[发明专利]用于金属管件内表面纳米复合电镀的设备及工艺

说明书

本发明公开了一种用于金属管件内表面纳米复合电镀的设备及工艺，该设备包括镀液槽、槽外流体镀组件、破碎釜和聚能式超声破碎装置，槽外流体镀组件包括用作阴极的金属管件及位于金属管件内的阳极柱，金属管件的内壁与阳极柱的外壁围城环形柱腔，破碎釜设置在镀液槽外；该镀液循环管路将包含纳米颗粒的镀液从镀液槽内送入破碎釜超声破碎后再送入环形柱腔中，最后送回镀液槽。本发明的设备，时效性好，环形柱腔内镀液的流动性能好，减缓了纳米颗粒的动态再团聚现象，镀层上镀均匀性也更好。本发明的电镀工艺，先预分散处理，再进行正式电镀，能够使正式电镀时纳米颗粒更均匀的被分散，镀层性能更佳。

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种用于金属管件内表面纳米复合电镀的设备及工艺。

背景技术

纳米复合电镀由于可获得优异的镀层性能备受研究者追捧，有大量的文献资料报道有关于纳米复合电镀镀液的配置及镀层制备。对于纳米复合电镀来说，如何使纳米材料在镀液及镀层中均匀分散进而保持纳米级尺寸形态是整个技术的关键，也是难点。很多研究者只管将纳米颗粒加入镀液体系进行宏观混匀，而并未关注其微观真实的分散状态，在电镀过程中更没有对含纳米颗粒的镀液进行有效的分散控制。这往往导致复合镀层中颗粒团聚严重，镀层性能也无法大幅度得到改善。

目前常用的纳米颗粒分散方法有化学改性法，机械搅拌法及超声波分散法，这三种方法各有优缺点。化学改性法针对不同纳米颗粒和不同镀液体系需要寻找合适的改性剂成分及含量，改性效果参差不齐，同时还容易使镀液引入有机污染；机械搅拌方法理论上只能起到使颗粒在容器中均匀分布的作用，其能量不足于打散团聚的纳米颗粒；超声波分散方法包括槽式超声和聚能式超声两种方式，槽式超声可根据需求定制容器尺寸，但通常能量密度较小，超声振幅为10μm左右，破碎团聚体的能力有限；聚能式超声能量密度大，振幅可高达100μm 以上，能有效的破碎团聚的纳米颗粒，其缺点则在于作用范围小。

而对于金属管件内表面的纳米复合电镀处理设备和方法中，无论是采用槽式超声和聚能式槽深，由于金属管的内部空间的限制，纳米颗粒在金属管内部更容易出现团聚现象，导致金属管件内表面进行纳米复合电镀时的镀层不够均匀。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于金属管件内表面纳米复合电镀的设备及工艺，以减少纳米颗粒的动态再团聚现象，提高金属管件内表面镀层的均匀性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：

一种用于金属管件内表面纳米复合电镀的设备，包括：

镀液槽，所述镀液槽内盛有含纳米颗粒的镀液；

槽外流体镀组件，所述槽外流体镀组件包括用作阴极的金属管件及位于所述金属管件内的阳极柱，所述金属管件的内壁与所述阳极柱的外壁围成环形柱腔；

破碎釜，所述破碎釜设置在所述镀液槽外；

聚能式超声破碎装置，所述聚能式超声破碎装置用于打散破碎釜内镀液中团聚的纳米颗粒；及

镀液循环管路，其包括用于将镀液槽内镀液送入破碎釜的第一管路、用于将破碎釜中的镀液送入所述环形柱腔的第二管路和用于使所述环形柱腔内的镀液回流至所述镀液槽的第三管路。

可选的，所述槽外流体镀组件还包括第一安装座和第二安装座及压紧组件，所述第一安装座封堵所述环形柱腔的一端，所述第二安装座处于所述环形柱腔的另一端，所述压紧组件将所述第一安装座和第二安装座分别压紧在所述金属管件的两端，所述第一安装座上设置有流体入口，所述第二安装座上设置有流体出口。

可选的，所述环形柱腔竖直设置；