CN113564650A - 一种电沉积方法和电沉积装置 - Google Patents
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Abstract
一种电沉积方法,包括如下步骤:S1:在液槽中加入密度比电铸液低且不导电的保护液,使阴极基底浸没于保护液中;S2:将用于喷出电铸液的喷嘴的出口朝上,并将喷嘴的出口置于阴极基底底面下方,并保证喷嘴出口喷出的电铸液与阴极基底底面接触;S3:将阳极与喷嘴内的电铸液电连接,阳极和阴极基底分别与电源的正极和负极相连,然后通电;S4:电铸液通过喷嘴持续流出到阴极基底底面上,此过程中,喷嘴与阴极基底根据所需要沉积的形状在三维空间中相对移动,直至沉积出所需要的形状后,结束电沉积。本发明还包括一种点沉积装置。本发明操作简单,定域性好,定位精度高,能有效防止电铸液在阴极基底杂散沉的电沉积方法。
Description
技术领域
本发明涉及三维电沉积技术领域,更具体地,涉及一种电沉积方法和电沉积装置。
背景技术
在科学技术和制造技术发展的今天,越来越多的微细结构出现在工业应用中,微细加工的研究得到了广泛的重视。电沉积技术是金属电解冶炼、电镀过程的基础,在传统的装饰、耐磨、减摩、防腐蚀和表面改性、电性能镀层、光学性能镀层新材料的开发等方面成为了非常重要的现代加工技术。相比于其他金属增材制造技术,不需要后续退火和均匀化热处理,没有残余应力。可以加工出复杂形貌的金属部件。
公开号为CN111591953A的中国专利文献,公开了一种针状微电极及其制备方法,该发明以钨丝、铜丝或钼丝为原材料,采用电解技术制备出针状电极。随后,依次在针状电极表面覆上铂-铝-金-铂-铝层。通过对铝层进行不同的阳极氧化处理,得到致密氧化铝结构或多孔氧化铝夹心结构。两种微观结构不同的氧化铝将针状微电极内部绝缘隔离成辅助电极层和针状电极。内部多孔氧化铝结构还为微细电化学加工提供了溶液流道。
但上述方案中,针状微电极的制备方法复杂,制造成本高,加工分辨率比较低,是喷嘴直径的数倍,而且加工时电铸液容易在阴极基底杂散沉积,不适用于对于精度要求非常高的微细加工。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术加工精度低的不足,提供一种操作简单,定域性好,定位精度高,能有效防止电铸液在阴极基底杂散沉的电沉积方法。
本发明的目的可采用以下技术方案来达到:
一种电沉积方法,包括如下步骤:
S1:在液槽中加入保护液,使阴极基底浸没于所述保护液中,所述保护液不导电、难挥发、不溶于电铸液、不与阴极基底反应、且密度比电铸液小;所述保护液可以为苯、正戊烷、丁醇等均不影响本方案的实现,只要满足不导电、难挥发、不溶于所述电铸液、不与阴极基底反应、且密度比所述电铸液小的条件,均可以作为保护液。所述电铸液根据所要沉积金属选择,如沉积铜的时候电铸液可以为硫酸铜溶液,沉积锌时电铸液可以是硫酸锌,沉积镍时电铸液可以是氨基磺酸镍或硫酸镍等等。所述液槽材料为耐腐蚀的绝缘材料。所述阴极基底为导电材料,所述阴极基底既可以是与所要沉积的金属材料相同,也可以不相同甚至是石墨等非金属导电材料等,均不影响本方案的实现。
S2:将用于喷出所述电铸液的喷嘴的出口朝上,并将所述喷嘴的出口置于所述阴极基底底面下方,并保证所述喷嘴出口喷出的电铸液与阴极基底底面接触;由于所述电铸液的密度比所述保护液大且不溶于所述保护液,在重力的作用下,所述电铸液会沉积到所述保护液之下,积聚在所述液槽内底部中形成电铸液层,所述电铸液与所述保护液之间形成分液面。所述喷嘴尽可能靠近所述阴极基底但不直接接触,所述喷嘴将所述电铸液喷出到阴极基底上,若电铸液不能及时流下,在界面张力的作用下,所述电铸液会积聚在喷嘴出口与阴极基底之间,会使得电沉积的宽度大于喷嘴的直径导致加工精度下降。为此,要及时引出喷嘴喷出的电铸液,让喷嘴喷出的电铸液沿着喷嘴外壁引流而下,使得喷嘴流出的电铸液与液槽内底部的电铸液之间形成一个稳定的流道,这样,电铸液便被约束在喷嘴处,不会向四周扩散,进行电沉积时,就形成了良好的定域性。此外,流道的形成与所述喷嘴流出的电铸液的流量、沉积位置与分液面的距离等的因素有关,如当进行精细加工,喷嘴流出的电铸液流量不大,为了流道能够连续而稳定,所述喷嘴的出口距离所述电铸液与保护液的分液面的距离不可太远,所述保护液的粘度也不能太大。所述喷嘴可以从所述液槽的底面穿过靠近所述阴极基底的底面,也可以从所述液槽顶面开口进入到所述阴极基底的侧面,再靠近所述阴极基底的底面,此时阴极基底的底面需要与液槽底面之间需要间隔一定距离放置喷嘴。
