纳米合金电镀替代电镀铬技术

第一篇：纳米合金电镀替代电镀铬技术

纳米合金电镀替代电镀铬技术

根据电镀工业污染防治最佳可行技术指南（试行）HJ-BAT-XXX Guideline on Best Available Technologies of Pollution Prevention and Control for Electroplating Industry（on Trial）

文件提出替代电镀铬技术---纳米合金电镀

3.1.1.6 纳米合金电镀技术是通过电沉积的方法，在合金电镀溶液中添加经过特殊制备、分散的纳米铝粉材料，纳米碳化硅，纳米碳化物等材料，合金与纳米材料共沉积于镀层，生成纳米合金复合镀层使其性能得到改善。

纳米合金复合镀层的耐腐蚀性能、耐烧蚀性能、耐磨性能等综合指标均超过硬铬电镀，且工艺简单，可全部自动化控制。该技术不使用含铬化工原料，因此无重金属铬排放。该技术电流效率达80%，材料利用率大于95%。但原材料成本高于硬铬电镀约20%。该技术适用于功能性电镀铬工艺。该技术改进型适用于装饰铬工艺。典型的纳米合金电镀替代电镀铬技术

电沉积镍钴铁纳米合金镀层，原材料成本高于硬铬电镀约10%，现阶段提倡推广镀层 电沉积钴磷纳米合金镀层，原材料成本高于硬铬电镀约30%，最终推广镀层。

电沉积钨合金纳米镀层。原材料成本高于硬铬电镀约25%，过渡临时镀层，最终都将使用电沉积钴磷纳米合金镀层。

4.6.7 电镀工业园区最佳环境管理实践

按照清洁生产的理念，设计园区的电镀生产线；

采用多级逆流漂洗、喷淋清洗、回收清洗等节水技术；

使用高频开关电源、可控硅电源、脉冲电源，不准高耗能电源入驻；

采用无毒或低毒电镀工艺，淘汰氰化物镀锌、镀铜、镀金等工艺及六价铬电镀工艺，采用三价铬钝化，无铬钝化。采用代铬（电沉积镍钴铁纳米合金镀层，电沉积钴磷纳米合金镀层，电沉积钨合金纳米镀层）、代镉镀层，采用合金镀层等技术，；

园区内企业持续开展清洁生产。

第二篇：71.钨合金环保电镀替代达克罗技术的研制

钨合金环保电镀的研制

●需求单位：湖南纳菲尔新材料科技股份有限公司

●单位概况：

湖南纳菲尔新材料科技有限公司成立于2009年5月18日，注册资本4200万元。公司座落在望城经济开发区金星路上，交通便利，总占地面积45亩。已建成占地面积4506平方米厂房一栋，拥有电镀生产线2条，正在新建厂房一栋，六条电镀生产线；建立了包括工艺试验、物理性能检测室、化学分析实验室、实用性评价实验室等较为完备的质量保障体系，公司已于2010年5月通过ISO9001质量管理体系认证。

公司拥有以留美博士为主体的大批高学历、高职称人才的研发团队，现有员工70人,其中技术研发人员20人，其中教授及教授级高工3人，博士4人，硕士10人，人才结构涵盖电化学、分析化学、材料工程、应用物理、机械工程、电子技术、热处理等多个学科。专利发明人何凤姣现任公司总工程师，为美国加州大学洛杉矶分校博士后，湖南大学化学化工学院教授、学术带头人，博士生导师。

●需求技术的具体要求：

建设电镀钨合金代替达克罗技术钨合金生产线，完善性能测试系统，制定产品生产标准，完善生产流程，推广钨合金在工程机械及汽车工业中的应用。●拟投入资金：招商，贷款。

●合作方式：合作

●联系方式：

地址：长沙望城经开区金星路73号

联系人：赵光建电话：0731-83712267

传真：0731-88055818网址：

第三篇：最新环保电镀技术——环保型特种表面合金催化液

环保电镀新技术——新一代环保型特种表面合金催化液

可行性分析报告

一、概述

金属表面易生锈、易腐蚀是世人皆知的现象，为此，金属表面处理工艺——电镀技术应运而生，至今已有一百多年的历史，它通过阳极溶解，阴极吸附的原理，在各种易氧化的金属器件表面形成一层保护层。随着电镀技术应用领域的扩大，其缺点越来越明显，例如：

