脉冲电镀技术与脉冲电源 |
| 发表时间：2009-9-13 |
兰为国 2006-05-24 09:45:41 在能源紧张、耗材昂贵、资源短缺、竞争激烈的新形势下，我们怎样才能立于不败之地？省钱等于赚钱才是硬道理。那么怎样才能省钱呢？降低成本就能省钱。表面处理行业，首先是个电老虎，而因为电的问题没解决好，电镀行业电的成本占经营成本的20%，耗材占经营成本的30%;氧化行业电的成本占经营成本的33%，耗材占经营成本的20%;有没有既能省电，又能节省材料，又能提高生产效率的设备，来帮助我们提高生产力呢？ 高频脉冲电源是大家向往以久的设备。上世纪，我们国家表面处理行业的前辈们，就已提出这一脉冲工艺技术，而在国外更早已普遍应用了。 一、什么是脉冲电镀 脉冲电镀所依据的电化学原理，主要是利用脉冲电压或脉冲电流的张弛(间隙工作)，增强阴极的活性极化和降低阴极的浓差极化，从而有效地改善镀层的物理化学特性。 在脉冲电镀过程中，电流导通时，接近阴极的金属离子充分地被沉积，而电流关断时，阴极周围的放电离子又恢复到初始浓度。脉冲电镀时的导通电流密度，远远大于直流电源电镀时的电流密度，这将使金属离子处在直流电镀实现不了的极高过电位下电沉积，其结果不仅能改善镀层的物理化学特性，而且还能降低析出电位较负金属电沉积时析氢副反应所占比例。 二、脉冲电镀的特点 能得到致密、均匀和导电率高的镀层。这是采用电子电镀最最可贵的，无论是硅整流还是可控硅整流都难以实现的。 降低浓度极化，提高阴极的电流密度。从而提高镀速(频率越高，镀速越快)，缩短了电镀时间，为企业创造更好的效益。 减少镀层的孔隙率，增强镀层的抗蚀性。由于均匀脉冲有张有弛，使得镀层的致密性得到非常有效的改善，孔隙率降低，几乎是完美无缺，抗蚀能力得到加强。 消除氢脆，改善镀层的物理特性，由于采用脉冲电源镀层和被镀物的导电率极高，致密性极好，几乎不会出现氢脆现象，经电镀后的表面光洁平整。 降低镀层的内应力，提高镀层的韧性。由于脉冲电流电镀的一瞬间，电流及电流密度是非常之强大，此时金属离子处在直流电源电镀实现不了的极高过电位下电沉积(吸附能力极强)，大大提高镀层的韧性。 减少镀层中杂质，提高镀层的纯度。因为在电镀的瞬间，脉冲电流只对金属离子作用，好比是过滤，这样，将有用的金属离子送到被镀物上沉积，而滤其杂质，提高镀层的纯度。 降低添加剂的成份，降低成本。由于脉冲电镀的均匀，致密性好，光洁度高，存放时间长，一般镀件免加添加剂，有要求的镀件，也可少加添加剂。 脉冲电镀中金属的电结晶。在金属电结晶过程中，晶核形成的几率与阴极的极化有关，阴极极化越大，阴极过电位越高，则阴极表面吸附原子的浓度越高，晶核形成的几率越大，晶核尺寸越小，使得沉积层的晶粒细微化，这就是脉冲电镀能获得细致光滑镀层的本质原因。 三、脉冲电源的特点 节电：效率≥90%，比硅整流省电达40%左右或比可控硅电源省电达20%左右。 节时：由于采用高频脉冲工作方式，电镀完全是在过电位下的电沉积，因此可节约时间达10%左右，提高工效。 高频脉冲电源采用N＋1方式多个并联，(硅整流或可控硅电源不可以)，大功率、大电流可任意并用，效率更高。 高频电源的稳定性：由于采用了最新现代半导体双极型器件(IGBT智能模块)，其可靠性、安全性、稳固性和长时间工作寿命都大大加强和延长，这也是硅整流或可控硅电源无法比拟的。 高频脉冲电源：其工作时，脉冲顶部非常之平，完全是一条直线，纹波可小到0.5%，关断时可对被镀件进行瞬间退镀整平，因此克服了硅整流或可控硅电源的脉动波纹及被镀件表面的高低区，不会形成高的地方镀层厚，低的地方镀层薄的现象。 四、脉冲电源参数及选择 1.脉冲参数表示 2.常用计算公式 3.脉冲参数的选择 五、脉冲电镀电源使用须知 1.脉冲电镀电源与镀槽之间的距离 2.阴、阳极的导线连接方式 |