現(xiàn)代表面技術

1、.：.；現(xiàn)代外表技術外表工程技術是外表處置外表涂鍍層及外表改性的總稱外表工程技術是運用各種物理化學和機械工藝過程來改動基材外表的形狀化學成分組織構造或應力形狀而使其具有某種特殊性能，從而滿足特定的運用要求徐晉勇,張健全,高清.現(xiàn)代先進外表技術的開展及運用N.電子工藝技術.,外表技術的運用所包含的內容非常廣泛,可以用于耐蝕、耐磨、修復、強化、裝飾等。也可以是在光、電、磁、聲、熱、化學、生物等方面的運用。外表處置技術是用以改動資料外表特性，到達預防腐蝕目的的技術。按詳細外表技術方法分類:外表熱處置、化學熱處置、物理氣相堆積、化學氣相堆積、高能束強化、涂料與涂裝、熱噴涂與堆焊、電鍍、化學鍍、熱浸鍍、

2、轉化膜等外表工程技術的義務：提高金屬資料抵御環(huán)境作用的才干根據(jù)需求，賦予資料及其制品外表力學性能、物理功能和多種特殊功能、聲光磁電轉換及存儲記憶的功能；制造特殊新型資料及復層金屬板材。賦予金屬或非金屬制品外表光澤的顏色、圖紋、優(yōu)美外觀。實現(xiàn)特定的外表加工來制造構件、零件和元器件等。修復磨損或腐蝕損壞的零件；挽救加工超差的產(chǎn)品，實現(xiàn)再制造工程。開發(fā)新的外表工程技術，技術概念電鍍：利用電解作用，使具有導電性能的工件外表作為陰極與電解質溶液接觸，經(jīng)過外電流作用，在工件外表堆積與基體結實結合的鍍覆層。 該鍍覆層主要是各種金屬和合金?；瘜W鍍：是在無外電流經(jīng)過的情況下，利用復原劑將電解質溶液中的金屬離子化

3、學復原在呈活性催化的工件外表，堆積出與基體結實結合的鍍覆層。 工件可以是金屬也可以是非金屬。鍍覆層主要是金屬和合金。涂裝：用一定的方法將涂料涂覆于工件外表而構成涂膜的全過程。 涂料為有機混合物，可涂裝在各種金屬、陶瓷、塑料、木材、水泥、玻璃制品上。氣相堆積：在金屬或非金屬資料基體外表結實堆積同類或異類金屬或非金屬及其化合物，以改善原資料基體的物理和化學性能或獲得新資料的方法。按反響類型分為物理氣相堆積和化學氣相堆積?；瘜W轉化膜龐建超，李世杰，曹曉明.現(xiàn)代外表工程技術的開展及運用N.天津冶金-,().熱浸鍍簡稱熱鍍是一種早就普遍的用來制造金屬制品的外表處置方法，普通是將處置好的待鍍件浸入熔融的金

4、屬液體之中，基體資料與鍍層金屬發(fā)生反響進展冶金結合，從而具有特定的性能，主要是防腐蝕性能和裝飾性能.徐晉勇,張健全,高清.現(xiàn)代先進外表技術的開展及運用N.電子工藝技術.,.熱噴涂是利用一種熱源將噴涂資料加熱至熔融形狀,并經(jīng)過氣流吹動使其霧化高速放射到零件外表,以構成噴涂層的外表加工技術氣相堆積技術：氣相堆積：在金屬或非金屬資料基體外表結實堆積同類或異類金屬或非金屬及其化合物，以改善原資料基體的物理和化學性能或獲得新資料的方法。按反響類型分為物理氣相堆積和化學氣相堆積。物理氣相堆積：在真空條件下，采用物理方法，將資料源固體或液體外表氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并經(jīng)過低壓氣體(或等離子體

