Apresentado aqui é um protocolo de eletroplaca sem banho, onde uma pasta de sal metálico estagnada contendo partículas compostas são reduzidas a formar compósitos metálicos em alta carga. Este método aborda os desafios enfrentados por outras formas comuns de eletroplaca (jato, escova, banho) de incorporar partículas de compósitos na matriz metálica.
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Artigo de método
Revestimento metálico-composto sem banho localizado via Eletrostamping
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Neste artigo
Resumo
Resumo
O revestimento composto com partículas incorporadas na matriz metálica pode melhorar as propriedades do revestimento metálico para torná-lo mais ou menos condutor, duro, durável, lubrificado ou fluorescente. No entanto, pode ser mais desafiador do que o revestimento metálico, porque as partículas compostas são ou 1) não são carregadas para que não tenham uma forte atração eletrostática ao cátodo, 2) são higroscópicas e são bloqueadas por uma concha de hidratação, ou 3) muito grandes para permanecer estagnadas no cátodo enquanto mexem. Aqui, descrevemos os detalhes de um método de revestimento sem banho que envolve placas de níquel de ânodo e cátodo sanduiche de uma pasta de eletrólito concentrada aquosa contendo grandes partículas fosforescentes higroscópicas e uma membrana hidrofílica. Depois de aplicar um potencial, o níquel metálico é depositado em torno das partículas de fósforo estagnadas, prendendo-as no filme. Os revestimentos compostos são caracterizados por microscopia óptica para rugosidade de filme, espessura e carregamento de superfície composta. Além disso, a espectroscopia de fluorescência pode ser usada para quantificar o brilho da iluminação desses filmes para avaliar os efeitos de várias densidades atuais, duração do revestimento e carregamento de fósforo.
Introdução
A eletroplaca tradicional é amplamente utilizada para depositar filmes finos de uma variedade de metais, ligas e compósitos metálicos em superfícies condutoras para funcionalizá-los para a aplicação pretendida1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. Este método adiciona um acabam....
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Protocolo
1. Preparando sais de revestimento
ATENÇÃO: Os sais de níquel e o ácido bórico são tóxicos e devem ser manuseados com equipamentos de proteção individual adequados, incluindo luvas de nitrito, óculos e um jaleco. Ácidos fortes e bases devem ser manuseados na capa de fumaça, e todos os resíduos químicos devem ser descartados como resíduos perigosos.
- Utilizando um equilíbrio, pese os seguintes pós nestas proporções: 10.000 g de NiSO4·6H2O, 2.120 g de NiCl2·6H2O, 1.600 g de H3BO3 e combinar em um frasco juntos. Consulte a Tabela 1 para concentrações.
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Resultados
Após seguir este protocolo, um fino revestimento de metal deve ficar banhado na superfície do cátodo e conter as partículas compostas que foram adicionadas à pasta de revestimento. A incorporação de partículas fluorescentes ou coloridas pode ser observada por inspeção visual como resultado de uma mudança de aparência em relação à superfície não revestida(Figura 1A1-A3). Para investigar a cobertura percentual da superfície das partículas compostas e observar a morfologia supe.......
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Discussão
Passos críticos de eletrostamping. O eletrostamping sem banho compartilha muitos dos mesmos passos críticos com a tradicional eletroplaplating de banho. Estes incluem a limpeza adequada dos eletrodos, misturando íons metálicos no eletrólito e aplicando e potencial externo ou químico (revestimento eletroless) para causar redução de metal no cátodo. Além disso, a oxidação do ânodo e do cátodo deve ser evitada após a ativação do ácido, enxaguando rapidamente com água e adicionando esses eletrodos à configur.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pelo Programa de Melhoria de Confiabilidade e Manutenção de Equipamentos de Aeronaves e pela Parceria Patuxent. Townsend foi apoiado por uma Bolsa de Pesquisa da Faculdade ONR. Os autores também reconhecem o apoio geral dos professores e alunos do Departamento de Química e Bioquímica da SMCM, incluindo o apoio da equipe de futebol da SMCM.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 37% M Ácido clorídrico (aq) | SigmaAldrich | 320331-500ML | corrosivo - alça na hotte |
| 70% Ácido nítrico (aq) | SigmaAldrich | 438073-500ML | corrosivo - alça na hotte |
| Aluminato de bário e magnésio, európio dopado (s) | SigmaAldrich | 756512-25G | pó fino |
| Ácido bórico (s) | SigmaAldrich | B6768-500G | tóxico |
| Cotonete | Q-tips | Cotonetes Cotonetes | |
| ImageJ | National Institutes of Health | IJ 1.46r | software livre |
| Cloreto de níquel (II) hexahidratado (s) | SigmaAldrich | 223387-500G | sulfato de |
| níquel (II) tóxico hexahidratado (s) | SigmaAldrich | 227676-500G | folha de |
| níquel tóxico (s) | AliExpress | Ni99.999 | |
| Luvas de nitrilo | Fisher Scientific | 19-149-863B | |
| membrana de nylon (s) | Tisch Scientific | RS10133 | |
| Microscópio óptico equipado com filtro FTIC (470 ± 20 nm) | Nikon | Eclipse 80i | |
| Plastic Wrap | Fisher Scientific | 22-305654 | |
| Argamassa de porcelana | Fisher Scientific | FB961A | |
| Pilão de Porcelana | Fisher Scientific | FB961K | |
| Hidróxido de Potássio (s) | SigmaAldrich | 221473-25G | Potenciostato corrosivo |
| com fio de platina | Gamry Instruments | 1000E | |
| Scoopula | Fisher Scientific | 14-357Q | |
| Espectrofluorômetro | Photon Technology International | QM-40 | |
| Aluminato de estrôncio, európio e disprósio dopado (s) | GloNation | 756539-25G | em pó |
| Fonte de alimentação DC linear variável | Tekpower | TP3005T | |
| Óxido de ítrio, dopado com európio (s) | SigmaAldrich | 756490-25G | pó fino |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
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