Гальваническое покрытие графита - полное руководство

В условиях непрерывного развития материаловедения исследование, разработка и применение новых материалов всегда были ключевой силой, способствующей прогрессу различных отраслей промышленности. Гальванический графит, как новый материал, сочетающий в себе уникальные свойства графита с преимуществами гальванической технологии. В последние годы он продемонстрировал большой потенциал применения во многих областях.

Характеристики графита и гальванической основы

Характеристики графита

Графит - это кристаллический углерод, атомы углерода расположены в гексагональных слоях, на слои действуют слабые ван-дер-ваальсовы силы. Уникальная структура делает его низким коэффициентом трения, хорошей смазкой, часто используется в качестве механической смазки, уменьшая трение и износ деталей. Поскольку атомы углерода в слое имеют сопряженные π-связи, электроны могут свободно перемещаться. Поэтому электропроводность хорошая, и он в основном используется в качестве электродных материалов в электронной области. Кроме того, он обладает высокой термической стабильностью, высокой теплопроводностью, и его можно использовать для рассеивания тепла. Химическая стабильность, коррозионная стойкость, вы можете использовать его в химической коррозионной среде.

Принцип гальванического покрытия

Гальваника - это технология нанесения материалов на твердую поверхность с помощью электрохимии. На основе реакции в электролитической ячейке подложку для нанесения покрытия (например, графит) погружают в раствор для нанесения покрытия, содержащий ионы металла. В качестве анода используется металлический или инертный электрод с покрытием. После подачи постоянного напряжения ионы металла в гальваническом растворе перемещаются к катоду под действием электрического поля. Электроны восстанавливаются до атомов металла, и на поверхность подложки наносится равномерное и плотное покрытие. Контролируя плотность тока, время нанесения покрытия, температуру и другие параметры, толщину покрытия, можно точно регулировать качество и производительность покрытие.

Процесс гальванизации графита

Предварительная обработка графита

Перед нанесением гальванического покрытия необходима предварительная обработка графита. Прежде всего, очистите поверхность графита, чтобы удалить с нее масло, пыль и другие загрязнения. Для этого можно использовать ультразвуковую очистку, химическую очистку и другие методы. Например, ультразвуковая очистка с помощью органических растворителей (таких как ацетон) может эффективно удалить органические загрязнения с поверхности графита.

После обработки огрублением цель состоит в том, чтобы увеличить шероховатость поверхности графита и улучшить силу сцепления между покрытием и подложкой. Этого можно добиться с помощью химической коррозии или физического шлифования. Например, используя раствор кислоты соответствующей концентрации, подвергайте его коррозии в течение короткого времени. Таким образом, на поверхности образуется микроскопическая шероховатая структура, которая обеспечивает лучшую адгезионную основу для последующего нанесения гальванического покрытия.

Выбор процесса гальванического покрытия

Существует множество распространенных процессов нанесения гальванических покрытий. Для нанесения гальванического покрытия на графит следует выбрать подходящий процесс в зависимости от конкретных потребностей. Например, в процессе никелирования никелевое покрытие обладает хорошей твердостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Оно подходит для графитовых изделий с высокой твердостью поверхности и защитными свойствами.

Медное покрытие обладает отличной электропроводностью благодаря своей медное покрытие. Часто его можно использовать в графитовых электродах и других изделиях с особыми требованиями к электропроводности. Кроме того, существует процесс гальванического покрытия драгоценными металлами (такими как золото, серебро). Это может придать графитовым изделиям особые электрические свойства и декоративность, подходящие для высококлассных электронных компонентов.

Оптимизация параметров гальванического покрытия

Параметры гальванического покрытия оказывают значительное влияние на качество и производительность покрытия. Плотность тока является одним из ключевых параметров. В целом, низкая плотность тока может сделать покрытие тонким и равномерным, но скорость осаждения медленная. Более высокая плотность тока может ускорить скорость осаждения, но может привести к шероховатости покрытия, дендритной кристаллизации или обугливанию. Например, при гальваническом покрытии никеля подходящий диапазон плотности тока обычно составляет 1-5A /dm2.

