von der Graphitoberfläche entfernen.

Die anschließende Vergröberungsbehandlung dient dazu, die Rauheit der Graphitoberfläche zu erhöhen und die Bindungskraft zwischen Beschichtung und Substrat zu verbessern. Dies kann durch chemische Korrosion oder physikalisches Schleifen erreicht werden. So wird beispielsweise eine Säurelösung in geeigneter Konzentration verwendet, um den Graphit für eine kurze Zeit zu korrodieren. So bildet die Oberfläche eine mikroskopisch raue Struktur, die eine bessere Haftungsgrundlage für die nachfolgende Galvanisierung bietet.

Auswahl des Galvanisierungsverfahrens

Es gibt eine Vielzahl gängiger Galvanisierungsverfahren. Für galvanisch abgeschiedenen Graphit sollten Sie je nach den spezifischen Anforderungen das geeignete Verfahren auswählen. Bei der Vernickelung zum Beispiel hat die Nickelbeschichtung eine gute Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Sie eignet sich für Graphitprodukte mit hoher Oberflächenhärte und Schutzeigenschaften.

Die Kupferbeschichtung hat eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit aufgrund ihrer Kupferbeschichtung. Sie können es oft in Graphitelektroden und anderen Produkten mit besonderen Anforderungen an die elektrische Leitfähigkeit verwenden. Darüber hinaus gibt es Verfahren zur Galvanisierung von Edelmetallen (z. B. Gold, Silber). Dadurch können Graphitprodukte besondere elektrische Eigenschaften und dekorative Eigenschaften erhalten, die für hochwertige elektronische Komponenten geeignet sind.

Optimierung der Galvanikparameter

Die Galvanisierungsparameter haben einen erheblichen Einfluss auf die Qualität und Leistung der Beschichtung. Die Stromdichte ist einer der Schlüsselparameter. Im Allgemeinen kann eine geringere Stromdichte die Beschichtung fein und gleichmäßig kristallisieren lassen, aber die Abscheidungsgeschwindigkeit ist langsam. Eine höhere Stromdichte kann die Abscheidungsgeschwindigkeit beschleunigen, kann aber zu einer rauen Beschichtung, dendritischer Kristallisation oder Verkohlung führen. Bei der Galvanisierung von Nickel beispielsweise liegt der geeignete Stromdichtebereich in der Regel bei 1-5A /dm2.

Die Beschichtungszeit wirkt sich direkt auf die Schichtdicke aus. Und Sie sollten die Beschichtungszeit genau nach der erforderlichen Schichtdicke berechnen. Die Temperatur kann nicht ignoriert werden, die geeignete Temperatur kann die Diffusionsrate der Ionen verbessern, die Qualität der Beschichtung verbessern. Die allgemeine Temperaturkontrolle der Galvanisierungslösung liegt zwischen 20-60 °C.

Leistungsmerkmale von elektroplattiertem Graphit

Qualität der Beschichtung

Die Beschichtungsqualität von galvanisch abgeschiedenem Graphit ist ausgezeichnet, und die Beschichtung ist fest mit der Graphitmatrix verbunden und fällt nicht leicht ab. Durch eine angemessene Vorbehandlung und Kontrolle des Galvanisierungsprozesses kann eine gleichmäßige und dichte Beschichtung erzielt werden. Beispielsweise kann die Nickelbeschichtung bei geeigneter Grobbehandlung und optimierten Galvanisierungsparametern fest mit der Graphitmatrix verbunden werden. Und die Beschichtung bleibt auch nach Biege-, Verschleiß- und anderen Tests intakt.

Die Dicke der Beschichtung ist gleichmäßig und lässt sich innerhalb des erforderlichen Bereichs genau steuern. Sie erfüllt die Anforderungen der verschiedenen Anwendungsszenarien für die Dicke der Beschichtung. Gleichzeitig ist die Beschichtungsoberfläche glatt, was die Qualität des Aussehens und die Leistung der Produkte effektiv verbessern kann.

Umfassende Eigenschaften von Materialien

Elektroplattierter Graphit vereint die Vorteile von Graphit und beschichtetem Metall.

Mechanische Eigenschaften

Diese werden erheblich verbessert. Am Beispiel von vernickeltem Graphit wird die ursprüngliche Zähigkeit von Graphit mit der Härte der Vernickelung kombiniert. Dadurch wird eine bessere Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung einer gewissen Flexibilität erreicht. Und man kann es für die Herstellung von Gleitringdichtungen verwenden.

Elektrische Eigenschaften

Je nach beschichtetem Metall kann es eine bessere elektrische Leitfähigkeit oder besondere elektrische Eigenschaften aufweisen. So wird beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit von verkupfertem Graphit weiter verbessert. Es eignet sich für die Herstellung von Hochleistungselektroden und elektronischen Steckern.

Chemische Stabilität

Die Beschichtung kann die Graphitmatrix wirksam schützen und ihre Korrosionsbeständigkeit in rauen chemischen Umgebungen verbessern. Und das erweitert den Anwendungsbereich.

Anwendung von galvanisch abgeschiedenem Graphit

Elektronisches Feld

Mit seiner guten elektrischen Leitfähigkeit und chemischen Stabilität dient es als Elektrodenmaterial in integrierten Schaltungen. Zum Beispiel versilberte Graphitelektroden für High-End-Chipverbindungen, um eine stabile Übertragung elektronischer Signale zu gewährleisten und die Chipleistung zu verbessern. Gleichzeitig kann es aufgrund seiner ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit und einfachen Verarbeitung zu einem Kühlkörper verarbeitet werden. Es ist effizient für Computer-CPUs, Mobiltelefon-Prozessoren und andere Geräte, um Wärme abzuleiten, Überhitzung und Leistungsminderung zu verhindern.

Feld der Energie

In Lithium-Ionen-Batterien kann nickelbeschichteter Graphit als negatives Elektrodenmaterial die Kompatibilität mit dem Elektrolyten verbessern. Außerdem wird die Polarisierung der Batterie verringert und die Energiedichte, die Lade- und Entladeleistung sowie die Zykluslebensdauer verbessert. In Brennstoffzellen, Bipolarplatten Die daraus hergestellten Batterien nutzen ihre Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit, um die Leistung und Stabilität der Batterien zu verbessern. Und es hilft auch bei der effizienten Energieumwandlung.

Mechanischer Bereich

Sie können oft die vernickelten oder verchromten Graphit-Dichtring bei der Herstellung von Gleitringdichtungen. Es kombiniert die Selbstschmierung von Graphit mit der Verschleißfestigkeit einer Metallbeschichtung. Es kann Medienleckagen in rauen Umgebungen wie hohen Geschwindigkeiten, hohen Temperaturen und hohem Druck wirksam verhindern. Es kann in Pumpen, Kompressoren und anderen Geräten in der Petrochemie, Luft- und Raumfahrt und anderen Branchen eingesetzt werden. Darüber hinaus kann es auch zur Herstellung von Komponenten wie Lagern und Getrieben verwendet werden. Zur Verringerung von Reibungsverlusten und zur Verbesserung der Effizienz mechanischer Systeme.

Schlussfolgerung

Galvanischer Graphit integriert die Eigenschaften von Graphit und Galvanotechnik. Durch feine Vorbehandlung, Prozess- und Parameteroptimierung können Sie qualitativ hochwertige Produkte erhalten. Es verfügt über eine hervorragende Leistung und ist in der Elektronik-, Energie-, Maschinen- und anderen Industrien weit verbreitet. Und es wird erwartet, dass es in Zukunft mit der Entwicklung der Technologie einen größeren Wert schaffen wird.