Presentato qui è un protocollo di galvanica senza bagno, in cui una pasta di sale metallica stagnante contenente particelle composite viene ridotta per formare compositi metallici ad alto carico. Questo metodo affronta le sfide affrontate da altre forme comuni di galvanica (getto, pennello, bagno) di incorporare particelle composite nella matrice metallica.
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Articolo metodologico
Placcatura in metallo composito senza bagno localizzata tramite elettrostamping
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
La placcatura composita con particelle incorporate nella matrice metallica può migliorare le proprietà del rivestimento metallico per renderlo più o meno conduttivo, duro, resistente, lubrificato o fluorescente. Tuttavia, può essere più impegnativo della placcatura metallica, perché le particelle composite sono 1) non cariche in modo da non avere una forte attrazione elettrostatica per il catodo, 2) sono igroscopiche e sono bloccate da un guscio di idratazione, o 3) troppo grandi per rimanere stagnate al catodo durante l'agitazione. Qui descriviamo i dettagli di un metodo di placcatura senza bagno che coinvolge piastre di nichel anodo e catodo che incastro una pasta elettrolitica concentrata acquosa contenente grandi particelle igroscopiche fosforescenti e una membrana idrofila. Dopo aver applicato un potenziale, il nichel metallico viene depositato intorno alle particelle di fosforo stagnanti, intrappolandole nel film. I rivestimenti compositi sono caratterizzati da microscopia ottica per rugosità del film, spessore e carico superficiale composito. Inoltre, la spettroscopia a fluorescenza può essere utilizzata per quantificare la luminosità di illuminazione di queste pellicole per valutare gli effetti di varie densità di corrente, durata del rivestimento e carico di fosforo.
Introduzione
La galvanica tradizionale è ampiamente utilizzata per depositare pellicole sottili di una varietà di metalli, leghe e compositi metallici su superfici conduttive per funzionalizzarle perl'applicazione prevista 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. Questo metodo aggiunge una fi....
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Protocollo
1. Preparazione dei sali di rivestimento
ATTENZIONE: I sali di nichel e l'acido borico sono tossici e devono essere maneggiati con adeguati dispositivi di protezione individuale tra cui guanti in nitrile, occhiali protettivi e un camice da laboratorio. Acidi e basi forti dovrebbero essere trattati nella cappa dei fumi e tutte le sostanze chimiche di scarto dovrebbero essere smaltite come rifiuti pericolosi.
- Utilizzando un bilanciere, pesare le seguenti polveri in questi rapporti: 10.000 g di NiSO4·6H2O, 2.120 g di NiCl2·6H2O, 1.600 g di H3BO3 e combinare in una fial....
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Risultati
Dopo aver seguito questo protocollo, un sottile rivestimento di metallo dovrebbe essere placcato sulla superficie del catodo e contenere le particelle composite che sono state aggiunte alla pasta di rivestimento. L'incorporazione di particelle fluorescenti o colorate può essere osservata mediante ispezione visiva a seguito di un cambiamento nell'aspetto rispetto alla superficie non rivestita (Figura 1A1-A3). Per studiare la copertura superficiale percentuale delle particelle.......
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Discussione
Fasi critiche dell'elettrostamping. L'elettrostamping bathless condivide molti degli stessi passaggi critici con la tradizionale galvanica da bagno. Questi includono una corretta pulizia degli elettrodi, la miscelazione di ioni metallici nell'elettrolita e l'applicazione e il potenziale esterno o chimico (placcatura elettroless) per causare la riduzione del metallo sul catodo. Inoltre, l'ossidazione dell'anodo e del catodo deve essere evitata dopo l'attivazione dell'acido risciacquando rapidamente con ac.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dal programma di miglioramento dell'affidabilità e della manutenibilità delle apparecchiature aeronautiche e dalla partnership Patuxent. Townsend è stato supportato da un'ONR Faculty Research Fellowship. Gli autori riconoscono anche il supporto generale della facoltà e degli studenti del Dipartimento di Chimica e Biochimica SMCM, incluso il supporto della squadra di calcio SMCM.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 37% M Acido cloridrico (aq) | SigmaAldrich | 320331-500ML | corrosivo - manico in cappa aspirante |
| 70% Acido nitrico (aq) | SigmaAldrich | 438073-500ML | corrosivo - manico in cappa aspirante |
| Alluminato di magnesio bario, drogato con europio (s) | SigmaAldrich | 756512-25G | polvere fine |
| Acido borico (s) | SigmaAldrich | B6768-500G | tossico |
| Cotton Tub | Q-tips | Q-tips Cotton Swabs | |
| ImageJ | National Institutes of Health | IJ 1.46r | software gratuito |
| Cloruro di nichel (II) esaidrato (s) | SigmaAldrich | 223387-500G | |
| solfato di nichel (II) tossico esaidrato (s) | SigmaAldrich | 227676-500G | foglio di |
| nichel tossico (s) | AliExpress | Ni99.999 | |
| Guanti in nitrile | Fisher Scientific | 19-149-863B | |
| membrana in nylon (s) | Tisch Scientific | RS10133 | |
| Microscopio Ottico dotato di filtro FTIC (470 ± 20 nm) | Nikon | Eclipse 80i | |
| Plastic Wrap | Fisher Scientific | 22-305654 | |
| Malta in porcellana | Fisher Scientific | FB961A | |
| Pestello in porcellana | Fisher Scientific | FB961K | |
| Idrossido di potassio (s) | SigmaAldrich | 221473-25G | corrosivo |
| con filo di platino | Gamry Instruments | 1000E | |
| Scoopula | Fisher Scientific | 14-357Q | |
| Spettrofluorimetro | Photon Technology International | QM-40 | |
| Alluminato di stronzio, europio e disprosio drogato (s) | GloNation | 756539-25G | |
| polvere Alimentatore CC lineare variabile | Tekpower | TP3005T | |
| Ossido di ittrio, europio drogato (s) | SigmaAldrich | 756490-25G | polvere fine |
Riferimenti
- Hunt, W. H., et al. Comprehensive Composite Materials. , Elsevier Ltd. (2000).
- Hovestad, A., Janssen, L. J. J. Electrochemical codeposition of inert particles in a metallic matrix. Journal of Applied Electrochemistry. 25 (6), 519-527 (1995).
- Zimmerman, A. F., Clark, D. G., Au....
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Ristampe e permessi
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