1、设备投资大，电镀槽的制备技术标准高，要求严，使一般投资者望而止步；

2、生产中需要直流电，能源耗费大；

3、成本高，因使用镀层金属阳极昂贵，故而限制其应用范围；

4、生产过程中有氰化物的废气、废水排放，严重地危害人们的身心健康和生态环境。国家有关部门已三令五申声明，停止办理新建电镀厂的审批，对不能处理三废的电镀厂一律停产。但随着市场经济的发展，材料表面处理应用领域逐步扩大，市场需求日趋迫切。

为此，本中心参照国外材料表面处理先进技术，结合我国的原材料市场，在中国科学院、化工部、冶金部及科技部等有关部门的协助下，经过几年的潜心研究，现成功地研制出一种替代电镀进行金属表面处理的最好项目——新一代环保型特种表面合金催化液。它的问世将我国的金属表面保护工业推向一个新的里程，开创了金属表面保护工业的新时代，在专家论证会上，中国科学院、冶金工业部等单位及有关专家均给予了极高的评价。《人民日报》、《经济日报》、《科技日报》、《工人日报》等报刊纷纷做了报道，中央电视台的科技栏目也做了大量专题采访。该产品已通过国家防腐性能鉴定及中国预防医学科学院环卫所的环境卫生测试，并已向国家知识产权局申报发明专利，申请受理号：00103464.2。

二、产品特点：

该产品采用几种易购化工原料混合而成，具有以下特点：

1、无毒无味，无三废排放，对人体不构成危害，对环境不造成污染，属国家大力提倡推广的绿色环保产品。

2、工艺简单，使用方便快捷，不需外接电源，可直接将镀件放置在该催化液中浸泡20~40分钟，即可形成光亮如镜的表面，具有点石成金的功效，神奇般地将铁变成了不锈钢，既美观，又耐用。无论是催化液的生产，还是对工件进行处理，生产操作都十分便捷，全部使用国产易购原料，极适于企业单件或批量生产。

3、成本低廉，每平方米的造价约10—15元（根据镀件要求，表面催化厚度不同，成本有所浮动，如纯装饰型表面，每平米成本仅为3—6元），仅为电镀铬的1/3，不锈钢的1/4。

4、与金属基件结合强度高，一般在350~400Mpa，不起皮、不脱落，永不生锈，既保持了金属基件原机械性能，又增加了耐磨性、耐腐蚀性。

5、表面合金层均匀致密，不论是沉孔、深孔、管道内壁、制品拐角等形状复杂的表面，都能进行表面处理，无麻点，无气孔。

6、耐腐蚀性强，本产品处理后的表面是一种非晶态镀层，因无晶界，所以抗腐蚀性特别优良。同时表面硬度高，经热处理后，其镀层表面形成非晶态和晶态的混合物时，硬度可达1200HV

7、经催化处理后的表面是一种非晶态，即处于基本平面状态，有润滑性，因此磨擦系数小，非粘着性好。

8、仿型性好。技术无尖端电流密度过大现象，在尖角或边缘突出部分没有过分的增厚，处理后不需要磨削加工。

9、厚度可控。可用于修复零件表面和工模具因磨削加工或磨损而引起的尺寸超差，使报废零件复用。

10、镀层其它指标性能：

显微结构：非晶态合金，非磁性

融点：860℃~880℃ 密度：7.8g/cm3 内应力：钢上内应力低于7Pa

硬度：镀态550HV，适当热处理后可达1200HV 光泽度：L2或8~11个△

结合力：钢或铝上结合强度400MPa以上，大高于电镀镍、铬等.11、生产工艺简单、设备投资小、应用范围广：

1）、航空工业方面：

各类阀体、阀芯、接头、仪器仪表外壳、表盘指针、陀螺、螺母、螺杆、垫片、型材；加强板、空速管、整流罩等防锈、防蚀、强化的零件。

2）、汽车工业方面：

汽车工业中利用催化处理后的零部件耐蚀、耐磨性能增强，可用于形状复杂的齿轮、散热器、喷油嘴、制动瓦片、减震器以及汽化器、万向节、散热片、仪表盘、指针、各类管、控件、接头、垫片、螺杆、螺母等。

