第一篇：納米合金電鍍替代電鍍鉻技術(shù)

納米合金電鍍替代電鍍鉻技術(shù)

根據(jù)電鍍工業(yè)污染防治最佳可行技術(shù)指南（試行）HJ-BAT-XXX Guideline on Best Available Technologies of Pollution Prevention and Control for Electroplating Industry（on Trial）

文件提出替代電鍍鉻技術(shù)---納米合金電鍍

3.1.1.6 納米合金電鍍技術(shù)是通過電沉積的方法，在合金電鍍?nèi)芤褐刑砑咏?jīng)過特殊制備、分散的納米鋁粉材料，納米碳化硅，納米碳化物等材料，合金與納米材料共沉積于鍍層，生成納米合金復(fù)合鍍層使其性能得到改善。

納米合金復(fù)合鍍層的耐腐蝕性能、耐燒蝕性能、耐磨性能等綜合指標(biāo)均超過硬鉻電鍍，且工藝簡單，可全部自動化控制。該技術(shù)不使用含鉻化工原料，因此無重金屬鉻排放。該技術(shù)電流效率達80%，材料利用率大于95%。但原材料成本高于硬鉻電鍍約20%。該技術(shù)適用于功能性電鍍鉻工藝。該技術(shù)改進型適用于裝飾鉻工藝。典型的納米合金電鍍替代電鍍鉻技術(shù)

電沉積鎳鈷鐵納米合金鍍層，原材料成本高于硬鉻電鍍約10%，現(xiàn)階段提倡推廣鍍層 電沉積鈷磷納米合金鍍層，原材料成本高于硬鉻電鍍約30%，最終推廣鍍層。

電沉積鎢合金納米鍍層。原材料成本高于硬鉻電鍍約25%，過渡臨時鍍層，最終都將使用電沉積鈷磷納米合金鍍層。

4.6.7 電鍍工業(yè)園區(qū)最佳環(huán)境管理實踐

按照清潔生產(chǎn)的理念，設(shè)計園區(qū)的電鍍生產(chǎn)線；

采用多級逆流漂洗、噴淋清洗、回收清洗等節(jié)水技術(shù)；

使用高頻開關(guān)電源、可控硅電源、脈沖電源，不準(zhǔn)高耗能電源入駐；

采用無毒或低毒電鍍工藝，淘汰氰化物鍍鋅、鍍銅、鍍金等工藝及六價鉻電鍍工藝，采用三價鉻鈍化，無鉻鈍化。采用代鉻（電沉積鎳鈷鐵納米合金鍍層，電沉積鈷磷納米合金鍍層，電沉積鎢合金納米鍍層）、代鎘鍍層，采用合金鍍層等技術(shù)，；

園區(qū)內(nèi)企業(yè)持續(xù)開展清潔生產(chǎn)。

第二篇：71.鎢合金環(huán)保電鍍替代達克羅技術(shù)的研制

鎢合金環(huán)保電鍍的研制

●需求單位：湖南納菲爾新材料科技股份有限公司

●單位概況：

湖南納菲爾新材料科技有限公司成立于2009年5月18日，注冊資本4200萬元。公司座落在望城經(jīng)濟開發(fā)區(qū)金星路上，交通便利，總占地面積45畝。已建成占地面積4506平方米廠房一棟，擁有電鍍生產(chǎn)線2條，正在新建廠房一棟，六條電鍍生產(chǎn)線；建立了包括工藝試驗、物理性能檢測室、化學(xué)分析實驗室、實用性評價實驗室等較為完備的質(zhì)量保障體系，公司已于2010年5月通過ISO9001質(zhì)量管理體系認證。

公司擁有以留美博士為主體的大批高學(xué)歷、高職稱人才的研發(fā)團隊，現(xiàn)有員工70人,其中技術(shù)研發(fā)人員20人，其中教授及教授級高工3人，博士4人，碩士10人，人才結(jié)構(gòu)涵蓋電化學(xué)、分析化學(xué)、材料工程、應(yīng)用物理、機械工程、電子技術(shù)、熱處理等多個學(xué)科。專利發(fā)明人何鳳姣現(xiàn)任公司總工程師，為美國加州大學(xué)洛杉磯分校博士后，湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授、學(xué)術(shù)帶頭人，博士生導(dǎo)師。

●需求技術(shù)的具體要求：

建設(shè)電鍍鎢合金代替達克羅技術(shù)鎢合金生產(chǎn)線，完善性能測試系統(tǒng)，制定產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，完善生產(chǎn)流程，推廣鎢合金在工程機械及汽車工業(yè)中的應(yīng)用。●擬投入資金：招商，貸款。

●合作方式：合作

●聯(lián)系方式：

地址：長沙望城經(jīng)開區(qū)金星路73號

聯(lián)系人：趙光建電話：0731-83712267

傳真：0731-88055818網(wǎng)址：

第三篇：最新環(huán)保電鍍技術(shù)——環(huán)保型特種表面合金催化液

環(huán)保電鍍新技術(shù)——新一代環(huán)保型特種表面合金催化液

可行性分析報告

一、概述

金屬表面易生銹、易腐蝕是世人皆知的現(xiàn)象，為此，金屬表面處理工藝——電鍍技術(shù)應(yīng)運而生，至今已有一百多年的歷史，它通過陽極溶解，陰極吸附的原理，在各種易氧化的金屬器件表面形成一層保護層。隨著電鍍技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，其缺點越來越明顯，例如：

