CN201053039Y - 制备球状纳晶镍铁镀层的电沉积装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种制备球状纳米晶镍铁镀层的电沉积装置，属金属电镀工艺技术领域。本实用新型电沉积装置主要包括有进气玻璃管1、石英玻璃电解槽2、阳极4、阴极12、保温套筒6、加热元件9、超导磁体10、水冷夹套11、热电偶7、温控装置8和直流电源控制装置13。该装置的特点是将盛有镍铁电解液5的石英玻璃电解槽2放置于一个磁力线方向和电镀直流电流方向互相垂直的超导磁体10的均匀强磁场中，藉强磁场与电流的作用，使镀层晶粒细小化；同时利用强磁场强大的磁化力使球状纳米晶取向，最终制得取向的球状纳米晶镍铁镀层。该镍铁镀层具有较好的磁学性能。

Description

制备球状纳晶镍铁镀层的电沉积装置
技术领域
本实用新型涉及一种制备球状纳米晶镍铁镀层的电沉积装置，属金属电镀工艺技术领域。
背景技术
镍铁镀层是一种重要的磁性薄膜材料，其磁性能及物理、化学、力学性能与其晶粒结构、大小及取向度有密切关系，纳米晶的镍铁镀层具有更高的耐蚀性、硬度、韧性及较优异的软磁性能。镀层晶粒的取向还能进一步提高镀层的磁性能。
常规的制备镍铁镀层的方法有真空喷涂、磁控溅射、电沉积等。然而这些方法要么成本很高，要么难以得到细化的晶粒，镍铁镀层的成分也难以控制。对于常规普通的电沉积法往往难以获得理想择优取向的镍铁镀层，其晶粒也比较粗大，因此镀层的性能不理想。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种制备有取向的球状纳米晶镍铁镀层的电沉积装置。
为达到上述目的，本实用新型的构思是：为强化晶粒细化效果，将电沉积体系置于一个磁力线方向与所施加的电场方向相垂直的强磁场(磁感应强度大于1特斯位)中，利用强磁场复合电流对电镀产生很强的洛仑磁力，强化电解液的传质过程，并降低浓差极化；此外，利用强磁场复合电流在阳极镀层表面区域的亥姆霍兹层中产生微涡流，将阴极表面的晶粒尖端或枝晶打碎，促进形成晶核，从而使晶粒细化和球化。另外，利用强磁场的取向作用，使电结晶析出的微细晶核的易磁化轴沿磁场方向取向，从而得到纳米晶取向的镍铁镀层。
本实用新型一种制备球状纳米晶镍铁镀层的电沉积装置，主要包括有进气玻璃管、石英玻璃电解槽、阳极、阴极、保温套筒、加热元件、超导磁体、水冷夹套、热电偶、温控装置和直流电源控制装置；其特征在于：盛放有镍铁电解液的石英玻璃电解槽内设有垂直平行布置的阳极和阴极，并由固定环氧树脂板固定；电解槽四周围绕设置有加热元件；阳极和阴极通过导线与直流电源控制装置的正负极相连接；加热元件通过导线与温控装置相连；电解槽设置在保温套筒内；在保温套筒之外侧设置有水冷夹套；电解槽的最外侧设置有超导磁体，使电解槽中的阳极和阴极处于超导磁体的均匀强磁场区域中，并使磁感应强度B的方向为垂直向上的方向。
所述的阴极由铜片制成，所述的阳极由镍铁合金板制成；所述的进气玻璃管为输入氮气的进气管，以保证系统的惰性气体气氛以及形成气泡起到搅拌电解液的作用。
所述的电解液为硫酸镍和硫酸亚铁的混合溶液，硫酸镍浓度为200g/L，硫酸亚铁浓度为20g/L，并用NaCl溶液为阳极活化剂，H3NO3为稳定剂，溶液pH值为2。
