CN202849572U - 下沉式微球电镀装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种下沉式微球电镀装置，可以对在电镀溶液中会下沉的微球的表面电沉积金属的电镀装置。本实用新型的下沉式微球电镀装置中的阴极以镀槽底部中心为圆心固定于镀槽底部，阳极以镀槽中轴线为中心悬挂于机械搅拌桨上方，阳极与阴极平行，圆柱体以镀槽中轴线为中心固定于镀槽底部，机械搅拌桨悬挂于圆柱体上方，阳极下方。进行电沉积时，械搅拌桨带动液体流动使微球在阴极上围绕圆柱体做圆周运动，在重心偏转和溶液流动的共同作用下实现镀层的均匀生长。本实用新型的下沉式微球电镀装置，对多种金属，如金、铜、镍及其合金等，在其常规电镀工艺参数下均可获得球形度和表面粗糙度优良的金属微球，膜层厚度可通过延长电镀时间持续增大。
Description
技术领域
本实用新型属于电化学领域，具体涉及一种下沉式微球电镀装置，适用于对各种表面涂覆导电层的不同材质的下沉微球表面进行电沉积的电镀装置。
背景技术
目前微球表面金属化多是采用物理气相沉积法、化学气相沉积法、化学镀等方法，但在使用这些方法时，随着膜层厚度增加，膜层表面质量下降，厚度均匀性和表面光洁度都会降低，无法很好地满足其在材料，生物医药，光电及催化等领域的应用需求。
发明内容
为了克服现有技术中微球镀层厚度偏薄、表面粗糙度较大的不足，本实用新型提供了一种下沉式微球电镀装置，可以对在电镀溶液中会下沉的微球的表面电沉积金属的电镀装置，以用来制备厚度较大且球形度和表面光洁度较高的各种金属微球。
本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型的下沉式微球电镀装置，其特点是：所述的电镀装置包括阳极、机械搅拌桨、圆柱体、镀槽、阴极；镀槽形状为圆筒，阴极、阳极的形状均为圆环状薄片；其连接关系是，所述阴极以镀槽底部中心为圆心固定于镀槽底部，圆柱体以镀槽中轴线为中心固定于镀槽底部，机械搅拌桨悬挂于圆柱体上方，阳极以镀的中轴线为中心悬挂于机械搅拌桨上方，阳极与阴极平行设置；所述圆柱体直径与阴极内径相同。
所述的机械搅拌桨由金属杆和U形片构成，金属杆粘接于U形片底部中心，金属杆和U形片在同一平面上，U形片缺口处宽度大于圆柱体的直径。
本实用新型中，阴极、阳极材料和要镀覆的金属相同。阳极与阴极平行设置，阴极和阳极的这种位置关系用于在电沉积过程中增大小球上半球的电流密度。圆柱体以镀槽中轴线为中心固定于镀槽底部，圆柱体直径和阴极内径相同，用于防止搅拌时产生涡流而使镀液流动更平稳，同时可以限制微球在溶液中的运动范围，使微球在阴极上运动。机械搅拌桨悬挂于圆柱体上方，阳极的下方，用于带动液体流动，使溶液底部的金属微球在阴极上自由运动。
本实用新型进行微球表面电沉积时，机械搅拌桨带动液体流动，在溶液流动和槽底的圆柱体的共同作用下，金属微球在阴极上绕圆柱体做圆周运动，微球朝正上方的部分膜层沉积速度较快，微球的中心逐渐由几何中心偏移，溶液的流动对微球产生扰动，使微球在做圆周运动的同时发生旋转，在重力的作用下，微球镀层较厚的部分会逐渐背离正上方的阳极，镀层较薄的部分面向阳极，从而实现微球镀层的均匀沉积。
本实用新型的下沉式微球电镀装置有益效果如下：结构简单，易操作，电镀质量可控性强。本实用新型对多种金属，如金、铜、镍及其合金等，在其常规电镀工艺参数下，通过适当调节机械搅拌桨的转速，即可获得球形度和表面粗糙度优良的金属微球，镀层厚度可通过改变电镀时间调节，在粗糙度满足要求的前提下，膜层厚度可通过延长电镀时间持续增大。
附图说明
图1是本实用新型的下沉式微球电镀装置的结构示意图；
图中，1.阳极 2.机械搅拌桨 3.圆柱体 4.镀槽 5.阴极。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述。
实施例1
图1是本实用新型的下沉式微球电镀装置的结构示意图，在图1中，本实用新型的下沉式微球电镀装置包括阳极1、机械搅拌桨2、圆柱体3、镀槽4、阴极5。镀槽4，形状为圆筒，阴极5、阳极1的形状均为圆环状薄片，其连接关系是，所述阴极5以镀槽底部中心为圆心固定于镀槽4底部，圆柱体3以镀槽4中轴线为中心固定于镀槽4底部，机械搅拌桨2悬挂于圆柱体3上方，阳极1以镀槽4的中轴线为中心悬挂于机械搅拌桨2上方，阳极1与阴极5平行设置；所述圆柱体3直径与阴极5内径相同。