3）、石油、化工工业：

由于利用催化处理的表面对含硫化氢的石油和天然气环境，对酸、碱、盐等化工腐蚀介质有优良地抗蚀性，所以在采油设施、管道及各种阀门、泵壳、工业设备、热交换器、轴、套、管、叶片类及在野外防锈的器材有着广泛的应用。

4）、纺织工业：

纺织刮板、送料导杆、锭子棘轮、纺织针、喷丝头等需要防锈、增加光滑性和不粘着的零件。

5）、五金、模具、食品、医药及其它方面：

锁扣、锁壳、安全链、钥匙挂件、门踢脚、窗插销、窗框、风钩、防盗门、起子、板手、量具、平板、注塑模、铸锌模、挤塑模、印刷轧辊、装罐机械、镊子、剪子、盘子、电视天线、雷达天线、洗衣机壳、电冰箱壳、电风扇叶片、网罩、缝纫机零件、自行车零件、手表壳等。

6）、能在塑料等非金属表面实施催化，融装饰与实用于一体。

三、生产条件及投资预算：

生产本产品不需加热，在常温常压下混合搅拌而成，设备投资根据生产规模而定。

1、厂房：20-100平方米

2、投资预算：

（1）、专业性生产环保型表面合金催化液 小型规模（年产200吨）

生产设备：反应槽（自制）一台约1000元，搅拌器（自制）一台及辅助工具300元，小型规模共计投资1300元。

中型规模（年产400吨）

生产设备：反应槽（自制）一台约2000元，搅拌器一台及辅助工具约1500元，中型规模共计投资3500元。大型规模（年产1000吨）

生产设备：反应槽二台约5000元，搅拌器二台约2000元，其他辅助工具1500元，大型规模共计投资8500元。

（2）、利用环保型表面合金催化液加工产品

3、流动资金3000-6000元

生产设备为反应槽（500立升容积）投资3000元，用户可以根据加工规模自行计算。

四、生产成本及经济效益分析（以每吨产品计）：

原 材 料：810元

人工工资：3人×20元/天人×1.5=90元

水 费：20元

设备折旧：10元（综合成本：930元）

（一）、产业化生产新一代环保型特种表面合金催化液，若按每公斤2元出厂价销售，则各种规模的经济效益如下：

1、小型规模（年产200吨）年产值：200吨×2000元/吨=40万元

年利润：200吨×（2000-930）元/吨=21.4万元

2、中型规模（年产400吨）年产值：400吨×2000元/吨=80万元

年利润：400吨×（2000-930）元/吨=42.8万元

3、大型规模（年产1000吨）年产值：1000吨×2000元/吨=200万元 年利润：1000吨×（2000-930）元/吨=107万元

（二）、利用新一代环保型特种表面合金催化液加工产品，每吨该液可处理50~80平方米, 若按每平方米增值50元计算，其各种规模的经济效益如下：

1、小型规模（年产200吨）

年增产值200吨×（50~80）m2/吨×50元/m2=50~80万元 年利润50~80万元-200吨×930元/吨=31.4~61.4万元

2、中型规模（年产400吨）

年增产值400吨×（50~80）m2/吨×50元/m2=100~160万元 年利润100~160万元-400吨×930元/吨=62.8~122.8万元

3、大型规模（年产1000吨）

年增产值1000吨×（50~80）m2/吨×50元/m2=250~400万元 年利润250~400万元-1000吨×930元/吨=157~307万元

五、前景分析：

据不完全统计，我国目前拥有电镀厂3万余家，各类金属制品生产厂数万家，在金属表面处理时均采用传统电镀工艺，而金属与非金属制品表面处理产品已进入航空、机器、电子、化工、五金等各个领域，其用量及应用范围十分喜人，而本产品以无污染，不用直流电源，使用方便，成本低廉耐蚀耐磨，硬度高等优越性能，可替代不锈钢制品，淘汰现行的电镀生产工艺，已是不可阻挡之势，同时该技术作为材料表面保护工业领域的一项尖端科学，将主宰着表面处理技术的航向。