所述的直流电源控制装置为稳压直流电源，阴极电流密度为10A/dm2；所述的超导磁体的磁感应强度B＝10T(特斯拉)；电极间的电流方向与磁场方向互相垂直；所述的温控装置调控加热元件，使电解液的加热温度在60～80℃范围之内，并利用热电偶反馈的信号对电解液进行温度控制。
本实用新型电沉积装置，由于采用了与电流方向垂直的强磁场，促使电镀镍铁镀层的晶粒细化，得到球状纳米晶镀层，并具有一定取向，使镍铁薄膜的磁性能显著提高。另外，还可以较低直流电流密度下进行电沉积操作，并同样可获得细小晶粒。由此，使用本实用新型的装置制备的镀层具有更高的耐蚀性、硬度、韧性及更为优异的软磁性能，如更高的磁导率等。球状镀层晶粒的取向还能进一步提高镍铁镀层的饱和磁化强度。此外，球状纳米晶镍铁镀层更为致密，同时与基体结合精密，无内应力。
附图说明
图1为本实用新型制备球状纳米晶镍铁镀层的电沉积装置简单示意图。
图2为电极表面与磁场方向的相对关系示意图。
图3为纳米晶镍铁镀层的形成机理示意图。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1
参见图1，本实用新型电沉积装置主要包括有进气玻璃管1、石英玻璃电解槽2、阳极4、阴极12、保温套筒6、加热元件9、超导磁体10、水冷夹套11、热电偶7、温控装置8和直流电源控制装置13。
在盛放有镍铁电解液5和石英玻璃电解槽2内设有一对垂直平行布置的阳极4和阴极12，并由固定环氧树脂板3固定；电解槽2四周围绕设置有加热元件9；阳极4和阴极12通过导线与直流电源控制装置13的正负极相连接；加热元件9通过导线与温控装置8相连；另外还有插入电解槽2的一热电偶7与温控装置8相连；电解槽2设置在由保温材料制作的保温套筒6内；在保温套筒6的外侧设置有水冷夹套11；其内通过循环水流以保护超导磁体；电解槽2的最外侧设置有超导磁体10，使电解槽2中的阳极4和阴极12处于超导磁体的均匀强磁场区域中，并使磁感应强度B的方向为垂直向上的方向。
本实施例中，阳极4由镍铁
Figure Y20072006841800051
板制成，阴极12由铜片制成。进气玻璃管1为输入氮气的进气管，可通入氮气对电解液进行搅拌，使电解液浓度和温度均匀，有利于电沉积进行。
电解液5为硫酸镍和硫酸亚铁的混合溶液，硫酸镍浓度为200g/L，硫酸亚铁浓度为20g/L，并用NaCl溶液为阳极活化剂，H3NO3为稳定剂，溶液pH值为2。
直流电源控制装置13为稳压直流电源，阴极电流密度为10A/dm2；超导磁体10的磁感应强度B＝10T(特斯拉)；电极间的电流方向与磁场方向互相垂直；温控装置8调控加热元件9，使电解液5的加热温度在60～80℃范围之内，并利用热电偶7反馈的信号对电解液5进行温度控制。
本实施例电沉积装置制备的纳米晶镍铁镀层，经仪器检测，其球状纳米晶的粒径为60～80nm。
本实用新型电沉积装置，由于采用了与电流方向垂直的强磁场，促使电镀镍铁镀层的晶粒细化，得到球状纳米晶镀层，并具有一定取向，使镍铁薄膜的磁能显著提高。另外，还可以较低直流电流密度下进行电沉积操作，并同样可获得细小晶粒。

Claims (3)