1、設(shè)備投資大，電鍍槽的制備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高，要求嚴(yán)，使一般投資者望而止步；

2、生產(chǎn)中需要直流電，能源耗費大；

3、成本高，因使用鍍層金屬陽極昂貴，故而限制其應(yīng)用范圍；

4、生產(chǎn)過程中有氰化物的廢氣、廢水排放，嚴(yán)重地危害人們的身心健康和生態(tài)環(huán)境。國家有關(guān)部門已三令五申聲明，停止辦理新建電鍍廠的審批，對不能處理三廢的電鍍廠一律停產(chǎn)。但隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，材料表面處理應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大，市場需求日趨迫切。

為此，本中心參照國外材料表面處理先進技術(shù)，結(jié)合我國的原材料市場，在中國科學(xué)院、化工部、冶金部及科技部等有關(guān)部門的協(xié)助下，經(jīng)過幾年的潛心研究，現(xiàn)成功地研制出一種替代電鍍進行金屬表面處理的最好項目——新一代環(huán)保型特種表面合金催化液。它的問世將我國的金屬表面保護工業(yè)推向一個新的里程，開創(chuàng)了金屬表面保護工業(yè)的新時代，在專家論證會上，中國科學(xué)院、冶金工業(yè)部等單位及有關(guān)專家均給予了極高的評價。《人民日報》、《經(jīng)濟日報》、《科技日報》、《工人日報》等報刊紛紛做了報道，中央電視臺的科技欄目也做了大量專題采訪。該產(chǎn)品已通過國家防腐性能鑒定及中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院環(huán)衛(wèi)所的環(huán)境衛(wèi)生測試，并已向國家知識產(chǎn)權(quán)局申報發(fā)明專利，申請受理號：00103464.2。

二、產(chǎn)品特點：

該產(chǎn)品采用幾種易購化工原料混合而成，具有以下特點：

1、無毒無味，無三廢排放，對人體不構(gòu)成危害，對環(huán)境不造成污染，屬國家大力提倡推廣的綠色環(huán)保產(chǎn)品。

2、工藝簡單，使用方便快捷，不需外接電源，可直接將鍍件放置在該催化液中浸泡20~40分鐘，即可形成光亮如鏡的表面，具有點石成金的功效，神奇般地將鐵變成了不銹鋼，既美觀，又耐用。無論是催化液的生產(chǎn)，還是對工件進行處理，生產(chǎn)操作都十分便捷，全部使用國產(chǎn)易購原料，極適于企業(yè)單件或批量生產(chǎn)。

3、成本低廉，每平方米的造價約10—15元（根據(jù)鍍件要求，表面催化厚度不同，成本有所浮動，如純裝飾型表面，每平米成本僅為3—6元），僅為電鍍鉻的1/3，不銹鋼的1/4。

4、與金屬基件結(jié)合強度高，一般在350~400Mpa，不起皮、不脫落，永不生銹，既保持了金屬基件原機械性能，又增加了耐磨性、耐腐蝕性。

5、表面合金層均勻致密，不論是沉孔、深孔、管道內(nèi)壁、制品拐角等形狀復(fù)雜的表面，都能進行表面處理，無麻點，無氣孔。

6、耐腐蝕性強，本產(chǎn)品處理后的表面是一種非晶態(tài)鍍層，因無晶界，所以抗腐蝕性特別優(yōu)良。同時表面硬度高，經(jīng)熱處理后，其鍍層表面形成非晶態(tài)和晶態(tài)的混合物時，硬度可達1200HV

7、經(jīng)催化處理后的表面是一種非晶態(tài)，即處于基本平面狀態(tài)，有潤滑性，因此磨擦系數(shù)小，非粘著性好。

8、仿型性好。技術(shù)無尖端電流密度過大現(xiàn)象，在尖角或邊緣突出部分沒有過分的增厚，處理后不需要磨削加工。

9、厚度可控。可用于修復(fù)零件表面和工模具因磨削加工或磨損而引起的尺寸超差，使報廢零件復(fù)用。

10、鍍層其它指標(biāo)性能：

顯微結(jié)構(gòu)：非晶態(tài)合金，非磁性

融點：860℃~880℃ 密度：7.8g/cm3 內(nèi)應(yīng)力：鋼上內(nèi)應(yīng)力低于7Pa

硬度：鍍態(tài)550HV，適當(dāng)熱處理后可達1200HV 光澤度：L2或8~11個△

結(jié)合力：鋼或鋁上結(jié)合強度400MPa以上，大高于電鍍鎳、鉻等.11、生產(chǎn)工藝簡單、設(shè)備投資小、應(yīng)用范圍廣：

1）、航空工業(yè)方面：

各類閥體、閥芯、接頭、儀器儀表外殼、表盤指針、陀螺、螺母、螺桿、墊片、型材；加強板、空速管、整流罩等防銹、防蝕、強化的零件。

2）、汽車工業(yè)方面：

汽車工業(yè)中利用催化處理后的零部件耐蝕、耐磨性能增強，可用于形狀復(fù)雜的齒輪、散熱器、噴油嘴、制動瓦片、減震器以及汽化器、萬向節(jié)、散熱片、儀表盤、指針、各類管、控件、接頭、墊片、螺桿、螺母等。