人类迈入了新世纪，一个企业的兴衰成败将取决于产品的技术含量，矗立于市场竞争的致胜点，而本产品以低投入、高技术含量服务于人类社会，有统领国际该行业市场的趋势。能为您及您的企业带来无限的商机。

从以上分析可知，环保型表面合金催化液，以其低廉的成本，使用方便，工艺简单，镀层集装饰、防腐、耐磨性能于一体，是现行电镀的理想替代品，适合于各电镀厂、五金制品厂、中小乡镇企业接产的理想项目。成熟的技术，等待着明智的您，欢迎您择机来京考察。

六、技术联营、转让方式

1、转让方式：本中心对外转让该技术，普通许可转让费5.6万元，可来电来函预约，否则不予保留名额。

2、联营方式：为了使高科技尽快产业化，更好地服务于社会，本中心拟在全国范围内寻求合作伙伴联营生产，尽快将产品投放市场，创取更大的经济效益，普通许可转让费不收。厂家有权在本省销售，也可以由本中心经销，凡通过中心销售的产品，销售效益提成15%。技术服务内容如下：

（1）培训1—2名技术人员，并颁发结业证书，负责催化液的生产和产品加工。（2）提供全套技术配方、配比、工艺流程等技术资料。（3）提供国家知识产权局发明专利受理文件。（4）提供国家钢铁材料测试中心测试报告。

（5）提供中国预防医学科学院、环境与卫生工程研究所的测试和检验报告。（6）提供国家建筑材料测试中心的检测报告。（7）提供国家钢铁产品质量监督检验中心的检验报告。（8）提供国家工商总局商标注册证复印件。（9）提供环保局的环境保护监测中心的监测报告。（10）提供钢铁表面预处理技术。（11）提供铝及铝合金表面预处理技术。（12）优惠提供去油除锈二合一技术资料。

（13）优惠提供不锈钢预处理及不锈钢催化技术资料。

（14）优惠提供化学镀金、镀银、镀铜、镀钯、镀钴、镀钼等工艺技术资料。（15）特大优惠提供金属和非金属多彩披覆技术。

（16）优惠提供金属表面发兰、发黑、发灰、五彩、电刷镀及不锈钢电化学抛光等技术。（17）提供该项目生产原料全国厂家名录。（18）长期免费提供该项目技术的更新换代技术。

（19）根据客户要求，中心工程师可上门指导建厂，具体事宜面议。

考虑到您目前的实际情况，可能由于资金紧张，中心采取极其优惠分期付款的合作方式，待联营办厂成功后，余款从创效益中扣除。如抽不出时间来京培训，函授费另议，款到即邮发全套资料。对于加工量大，又缺少资金的企业，本中心通过考察确认后，根据当地情况由香港投资100万—500万元人民币，本中心负责技术、合作厂负责管理生产，建立三位一体的经济实体，共创效益。

本中心催化液技术项目，从研究到成功，从宣传到推广，从产品小试到大规模生产，从单一加工产品到大量产品出口创汇，投入了大量人力、物力、财力，最终才摸索出成本小、利润高、又符合环保要求的最佳配方。相信抓住无限商机，会给您带来无穷财富。