5、)過程，在基體外表堆積具有某種特殊功能的薄膜的技術。堆積過程的個階段：從原資料中發(fā)射出粒子；粒子運動到基材；粒子在基材上積聚、形核、長大、成膜。物理氣相堆積的分類有，真空蒸發(fā)堆積、濺射堆積、離子堆積、外延堆積、電阻蒸發(fā)堆積、外延堆積離子鍍等。特點：堆積層需求運用固態(tài)的或者熔融態(tài)的物質作為堆積過程的源物質，采用各種加熱源或濺射源使固態(tài)物量變?yōu)樵討B(tài)；源物質經(jīng)過物理過程而進入氣相，在氣相中及在基材外表不發(fā)生化學反響；需求相對較低的氣體壓力環(huán)境下堆積，堆積層質量較高；堆積層較薄，厚度范圍通常為納米或微米數(shù)量級；堆積層組織致密，與基材具有很好的結合力，不易脫離；堆積層薄，易生長出單晶、多晶、非晶、多層

6、、納米層構造的功能薄膜無有害廢氣排出，屬于無空氣污染技術基材選用范圍很廣，可以使金屬、陶瓷、玻璃或塑料等運用：高檔手表金屬外觀件的外表處置方面到達越來越為廣泛的運用化學氣相堆積CVD：在一定的真空度和溫度下，將幾種含有構成堆積膜層的資料元素的單質或化合物反響源氣體，經(jīng)過化學反響而生成固態(tài)物質并堆積在基材上的成膜方法。制膜過程：反響氣體的熱解反響氣體向基材外表分散反響氣體依靠于基材的外表在基材外表上發(fā)生化學反響在基材外表產(chǎn)生的氣相副產(chǎn)物脫離外表而分散掉或被真空泵抽掉，在基材外表堆積出固體反響產(chǎn)物薄膜。影響要素：薄膜的組成、構造與性能還會遭到 CVD 內的保送性質( 包括熱、質量及動量保送) 、氣

7、流的性質( 包括運動速度、壓力分布、氣體加熱等) 、基板種類、外表形狀、溫度分布形狀等要素的影響。特點：所構成的膜層致密且均勻, 膜層與基體的結合結實, 薄膜成分易控, 堆積速度快, 膜層質量也很穩(wěn)定,某些特殊膜層還具有優(yōu)良的光學、熱學和電學性能, 因此易于實現(xiàn)批量消費。CVD 的堆積溫度通常很高, 在 之間, 容易引起零件變形和組織上的變化, 從而降低機體資料的機械性能并減弱機體資料和鍍層間的結合力,使基片的選擇、堆積層或所得工件的質量都遭到限制。CVD安裝表示加熱方式：電加熱、高頻誘導加熱、紅外輻射加熱和激光加熱。反響物質源：氣態(tài)物質源液態(tài)物質源固態(tài)物質源化學氣相堆積技術：.金屬有機化合物

8、化學氣相堆積技術( MOCVD).等離子化學氣相堆積( PCVD). 激光化學氣相堆積( LCVD). 低壓化學氣相堆積( LPCVD). 超真空化學氣相堆積( UHVCVD). 超聲波化學氣相堆積 ( UWCVD)運用：涂層維護：用CVD 法制備的 TiN、TiC、T(i C, N) 等薄膜具有很高的硬度和耐磨性, 在刀具切削面上僅覆 m 的 TiN 膜就可以使其運用壽命提高 倍以上。. 微電子技術：在超大規(guī)模集成電路制造中, 化學氣相堆積可以用來堆積多晶硅膜、鎢膜、鋁膜、金屬硅化物、氧化硅膜以及氮化硅膜等, 這些薄膜資料可以用作柵電極、多層布線的層間絕緣膜、金屬布線、電阻以及散熱資料等。.