3）、石油、化工工業(yè)：

由于利用催化處理的表面對含硫化氫的石油和天然氣環(huán)境，對酸、堿、鹽等化工腐蝕介質(zhì)有優(yōu)良地抗蝕性，所以在采油設(shè)施、管道及各種閥門、泵殼、工業(yè)設(shè)備、熱交換器、軸、套、管、葉片類及在野外防銹的器材有著廣泛的應(yīng)用。

4）、紡織工業(yè)：

紡織刮板、送料導(dǎo)桿、錠子棘輪、紡織針、噴絲頭等需要防銹、增加光滑性和不粘著的零件。

5）、五金、模具、食品、醫(yī)藥及其它方面：

鎖扣、鎖殼、安全鏈、鑰匙掛件、門踢腳、窗插銷、窗框、風(fēng)鉤、防盜門、起子、板手、量具、平板、注塑模、鑄鋅模、擠塑模、印刷軋輥、裝罐機械、鑷子、剪子、盤子、電視天線、雷達天線、洗衣機殼、電冰箱殼、電風(fēng)扇葉片、網(wǎng)罩、縫紉機零件、自行車零件、手表殼等。

6）、能在塑料等非金屬表面實施催化，融裝飾與實用于一體。

三、生產(chǎn)條件及投資預(yù)算：

生產(chǎn)本產(chǎn)品不需加熱，在常溫常壓下混合攪拌而成，設(shè)備投資根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模而定。

1、廠房：20-100平方米

2、投資預(yù)算：

（1）、專業(yè)性生產(chǎn)環(huán)保型表面合金催化液 小型規(guī)模（年產(chǎn)200噸）

生產(chǎn)設(shè)備：反應(yīng)槽（自制）一臺約1000元，攪拌器（自制）一臺及輔助工具300元，小型規(guī)模共計投資1300元。

中型規(guī)模（年產(chǎn)400噸）

生產(chǎn)設(shè)備：反應(yīng)槽（自制）一臺約2000元，攪拌器一臺及輔助工具約1500元，中型規(guī)模共計投資3500元。大型規(guī)模（年產(chǎn)1000噸）

生產(chǎn)設(shè)備：反應(yīng)槽二臺約5000元，攪拌器二臺約2000元，其他輔助工具1500元，大型規(guī)模共計投資8500元。

（2）、利用環(huán)保型表面合金催化液加工產(chǎn)品

3、流動資金3000-6000元

生產(chǎn)設(shè)備為反應(yīng)槽（500立升容積）投資3000元，用戶可以根據(jù)加工規(guī)模自行計算。

四、生產(chǎn)成本及經(jīng)濟效益分析（以每噸產(chǎn)品計）：

原 材 料：810元

人工工資：3人×20元/天人×1.5=90元

水 費：20元

設(shè)備折舊：10元（綜合成本：930元）

（一）、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)新一代環(huán)保型特種表面合金催化液，若按每公斤2元出廠價銷售，則各種規(guī)模的經(jīng)濟效益如下：

1、小型規(guī)模（年產(chǎn)200噸）年產(chǎn)值：200噸×2000元/噸=40萬元

年利潤：200噸×（2000-930）元/噸=21.4萬元

2、中型規(guī)模（年產(chǎn)400噸）年產(chǎn)值：400噸×2000元/噸=80萬元

年利潤：400噸×（2000-930）元/噸=42.8萬元

3、大型規(guī)模（年產(chǎn)1000噸）年產(chǎn)值：1000噸×2000元/噸=200萬元 年利潤：1000噸×（2000-930）元/噸=107萬元

（二）、利用新一代環(huán)保型特種表面合金催化液加工產(chǎn)品，每噸該液可處理50~80平方米, 若按每平方米增值50元計算，其各種規(guī)模的經(jīng)濟效益如下：

1、小型規(guī)模（年產(chǎn)200噸）

年增產(chǎn)值200噸×（50~80）m2/噸×50元/m2=50~80萬元 年利潤50~80萬元-200噸×930元/噸=31.4~61.4萬元

2、中型規(guī)模（年產(chǎn)400噸）

年增產(chǎn)值400噸×（50~80）m2/噸×50元/m2=100~160萬元 年利潤100~160萬元-400噸×930元/噸=62.8~122.8萬元

3、大型規(guī)模（年產(chǎn)1000噸）

年增產(chǎn)值1000噸×（50~80）m2/噸×50元/m2=250~400萬元 年利潤250~400萬元-1000噸×930元/噸=157~307萬元

五、前景分析：

據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前擁有電鍍廠3萬余家，各類金屬制品生產(chǎn)廠數(shù)萬家，在金屬表面處理時均采用傳統(tǒng)電鍍工藝，而金屬與非金屬制品表面處理產(chǎn)品已進入航空、機器、電子、化工、五金等各個領(lǐng)域，其用量及應(yīng)用范圍十分喜人，而本產(chǎn)品以無污染，不用直流電源，使用方便，成本低廉耐蝕耐磨，硬度高等優(yōu)越性能，可替代不銹鋼制品，淘汰現(xiàn)行的電鍍生產(chǎn)工藝，已是不可阻擋之勢，同時該技術(shù)作為材料表面保護工業(yè)領(lǐng)域的一項尖端科學(xué)，將主宰著表面處理技術(shù)的航向。

