【正文】
每次電鍍樣品均設(shè)定60分鐘。(6)每次電鍍完一次不同工藝條件下的樣品,用鑷子取出,用去離子水沖洗,標(biāo)號,放好,做好標(biāo)記。接下來再做表面形貌分析及SE電磁屏蔽效能的測試。圖4 電鍍實(shí)驗(yàn)裝置簡圖 Diagram of Electroplating the device其中,1為實(shí)驗(yàn)直流電源。 2為恒溫箱。 3為電鍍槽。4為陽極鎳板。5為陰極待鍍不銹鋼板。6為電鍍液。7為保溫用水。表2工藝條件 Processconditions of plating樣品編號pH值溫度(℃)電流密度(A/dm2)電鍍時間(min)145602456034560445605456064560750608556094060105060114560123560 鍍層表面形貌分析用顯微硬度計對電鍍樣品進(jìn)行逐一圖像取樣,對各組電鍍樣品的表面形貌分析如下:(1)電流密度變化對樣品鍍層的影響1——4組,PH值和溫度不變,電流密度發(fā)生變化,,,知道隨著電流密度增加,樣品的表面形貌先變致密均勻,后變粗糙,鍍層太薄,沒有完全覆蓋基體的機(jī)械打磨的痕跡。,鍍層枝狀結(jié)晶。,有發(fā)生燒焦傾向。,表面形貌比較均勻。四組變化不太明顯,說明pH值不合適,此時pH值為較大影響因素。原因:電流密度過低,陰極極化作用小,晶核的形成速度慢;電流密度過大時,陰極附近嚴(yán)重缺乏放電金屬離子,造成氫的急劇析出,形成空洞、麻點(diǎn)、疏松、燒焦等。故在允許的電流密度范圍內(nèi)提高電流密度,可以得到比較細(xì)致的鍍層。 圖5 樣品1在金相顯微鏡下的表面形貌 圖6 樣品2在金相顯微鏡下的表面形貌 Surface morphology of sample 1 Surface morphology of sample 2under metallurgical microscopy under metallurgical microscopy 圖7 樣品3在金相顯微鏡下的表面形貌 圖8 樣品4在金相顯微鏡下的表面形貌 Surface morphology of sample 3 Surface morphology of sample 4 under metallurgical microscopy under metallurgical microscopy 圖9 樣品5在金相顯微鏡下的表面形貌 圖10 樣品6在金相顯微鏡下的表面形貌 Surface morphology of sample 5 Surface morphology of sample 6under metallurgical microscopyr under metallurgical microscopy 圖11 樣品7在金相顯微鏡下的表面形貌 圖12 樣品8在金相顯微鏡下的表面形貌 Surface morphology of sample 7 Surface morphology of sample 8under metallurgical microscopy under metallurgical microscopy 圖13樣品9在金相顯微鏡下的表面形貌 圖14 樣品10在金相顯微鏡下的表面形貌 Surface morphology of sample 9 Surface morphology of sample 10 under metallurgical microscopy under metallurgical microscopy 圖15樣品11在金相顯微鏡下的表面形貌 圖16 樣品12 在金相顯微鏡下的表面形貌 Surface morphology of sample 11 Surface morphology of sample 12 under metallurgical microscopy under metallurgical microscopy (2)溫度變化對樣品鍍層的影響12,6,7,8組是保持pH值和電流密度不變,改變溫度,可知隨著溫度升高,樣品的表面形貌先變致密均勻,后越來越粗糙,在45℃附近最佳。原因:一方面,提高溫度不利于陰極的極化,使超電勢下降。另一方面,溫度的升高在一定程度上能提高電流分布和電流效率,使電流的利用率提高。相反,溫度過低,減少離子擴(kuò)散的速度,導(dǎo)致濃差升高,增大了電化學(xué)極化。(3)pH值變化對樣品鍍層的影響3和6和5組對比,保持電流密度和溫度不變,隨著pH值的升高,樣品表面形貌先變致密均勻,后變粗糙有些許針孔。原因:pH值降低,導(dǎo)致酸度增加,由此降低了主鹽的溶解度,導(dǎo)致鍍層不致密。當(dāng)PH值過高,酸度減小,主鹽水解,降低了溶液的電導(dǎo)率,在一定程度上降低了陰極極化作用,使鍍層比較粗糙。,樣品的表面形貌致密均勻。綜上,由PH值,溫度和電流密度共同影響下,從以上樣品表面形貌分析可知,可知樣品6的表面形態(tài)致密均勻,即電鍍鎳效果最好。 電磁屏蔽效能分析我們又把電鍍樣品做了電磁屏蔽效能的測試。在pH值 、溫度 50℃、電鍍時間是60 min 所制備樣品的電磁屏蔽效能測試圖如圖18所示:圖17 電磁屏蔽效能與頻率的函數(shù)關(guān)系曲線圖Fig .17 Shielding effectiveness as function of frequency of electromagnetic radiation根據(jù)中華人民共和國電子行業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn):SJ 205241995對所制備薄膜在電磁波頻率為30~1500 MHz內(nèi)進(jìn)行電磁屏蔽效能測試。