CN112760698A - 一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置 - Google Patents

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王剑
邹睿卿
唐健斌
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Abstract

本发明涉及一种电沉积装置，尤其涉及一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置，其包括送料系统、间距调节系统、电沉积槽系统和阴极系统，其特征在于：送料系统由滚轮夹具、阳极和固定模块组成；间距调节系统由横向度量尺和可视化移动模块组成；电沉积槽系统由电沉积槽、电沉积槽柱、红外发射器和红外接收器组成；阴极系统由避震器、线性马达、固定夹具和阴极组成。本发明设计的消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置不仅能及时清除阴极表面的气泡以提高电沉积效率和电沉积涂层质量，而且可实现阴阳极间距实时可调以获得具有特殊要求的结构梯度涂层，同时可对消耗的阳极进行实时补充以保障稳定的阴阳极面积比和稳定的电沉积溶液离子浓度。

Description

一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置
技术领域
本发明涉及一种电沉积装置，尤其涉及一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置，属于材料表面处理技术领域。
背景技术
电沉积的本质是阴极工件通过电沉积作用在其表面生成一层具体特定形貌的金属膜，赋予阴极工件本身所不具备的一些功能或物理化学特性，因此应用范围较为广泛。但是，在电沉积的实际生产中，依然存在诸多技术难题亟待解决：阴极工件表面气泡的覆盖降低了电沉积效率、固定的阴阳极间距导致电沉积过程的灵活性受限、阳极消耗却得不到及时补充、电沉积液浓度平衡被破坏。
电沉积过程中，阴极工件表面会被大量气泡覆盖，气泡的存在严重降低了阴极板的有效电沉积面积，导致电沉积效率低下，从而影响电沉积效果。因此，及时清除阴极板表面的气泡是提高电沉积效率和提高工件电沉积涂层质量的重要途经。
电沉积过程中，阴阳极间距大则工件电沉积涂层稀疏，阴阳极间距小则工件电沉积涂层致密；具有特殊要求的梯度涂层需要阴阳极间距实时可调以达到不同时间不同厚度的电沉积涂层具有不同的致密特征，因此，在电沉积过程中，阴阳极间距实时可调非常重要。
电沉积过程中，阳极实时消耗，若阳极得不到实时补充，则阴阳极面积比发生变化，且电沉积溶液中的金属离子浓度平衡被打破，大大降低电沉积效率的同时也破坏了电沉积层的质量效果，故在电沉积过程中对阳极材料进行实时补充非常重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置，这种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置不仅能及时清除阴极表面的气泡以提高电沉积效率和电沉积涂层质量，而且可实现阴阳极间距实时可调以获得具有特殊要求的梯度涂层，同时可对消耗的阳极进行实时补充以保障稳定的阴阳极面积比和稳定的电沉积溶液离子浓度。
本发明的技术解决方案如下。
一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置，包括送料系统、间距调节系统、电沉积槽系统和阴极系统，其特征在于：送料系统由滚轮夹具、阳极和固定模块组成；间距调节系统由横向度量尺和可视化移动模块组成；电沉积槽系统由电沉积槽、电沉积槽柱、红外发射器和红外接收器组成；阴极系统由避震器、线性马达、固定夹具和阴极组成。
一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置的运行由送料系统、间距调节系统、电沉积槽系统和阴极系统相互协调配合实现。红外接收器接收到由红外发射器所发射的红外信号后，阳极会在滚轮夹具的滚动作用下不断深入电沉积槽中，直至红外接收器无法接收到由红外发射器所发射的红外信号为止；线性马达通过震动实时去除阴极表面的气泡，可视化移动模块在横向度量尺上左右移动可实时调节阴阳极之间的距离，避震器用以抵消线性马达的震动以保护可视化移动模块。
所述送料系统中，阳极由滚轮夹具夹持滚动，固定模块将滚轮夹具固定于横向度量尺的一端。
所述间距调节系统中，横向度量尺固定于电沉积槽柱正上方且平行于水平面，可视化移动模块在横向度量尺上左右移动。
所述电沉积槽系统中，电沉积槽柱位于电沉积槽内中部且垂直固定于电沉积槽内底部，红外发射器固定于近阳极的电沉积槽槽壁中，红外接收器固定于电沉积槽柱中且与红外发射器处于同一水平面。