S3:将阳极与所述喷嘴内的电铸液电连接,所述阳极和阴极基底分别与电源的正极和负极相连,然后通电;所述阳极使用的材料可以是与需要沉积的金属相同或更不活泼的金属,避免所述阳极被所述电铸液腐蚀。
S4:所述电铸液通过所述喷嘴持续流出到所述阴极基底底面上,此过程中,所述喷嘴与所述阴极基底根据所需要沉积的形状在三维空间中相对移动,直至沉积出所需要的形状后,结束电沉积。所述喷嘴与阴极基底固定在电沉积装置的运动机构上,由运动机构驱动所述喷嘴与所述阴极基底相对移动。
进一步的,所述步骤S1中,先在所述液槽中加入电铸液后再加入保护液,且所述阴极基底设于距离所述电铸液与保护液的分液面4-6mm处;所述步骤S2中,将所述喷嘴出口设于距离所述阴极基底底面10-100μm处。
由于所述电铸液的密度大,而所述保护液的密度小且两者不相容,静置后两者分层形成分液面,下层是所述电铸液,上层是所述保护液,所述阴极基底位于上层的保护液中。本发明虽然也能用于其他尺寸的加工,但是对加工精度要求更高的微细加工更有优势。进行微细加工时,喷嘴流出的电铸液流量极小,所述阴极基底以及喷嘴出口距离所述分液面很近,有助于喷嘴流出的电铸液形成稳定的流道。所述喷嘴出口与所述阴极基底距离为10-100μm,保证所述喷嘴不直接与所述阴极基底接触,但是喷嘴流出的电铸液又能在表面作用与阴极基底接触形成导电通路。先在所述液槽中加入电铸液,能够抬高分液面在所述液槽中的高度,当喷嘴从液槽底部穿过进入液槽底部时,能有足够的空间做好密封措施,当喷嘴从所述液槽的上方、所述阴极基底的侧面进到所述阴极基底的底部时,有做的空间允许弯勾形的喷嘴放置。当用于别的加工尺寸的时候,可根据实际需求对所述阴极基底和分液面的距离、以及所述喷嘴出口与阴极基底的距离进行调整。
进一步的,所述步骤S1之前,还包括如下步骤:
先去除阴极基底表面的氧化物和油脂。这样,能够提高所述阴极基底的导电性,避免表面污染物造成加工精度的下降。
进一步的,所述步骤S4还包括如下步骤:
定期排放液槽内的电铸液,使得阴极基底与所述的分液面的距离维持在4-6mm。微细加工的电铸液流量很小,若所述阴极基底距离所述电铸液与保护液的分液面距离过大,不利于形成稳定的流道;若距离过小容易使的所述阴极基底浸入到所述液槽里面的电铸液中。所述液槽上设有用于调整所述液槽内电铸液高度的出液管,所述出液管上设有控制开关,由于微细加工中所述喷嘴流出的电铸液的量很少,液槽中所述电铸液与保护液的分液面上升的速度很慢,只要定期通过出液管排出或用针管吸出电铸液,便可保持分液面与所述阴极基底之间的距离在5mm左右。
进一步的,所述喷嘴的内径为10-200μm,外径为300-400μm,所述喷嘴电铸液的流速为1-10ml/h。所述喷嘴的内径和所述电铸液的流速一定的情况下,便可以控制所述电铸液的流量。通过测量液槽的底面积以及计算电铸液的流量,便可知道液槽里分液面的上升速度,及时排出液槽里面多余的电铸液,避免所述阴极基底浸入到液槽底面的电铸液中。同时,适合的流速和流量有助于电铸液形成稳定的流道。沉积时,电铸液沿喷嘴外壁流下,沉积痕迹的宽度由喷嘴的外径决定,在保证喷嘴结构强度的情况下,要提高加工精度,就要使得喷嘴的外径尽可能的小。
进一步的,所述喷嘴相对所述阴极基底在X轴和Y轴方向上的移动速度范围为5-500μm/s,在Z轴方向上,每在所述阴极基底上沉积一层金属后,所述喷嘴与所述阴极基底的距离增大0.5-3μm。根据所需要的加工精度、形状尺寸以及金属沉积的速度,选择不同的移动速度。电沉积时,先是所述喷嘴相对所述阴极基底在X轴和Y轴方向上的移动沉积出所要的底面截面形状,然后所述喷嘴相对所述阴极基底在Z轴方向上相互远离一定的距离后,在原来沉积的基础上再继续沉积出该高度的横截面形状。即,电沉积过程中是一层一层地沉积的,直至叠加出所需要的形状。每完成一层的沉积,所述喷嘴与所述阴极基底之间的距离的增大,跟每一层电沉积的厚度相匹配,每次电沉积的厚度和沉积速度,与所述喷嘴的停留时间、沉积处的电流密度等的因素有关,所述电流密度受到电流和横截面积等的影响。