9、 超導技術：CVD 制備超導資料是美國無線電公司( RCA) 在 世紀 年代發(fā)明的, 用化學氣相堆積消費的 NbSn 低溫超導帶材涂層致密, 厚度較易控制, 力學性能好, 是目前燒制高場強小型磁體的最優(yōu)良資料。. 太陽能利用：目前制備多晶硅薄膜電池多采用 CVD 技術, 包括 LPCVD 和 PCVD 工藝?，F(xiàn)已試制勝利的硅、砷化鎵同質結電池以及利用族、族等半導體制成的多種異質結太陽能電池, 如SiO/Si、GaAs/GaAlAs、CdTe/CdS 等, 幾乎全制成薄膜方式, 氣相堆積是它們最主要的制備技術。刀具涂層：國際CVD開展現(xiàn)狀：CVD技術發(fā)生突變的是九十年代中期新型MT-CVD(中溫

10、化學氣相堆積)技術的出現(xiàn)。新型MT-CVD是以含C/N的有機物乙腈(CHCN)為主要反響氣體和TiCL、H、N在下產(chǎn)生分解、化學反響，生成TiCN的一種新方法，可獲得致密纖維狀結晶形狀的涂層，涂層厚度可達m。這種涂層構造具有極高的耐磨損性、抗熱震性及韌性，并可經(jīng)過HT-CVD(高溫化學氣相堆積)工藝技術在表層堆積上AlO、TiN等抗高溫氧化性能好、與被加工資料親和力小、自光滑性能好的資料。MT-CVD涂層刀片適宜于高速、高溫、大負荷、干式切削條件下運用，其壽命可比普通涂層刀片提高倍左右。從目前的開展來看，CVD工藝(包括MT-CVD)主要用于硬質合金車削類刀具的外表涂層，其涂層刀具適宜于中型、

11、重型切削的高速粗加工及半精加工，尤其是-AlO涂層是目前PVD技術所難以實現(xiàn)的，因此在干式切削加工中，CVD涂層技術仍占有極其重要的位置。刀具涂層PVD技術：目前PVD技術不僅提高了薄膜與刀具基體資料的結合強度，涂層成分也由第一代的TiN開展到了TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx等多種多元復合涂層，且由于納米級涂層的出現(xiàn)(見圖、ZX涂層，即TiN-AlN涂層)，使得PVD涂層刀具質量又有了新的突破，這種薄膜涂層不僅結合強度高、硬度接近CBN、抗氧化性能好，并可有效地控制精細刀具刃口外形及精度，在進展高精度加工時，其加工精度毫不遜色于未涂層

12、刀具。我國用于刀具涂層的PVD技術：國內勝利開發(fā)出了硬質合金TiN-TiCN-TiN多元復合涂層工藝技術，并到達了適用程度。仍以單層TiN涂層為主。我國刀具PVD涂層技術存在的主要問題：國外涂層設備的集中引進給PVD技術的后續(xù)開展呵斥了某些負面影響；與國外相比國內對新工藝的開發(fā)注重不夠；在設備的開發(fā)上缺乏一致性、合理性及協(xié)作性；涂層質量的不穩(wěn)定制約了涂層技術的推行運用；售后效力的欠缺制約了國產(chǎn)涂層設備的推行運用；國內機械加工的低程度也制約了涂層技術的迅速開展開展方向：下一步應該朝著減少有害生成物, 提高工業(yè)化消費規(guī)模的方向開展。同時, CVD 反響堆積溫度的更低溫化, 用 CVD 更準確地控制

13、資料的組成、構造、形狀與性能技術的開發(fā), 厚膜涂層技術、利用剩余應力提高資料強度的技術、大型延續(xù) CVD 薄膜及涂層制備技術、新資料的合成技術, 具有新的構造的反響器的研制, 新的涂層資料及具有新的更能的資料體系的探求等CVD方法和PVD方法的主要區(qū)別工程PVD方法CVD方法物質源生成物的蒸氣含有生成物組分的化合物蒸氣激發(fā)方式蒸發(fā)熱的耗費激發(fā)能的供應構成溫度-蒸發(fā)源-適當溫度基材-基材生長速率m/h-能夠制備的薄膜資料一切固體，鹵化物，熱穩(wěn)定的化合物除了堿金屬以及堿土金屬以外的一切金屬，氮化物、碳化物、氧化物、金屬間化合物等用途外表維護膜、光學薄膜、電子器件用膜等裝飾膜、外表維護膜、光學膜、功