所述的机械搅拌桨2由金属杆和U形片构成，金属杆粘接于U形片底部中心，金属杆和U形片在同一平面上，U形片缺口处宽度大于圆柱体3的直径。
本实用新型中阴极和阳极的材料和要镀覆的金属相同。本实用新型中的阳极1与阴极5平行，阴极5和阳极1的这种位置关系用于在电沉积过程中增大小球上半球的电流密度；圆柱体3以镀槽4中轴线为中心固定于镀槽4底部，圆柱体3直径和阴极5内径相同，用于防止搅拌时产生涡流而使镀液流动更平稳，同时可以限制微球在溶液中的运动范围，使微球在阴极上运动；机械搅拌桨2悬挂于圆柱体3上方，阳极1的下方，用于带动液体流动，使溶液底部的金属微球在阴极上自由运动。
本实施例中所述机械搅拌桨2由两部分组合而成，第一部分为聚四氟乙烯包覆的金属杆，另一部分为聚四氟乙烯制成的U形片，金属杆通过胶水粘接至U形片底部中央，金属杆和U形片在同一平面上，U形片缺口处宽度大于圆柱体3的直径。
本实用新型的下沉式微球电镀装置工作流程如下
在镀槽中注入要镀覆的金属的电镀溶液，将微球放入镀槽4，待其下沉至镀槽4底部后，调节机械搅拌桨2转速至100～200转/分，待微球运动至阴极5上后接通电镀电源，调节电镀参数。机械搅拌桨2带动液体流动，在溶液流动和槽底的圆柱体3的共同作用下使金属微球在阴极5上绕圆柱体3做圆周运动。阳极1平行放置于阴极5正上方，使微球朝正上方的部分膜层沉积速度较快，微球的中心逐渐由几何中心偏移，溶液的流动对微球产生扰动，使微球在做圆周运动的同时发生旋转，在重力的作用下，微球镀层较厚的部分会逐渐背离正上方的阳极1，镀层较薄的部分面向阳极1，从而实现微球镀层的均匀沉积。
本实用新型的相关技术参数如下
1) 搅拌桨用聚四氟乙烯加工制成，搅拌速度范围为100～200r/min
2) 微球镀槽用有机玻璃加工制成，内径为6.7cm的中通圆柱体
3) 圆柱体用有机玻璃加工制成，半径为2.5cm
4) 阳极内径为5.7cm，外径为6.7cm，厚度为0.01cm
5) 阴极内径为2.5cm，外径为3.5cm，厚度为1μm。
Claims (2)
1.一种下沉式微球电镀装置，其特征在于：所述的电镀装置包括阳极（1）、机械搅拌桨（2）、圆柱体（3）、镀槽（4）、阴极（5）；镀槽（4）形状为圆筒，阴极（5）、阳极（1）的形状均为圆环状薄片；其连接关系是，所述阴极（5）以镀槽底部中心为圆心固定于镀槽（4）底部，圆柱体（3）以镀槽（4）中轴线为中心固定于镀槽（4）底部，机械搅拌桨（2）悬挂于圆柱体（3）上方，阳极（1）以镀槽（4）的中轴线为中心悬挂于机械搅拌桨（2）上方，阳极（1）与阴极（5）平行设置；所述圆柱体（3）直径与阴极（5）内径相同。
2.根据权利要求1所述的下沉式微球电镀装置，其特征在于：所述的机械搅拌桨（2）由金属杆和U形片构成，金属杆粘接于U形片底部中心，金属杆和U形片在同一平面上，U形片缺口处宽度大于圆柱体（3）的直径。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115074805A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-20 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种上浮式微小金属球体/球壳电镀装置及对微球进行电镀的方法 |
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2012
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| CN115161753A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-10-11 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种下沉式微小金属球体/球壳电镀装置及对微球进行电镀的方法 |
| CN115074805B (zh) * | 2022-07-07 | 2023-10-13 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种上浮式微小金属球体/球壳电镀装置及对微球进行电镀的方法 |
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