一朝合作，长期服务。如果有意于联营合作，请尽快与本中心取得联系，欢迎来京商洽具体合作事宜。但愿在双方的共同努力下，去创造良好的经济效益和社会效益！

联系人：王 宏 工程师 电话：010-88259689 *** 地址：北京市石景山区玉泉路玉泉大厦709室

第四篇：纳米加工技术

纳米加工技术及其应用

江苏科技大学机械学院

学号：139020021

姓名：原旭全

纳米尺度的研究作为一门技术,是80年代刚刚兴起的.它所研究的对象是一般研究机构很难涉猎的即非宏观又非微观的中间领域,有人称之为介观领域.所谓纳米技术通常指纳米级(0.1nm~l00nm)的材料、设计、制造、测量、控制和产品的技术.纳米技术主要包括纳米级精度和表面形貌的测量;纳米级表层物理、化学、机械性能的检测;纳米级精度的加工和纳米级表层的加工一一原子和分子的去除、搬迁和重组;纳米材料;纳米级微传感器和控制技术;微型和超微型机械;微型和超微型机电系统;纳米生物学等;纳米加工技术是纳米技术的一个组成部分.纳米加工的含义是达到纳米级精度(包括纳米级尺寸精度,纳米级形位精度和纳米级表面质量)的加工技术.其原理使用极尖的探针对被测表面扫描(探针和被侧表面不接触),借助纳米级的三维位移控制系统测量该表面的三维微观立体形貌.材料制造技术.著名的诺贝尔奖获得者Feyneman在20世纪60年代曾预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化.他说的材料即现在的纳米材料.纳米材料是由纳米级的超微粒子经压实和烧结而成的.它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般为l一100nm.它包括体积份数近似相等的两部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子;二是粒子间的界面.纳米材料的两个重要特征是纳米晶粒和由此产生的高浓度晶界.这导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变.如:纳米陶瓷由脆性变为100%的延展性,甚至出现超塑性.纳米金属居然有导体变成绝缘体.金属纳米粒子掺杂到化纤制品或纸张中,可大大降低静电作用.纳米Tiq按一定比例加入到化妆品中,可有效遮蔽紫外线.当前纳米材料制造方法主要有:气相法、液相法、放电爆炸法、机械法等.l)气相法:¹热分解法:金属拨基化合物在惰性介质(N2或洁净油)中热分解,或在H冲激光分解.此方法粒度易控制,适于大规模生产.现在用于Ni、Fe、W、M。等金属,最细颗粒可达3一10nm.º真空

蒸发法:金属在真空中加热蒸发后沉积于一转动圆的流动油面上;可用真空蒸馏使颗粒浓缩.此法平均颗粒度小于10nm.2)液相法:¹沉积法:采用各种可溶性的化合物经混合,反应生成不溶解的氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐或有机盐等沉淀.把过滤后的沉淀物热分解获得高强超纯细粉.采用此工艺制备出均质的玻璃和陶瓷.由于该法可制备超细(10nm一100nm)、化学组成及形貌均匀的多种单一或复合氧化物粉料.已成为一种重要的超细粉的制备方法.3)放电爆炸法:金属细丝在充满惰性气体的圆筒内瞬间通人大电流而爆炸.此法可制造Mo.W等难熔金属的超细颗粒(25一350nm),但不能连续操作.4)机械法:利用单质粉末在搅拌球磨(AttritorMill)过程中颗粒与颗粒间和颗粒与球之间的强烈、频繁的碰撞粉碎.近几年大量采用搅拌磨,即利用被搅拌棍搅拌的研磨介质之间的研磨,将粉料粉碎粉碎效率比球磨机或振动磨都高.(3)三束加工技术:可用于刻蚀、打孔、切割、焊接、表面处理等.l)电子束加工技术:电子束加工时,被加速的电子将其能量转化成热能,以便除去穿透层表面的原子,因此不易得到高精度.但电子束可以聚焦成很小的束斑(巾0.1林m)照射敏感材料.用电子刻蚀,可加工出0.1林m线条宽度.而在制造集成电路中实际应用.2)离子束加工技术:因离子直径为0.Inm数量级.故可直接将工件表面的原子碰撞出去达到加工的目的.用聚焦的离子束进行刻蚀,可得到精确的形状和纳米级的线条宽度.3)激光束加工技术:激光束中的粒子是光子,光子虽没有静止质量,但有较高的能量密度.激光束加工常用YAG激光器认封.06林m)和Cq激光器位一10.63林m).激光束加工不是用光能直接撞击去掉表面原子,而是光能使材料熔化、汽化后去掉原子.(4)LIGA(Lithographie,Galvanoforming,Abforming)技术.这是最新发展的光刻、电铸和模铸的复合微细加工技术.它采用深度同步辐射X射线光刻,可以制造最大高度为1000林m、高宽比为200的立体结构,加工精度可达0.1林m.刻出的图形侧壁陡峭,表面

光滑.加工微型器件可批量复制,加工成本低.目前,在LIGA工艺中再加入牺牲层的方法,使加工出的微器件一部分可脱离母体而能转动或移动.这在制造微型电动机或其他驱动器时极为有用.LIGA技术对微型机械是非常有用的工艺方法.1与常规精加工的比较