进一步的,所述阳极的引电尖端与所述喷嘴出口处的距离不大于5mm。所述阳极靠近所述喷嘴出口处能够在满足电流条件的情况下减小电压。
进一步的,所述阴极基底的材料与所需要沉积的金属相同。
进一步的,电沉积过程中沉积处的电流密度为10-100A/dm2。
一种电沉积装置,包括机架以及设于所述机架上的用于装所述保护液和电铸液的液槽、把阴极基底固定在所述液槽内保护液中的阴极基底夹具、能喷出电铸液的喷嘴、使所述阴极基底夹具和喷嘴相对运动的运动装置、阳极以及电源,所述喷嘴与提供电铸液的供液装置连通,所述阳极与所述喷嘴内的电铸液电连接,所述电源的正极和负极分别于所述阳极和阴极基底电连接。
进一步的,所述阴极基底夹具包括夹具底座、以及用于夹持所述阴极基底的夹具工装,所述夹具工装通过螺栓固定在所述夹具底座上。所述夹具底座固定在电沉积装置的支撑台上,所述夹具工装包括两个夹具,所述夹具夹持住所述阴极基底的连两端,所述夹具均通过所述螺栓固定在夹具底座上,并且通过调节螺栓的松紧使得所述阴极基底处于水平位置上,避免所述阴极基底倾斜导致所述喷嘴喷出的电铸液和保护液之间的分液面不水平,影响加工精度。所述夹具还可以是其他夹持方式如弹簧夹片等,均不影响本方案的实现。所述阴极基底夹具由耐腐蚀的绝缘材料制成。
进一步的,所述夹具底座上设有螺管以及与所述螺管配合的导电螺栓,所述导电螺栓的头部抵接在所述阴极基底上,所述导电螺栓的螺纹部与所述螺管配合,所述夹具底座上设有台阶孔,所述导电螺栓穿过所述台阶孔把所述夹具底座固定在所述螺管底部上,所述导电螺栓通过导线与电源的负极相连。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
通过在液槽添加一层低密度保护液并把喷嘴倒置,电沉积后多余电铸液和低密度液体不互溶,由于重力作用和界面张力的作用,会和液槽内下方电铸液产生稳定流道,不会在阴极金属基底上杂散沉积,提高了电沉积的定域性,大大提升电沉积的定位精度。并且本方法操作简单,使用成本低。
附图说明
图1为本发明电沉积装置的结构示意图。
图2为本发明电沉积装置阴极基底固定方式示意图。
图3为本发明喷嘴的工作示意图。
图示标记说明如下:
1-液槽,2-保护液,3-电铸液,4-阴极基底,5-喷嘴,6-阳极,7-电源,8-阴极基底夹具,81-夹具底座,82-夹具工装,83-螺栓,84-台阶孔,9-螺管,91-螺管孔,10-导电螺栓,11-分液面,12-机架,13-运动装置,14-出液管,15-供液导管,16-三通接头。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
如图1至图3所示,一种电沉积方法,包括如下步骤:
S0:先去除阴极基底4表面的氧化物和油脂。这样,能够提高所述阴极基底4的导电性,使得金属离子更容易沉积在所述阴极基底4上,避免表面污染物造成加工精度的下降。
S1:在液槽1中依次加入电铸液3和保护液2,使得阴极基底4浸没于所述保护液2中,将所述阴极基底4设于离所述电铸液3与保护液2的分液面11距离5mm处;所述保护液2不导电、难挥发、不溶于所述电铸液3、不与阴极基底4反应、且密度比所述电铸液3小;所述电铸液3为硫酸铜溶液,所述保护液2为苯,所述阴极基底4为铜片。由于所述电铸液3的密度大,而所述保护液2的密度小且两者不相溶,静置后两者分层,下层是所述电铸液3,上层是所述保护液2,所述阴极基底4位于上层的保护液2中,并离所述电铸液3和保护液2的分液面11有一定的距离。所述硫酸铜溶液的浓度为1mol/L。
