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电镀金刚石线据中的应用

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电镀金刚石线锯(见图1)又叫金刚石切割线、金刚线等,因为其在加工脆硬材料行业具有精度高、损耗小、效率高等优点,从而得到了更为广泛的发展和应用。

电镀金刚线作为纳米复合镀技术,是材料表面强化的新技术,具有比单一材料更好的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能。在电镀金刚线过程中,通常要对金刚石进行分散,选用合适的分散剂能很大程度提高镀层的性能。

图1金刚石线据此体系常用分散剂:1.溶剂(乙二醇、甘油等);2.小分子表面活性剂(常见的是磺酸酯钠盐类:TC-EHS、MA-80)。这两类分散剂可以一定程度内提高分散(见图2),但由于分散性能不佳还是会造成槽液中金刚石颗粒团聚(见图3)、聚沉(见图3),从而导致镀层出现分布不均、结合力不牢,进而引起加工过程出现排泄、脱粒、划痕、断裂等问题(见图4)。

图2常规分散后的电镀金刚线电镀原理图3金刚石颗粒团聚聚沉图4加工过程异常镀层为解决上述问题,就要求此体系分散剂需要满足以下几点:

(1)能够吸附在金刚石颗粒表面,提高金刚石表面湿润性;

(2)使不带电的金刚石能够带上电荷(见图5),利用同性电荷相排斥的反作用力,从而提高分散性,进而防止金刚石微粉团聚,这样一方面可避免工作中的槽液里面金刚石聚沉分散不均,另一方面可避免镀层分布不均匀,从而导致加工过程造成排泄、脱粒等问题;

(3)分子结构要大,但分子量要适中,避免夹杂在镀层中,造成镀层内应力过大,最后导致在切割过程中出现金刚石脱落,进行造成被加工产品有划痕、寿命缩短等问题;

(4)提高工作槽液的湿润性,防止镀层针孔的产生;

(5)金刚石颗粒和镍离子均带正电荷,可提高共沉积(见图6)。

图5金刚石颗粒带电分散图6特殊分散后的电镀金刚线电镀原理现在市面上出现了一款分散剂,可以满足上述要求,通过微谱分析(见图7),发现该分散剂的信息如下:

(1)该分散剂属于阳离子聚合物,通过吸附在金刚石颗粒表面使金刚石带正电,一方面改变镀层分布不均的问题,另一方面可以提高电镀效率;

(2)该分散剂的分子量低于,可以防止碳链过长导致镀层内应力过高,并且利用大分子特性和特殊的空间结构对镀层产生压应力,从而提高线据的韧性;

(3)该分散剂具有常规表面活性剂特性,可有效提高镀液和金刚石的湿润性;进而提高镍离子与金刚石颗粒的共沉积。

图7现行分散剂的仪器图谱


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