纳米级加工中.工件表面的原子和分子是直接加工的对象.即需切断原子间的结合.纳米加工实际已到了加工的极限.而常规的精加工欲控制切断原子间的结合是无能为力的,其局限性在于: l)高精度加工工件时,切削量应尽量小而常规的切削和磨削加工,要达到纳米级切除量,切削刀具的刀刃钝圆半径必须是纳米级,研磨磨料也必须是超细微粉.目前对纳米级刃口半径还无法直接测量.2)工艺系统的误差复映到工件,工艺系统的受力/热变形、振动、工件装夹等都将影响工件精度.3)即使检测手段和补偿原理正确,加工误差的补偿也是有限的.4)加工过程中存在不稳定因素.如切削热,环境变化及振动等.由此可见.传统的切削/磨削方法,一方面由于加工方法的局限或由于加工机床精度所限,显示出在纳米加工领域应用裕度不足.另一方面,由于科技产业迅猛发展,加工技术的极限不断受到挑战.有研究表明,磨削可获得o.35nm的表面粗糙度,但对如何实现稳定、可靠的纳米机加工以及观察研究材料微加工过程力学性能则始终受到实验手段的限制.因此纳米机加工必须寻求新的途径即直接用光子、电子、离子等基本粒子进行加工.例如,用电子束光刻加工超大规模集成电路.2.微纳米加工技术的分类

自人类发明工具以来,加工是人类生产活动的主要内容之一.所谓加工是运用各种工具将原材料改造成为具有某种用途的形状.一提到加工,人们自然会联想到机械加工.机械加工是将某种原材料经过切削或模压形成最基本的部件,然后将多个基本部件装配成一个复杂的系统.某些机械加工也可以称为微纳米加工.因为就其加工精度而言,某些现代磨削或抛光加工的精度可以达到微米或纳米量级.但本文所讨论的微纳米加工技术是指加工形成的部件或结构本身的尺寸在微米或纳米量级.微纳米加工技术是一项涵盖门类广泛并且不断发展中的技术.在2004年国际微纳米工程年会上,曾有人总结出多达60种微纳米加工方法.可见实现微纳米结构与器件的方法是多样的.本文不可能将所有微纳米加工技术一一介绍.对这些加工技术的详细介绍目前已有专著出版.笔者在此仅将已开发出的微纳米加工技术归纳为三种类型作概括性的介绍

（1）平面工艺

以平面工艺为基础的微纳米加工是与传统机械加工概念完全不同的加工技术.图1描绘了平面工艺的基本步骤.平面工艺依赖于光刻(lithography)技术.首先将一层光敏物质感光,通过显影使感光层受到辐射的部分或未受到辐射的部分留在基底材料表面,它代表了设计的图案.然后通过材料沉积或腐蚀将感光层的图案转移到基底材料表面.通过多层曝光,腐蚀或沉积,复杂的微纳米结构可以从基底材料上构筑起来.这些图案的曝光可以通过光学掩投影实现,也可以通过直接扫描激光束,电子束或离子束实现.腐蚀技术包括化学液体湿法腐蚀和各种等离子体干法刻蚀.材料沉积技术包括热蒸发沉积,化学气相沉积或电铸沉积.图1平面工艺的基本过程:在硅片上涂光刻胶、曝光、显影,然后把胶 的图形通过刻蚀或沉积转移到其他材料

（2）探针工艺

探针工艺可以说是传统机械加工的延伸,这里各种微纳米尺寸的探针取代了传统的机械切削工具.微纳米探针不仅包括诸如扫描隧道显微探针,原子力显微探针等固态形式的探针,还包括聚焦离子束,激光束,原子束和火花放电微探针等非固态形式的探针.原子力探针或扫描隧道电子探针一方面可以直接操纵原子的排列,同时也可以直接在基底材料表面形成纳米量级的氧化层结构或产生电子曝光作用.这些固体微探针还可以通过液体输运方法将高分子材料传递到固体表面,形成纳米量级的单分子层点阵或图形.非固态微探针如聚焦离子束,可以通过聚焦得到小于10nm的束直径,由聚焦离子束溅射刻蚀或化学气体辅助沉积可以直接在各种材料表面形成微纳米结构.聚焦激光束已经广泛应用于传统加工工业,作为切割或焊接工具.高度聚焦的激光束也可以直接剥蚀形成微纳米结构,例如近年来出现的飞秒激光加工技术.利用激光对某些有机化合物的光固化作用也可以直接形成三维立体微纳米结构.只要加工的工具足够小,即使传统机械加工技术也有可能制作微米量级的结构.例如,利用聚焦离子束的微加工能力可以制造尖端小于10Lm的高速钢铣刀.这种微型铣刀可以加工小于100Lm的沟槽或台阶结构.探针工艺与平面工艺的最大区别是,探针工艺只能以顺序方式加工微纳米结构.而平面工艺是以平行方式加工,即大量微结构同时形成.因此平面工艺是一种适合于大生产的工艺.但探针工艺是直接加工材料,而不是像平面工艺那样通过曝光光刻胶间接加工.3纳米级加工的关键技术