14、能薄膜等二者結合：等離子體加強化學氣相堆積PECVD技術電鍍：利用電解作用，使具有導電性能的工件外表作為陰極與電解質溶液接觸，經(jīng)過外電流作用，在工件外表堆積與基體結實結合的鍍覆層。 該鍍覆層主要是各種金屬和合金。電鍍目的：提高金屬制品的耐腐蝕才干，賦予制品外表裝飾性外觀賦予制品外表某種特殊功能。如提高硬度、耐磨性、導電性、磁性、抗高溫氧化性等提供新型資料。如制備具有高強度的各種金屬基復合資料，合金、非晶態(tài)資料，納米資料等。電鍍根本原理：電鍍的根本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極，金屬板作為陽極，接通電源后，在零件外表就會堆積出金屬鍍層。電鍍根本過程表示電源：大多數(shù)電鍍設備運用電壓為-V的

15、不同功率的電源，鋁及其合金在陽極氧化時需求電壓為-的直流電源陽極：普通采用與鍍層金屬一樣的塊體金屬做可溶性陽極陰極：預處置機械處置，化學處置，電化學處置，超聲波處置電鍍掛具：主要作用是固定鍍件和傳導電流。 要求：良好的導電性和化學穩(wěn)定性；有足夠的機械強度，保證裝夾結實；裝卸方便；非任務部分絕緣處置。電鍍槽：主要工藝槽電鍍溶液：主鹽，導電鹽，絡合劑，緩沖劑，穩(wěn)定劑，陽極活化劑，添加劑，影響鍍層質量的主要要素：.鍍前處置質量.電鍍溶液的本性.基體金屬的本性.電鍍過程 電流密度、溫度和攪拌等要素的影響.析氫反響.鍍后處置單金屬電鍍：鍍鋅、鍍鎳、鍍鉻、鍍銅、鍍銀合金電鍍：電鍍銅錫合金、電鍍銅鋅合金復合

16、電鍍：是將一種或多種不溶性顆粒經(jīng)過攪拌使之均勻地懸浮于鍍液中，在電場作用下使顆粒與基體金屬共堆積而構成復合鍍層的一種堆積技術。 郁祖湛.電子電鍍與外表處置技術的研發(fā)動態(tài)N.電鍍與精飾.，； 印制電子技術與宏電子產(chǎn)業(yè)印制電子技術不斷提高，將推進宏電子產(chǎn)業(yè)的快速開展。我國在近半年內，進展了兩次關于印制電子技術的研討會。 年 月 日在珠海度假村酒店舉行印制電子技術論壇暨印制電子省部級產(chǎn)學研聯(lián)盟成立大會。 年 月 日上海國際展覽中心舉行印制電子新技術研討會( 第二次) 。 年 月在復旦大學正式成立了復旦大學-安捷利全印制電子研發(fā)中心，從事全印制技術的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化研討。英國 Conductive Ink

17、jet Technology 公司在珠海會議上展現(xiàn)了他們的產(chǎn)品，并且曾經(jīng)有催化劑、墨水及加工設備銷售。在 PET 薄膜上用柔性印刷技術制造電子標簽。要步驟是，利用絲網(wǎng)印刷，在 PET 薄膜上印制含鈀催化層的圖形，而后進展化學鍍銅，整個過程是在卷到卷自動機上完成。圖 為該公司展現(xiàn)的卷到卷消費流程中的一個環(huán)節(jié)。圖 卷到卷消費流程的一個環(huán)節(jié)照片 印制板噴墨打印新工藝德國紐倫堡運用科技大學 W Jillek 教授最近傳給復旦大學楊振國教授 幅照片( 見圖 ) ，是在塑料基材上用碳納米管做漿料制造的印制板( PCB) ，線寬 m，噴制 層。圖 以碳納米管為漿料噴墨打印的 PCB 板照片我國的電子工業(yè)在制