人類邁入了新世紀(jì)，一個企業(yè)的興衰成敗將取決于產(chǎn)品的技術(shù)含量，矗立于市場競爭的致勝點，而本產(chǎn)品以低投入、高技術(shù)含量服務(wù)于人類社會，有統(tǒng)領(lǐng)國際該行業(yè)市場的趨勢。能為您及您的企業(yè)帶來無限的商機。

從以上分析可知，環(huán)保型表面合金催化液，以其低廉的成本，使用方便，工藝簡單，鍍層集裝飾、防腐、耐磨性能于一體，是現(xiàn)行電鍍的理想替代品，適合于各電鍍廠、五金制品廠、中小鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)接產(chǎn)的理想項目。成熟的技術(shù)，等待著明智的您，歡迎您擇機來京考察。

六、技術(shù)聯(lián)營、轉(zhuǎn)讓方式

1、轉(zhuǎn)讓方式：本中心對外轉(zhuǎn)讓該技術(shù)，普通許可轉(zhuǎn)讓費5.6萬元，可來電來函預(yù)約，否則不予保留名額。

2、聯(lián)營方式：為了使高科技盡快產(chǎn)業(yè)化，更好地服務(wù)于社會，本中心擬在全國范圍內(nèi)尋求合作伙伴聯(lián)營生產(chǎn)，盡快將產(chǎn)品投放市場，創(chuàng)取更大的經(jīng)濟效益，普通許可轉(zhuǎn)讓費不收。廠家有權(quán)在本省銷售，也可以由本中心經(jīng)銷，凡通過中心銷售的產(chǎn)品，銷售效益提成15%。技術(shù)服務(wù)內(nèi)容如下：

（1）培訓(xùn)1—2名技術(shù)人員，并頒發(fā)結(jié)業(yè)證書，負責(zé)催化液的生產(chǎn)和產(chǎn)品加工。（2）提供全套技術(shù)配方、配比、工藝流程等技術(shù)資料。（3）提供國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利受理文件。（4）提供國家鋼鐵材料測試中心測試報告。

（5）提供中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院、環(huán)境與衛(wèi)生工程研究所的測試和檢驗報告。（6）提供國家建筑材料測試中心的檢測報告。（7）提供國家鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的檢驗報告。（8）提供國家工商總局商標(biāo)注冊證復(fù)印件。（9）提供環(huán)保局的環(huán)境保護監(jiān)測中心的監(jiān)測報告。（10）提供鋼鐵表面預(yù)處理技術(shù)。（11）提供鋁及鋁合金表面預(yù)處理技術(shù)。（12）優(yōu)惠提供去油除銹二合一技術(shù)資料。

（13）優(yōu)惠提供不銹鋼預(yù)處理及不銹鋼催化技術(shù)資料。

（14）優(yōu)惠提供化學(xué)鍍金、鍍銀、鍍銅、鍍鈀、鍍鈷、鍍鉬等工藝技術(shù)資料。（15）特大優(yōu)惠提供金屬和非金屬多彩披覆技術(shù)。

（16）優(yōu)惠提供金屬表面發(fā)蘭、發(fā)黑、發(fā)灰、五彩、電刷鍍及不銹鋼電化學(xué)拋光等技術(shù)。（17）提供該項目生產(chǎn)原料全國廠家名錄。（18）長期免費提供該項目技術(shù)的更新?lián)Q代技術(shù)。

（19）根據(jù)客戶要求，中心工程師可上門指導(dǎo)建廠，具體事宜面議。

考慮到您目前的實際情況，可能由于資金緊張，中心采取極其優(yōu)惠分期付款的合作方式，待聯(lián)營辦廠成功后，余款從創(chuàng)效益中扣除。如抽不出時間來京培訓(xùn)，函授費另議，款到即郵發(fā)全套資料。對于加工量大，又缺少資金的企業(yè)，本中心通過考察確認后，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r由香港投資100萬—500萬元人民幣，本中心負責(zé)技術(shù)、合作廠負責(zé)管理生產(chǎn)，建立三位一體的經(jīng)濟實體，共創(chuàng)效益。

本中心催化液技術(shù)項目，從研究到成功，從宣傳到推廣，從產(chǎn)品小試到大規(guī)模生產(chǎn)，從單一加工產(chǎn)品到大量產(chǎn)品出口創(chuàng)匯，投入了大量人力、物力、財力，最終才摸索出成本小、利潤高、又符合環(huán)保要求的最佳配方。相信抓住無限商機，會給您帶來無窮財富。

一朝合作，長期服務(wù)。如果有意于聯(lián)營合作，請盡快與本中心取得聯(lián)系，歡迎來京商洽具體合作事宜。但愿在雙方的共同努力下，去創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益！

聯(lián)系人：王 宏 工程師 電話：010-88259689 *** 地址：北京市石景山區(qū)玉泉路玉泉大廈709室

第四篇：納米加工技術(shù)