Время нанесения покрытия напрямую влияет на толщину покрытия. Необходимо точно рассчитать время нанесения покрытия в соответствии с требуемой толщиной покрытия. Температуру нельзя игнорировать, соответствующая температура может улучшить скорость диффузии ионов, повысить качество покрытия. Общая температура гальванического раствора регулируется между 20-60 °C.

Эксплуатационные характеристики гальванического графита

Качество покрытия

Качество покрытия гальванического графита превосходно, покрытие прочно соединяется с графитовой матрицей и нелегко отпадает. Благодаря разумной предварительной обработке и контролю процесса нанесения покрытия можно получить равномерное и плотное покрытие. Например, при соответствующей обработке огрубления и оптимизации параметров гальванического покрытия никелевое покрытие может быть плотно связано с графитовой матрицей. При этом покрытие остается неповрежденным после изгиба, износа и других испытаний.

Однородность толщины покрытия хорошая, ее можно точно контролировать в требуемом диапазоне. Она удовлетворяет требованиям различных сценариев применения к толщине покрытия. В то же время поверхность покрытия гладкая, что позволяет эффективно улучшить качество внешнего вида и эксплуатационные характеристики продукции.

Комплексные свойства материалов

Гальванический графит объединяет в себе преимущества графита и металла с покрытием.

Механические свойства

Они значительно улучшены. Если взять в качестве примера никелированный графит, то первоначальная прочность графита сочетается с твердостью никелированного покрытия. Таким образом, он обладает повышенной износостойкостью и ударопрочностью, сохраняя при этом определенную гибкость. И вы можете использовать его для производства механических уплотнений.

Электрические свойства

В зависимости от металла покрытия он может обладать лучшей электропроводностью или особыми электрическими свойствами. Например, электропроводность омедненного графита дополнительно повышается. Он подходит для производства высокопроизводительных электродов и электронных разъемов.

Химическая стабильность

Покрытие может эффективно защитить графитовую матрицу, повысить ее коррозионную стойкость в жестких химических средах. Это расширяет область его применения.

Применение гальванического графита

Электронное поле

Обладая хорошей электропроводностью и химической стабильностью, он выступает в качестве электродного материала в интегральных схемах. Например, посеребренные графитовые электроды для высококлассных соединений микросхем обеспечивают стабильную передачу электронных сигналов и улучшают производительность микросхем. В то же время, благодаря отличной теплопроводности и простоте обработки, из него можно сделать теплоотвод. Он эффективен для процессора компьютера, процессора мобильного телефона и другого оборудования для рассеивания тепла, предотвращения перегрева и снижения эффективности.

Поле энергии

В литий-ионных батареях никелированный графит в качестве материала отрицательного электрода может улучшить совместимость с электролитом. А также уменьшить поляризацию батареи, повысить плотность энергии, производительность заряда и разряда и срок службы. В топливных элементах, биполярные пластины изготовленные из него, используют его электропроводность и коррозионную стойкость для повышения производительности и стабильности аккумуляторов. Кроме того, он способствует эффективному преобразованию энергии.

Механическая область

Часто можно использовать никелированные или хромированные графитовое уплотнительное кольцо в производстве механических уплотнений. Он сочетает в себе самосмазывание графита и износостойкость металлического покрытия. Оно может эффективно предотвращать утечку среды в жестких условиях, таких как высокая скорость, высокая температура и высокое давление. И вы можете широко использовать его в насосах, компрессорах и другом оборудовании в нефтехимической, аэрокосмической и других отраслях промышленности. Кроме того, его можно использовать для производства таких компонентов, как подшипники и шестерни. Для снижения потерь на трение и повышения эффективности механических систем.

Заключение

Гальваническое покрытие графита объединяет характеристики графита и гальванической технологии. Благодаря тонкой предварительной обработке, оптимизации процессов и параметров можно получить высококачественную продукцию. Он обладает отличными эксплуатационными характеристиками и широко используется в электронике, энергетике, машиностроении и других отраслях. И ожидается, что в будущем он будет создавать все большую ценность с развитием технологий.