1.一种制备球状纳晶镍铁镀层的电沉积装置，主要包括有进气玻璃管(1)、石英玻璃电解槽(2)、阳极(4)、阴极(12)、保温套筒(6)、加热元件(9)、超导磁体(10)、水冷夹套(11)、热电偶(7)、温控装置(8)和直流电源控制装置(13)；其特征在于：盛放有镍铁电解液(15)的石英玻璃电解槽(2)内设有垂直平行布置的阳极(4)和阴极(12)，并由固定环氧树脂板(3)固定；电解槽(2)四周围绕设置有加热元件(9)；阳极(4)和阴极(12)通过导线与直流电源控制装置(13)的正负极相连接；加热元件(9)通过导线与温控装置(8)相连；电解槽(2)设置在保温套筒(6)内；在保温套筒(6)之外侧设置有水冷夹套(11)；电解槽(2)的最外侧设置有超导磁体(10)，使电解槽(2)中的阳极(4)和阴极(12)处于超导磁体的均匀强磁场区域中，并使磁感应强度B的方向为垂直向上的方向。
2.如权利要求1所述的一种制备球状纳晶镍铁镀层的电沉积装置，其特征在于所述的阴极(12)由铜片制成，所述的阳极(4)由镍铁合金板制成；所述的进气玻璃管(1)为输入氮气的进气管，以保证系统的惰性气体气氛以及形成气泡起到搅拌电解液的作用。
3.如权利要求1所述的一种制备球状纳晶镍铁镀层的电沉积装置，其特征在于所述的直流电源控制装置(13)为稳压直流电源，阴极电流密度为10A/dm2；所述的超导磁体(10)的磁感应强度B＝10特斯拉；电极间的电流方向与磁场方向互相垂直；所述的温控装置(8)调控加热元件(9)，使电解液(5)的加热温度在60～80℃范围之内，并利用热电偶(7)反馈的信号对电解液(5)进行温度控制。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102277603A (zh) * 2011-08-03 2011-12-14 深圳大学 一种感应热/电沉积制备涂层或薄膜的装置及方法
CN102400200A (zh) * 2011-12-13 2012-04-04 山东大学 简易电镀/电沉积装置
CN102677137A (zh) * 2011-12-24 2012-09-19 河南科技大学 一种金属电沉积装置
CN103132110A (zh) * 2013-03-20 2013-06-05 清新县联鑫科技铜箔有限公司 一种高性能电解铜箔的制备方法
CN103603017A (zh) * 2013-10-31 2014-02-26 东莞市科益纳米科技有限公司 一种环保节能的纳米电镀镍工艺
WO2019242050A1 (zh) * 2018-06-22 2019-12-26 东北大学 水溶液电解质中电沉积定向生长金属单晶体的装置和方法
WO2020234823A1 (es) * 2019-05-21 2020-11-26 Universidad De Nariño Sistema electroquímico para electrodepositar metales a partir de un campo magnético inducido

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102277603A (zh) * 2011-08-03 2011-12-14 深圳大学 一种感应热/电沉积制备涂层或薄膜的装置及方法
CN102400200A (zh) * 2011-12-13 2012-04-04 山东大学 简易电镀/电沉积装置
CN102400200B (zh) * 2011-12-13 2013-11-20 山东大学 简易电镀/电沉积装置
CN102677137A (zh) * 2011-12-24 2012-09-19 河南科技大学 一种金属电沉积装置
CN102677137B (zh) * 2011-12-24 2015-03-18 河南科技大学 一种金属电沉积装置
CN103132110A (zh) * 2013-03-20 2013-06-05 清新县联鑫科技铜箔有限公司 一种高性能电解铜箔的制备方法
CN103132110B (zh) * 2013-03-20 2015-11-18 清新县联鑫科技铜箔有限公司 一种高性能电解铜箔的制备方法
CN103603017A (zh) * 2013-10-31 2014-02-26 东莞市科益纳米科技有限公司 一种环保节能的纳米电镀镍工艺
WO2019242050A1 (zh) * 2018-06-22 2019-12-26 东北大学 水溶液电解质中电沉积定向生长金属单晶体的装置和方法
WO2020234823A1 (es) * 2019-05-21 2020-11-26 Universidad De Nariño Sistema electroquímico para electrodepositar metales a partir de un campo magnético inducido

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