(l)测量技术

纳米级测量技术包括纳米级精度的尺寸和位移的测量、纳米级表面形貌的测量.纳米级测量技术主要有两个发展方向:1)光干涉测量技术:可用于长度、位移、表面显微形貌的精确测量.用此原理测量的方法有双频激光干涉测量、光外差干涉测量、X射线干涉测量等.2)扫描探针显微测量技术:主要用于测量表面微观形貌.用此原理的测量方法有扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)等.(5)扫描隧道显微加工技术(sTM).扫描隧道显微加工技术是纳米加工技术中的最新发展,可实现原子、分子的搬迁、去除、增添和排列重组,可实现极限的精加工或原子级的精加工.近年来这方面发展迅速,取得多项重要成果.1990年美国Eigler等人,在低温和超真空环境中,用STM将镍表面吸附的xe(氛)原子逐一搬迁,最终以35个Xe原子排成IBM3个字母,每个字母高snm.Xe原子间最短距离约为Inm,以后他们又实现了原子的搬迁排列.在铂单晶的表面上,将吸附的一氧化碳分子用sTM搬迁排列起来,构成一个身高snm的世界上最小人的图样.此“一氧化碳小人”的分子间距仅为0.snm.将STM用于纳米级光刻加工时,它具有极细的光斑直径,可以达原子级,可得到10nm宽的线条图案.4微型机械和微型机电系统

(l)微型机械.现在微型机械的研究已达到较高水平,已能制造多种微型零件和微型机构.已研制成功的三维微型机械构件有微齿轮、微弹簧、微连杆、微轴承等.微执行器是比较复杂、难度大的微型器件,研制成功的有微阀、微泵、微开关、微电动机等.(2)微型机电系统.MEMS是在微电子工艺基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域.是纳米加工技术走向实用化,能产生经济效益的主要领域.比如:l)微型机器人是一个非常复杂的机电系统.美国正在研制的无人驾驶飞机仅有蜻蜓大小,并计划进一步缩小成蚊子机器人,用于收集情报和窃听.医用超微型机器人是最有发展前途的应用领域.它可进入人的血管,从主动脉管壁上刮去堆积的脂肪,疏通患脑血栓病人阻塞的血管.日本制定了采用机器人外科医生的计划,并正在开发能在人体血管中穿行、用于发现并杀死癌细胞的超微型机器人.2)微型惯性仪表:惯性仪表是航空、航天、航海中指示方向的导航仪器,由于要求体积小、重量轻、精度高、工作可靠.因此是微型机电系统应用的理想领域.现在国外已有微型加速度几何微型陀螺仪的商品生产,体积和重量都很小,但尚需提高精度.由于MEMs的发展已初具基础,微型器件的发展也已达到一定水平,同时有微电子工业制造集成电路的经验可借鉴,各产业部门又有使用MEMS的要求,因此现在MEMS的发展条件已具备.4.微纳米加工技术发展趋势

微纳米加工技术是一项不断发展中的技术.新技术取代老技术,先进技术取代落后技术是客观发展规律.加工技术本身从来都只是手段,其目的是服务于科学研究或工业产品开发与生产.因此新的科研课题或新的工业产品开发会不断对加工技术提出新的要求.新的加工技术将会不断出现.5.参考文献