S2:将喷嘴5的出口朝上,并将所述喷嘴5的出口置于所述阴极基底4底面下方,所述喷嘴5出口设于距离所述阴极基底4底面50μm处。保证所述喷嘴5不直接与所述阴极基底4接触,但是喷嘴5流出的电铸液3又能在表面作用下阴极基底4接触形成导电通路。由于所述电铸液3的密度比所述保护液2大且不溶于所述保护液2,在重力的作用下,所述电铸液3会沉积到所述保护液2之下的电铸液3层中。所述喷嘴5尽可能靠近所述阴极基底4但不直接接触,所述喷嘴5将所述电铸液3喷出到阴极基底4上,若电铸液3不能及时流下,在界面张力的作用下,所述电铸液3会积聚在喷嘴5出口与阴极基底4之间,会使得电沉积的宽度大于喷嘴5的直径导致加工精度下降。为此,要及时引出喷嘴5喷出的电铸液3,让喷嘴5喷出的电铸液3沿着喷嘴5的外壁引流而下,使得喷嘴5流出的电铸液3与液槽1中的电铸液3之间形成一个稳定的流道,这样,电铸液3便被约束在喷嘴5处,不会向四周扩散,进行电沉积时,就形成了良好的定域性。此外,由于进行精细加工,喷嘴5流出的电铸液3流量不大,为了流道能够连续而稳定,所述喷嘴5的出口距离所述电铸液3与保护液2的分液面11的距离不可太远。所述液槽1内电镀液3的量也不能太少,否则所述分液面11距离所述液槽1内底面的高度太低导致所述阴极基底4距离所述液槽1的内底面过近的话,所述喷嘴5的出口无法靠近所述阴极基底4的底面。若所述阴极基底4距离所述液槽1内底部距离过近,当所述喷嘴5从所述液槽1底面穿过靠近阴极基底4的底面时,难以保证液槽1底部的密封性。
S3:将阳极6与所述喷嘴5内的电铸液3电连接,所述阳极6和阴极基底4分别与电源7的正极和负极相连,然后通电;所述阳极6使用的材料也为铜。
S4:所述电铸液3通过所述喷嘴5持续流出到所述阴极基底4底面上,此过程中,所述喷嘴5与所述阴极基底4根据所需要沉积的形状在三维空间中相对移动,如图1所示X轴、Y轴和Z轴方向,所述喷嘴5相对所述阴极基底4在X轴和Y轴方向上的移动速度为300μm/s,在Z轴方向上,每在所述阴极基底上沉积一层金属后,所述喷嘴与所述阴极基底的距离增大2μm。
同时,定期排放液槽1内的电铸液3,使得阴极基底4与所述分液面11的距离维持在4-6mm。这是因为微细加工的电铸液3流量很小,若所述阴极基底4距离所述电铸液3与保护液2的分液面11距离过大,不利于形成稳定的流道;若距离过小容易使的所述阴极基底4浸入到所述液槽1里面的电铸液3中。电沉积过程中沉积处的电流密度为30A/dm2,且为了保证沉积的均一性电流要为恒流保证沉积处电流密度的稳定。直至沉积出所需要的形状后,结束电沉积。所述阴极基底4固定在电沉积装置的运动装置13上,由运动装置13驱动所述阴极基底4移动。此时,电沉积稳定,符合法拉第定律,能够保证长时间加工时,沉积物与喷嘴之间的间隙稳定,沉积物的颗粒大小均匀,一致性好。
所述阳极6与电源7的正极相连,所述阳极6插入到所述三通接头16内,且所述阳极6的引电尖端与所述喷嘴5的出口处的距离不大于5mm,所述阳极6靠近所述喷嘴5出口处能够在满足电流条件的情况下减小电压。
所述喷嘴5的内径为200μm,外径为400μm,所述喷嘴5流出的电铸液3的流速为10ml/h。此时,更易形成流道,形成的流道更稳定,加工后定域性好。
实施例2
本实施例与实施例1类似,所不同之处在于,本实施例中,所述保护液为正戊烷,所述电铸液为浓度0.8mol/L的硫酸铜溶液。所述喷嘴5出口设于距离所述阴极基底4底面10μm处所述喷嘴5相对所述阴极基底4在X轴和Y轴方向上的移动速度为5μm/s,在Z轴方向上,每在所述阴极基底上沉积一层金属后,所述喷嘴与所述阴极基底的距离增大0.5μm。电沉积过程中沉积处的电流密度为40A/dm2。
实施例3
本实施例与实施例1类似,所不同之处在于,本实施例中,所述保护液2为丁醇,所述电铸3液为硫酸锌溶液,所述阴极基底4的材料为锌。
所述喷嘴5出口设于距离所述阴极基底4底面100μm处所述喷嘴5相对所述阴极基底4在X轴和Y轴方向上的移动速度为500μm/s,在Z轴方向上,每在所述阴极基底上沉积一层金属后,所述喷嘴与所述阴极基底的距离增大3μm。电沉积过程中沉积处的电流密度为100A/dm2。
实施例4
本实施例与实施例1类似,所不同之处在于,本实施例中,所述电铸3液为氨基磺酸镍溶液,所述阴极基底4的材料为镍。所述喷嘴5的内径为10μm,外径为300μm,所述喷嘴5流出的电铸液3的流速为1ml/h。对于精度要求更加工可以缩小喷嘴5的结构尺寸降低电铸液3的流速,减低加工速度换取更高的精度。电沉积过程中沉积处的电流密度为10A/dm2。