納米加工技術(shù)及其應(yīng)用

江蘇科技大學(xué)機械學(xué)院

學(xué)號：139020021

姓名：原旭全

納米尺度的研究作為一門技術(shù),是80年代剛剛興起的.它所研究的對象是一般研究機構(gòu)很難涉獵的即非宏觀又非微觀的中間領(lǐng)域,有人稱之為介觀領(lǐng)域.所謂納米技術(shù)通常指納米級(0.1nm~l00nm)的材料、設(shè)計、制造、測量、控制和產(chǎn)品的技術(shù).納米技術(shù)主要包括納米級精度和表面形貌的測量;納米級表層物理、化學(xué)、機械性能的檢測;納米級精度的加工和納米級表層的加工一一原子和分子的去除、搬遷和重組;納米材料;納米級微傳感器和控制技術(shù);微型和超微型機械;微型和超微型機電系統(tǒng);納米生物學(xué)等;納米加工技術(shù)是納米技術(shù)的一個組成部分.納米加工的含義是達到納米級精度(包括納米級尺寸精度,納米級形位精度和納米級表面質(zhì)量)的加工技術(shù).其原理使用極尖的探針對被測表面掃描(探針和被側(cè)表面不接觸),借助納米級的三維位移控制系統(tǒng)測量該表面的三維微觀立體形貌.材料制造技術(shù).著名的諾貝爾獎獲得者Feyneman在20世紀(jì)60年代曾預(yù)言:如果我們對物體微小規(guī)模上的排列加以某種控制的話,我們就能使物體得到大量的異乎尋常的特性,就會看到材料的性能產(chǎn)生豐富的變化.他說的材料即現(xiàn)在的納米材料.納米材料是由納米級的超微粒子經(jīng)壓實和燒結(jié)而成的.它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般為l一100nm.它包括體積份數(shù)近似相等的兩部分:一是直徑為幾個或幾十個納米的粒子;二是粒子間的界面.納米材料的兩個重要特征是納米晶粒和由此產(chǎn)生的高濃度晶界.這導(dǎo)致材料的力學(xué)性能、磁性、介電性、超導(dǎo)性、光學(xué)乃至熱力學(xué)性能的改變.如:納米陶瓷由脆性變?yōu)?00%的延展性,甚至出現(xiàn)超塑性.納米金屬居然有導(dǎo)體變成絕緣體.金屬納米粒子摻雜到化纖制品或紙張中,可大大降低靜電作用.納米Tiq按一定比例加入到化妝品中,可有效遮蔽紫外線.當(dāng)前納米材料制造方法主要有:氣相法、液相法、放電爆炸法、機械法等.l)氣相法:1熱分解法:金屬撥基化合物在惰性介質(zhì)(N2或潔凈油)中熱分解,或在H沖激光分解.此方法粒度易控制,適于大規(guī)模生產(chǎn).現(xiàn)在用于Ni、Fe、W、M。等金屬,最細顆粒可達3一10nm.o真空

蒸發(fā)法:金屬在真空中加熱蒸發(fā)后沉積于一轉(zhuǎn)動圓的流動油面上;可用真空蒸餾使顆粒濃縮.此法平均顆粒度小于10nm.2)液相法:1沉積法:采用各種可溶性的化合物經(jīng)混合,反應(yīng)生成不溶解的氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽或有機鹽等沉淀.把過濾后的沉淀物熱分解獲得高強超純細粉.采用此工藝制備出均質(zhì)的玻璃和陶瓷.由于該法可制備超細(10nm一100nm)、化學(xué)組成及形貌均勻的多種單一或復(fù)合氧化物粉料.已成為一種重要的超細粉的制備方法.3)放電爆炸法:金屬細絲在充滿惰性氣體的圓筒內(nèi)瞬間通人大電流而爆炸.此法可制造Mo.W等難熔金屬的超細顆粒(25一350nm),但不能連續(xù)操作.4)機械法:利用單質(zhì)粉末在攪拌球磨(AttritorMill)過程中顆粒與顆粒間和顆粒與球之間的強烈、頻繁的碰撞粉碎.近幾年大量采用攪拌磨,即利用被攪拌棍攪拌的研磨介質(zhì)之間的研磨,將粉料粉碎粉碎效率比球磨機或振動磨都高.(3)三束加工技術(shù):可用于刻蝕、打孔、切割、焊接、表面處理等.l)電子束加工技術(shù):電子束加工時,被加速的電子將其能量轉(zhuǎn)化成熱能,以便除去穿透層表面的原子,因此不易得到高精度.但電子束可以聚焦成很小的束斑(巾0.1林m)照射敏感材料.用電子刻蝕,可加工出0.1林m線條寬度.而在制造集成電路中實際應(yīng)用.2)離子束加工技術(shù):因離子直徑為0.Inm數(shù)量級.故可直接將工件表面的原子碰撞出去達到加工的目的.用聚焦的離子束進行刻蝕,可得到精確的形狀和納米級的線條寬度.3)激光束加工技術(shù):激光束中的粒子是光子,光子雖沒有靜止質(zhì)量,但有較高的能量密度.激光束加工常用YAG激光器認封.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擊去掉表面原子,而是光能使材料熔化、汽化后去掉原子.(4)LIGA(Lithographie,Galvanoforming,Abforming)技術(shù).這是最新發(fā)展的光刻、電鑄和模鑄的復(fù)合微細加工技術(shù).它采用深度同步輻射X射線光刻,可以制造最大高度為1000林m、高寬比為200的立體結(jié)構(gòu),加工精度可達0.1林m.刻出的圖形側(cè)壁陡峭,表面

