[发明专利]一种超声波电铸装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种特种加工装置，尤其是微细电铸装置。

背景技术

电铸是利用金属的电解沉积原理来精确复制某些复杂或特殊形状工件的特种加工方法。具体步骤是把预先按所需形状制成的电铸模作为阴级，用电铸材料作为阳极，一同放入与阳极材料相同的金属盐溶液中，通以直流电。在电解作用下，阴极模板表面逐渐沉积出金属电铸层，达到所需的厚度后从溶液中取出，将电铸层与阴极模板分离，便获得与原模形状相对应的金属复制品。

对于一些具有大深宽比微槽的结构的金属网金属片来说，微细电铸加工一直是一个工艺难点，因为在大深宽比微槽中，电沉积反应物质传输困难，严重影响电铸效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高电沉积反应物传输效率的电铸装置。

为解决上述问题，本发明提供了一种超声波电铸装置，包括电铸槽，以及设置在所述电铸槽内的阳极金属板以及阴极芯模，其特征在于：还包括一能发出超声波的超声槽，所述电铸槽设置在所述超声槽内。

作为本发明的进一步改进，所述电铸槽内还设有对电解液进行加热的第一加热装置。

作为本发明的进一步改进，所述电铸槽内还设有与第一加热装置连接的第一温度传感器。

作为本发明的进一步改进，所述金属板设置在所述芯模的下方。

作为本发明的进一步改进，还设有与所述芯模连接的第二加热装置。

作为本发明的进一步改进，还包括连接在所述第二加热装置上的第二温度传感器。

本发明的有益效果在于，电铸槽设置在超声槽内，超声槽发出高频超声波对电解液进行搅拌，提高了电沉积反应物质传输效率。其原因在于，因为电解液在高频超声搅拌作用下，会产生一种疏密相间的纵波，通过电解液介质向四周传播，并伴随空化现象，引发特殊的物理和化学作用，使氢气进入空化泡或作为空化核，加快了氢气的析出，空化过程中所产生的高速微射流强化了溶液的微搅拌作用，提高了扩散传质效率，改善了电解液传质过程，减小了扩散层厚度和浓度梯度，降低了浓差极化，加速了电极过程，并能不断清洁电极表面，驱除由于析氢而聚集的气泡，使电极表面得到连续的活化，优化了电沉积环境。另外，超声所产生的强大冲击波能渗透到不同电极介质表面和空隙里，使电极表面彻底清洗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中：2-金属板；3-第二加热装置；4-芯模；6-第二温度传感器；8-第一温度传感器；10-第一加热装置；12-电铸槽；14-超声槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种超声波电铸装置，包括电铸槽12，以及设置在电铸槽12内的阳极金属板2以及阴极芯模4，还包括一能发出超声波的超声槽14，电铸槽12设置在超声槽14内。

电铸槽12设置在超声槽14内，超声槽14发出高频超声波对电解液进行搅拌，提高了电沉积反应物质传输效率。其原因在于，因为电解液在高频超声搅拌作用下，会产生一种疏密相间的纵波，通过电解液介质向四周传播，并伴随空化现象，引发特殊的物理和化学作用，使氢气进入空化泡或作为空化核，加快了氢气的析出，空化过程中所产生的高速微射流强化了溶液的微搅拌作用，提高了扩散传质效率，改善了电解液传质过程，减小了扩散层厚度和浓度梯度，降低了浓差极化，加速了电极过程，并能不断清洁电极表面，驱除由于析氢而聚集的气泡，使电极表面得到连续的活化，优化了电沉积环境。另外，超声所产生的强大冲击波能渗透到不同电极介质表面和空隙里，使电极表面彻底清洗。

进一步的，金属板2设置在芯模4的下方。

将芯模4设置在金属板2的下方，在电铸过程中设置在下方的阴极附近电解液“重”金属离子的大量消耗使得该处电解液密度降低，溶液变轻，槽内电解液上下层形成大的密度梯度差，在重力作用下，“重”电解液向下“充实”而“轻”电解液向上运动，形成对流，传质效率高。

进一步的，电铸槽12内还设有对电解液进行加热的第一加热装置10。

提高温度可以加快溶液中离子的迁移速度，提高溶液的导电性，还能改善镀液的分散能力与深度能力，使镀层分布均匀。

进一步的，电铸槽12内还设有与第一加热装置10连接的第一温度传感器8。