实施例5
本实施例与实施例4类似,所不同之处在于,本实施例中,所述电铸3液为硫酸镍溶液。所述喷嘴5的内径为100μm,外径为350μm,所述喷嘴5流出的电铸液3的流速为5ml/h。对于需要加工的形状尺寸不同的情况,可以使用相应口径的喷嘴。电沉积过程中沉积处的电流密度为50A/dm2。
实施例6
一种电沉积装置,包括机架12,喷嘴5,固定在机架12上的液槽1,用于使阴极基底4水平固定在保护液2中的阴极基底夹具8,与所述喷嘴5和阴极基底4连通的电源7,用于调控喷嘴5和阴极基底4相对位置的运动装置13,以及用于给所述喷嘴5提供电铸液3的供液装置。所述运动装置13固定在所述机架12上,所述喷嘴5固定在所述运动装置13上由所述运动装置13控制喷嘴5的位置。所述阴极基底夹具8包括夹具底座81、用于夹持所述阴极基底4的夹具工装82,所述夹具工装82通过螺栓83固定在所述夹具底座81上。所述运动装置13上设有螺管9以及与所述螺管9配合的导电螺栓10,所述导电螺栓10通过导线与电源7的负极相连,所述导电螺栓10的头部抵接在所述阴极基底4上,所述导电螺栓10的螺纹部与所述螺管9配合,所述夹具底座81上设有台阶孔84,所述导电螺栓10穿过所述台阶孔84把所述夹具底座81固定在所述螺管9底部上。所述螺管9的侧壁上设有用于给导线通过的螺管孔91。
所述液槽1底部设有用于调整所述液槽1内电铸液3高度的出液管14,所述出液管14上设有控制开关,由于微细加工中所述喷嘴5流出的电铸液3的量很少,液槽1中所述电铸液3与保护液2的分液面11上升的速度很慢,只要定期通过出液管14排出或用针管吸出电铸液3,便可保持分液面11与所述阴极基底4之间的距离在4-6mm之内。
所述供液装置与所述喷嘴5之间设有供液导管15,所述供液导管15上设有三通接头16,所述三通接头16一端与喷嘴5相连通,一端与供液装置相连通,还有一端设有阳极6,并且三通接头16与其他部分的连接处均采用密封连接。所述液槽1的材质为玻璃,所述喷嘴5的材质为陶瓷。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电沉积方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:在液槽(1)中加入密度比电铸液低且不导电的保护液(2),使阴极基底(4)浸没于所述保护液(2)中;
S2:将用于喷出所述电铸液(3)的喷嘴(5)的出口朝上,并将所述喷嘴(5)的出口置于所述阴极基底(4)底面下方,并保证所述喷嘴(5)出口喷出的电铸液(3)与阴极基底(4)底面接触;
S3:将阳极(6)与所述喷嘴(5)内的电铸液(3)电连接,所述阳极(6)和阴极基底(4)分别与电源(7)的正极和负极相连,然后通电;
S4:所述电铸液(3)通过所述喷嘴(5)持续流出到所述阴极基底(4)底面上,此过程中,所述喷嘴(5)与所述阴极基底(4)根据所需要沉积的形状在三维空间中相对移动,直至沉积出所需要的形状后,结束电沉积。
2.根据权利要求1所述的电沉积方法,其特征在于:
所述步骤S1中,先在所述液槽(1)中加入电铸液(3)后再加入保护液(2),且所述阴极基底(4)设于距离所述电铸液(3)与保护液(2)的分液面(11)4-6mm处;所述步骤S2中,将所述喷嘴(5)出口设于距离所述阴极基底(4)底面10-100μm处。
3.根据权利要求2所述的电沉积方法,其特征在于,所述步骤S4还包括如下步骤:
定期排放液槽(1)内的电铸液(3),使得阴极基底(4)与所述分液面(11)的距离维持在4-6mm。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的电沉积方法,其特征在于,所述喷嘴(5)的内径为10-200μm,外径为300-400μm,所述喷嘴(5)电铸液(3)的流速为1-10ml/h。
5.根据权利要求4所述的电沉积方法,其特征在于,所述步骤S4中,所述喷嘴(5)相对所述阴极基底(4)在X轴和Y轴方向上的移动速度范围均为5-500μm/s,在Z轴方向上,每在所述阴极基底(4)上沉积一层金属后,所述喷嘴(5)与所述阴极基底(4)的距离增大0.5-3μm。