光滑.加工微型器件可批量復(fù)制,加工成本低.目前,在LIGA工藝中再加入犧牲層的方法,使加工出的微器件一部分可脫離母體而能轉(zhuǎn)動或移動.這在制造微型電動機或其他驅(qū)動器時極為有用.LIGA技術(shù)對微型機械是非常有用的工藝方法.1與常規(guī)精加工的比較

納米級加工中.工件表面的原子和分子是直接加工的對象.即需切斷原子間的結(jié)合.納米加工實際已到了加工的極限.而常規(guī)的精加工欲控制切斷原子間的結(jié)合是無能為力的,其局限性在于: l)高精度加工工件時,切削量應(yīng)盡量小而常規(guī)的切削和磨削加工,要達到納米級切除量,切削刀具的刀刃鈍圓半徑必須是納米級,研磨磨料也必須是超細微粉.目前對納米級刃口半徑還無法直接測量.2)工藝系統(tǒng)的誤差復(fù)映到工件,工藝系統(tǒng)的受力/熱變形、振動、工件裝夾等都將影響工件精度.3)即使檢測手段和補償原理正確,加工誤差的補償也是有限的.4)加工過程中存在不穩(wěn)定因素.如切削熱,環(huán)境變化及振動等.由此可見.傳統(tǒng)的切削/磨削方法,一方面由于加工方法的局限或由于加工機床精度所限,顯示出在納米加工領(lǐng)域應(yīng)用裕度不足.另一方面,由于科技產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,加工技術(shù)的極限不斷受到挑戰(zhàn).有研究表明,磨削可獲得o.35nm的表面粗糙度,但對如何實現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的納米機加工以及觀察研究材料微加工過程力學(xué)性能則始終受到實驗手段的限制.因此納米機加工必須尋求新的途徑即直接用光子、電子、離子等基本粒子進行加工.例如,用電子束光刻加工超大規(guī)模集成電路.2.微納米加工技術(shù)的分類

自人類發(fā)明工具以來,加工是人類生產(chǎn)活動的主要內(nèi)容之一.所謂加工是運用各種工具將原材料改造成為具有某種用途的形狀.一提到加工,人們自然會聯(lián)想到機械加工.機械加工是將某種原材料經(jīng)過切削或模壓形成最基本的部件,然后將多個基本部件裝配成一個復(fù)雜的系統(tǒng).某些機械加工也可以稱為微納米加工.因為就其加工精度而言,某些現(xiàn)代磨削或拋光加工的精度可以達到微米或納米量級.但本文所討論的微納米加工技術(shù)是指加工形成的部件或結(jié)構(gòu)本身的尺寸在微米或納米量級.微納米加工技術(shù)是一項涵蓋門類廣泛并且不斷發(fā)展中的技術(shù).在2004年國際微納米工程年會上,曾有人總結(jié)出多達60種微納米加工方法.可見實現(xiàn)微納米結(jié)構(gòu)與器件的方法是多樣的.本文不可能將所有微納米加工技術(shù)一一介紹.對這些加工技術(shù)的詳細介紹目前已有專著出版.筆者在此僅將已開發(fā)出的微納米加工技術(shù)歸納為三種類型作概括性的介紹

（1）平面工藝

以平面工藝為基礎(chǔ)的微納米加工是與傳統(tǒng)機械加工概念完全不同的加工技術(shù).圖1描繪了平面工藝的基本步驟.平面工藝依賴于光刻(lithography)技術(shù).首先將一層光敏物質(zhì)感光,通過顯影使感光層受到輻射的部分或未受到輻射的部分留在基底材料表面,它代表了設(shè)計的圖案.然后通過材料沉積或腐蝕將感光層的圖案轉(zhuǎn)移到基底材料表面.通過多層曝光,腐蝕或沉積,復(fù)雜的微納米結(jié)構(gòu)可以從基底材料上構(gòu)筑起來.這些圖案的曝光可以通過光學(xué)掩投影實現(xiàn),也可以通過直接掃描激光束,電子束或離子束實現(xiàn).腐蝕技術(shù)包括化學(xué)液體濕法腐蝕和各種等離子體干法刻蝕.材料沉積技術(shù)包括熱蒸發(fā)沉積,化學(xué)氣相沉積或電鑄沉積.圖1平面工藝的基本過程:在硅片上涂光刻膠、曝光、顯影,然后把膠 的圖形通過刻蝕或沉積轉(zhuǎn)移到其他材料