18、造 PCB 板時，原來是用銀漿料，現(xiàn)正努力開發(fā)銅納米漿料，難度很大。而德國紐倫堡運用科技大學用碳納米控制造本錢大幅下降，更具有適用價值。三維模塑互連器件或電子組件D-MID是 Three-dimensional moulded interconnect device orelectronic assemblies 的縮寫)D-MID 的加工工藝主要有三種方法，雙組分注射成型法、熱沖模壓法和激光直接成型法( LDS) 。，LDS 是一種加工的 D-MID 新興工藝。LDS 技術用于 D-MID 制造是近年來德國 LPKF 公司發(fā)明并在全球迅速開展的一門新興技術。其產(chǎn)品在電氣性能、構造和抗氧化性能

19、有突出的優(yōu)點。 印制線路板化學鍍錫厚度適宜的化學鍍錫層，運用于 PCB 板行業(yè)，徹底排除 Pb 的污染。實驗鍍層 為 m，能經(jīng)受 老化 h 或 次重熔的考核實驗，在 相對濕度 % 條件下受潮實驗 d，可焊性良好。該化學鍍錫液工藝簡單，鍍液穩(wěn)定，加工周期短，操作方便，在 PCB 板行業(yè)中有寬廣的運用前景。 真空鍍與電鍍、有機涂層相結合技術) 屏蔽布，在滌綸布上真空濺射鍍鎳 + 電鍍銅。) 鋅鎂合金鍍層鋼板，在鋼板上電鍍 Zn + 真空鍍鎂 + 高溫退火，可提高耐蝕性 倍。) 濺射電鍍型二層撓性覆銅板 -FCL。) 鋁輪轂有機膜層 + 真空鍍鋁 + 有機維護層。 電堆積納米超疏水鎳薄膜資料由上海交

20、通大學資料學院李明教授課題組開發(fā)的電堆積方法制備微納米分級構造超疏水鎳薄膜，獲得很大進展，在不同電流密度和時間下電堆積鎳薄膜的掃描電鏡照片見圖 。圖 電堆積鎳薄膜的掃描電鏡照片四種不同外表的潤濕性表示圖。從圖 可以看出電堆積方法制備微納米分級構造超疏水鎳薄膜外表與液滴的接能面積最小。圖 不同外表的潤濕性表示圖 電鍍技術研發(fā)中的新熱點) 離子液體中電堆積。上海交通大學郭興伍教授課題組發(fā)表的指出此體系不吸水，很有開展前景，哈爾濱工業(yè)大學安茂忠課題組也有多篇有關論文發(fā)表) 硅烷復合稀土轉化膜技術。其維護特性很好，只是有機硅膜的穩(wěn)定性有待進一步提高開展前景思索：電鍍技術的優(yōu)勢是對環(huán)境有一定污染，但有能

21、夠控制。制約電鍍行業(yè)的開展是污染問題，電鍍屬高污染行業(yè)，環(huán)保問題關系到行業(yè)開展和生存的最重要的問題。因此，也是電鍍行業(yè)必需求仔細面對和處理的問題如何攻克環(huán)保關，需做好以下四方面任務:) 研發(fā)、推行更多技術先進、環(huán)境友好型工藝，實施清潔消費，從源頭上減少污染。) 研發(fā)、推行真正在技術、經(jīng)濟上可行的三廢治理技術。) 要對電鍍行業(yè)污染進展科學分析，包括重金屬排放規(guī)范科學確定，有氰工藝的科學評價，COD測定方法的重新審定等。) 在技術層面上提供了有效途徑后，加強執(zhí)法，使違法本錢不致太低。龐建超，李世杰，曹曉明.現(xiàn)代外表工程技術的開展及運用N.天津冶金-,().熱浸鍍簡稱熱鍍是一種早就普遍的用來制造金屬制品的外表處置方法，普通是將處置好的待鍍件浸入熔融的金屬液體之中，基體資料與鍍層金屬發(fā)生反響進展冶金結合，從而具有特定的性能，主要是防腐蝕性能和