6.根据权利要求5所述的电沉积方法,其特征在于,电沉积过程中沉积处的电流密度为10-100A/dm2。
7.根据权利要求4或5所述的电沉积方法,其特征在于,所述阳极(6)的引电尖端与所述喷嘴(5)出口处的距离不大于5mm,阴极基底(4)的材料与所需要沉积的金属相同。
8.一种电沉积装置,其特征在于,包括机架以及设于所述机架上的用于装所述保护液(2)和电铸液(3)的液槽(1)、把阴极基底(4)固定在所述液槽(1)内保护液(2)中的阴极基底夹具(8)、能喷出电铸液的喷嘴(5)、使所述阴极基底夹具(8)和喷嘴(5)相对运动的运动装置、阳极(6)以及电源(7),所述喷嘴(5)与提供电铸液的供液装置连通,所述阳极(6)与所述喷嘴(5)内的电铸液(3)电连接,所述电源(7)的正极和负极分别于所述阳极(6)和阴极基底(4)电连接。
9.根据权利要求8所述的电沉积装置,其特征在于,所述阴极基底夹具(8)包括夹具底座(81)、以及用于夹持所述阴极基底(4)的夹具工装(82),所述夹具工装(82)通过螺栓(83)固定在所述夹具底座(81)上。
10.根据权利要求9所述的电沉积装置,其特征在于,所述夹具底座(81)上设有螺管(9)以及与所述螺管(9)配合的导电螺栓(10),所述导电螺栓(10)的头部抵接在所述阴极基底(4)上,所述导电螺栓(10)的螺纹部与所述螺管(9)配合,所述夹具底座(81)上设有台阶孔(84),所述导电螺栓(10)穿过所述台阶孔(84)把所述夹具底座(81)固定在所述螺管(9)底部上,所述导电螺栓(10)通过导线与电源(7)的负极相连。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114507888A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-05-17 | 江苏大学 | 一种管道内壁超疏水结构的电沉积制备方法及装置 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1335437C (en) * | 1989-01-27 | 1995-05-02 | Gavin Mcgregor | Method and apparatus for electrolytically assisting the mechanical shaping of a workpiece |
US20020170829A1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Electrochemical discharge machining device and machining method |
CN1919514A (zh) * | 2006-09-18 | 2007-02-28 | 南京航空航天大学 | 喷射液束电解-激光复合加工方法及其装置 |
CN103084682A (zh) * | 2013-01-16 | 2013-05-08 | 河南理工大学 | 一种液束射流电解加工微坑的方法 |
CN103255452A (zh) * | 2013-05-03 | 2013-08-21 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种选择性金属电沉积装置及其应用 |
CN106191946A (zh) * | 2016-08-08 | 2016-12-07 | 江苏大学 | 一种多电位吸液电沉积3d打印的装置和方法 |
CN107206517A (zh) * | 2015-02-27 | 2017-09-26 | 国立大学法人东京大学 | 电解加工装置以及电解加工方法 |
CN109648165A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-19 | 大连理工大学 | 一种铜微细电解射流加工的电解液及其配制和使用方法 |
CN109778244A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-05-21 | 中国石油大学(华东) | 一种喷射电沉积3d微细金属增材制造装置 |