研究表明鐵鎳合金薄膜在在低頻電磁波波段具有較好的電磁屏蔽效能,均為50 dB以上,尤其是在102MHz左右的電磁屏蔽效能達(dá)到最高值為70dB,均大于有效屏蔽最低值35 dB,所以是有效屏蔽。樣品的相對應(yīng)的電磁屏蔽效能特征值如下表:表3 測試頻率與對應(yīng)的屏蔽效能值 Testing frequency value and corresponding SE value測試頻率(MHz)屏蔽效能SE(dB)3050100300500100012007結(jié)論1.利用電沉積的方法制備出鐵鎳合金電磁屏蔽鍍層。2.改變陰極電流密度、pH值、溫度研究不同工藝條件對鍍層的影響,、溫度45℃、電鍍時間是60 min,此種工藝條件下,金相顯微鏡下的表面形貌最好,即鍍層最致密均勻。3.對所制備鐵鎳合金電磁屏蔽鍍層進(jìn)行電磁屏蔽效能研究,研究表明在低頻電磁波段,電鍍鐵鎳合金薄膜具有很好的電磁屏蔽效能指標(biāo)。電磁屏蔽效能均為50 dB以上,尤其是在102MHz左右的電磁屏蔽效能達(dá)到最高值為70dB。該樣品工藝條件為:PH值 、溫度 50℃、電鍍時間是60 min 。4.電鍍最佳工藝條件與電磁屏蔽效能最佳工藝條件有待于繼續(xù)研究。致 謝本文是在張?zhí)m老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。張老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。她淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時,在此次畢業(yè)設(shè)計過程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于電鍍鐵鎳和電磁輻射屏蔽防護(hù)方面的知識,實(shí)驗(yàn)技能有了很大的提高。感謝工程力學(xué)系的領(lǐng)導(dǎo)和老師對我的幫助和支持。另外,還要特別感謝學(xué)姐們實(shí)驗(yàn)操作和論文寫作的指導(dǎo),她們?yōu)槲彝瓿蛇@篇論文提供了很大的幫助。還要感謝牛皓男和郭慶同學(xué),我們一同探討實(shí)驗(yàn)設(shè)計和一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,使我得以順利完成論文。特別感謝李曉玉老師給予論文格式上的指正和修改,謝謝。最后,再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝!參考文獻(xiàn)[1] 冒心遠(yuǎn).NiFe合金鍍層的結(jié)構(gòu)表征與磁性能[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2007.[2] 葉蕓.電沉積光亮鎳鐵合金工藝及其磁性能的研究[D].成都:電子科技大學(xué),2002.[3] 劉文奎,龐東.電磁輻射的污染及防護(hù)與治理[M].北京:科學(xué)出版社,2003: 51~56,381~395 62,79~81.[4] 馮立明電鍍工藝與設(shè)備[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:2~4,17~20,37~43.[5] 方景禮.電鍍添加劑理論與應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006:74.[6] . Buchheit , . Goods, . Kotula and . Hlava.Electrodeposited 80Ni–20Fe (Permalloy) as a structural material for high aspect ratio microfabrication[D],Sandia National Laboratories,Materials and Process Sciences Center,Albuquerque,NM 87185,United States. Sandia National Laboratories,Physical and Engineering Sciences Center,Livermore,CA 94551,United States.[7] Hongqi Li and Fereshteh Ebrahimi. Synthesis and characterization of electrodeposited nanocrystalline nickel–iron alloys[D].Materials Science and Engineering Department,University of Florida, . Box 116400,Gainesville,FL 32611,USA.[8] 樊菊紅.電鍍鎳添加劑的研究[D].西安:西安理工大學(xué),2006.[9] 聶士東.低頻磁屏蔽膜的制備與性能研究[D].北京:北京工業(yè)大學(xué),.[10] 王鴻瀅.鎳/鐵基電磁波屏蔽涂層的研究[D].成都:四川大學(xué),.[11] 葛盛?。兏搽姶牌帘螐?fù)合材料[D].南京:南京理工大學(xué),.32