（2）探針工藝

探針工藝可以說是傳統(tǒng)機械加工的延伸,這里各種微納米尺寸的探針取代了傳統(tǒng)的機械切削工具.微納米探針不僅包括諸如掃描隧道顯微探針,原子力顯微探針等固態(tài)形式的探針,還包括聚焦離子束,激光束,原子束和火花放電微探針等非固態(tài)形式的探針.原子力探針或掃描隧道電子探針一方面可以直接操縱原子的排列,同時也可以直接在基底材料表面形成納米量級的氧化層結(jié)構(gòu)或產(chǎn)生電子曝光作用.這些固體微探針還可以通過液體輸運方法將高分子材料傳遞到固體表面,形成納米量級的單分子層點陣或圖形.非固態(tài)微探針如聚焦離子束,可以通過聚焦得到小于10nm的束直徑,由聚焦離子束濺射刻蝕或化學(xué)氣體輔助沉積可以直接在各種材料表面形成微納米結(jié)構(gòu).聚焦激光束已經(jīng)廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)加工工業(yè),作為切割或焊接工具.高度聚焦的激光束也可以直接剝蝕形成微納米結(jié)構(gòu),例如近年來出現(xiàn)的飛秒激光加工技術(shù).利用激光對某些有機化合物的光固化作用也可以直接形成三維立體微納米結(jié)構(gòu).只要加工的工具足夠小,即使傳統(tǒng)機械加工技術(shù)也有可能制作微米量級的結(jié)構(gòu).例如,利用聚焦離子束的微加工能力可以制造尖端小于10Lm的高速鋼銑刀.這種微型銑刀可以加工小于100Lm的溝槽或臺階結(jié)構(gòu).探針工藝與平面工藝的最大區(qū)別是,探針工藝只能以順序方式加工微納米結(jié)構(gòu).而平面工藝是以平行方式加工,即大量微結(jié)構(gòu)同時形成.因此平面工藝是一種適合于大生產(chǎn)的工藝.但探針工藝是直接加工材料,而不是像平面工藝那樣通過曝光光刻膠間接加工.3納米級加工的關(guān)鍵技術(shù)

(l)測量技術(shù)

納米級測量技術(shù)包括納米級精度的尺寸和位移的測量、納米級表面形貌的測量.納米級測量技術(shù)主要有兩個發(fā)展方向:1)光干涉測量技術(shù):可用于長度、位移、表面顯微形貌的精確測量.用此原理測量的方法有雙頻激光干涉測量、光外差干涉測量、X射線干涉測量等.2)掃描探針顯微測量技術(shù):主要用于測量表面微觀形貌.用此原理的測量方法有掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)等.(5)掃描隧道顯微加工技術(shù)(sTM).掃描隧道顯微加工技術(shù)是納米加工技術(shù)中的最新發(fā)展,可實現(xiàn)原子、分子的搬遷、去除、增添和排列重組,可實現(xiàn)極限的精加工或原子級的精加工.近年來這方面發(fā)展迅速,取得多項重要成果.1990年美國Eigler等人,在低溫和超真空環(huán)境中,用STM將鎳表面吸附的xe(氛)原子逐一搬遷,最終以35個Xe原子排成IBM3個字母,每個字母高snm.Xe原子間最短距離約為Inm,以后他們又實現(xiàn)了原子的搬遷排列.在鉑單晶的表面上,將吸附的一氧化碳分子用sTM搬遷排列起來,構(gòu)成一個身高snm的世界上最小人的圖樣.此“一氧化碳小人”的分子間距僅為0.snm.將STM用于納米級光刻加工時,它具有極細的光斑直徑,可以達原子級,可得到10nm寬的線條圖案.4微型機械和微型機電系統(tǒng)

(l)微型機械.現(xiàn)在微型機械的研究已達到較高水平,已能制造多種微型零件和微型機構(gòu).已研制成功的三維微型機械構(gòu)件有微齒輪、微彈簧、微連桿、微軸承等.微執(zhí)行器是比較復(fù)雜、難度大的微型器件,研制成功的有微閥、微泵、微開關(guān)、微電動機等.(2)微型機電系統(tǒng).MEMS是在微電子工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域.是納米加工技術(shù)走向?qū)嵱没?能產(chǎn)生經(jīng)濟效益的主要領(lǐng)域.比如:l)微型機器人是一個非常復(fù)雜的機電系統(tǒng).美國正在研制的無人駕駛飛機僅有蜻蜓大小,并計劃進一步縮小成蚊子機器人,用于收集情報和竊聽.醫(yī)用超微型機器人是最有發(fā)展前途的應(yīng)用領(lǐng)域.它可進入人的血管,從主動脈管壁上刮去堆積的脂肪,疏通患腦血栓病人阻塞的血管.日本制定了采用機器人外科醫(yī)生的計劃,并正在開發(fā)能在人體血管中穿行、用于發(fā)現(xiàn)并殺死癌細胞的超微型機器人.2)微型慣性儀表:慣性儀表是航空、航天、航海中指示方向的導(dǎo)航儀器,由于要求體積小、重量輕、精度高、工作可靠.因此是微型機電系統(tǒng)應(yīng)用的理想領(lǐng)域.現(xiàn)在國外已有微型加速度幾何微型陀螺儀的商品生產(chǎn),體積和重量都很小,但尚需提高精度.由于MEMs的發(fā)展已初具基礎(chǔ),微型器件的發(fā)展也已達到一定水平,同時有微電子工業(yè)制造集成電路的經(jīng)驗可借鑒,各產(chǎn)業(yè)部門又有使用MEMS的要求,因此現(xiàn)在MEMS的發(fā)展條件已具備.4.微納米加工技術(shù)發(fā)展趨勢

微納米加工技術(shù)是一項不斷發(fā)展中的技術(shù).新技術(shù)取代老技術(shù),先進技術(shù)取代落后技術(shù)是客觀發(fā)展規(guī)律.加工技術(shù)本身從來都只是手段,其目的是服務(wù)于科學(xué)研究或工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn).因此新的科研課題或新的工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)會不斷對加工技術(shù)提出新的要求.新的加工技術(shù)將會不斷出現(xiàn).5.參考文獻