CN112981471A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-18 | 广东工业大学 | 一种高定域性三维电沉积装置及方法 |
CN112981479A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-18 | 广东工业大学 | 一种用于微细电沉积加工的喷头及微细电沉积加工装置 |
-
2021
- 2021-07-26 CN CN202110845612.0A patent/CN113564650B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1335437C (en) * | 1989-01-27 | 1995-05-02 | Gavin Mcgregor | Method and apparatus for electrolytically assisting the mechanical shaping of a workpiece |
US20020170829A1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Electrochemical discharge machining device and machining method |
CN1919514A (zh) * | 2006-09-18 | 2007-02-28 | 南京航空航天大学 | 喷射液束电解-激光复合加工方法及其装置 |
CN103084682A (zh) * | 2013-01-16 | 2013-05-08 | 河南理工大学 | 一种液束射流电解加工微坑的方法 |
CN103255452A (zh) * | 2013-05-03 | 2013-08-21 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种选择性金属电沉积装置及其应用 |
CN107206517A (zh) * | 2015-02-27 | 2017-09-26 | 国立大学法人东京大学 | 电解加工装置以及电解加工方法 |
CN106191946A (zh) * | 2016-08-08 | 2016-12-07 | 江苏大学 | 一种多电位吸液电沉积3d打印的装置和方法 |
CN109648165A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-19 | 大连理工大学 | 一种铜微细电解射流加工的电解液及其配制和使用方法 |
CN109778244A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-05-21 | 中国石油大学(华东) | 一种喷射电沉积3d微细金属增材制造装置 |
CN112981479A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-18 | 广东工业大学 | 一种用于微细电沉积加工的喷头及微细电沉积加工装置 |
CN112981471A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-18 | 广东工业大学 | 一种高定域性三维电沉积装置及方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114507888A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-05-17 | 江苏大学 | 一种管道内壁超疏水结构的电沉积制备方法及装置 |
CN114507888B (zh) * | 2022-01-20 | 2023-09-26 | 江苏大学 | 一种管道内壁超疏水结构的电沉积制备方法及装置 |
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