[发明专利]灵活控制环境参数的镀层或钝化层制备装置及使用方法

说明书

本发明属于材料实验研究领域，更确切的说，涉及到电镀及钝化领域，特别是一种灵活控制环境参数的镀层或钝化层制备装置及使用方法。该装置包括电镀或钝化处理系统、导线、电源提供器，电镀或钝化处理系统包含阳极、阴极、加热磁力搅拌器以及电镀或钝化处理池，阳极、阴极通过阴极及阳极导线外接电源供应器，施予固定电流密度或者电位。利用电镀或改性技术，灵活控制精确电镀或者钝化环境温度、均匀性、气氛、成分、电流密度等实验条件，在金属导体表面沉积出单金属膜层或者合金膜。本发明操作简单，维护方便，镀层均匀性好附着力强，可应用于机械、电子、精密仪器等方面。

技术领域

本发明属于材料实验研究领域，更确切的说，涉及到电镀及钝化领域，特别是一种灵活控制环境参数的镀层或钝化层制备装置及使用方法。

背景技术

目前，电镀及钝化已广泛地运用于各种领域中，除了表面处理的方法外，也应用于制作电路板、薄膜等方面，表面层的厚度均匀性向来为评估电镀效能的重要指标。影响厚度均匀性的因子涉及电解液成分，样品表面积、电解液温度、电解液混合性、电极间的距离、电极材料等。例如，华中科技大学的万婧、张延荣提供一种二氧化钛镀膜的低温制备方法(授权公告号CN101608330B)，整个脉冲电沉积过程放热，需要冰水浴提供低温环境。深圳市奥美特科技有限公司苏骞等所述的金属丝表面镀金或镀钯技术(授权公告号CN102586830B)，电解液里需要一直处于惰性保护气氛中，防止待镀贵金属层被氧化。

实际上，待镀工件就是由于温度、溶解气体、电解液均匀性、电场线等实验环境控制的不严格性，在凸部区域电场线密集而在凹部区域电流松散，如此极易形成厚度不均匀的镀层。鉴于此，亟需具有成本效益、镀层均匀性佳、且尤其适合所需镀层或钝化层厚度在约50nm～200nm的范围的电解装置及方法。本发明通过同时利用固定反应面、均匀电场强度、冷却、加热、气体保护、震荡、调整溶液成分等辅助措施，以满足上述膜层需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种灵活控制环境参数得到均匀披覆镀层或钝化层制备装置及使用方法，能在稳定电解液或钝化液环境下生成均匀稳定镀层或者钝化层结构，解决现有技术中存在的控制性差、维护麻烦等问题。

本发明的技术方案如下：

一种灵活控制环境参数的镀层或钝化层制备装置，该装置能够控制环境精准参数下为金属材料表面沉积均匀覆盖膜，所述参数为实验溶液的温度、均匀性、气氛、溶解气体、浓度、离子含量、电流密度以及阴阳极类型、实验密封性，该装置包括电镀或钝化处理系统、导线、电源提供器，电镀或钝化处理系统包含阳极、阴极、加热磁力搅拌器以及电镀或钝化处理池，阳极、阴极通过阴极及阳极导线外接电源供应器，施予固定电流密度或者电位；其中：

电镀或钝化处理池外围设置冷却夹层，冷却夹层的底下侧开设一个冷却水进口，冷却夹层的上顶开设一个冷却水出口，与电镀或钝化处理池密封的电镀或钝化处理池上盖设有阳极口、阴极口、进气口、排气口和加液口；

加热磁力搅拌器具有三个控制窗口：加热时间显示窗口、温度显示和控制窗口、磁力搅拌子转速控制窗口，磁力搅拌子位于电镀或钝化处理池的底部，磁力搅拌子的转速输出端与磁力搅拌子转速控制窗口连接，温度显示和控制窗口显示和控制目标温度和温度探头周围温度；温度探头的一端插入电镀或钝化处理池冷却夹层的冷却水中，温度探头的另一端通过导线与温度显示和控制窗口连接，实验温度在温度显示和控制窗口实时显示；加热磁力搅拌器通过平台加载固定架，通过紧固螺母配合将固定架稳定在加热磁力搅拌器的平台上，调整固定架上的可活动铁夹位置稳固温度探头及电镀或钝化处理池。

所述的灵活控制环境参数的镀层或钝化层制备装置，电源供应器通过正负极螺母分别与正极连接导线一端的正极连接导线U型叉和负极连接导线一端的负极连接导线U型叉固定，正极连接导线另一端的正极连接导线电线对接头和负极连接导线另一端的负极连接导线电线对接头分别转接到电镀或钝化处理系统的阳极和阴极。