所述阴极系统中，避震器、线性马达、固定夹具和阴极的重心均处于同一垂线，避震器上端与可视化移动模块底部螺纹连接，避震器下端与线性马达上端螺纹连接，线性马达下端与固定夹具上端螺纹连接，线性马达震动方向为上下震动，固定夹具夹持阴极。
本发明的有益效果在于：（1）及时清除阴极表面的气泡和杂质并实现了阴极的上下震动脉冲沉积，提升了阴极表面的有效面积、电沉积效率和电沉积涂层质量。线性马达在上下线性震动时，带动位于其下方的阴极上下线性震动，阴极上下线性震动使得阴极表面的气泡和杂质及时被清除；同时，阴极上下线性震动实现了阴极的上下震动脉冲，促使阴极表面的电沉积粒子上下微震实现致密化填充。（2）阴阳极间距实时可调可实现逐步疏松、逐步致密、时疏时密的梯度涂层可调可控沉积。（3）对消耗的阳极进行实时补充可保障稳定的阴阳极面积比和稳定的电沉积溶液离子浓度，实现了阴极均布的电流密度和瞬时同层同质的涂层质量，同时，滚轮夹具输送阳极时在阳极表面滚动形成凹凸状，在不改变阳极长宽尺寸的同时大幅提升了阳极的面积。（4）送料系统、间距调节系统、电沉积槽系统和阴极系统的协同联动可实现稳定制备各种具有特殊要求的可调可控结构梯度涂层。
附图说明
图1为具体实施方式中所述的一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置，包括送料系统、间距调节系统、电沉积槽系统和阴极系统。送料系统由滚轮夹具、阳极和固定模块组成；间距调节系统由横向度量尺和可视化移动模块组成；电沉积槽系统由电沉积槽、电沉积槽柱、红外发射器和红外接收器组成；阴极系统由避震器、线性马达、固定夹具和阴极组成。
如图1所示的一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置的运行实施由送料系统、间距调节系统、电沉积槽系统和阴极系统相互协调配合实现。红外接收器接收到由红外发射器所发射的红外信号后，阳极会在滚轮夹具的滚动作用下不断深入电沉积槽中，直至红外接收器无法接收到由红外发射器所发射的红外信号为止；线性马达通过震动实时去除阴极表面的气泡，可视化移动模块在横向度量尺上左右移动可实时调节阴阳极之间的距离，避震器用以抵消线性马达的震动以保护可视化移动模块。
在送料系统中，阳极由滚轮夹具夹持滚动并以垂直于电沉积槽槽底的方向移动，固定模块将滚轮夹具固定于横向度量尺的一端。
在间距调节系统中，横向度量尺固定于电沉积槽柱正上方且平行于水平面，可视化移动模块在横向度量尺上左右移动，其中横向度量尺的单元刻度为毫米，借助横向度量尺的镂空区域与横向度量尺的刻度，可实时观察可视化移动模块与固定模块之间的距离。
在电沉积槽系统中，电沉积槽柱位于电沉积槽内中部且垂直固定于电沉积槽内底部，红外发射器固定于近阳极的电沉积槽槽壁中，红外接收器固定于电沉积槽柱中且与红外发射器处于同一水平面。
在阴极系统中，避震器、线性马达、固定夹具和阴极的重心均处于同一垂线，避震器上端与可视化移动模块底部螺纹连接，避震器下端与线性马达上端螺纹连接，线性马达下端与固定夹具上端螺纹连接，线性马达震动方向为上下震动，固定夹具夹持阴极。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置，包括送料系统、间距调节系统、电沉积槽系统和阴极系统，其特征在于：送料系统由滚轮夹具、阳极和固定模块组成；间距调节系统由横向度量尺和可视化移动模块组成；电沉积槽系统由电沉积槽、电沉积槽柱、红外发射器和红外接收器组成；阴极系统由避震器、线性马达、固定夹具和阴极组成。
2.根据权利要求1所述的一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置，其特征在于：阳极由滚轮夹具夹持滚动，固定模块将滚轮夹具固定于横向度量尺的一端。
3.根据权利要求1所述的一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置，其特征在于：横向度量尺固定于电沉积槽柱正上方且平行于水平面，可视化移动模块在横向度量尺上左右移动。
4.根据权利要求1所述的一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置，其特征在于：电沉积槽柱位于电沉积槽内中部且垂直固定于电沉积槽内底部，红外发射器固定于近阳极的电沉积槽槽壁中，红外接收器固定于电沉积槽柱中且与红外发射器处于同一水平面。
5.根据权利要求1所述的一种消泡、调距和实时送料的电沉积革新装置，其特征在于：避震器、线性马达、固定夹具和阴极的重心均处于同一垂线，避震器上端与可视化移动模块底部螺纹连接，避震器下端与线性马达上端螺纹连接，线性马达下端与固定夹具上端螺纹连接，线性马达震动方向为上下震动，固定夹具夹持阴极。
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