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第五篇：6 鍍鉻的技術(shù)介紹

鍍鉻的技術(shù)介紹

一.鍍鉻的分類：

按使用目的分：鍍硬鉻和鍍裝飾鉻。

1.鍍硬鉻不是按鍍層厚度分的，是按鉻層的硬度多少劃分的，一般硬度HV750（相當(dāng)于>58HRC）以上的鉻層叫硬鉻。鍍層一般15-80um，最低不小于12um，太厚容易脫落。硬度大于750HV（一般800-1000HV），鍍硬鉻一般采用比較多的是常在高溫條件下使用的機械，如：活塞桿，需要耐磨的零件等。電鍍指的完全是表面電鍍層的硬度，一般在HRC58~62，如果僅僅是摩擦、輕敲擊等表面受力的損傷為主電鍍起主要作用，如果受積壓、重擊等損傷為主電鍍就起不到太大作用了，需要熱處理來提高材料整體的硬度了。2.鍍裝飾鉻顧名思義，主要目的就是為了表面光亮、外形美觀、防銹等等；

二.鍍鉻的工藝

工藝流程：檢驗—除油—水洗—反極—鍍鉻—水洗—檢驗。

基于電化學(xué)處理的特性，電鍍液濃度越稀，電鍍速度越慢，鉻就比較容易以理想的位置在表面沉積下來，形成的鍍層就越致密，硬度越大；反之硬度就越低．溫度，電流密度及鍍液組成也會有影響；在鍍硬鉻的過程中，電流密度和溫度是直接影響鍍層硬度的主要因素，必須嚴(yán)格控制。但二者的關(guān)系又是緊密相連的，當(dāng)其中之一改變時，另一個也要隨之改變。如果在低的溫度與高的電流密度下，沉積出的鍍層灰暗。雖然硬度較高，但鍍層脆性很大，結(jié)晶粗。這種鍍層使用價值低。如果在高的溫度與低的電流密度下，可沉積出乳白色鍍層。特點是結(jié)晶細致，無網(wǎng)狀裂紋，但硬度低。因此，對于標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻溶液，溫度在55℃，電流密度60A/dm2時硬度最高。但在實際生產(chǎn)中，一般使用溫度為55～60℃，電流密度35～50A／dm2的工藝，特點是硬度高(700～900HV)，鍍層光亮，結(jié)晶細致。

1.鉻酐濃度和硬度的關(guān)系

在其它工藝條件相同的時候，鉻酐濃度低時硬度高。但濃度低，鍍液變化快，不穩(wěn)定。

2.硫酸含量和硬度的關(guān)系

在正常的鍍鉻工藝規(guī)范中。鉻酐與硫酸的比值應(yīng)該保持在100：1。在其它濃度不變時，提高硫酸含量，鉻層的硬度也相應(yīng)增高。但在二者比值為100：1.4，再提高硫酸含量硬度值又會下降。

3.電流密度和硬度的關(guān)系

在正常溫度下，鉻層硬度隨著電流密度的增加而提高。當(dāng)電流密度達到一定極限時硬度趨向穩(wěn)定。

4.鍍鉻液穩(wěn)定和硬度的關(guān)系

在較高溫度（65～75℃）下，由稀溶液鍍出的鉻層比由濃鍍液鍍出的鉻層硬度高15～20%;在較低溫度（35～45℃）下，由稀溶液鍍出的鉻層比由濃鍍液鍍出的鉻層硬度沒有多大差別。

5.鍍鉻層厚度與硬度的關(guān)系

一般硬鉻鍍層硬度是隨厚度提高而提高的，硬度的最高值在0.2㎜左右。以后，即使再提高厚度，硬度也不會再增加。

6.鉻鍍層隨著受熱溫度的提高，硬度顯著下降。三．鍍硬鉻的優(yōu)缺點

1.鍍硬鉻是比較好的一種增加表面硬度的方法，它的優(yōu)點如下：

1）.表面光潔度好，不會生銹，一點銹斑都不會有，表面比較美觀；

2）.鍍的過程中原零件變形小。

3）.如果零件尺寸不到位，可以通過加幾絲鉻來達到尺寸（這是優(yōu)點，也是個缺點，所以要鍍鉻的零件都要放余量了）。

2.鍍硬鉻的缺點如下：

1).價格高，不光鍍的費用高，而且鍍后還要再加工；

2).不適合表面比較復(fù)雜的零件，對零件表面的光潔度要求比較高；

3）.厚度太薄，一般只有0.05-0.15mm左右；

4）.電鍍硬鉻工藝會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題，鍍鉻工藝使用的鉻酸溶液，會產(chǎn)生含鉻酸霧和廢水；

5）.鍍硬鉻硬度一般為800~900HV，硬度比一些陶瓷和金屬陶瓷材料低，且硬度還會隨溫度升高而降低；鍍鉻層存在微裂紋，不可避免產(chǎn)生穿透性裂紋，導(dǎo)致腐蝕介質(zhì)從表面滲透至界面而腐蝕基體，造成鍍層表面出現(xiàn)銹斑甚至剝落；

6）.電鍍工藝沉積速度慢，鍍0.2~0.3mm厚的鍍層往往需要2~3個班的時間，也不利于厚鍍層的應(yīng)用。