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第五篇：6 镀铬的技术介绍

镀铬的技术介绍

一.镀铬的分类：

按使用目的分：镀硬铬和镀装饰铬。

1.镀硬铬不是按镀层厚度分的，是按铬层的硬度多少划分的，一般硬度HV750（相当于>58HRC）以上的铬层叫硬铬。镀层一般15-80um，最低不小于12um，太厚容易脱落。硬度大于750HV（一般800-1000HV），镀硬铬一般采用比较多的是常在高温条件下使用的机械，如：活塞杆，需要耐磨的零件等。电镀指的完全是表面电镀层的硬度，一般在HRC58~62，如果仅仅是摩擦、轻敲击等表面受力的损伤为主电镀起主要作用，如果受积压、重击等损伤为主电镀就起不到太大作用了，需要热处理来提高材料整体的硬度了。2.镀装饰铬顾名思义，主要目的就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等；

二.镀铬的工艺

工艺流程：检验—除油—水洗—反极—镀铬—水洗—检验。

基于电化学处理的特性，电镀液浓度越稀，电镀速度越慢，铬就比较容易以理想的位置在表面沉积下来，形成的镀层就越致密，硬度越大；反之硬度就越低．温度，电流密度及镀液组成也会有影响；在镀硬铬的过程中，电流密度和温度是直接影响镀层硬度的主要因素，必须严格控制。但二者的关系又是紧密相连的，当其中之一改变时，另一个也要随之改变。如果在低的温度与高的电流密度下，沉积出的镀层灰暗。虽然硬度较高，但镀层脆性很大，结晶粗。这种镀层使用价值低。如果在高的温度与低的电流密度下，可沉积出乳白色镀层。特点是结晶细致，无网状裂纹，但硬度低。因此，对于标准镀铬溶液，温度在55℃，电流密度60A/dm2时硬度最高。但在实际生产中，一般使用温度为55～60℃，电流密度35～50A／dm2的工艺，特点是硬度高(700～900HV)，镀层光亮，结晶细致。

1.铬酐浓度和硬度的关系

在其它工艺条件相同的时候，铬酐浓度低时硬度高。但浓度低，镀液变化快，不稳定。

2.硫酸含量和硬度的关系

在正常的镀铬工艺规范中。铬酐与硫酸的比值应该保持在100：1。在其它浓度不变时，提高硫酸含量，铬层的硬度也相应增高。但在二者比值为100：1.4，再提高硫酸含量硬度值又会下降。

3.电流密度和硬度的关系

在正常温度下，铬层硬度随着电流密度的增加而提高。当电流密度达到一定极限时硬度趋向稳定。

4.镀铬液稳定和硬度的关系

在较高温度（65～75℃）下，由稀溶液镀出的铬层比由浓镀液镀出的铬层硬度高15～20%;在较低温度（35～45℃）下，由稀溶液镀出的铬层比由浓镀液镀出的铬层硬度没有多大差别。

5.镀铬层厚度与硬度的关系

一般硬铬镀层硬度是随厚度提高而提高的，硬度的最高值在0.2㎜左右。以后，即使再提高厚度，硬度也不会再增加。

6.铬镀层随着受热温度的提高，硬度显着下降。三．镀硬铬的优缺点

1.镀硬铬是比较好的一种增加表面硬度的方法，它的优点如下：

1）.表面光洁度好，不会生锈，一点锈斑都不会有，表面比较美观；

2）.镀的过程中原零件变形小。

3）.如果零件尺寸不到位，可以通过加几丝铬来达到尺寸（这是优点，也是个缺点，所以要镀铬的零件都要放余量了）。

2.镀硬铬的缺点如下：

1).价格高，不光镀的费用高，而且镀后还要再加工；

2).不适合表面比较复杂的零件，对零件表面的光洁度要求比较高；

3）.厚度太薄，一般只有0.05-0.15mm左右；

4）.电镀硬铬工艺会导致严重的环境问题，镀铬工艺使用的铬酸溶液，会产生含铬酸雾和废水；

5）.镀硬铬硬度一般为800~900HV，硬度比一些陶瓷和金属陶瓷材料低，且硬度还会随温度升高而降低；镀铬层存在微裂纹，不可避免产生穿透性裂纹，导致腐蚀介质从表面渗透至界面而腐蚀基体，造成镀层表面出现锈斑甚至剥落；

6）.电镀工艺沉积速度慢，镀0.2~0.3mm厚的镀层往往需要2~3个班的时间，也不利于厚镀层的应用。