專利名稱：漂浮式微球電鍍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種漂浮式微球電鍍裝置，適用于對各種表面涂覆導(dǎo)電層的不同材質(zhì)的漂浮微球表面進行電沉積的電鍍裝置。
背景技術(shù)：
目前微球表面金屬化多是采用物理氣相沉積法、化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)鍍等方法，但在使用這些方法時，隨著膜層厚度增加，膜層表面質(zhì)量下降，厚度均勻性和表面光潔度都會降低，無法很好地滿足其在材料，生物醫(yī)藥，光電及催化等領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中微球鍍層厚度偏薄、表面粗糙度較大的不足，本實用新型提供了一種漂浮式微球電鍍裝置，可以對在電鍍?nèi)芤褐袝〉奈⑶虻谋砻骐姵练e金屬的電鍍裝置，以用來制備厚度較大且球形度和表面光潔度較高的各種金屬微球。本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)本實用新型的漂浮式微球電鍍裝置，其特點是所述的電鍍裝置包括調(diào)節(jié)水位的孔、陰極、陽極、圓柱體、鍍槽、轉(zhuǎn)子、圓環(huán)陣列、鍍槽蓋。鍍槽為圓筒狀，鍍槽蓋形狀為圓筒，陰極和陽極的形狀均為圓環(huán)狀薄片，材料和要鍍覆的金屬相同。其連接關(guān)系是，所述鍍槽的上方設(shè)置有鍍槽蓋，鍍槽蓋內(nèi)徑與鍍槽外徑相同，鍍槽蓋內(nèi)側(cè)面和鍍槽上端口外側(cè)面設(shè)置有相互匹配的內(nèi)外螺紋，通過旋轉(zhuǎn)將鍍槽蓋固定于鍍槽上，用于封閉鍍槽；鍍槽蓋頂部外側(cè)中心設(shè)置有一個正方形凸塊，用以輔助旋轉(zhuǎn)鍍槽蓋。圓柱體以鍍槽蓋中軸線為中心固定于鍍槽蓋底面上。陰極、陽極均以鍍槽蓋中心為圓心分別平行固定于鍍槽蓋底面上，陽極外徑與鍍槽蓋內(nèi)徑相同，陽極內(nèi)徑大于陰極外徑，陽極和陰極位于同一平面上，圓柱體直徑與陰極內(nèi)徑相同，用來限制溶液和微球在鍍槽中的運動路徑。在鍍槽蓋的陰極與陽極之間設(shè)置有調(diào)節(jié)水位的孔，調(diào)節(jié)水位的孔垂直貫穿鍍槽蓋，將鍍槽內(nèi)部和大氣連通，用來向鍍槽內(nèi)注入或取出鍍液。使鍍槽內(nèi)部和大氣連通，用來向鍍槽內(nèi)注入或取出鍍液。圓環(huán)陣列由大小不同的一組圓環(huán)構(gòu)成，以鍍槽底部中心為圓心固定于鍍槽底部，用于在鍍槽底部隔出具有一定深度的凹槽，微球下沉后在凹槽中運動而不會被轉(zhuǎn)子打碎。轉(zhuǎn)子水平置于所述圓環(huán)陣列的中心，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時帶動溶液以鍍槽中軸線為中心流動。所述轉(zhuǎn)子為橢圓體狀。[0007]采用本裝置進行微球表面電沉積時，小球上半球面向陽極一側(cè)部分的電流密度較大，使這些部分的鍍層生長速度較快，微球的重心發(fā)生偏移而旋轉(zhuǎn)，使鍍層較厚的部分在重力作用下背離陽極，鍍層較薄的部分旋轉(zhuǎn)至上部，從而實現(xiàn)鍍層的均勻生長，在此過程中，鍍液的流動可以防止小球和陰極片發(fā)生粘連，保證微球具有足夠的運動自由度。本實用新型的漂浮式微球電鍍裝置有益效果是:簡單易操作，可控性強。本實用新型漂浮式微球電鍍裝置，對多種金屬，如金、銅、鎳及其合金等，在其常規(guī)電鍍工藝參數(shù)下，通過適當調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，即可獲得球形度和表面粗糙度優(yōu)良的金屬微球，鍍層厚度可通過改變電鍍時間調(diào)節(jié)，以直徑為300 μηι左右的金微球為例，鍍層厚度最大可達15 μηι左右。

圖1是本實用新型的漂浮式微球電鍍裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1.調(diào)節(jié)水位的孔 2.陰極 3.陽極 4.圓柱體 5.鍍槽
6.轉(zhuǎn)子 7.圓環(huán)陣列 8.鍍槽蓋。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述。實施例1圖1是本實用新型的漂浮式微球電鍍裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖1中，本實用新型的漂浮式微球電鍍裝置包括調(diào)節(jié)水位的孔1、陰極2、陽極3)、圓柱體4、鍍槽5、轉(zhuǎn)子6、圓環(huán)陣列7、鍍槽蓋8 ;鍍槽5為圓筒狀，鍍槽蓋8形狀為圓筒，陰極2和陽極3的形狀均為圓環(huán)狀薄片；其連接關(guān)系是，所述鍍槽5的上方設(shè)置有鍍槽蓋8，鍍槽蓋8內(nèi)徑與鍍槽5外徑相同，鍍槽蓋8內(nèi)側(cè)面和鍍槽5上端口外側(cè)面設(shè) 置有相互匹配的內(nèi)外螺紋，通過旋轉(zhuǎn)將鍍槽蓋8固定于鍍槽5上，用于封閉鍍槽5 ;鍍槽蓋8頂部外側(cè)中心設(shè)置有一個正方形凸塊，用以輔助旋轉(zhuǎn)鍍槽蓋8 ;圓柱體4以鍍槽蓋8中軸線為中心固定于鍍槽蓋8底面上；陰極2、陽極3均以鍍槽蓋8中心為圓心分別平行固定于鍍槽蓋8底面上，陽極3外徑與鍍槽蓋8內(nèi)徑相同，陽極3內(nèi)徑大于陰極2外徑，陽極3和陰極2位于同一平面上，圓柱體4直徑與陰極2內(nèi)徑相同；在鍍槽蓋8的陰極2與陽極3之間設(shè)置有調(diào)節(jié)水位的孔1，調(diào)節(jié)水位的孔I垂直貫穿鍍槽蓋8 ;使鍍槽5內(nèi)部和大氣連通，用來向鍍槽5內(nèi)注入或取出鍍液；圓環(huán)陣列7由大小不同的一組圓環(huán)構(gòu)成，以鍍槽5底部中心為圓心固定于鍍槽5底部；轉(zhuǎn)子6水平置于所述圓環(huán)陣列7的中心。本實施例中所述轉(zhuǎn)子6為橢圓體狀。本實用新型的漂浮式微球電鍍裝置工作流程如下通過調(diào)節(jié)水位的孔I向鍍槽5內(nèi)注入鍍液和涂覆了導(dǎo)電層的微球，然后密封裝置，接通電源。漂浮的微球與陰極3接觸而沉積金屬，磁力攪拌器讓轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動帶動液體流動使微球自由運動，同時在槽頂?shù)膱A柱體4的限制下，使微球在陰極2上圍繞圓柱體4做圓周運動。陽極3和陰極2是平行放置于鍍槽蓋8內(nèi)表面上的，依據(jù)電沉積過程的電場分布規(guī)律，微球和陰極2接觸部位附近部分鍍層沉積速度較快，球的重心不斷發(fā)生改變，微球在溶液流動的擾動下發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而使微球面對陽極3的面不斷改變，實現(xiàn)鍍層的均勻生長。溶液的流動可以提高微球運動的自由度，避免微球和陰極2的粘連。當金屬微球的重力大于浮力時，微球沉入槽底。槽底的圓環(huán)陣列7隔出了具有一定深度的凹槽，使球下沉后在凹槽中運動而不會被轉(zhuǎn)子6打碎。本實用新型的相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下I) 攪拌速度范圍為100 250r/min ;2) 微球鍍槽用有機玻璃加工制成，直徑為3. 8cm的中通圓柱體；3) 圓柱體用有機玻璃加工制成，半徑為1. 8cm ;4) 陰極內(nèi)徑為1. 8cm,外徑為2. 3cm,陽極內(nèi)徑為3cm,外徑為3. 5cm。
權(quán)利要求1.一種漂浮式微球電鍍裝置，其特征在于所述的電鍍裝置包括調(diào)節(jié)水位的孔(I)、陰極(2)、陽極(3)、圓柱體(4)、鍍槽(5)、轉(zhuǎn)子(6)、圓環(huán)陣列(7)、鍍槽蓋(8);鍍槽(5)為圓筒狀，鍍槽蓋(8)形狀為圓筒，陰極(2)和陽極(3)的形狀均為圓環(huán)狀薄片；其連接關(guān)系是，所述鍍槽(5)的上方設(shè)置有鍍槽蓋(8)，鍍槽蓋(8)內(nèi)徑與鍍槽(5)外徑相同，鍍槽蓋(8)內(nèi)側(cè)面和鍍槽(5)上端口外側(cè)面設(shè)置有相互匹配的內(nèi)外螺紋；鍍槽蓋(8)頂部外側(cè)中心設(shè)置有一個正方形凸塊；圓柱體(4)以鍍槽蓋(8)中軸線為中心固定于鍍槽蓋(8)底面上；陰極(2)、陽極(3)均以鍍槽蓋(8)中心為圓心分別平行固定于鍍槽蓋(8)底面上，陽極(3)外徑與鍍槽蓋(8)內(nèi)徑相同，陽極(3)內(nèi)徑大于陰極(2)外徑，陽極(3)和陰極(2)位于同一平面上，圓柱體(4)直徑與陰極(2)內(nèi)徑相同；在鍍槽蓋(8)的陰極(2)與陽極(3)之間設(shè)置有調(diào)節(jié)水位的孔(1)，調(diào)節(jié)水位的孔(I)垂直貫穿鍍槽蓋(8);圓環(huán)陣列(7)由大小不同的一組圓環(huán)構(gòu)成，以鍍槽(5)底部中心為圓心固定于鍍槽(5)底部；轉(zhuǎn)子(6)水平置于所述圓環(huán)陣列(7)的中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電鍍裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)子(6)為橢圓體狀。
專利摘要本實用新型提供了一種漂浮式微球電鍍裝置，可對在溶液中會漂浮的微球表面電沉積金屬。本實用新型中的鍍槽上設(shè)置有鍍槽蓋，圓柱體固定于鍍槽蓋底面上，陰極、陽極均以鍍槽蓋中心為圓心分別平行固定于鍍槽蓋底面上，在鍍槽蓋的陰極與陽極之間設(shè)置有調(diào)節(jié)水位的孔，圓環(huán)陣列固定于鍍槽底部。本實用新型的漂浮式微球電鍍裝置，對多種金屬，如金、銅、鎳及其合金等，在其常規(guī)電鍍工藝參數(shù)下，均可獲得球形度和表面粗糙度優(yōu)良的金屬微球，鍍層厚度可通過改變電鍍時間調(diào)節(jié)，以直徑為300的金微球為例，鍍層厚度最大可達15左右。
文檔編號C25D21/12GK202898574SQ20122056660
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者張 林, 張云望, 金容 , 杜凱, 尹強, 樂瑋, 周蘭, 肖江, 張超 申請人:中國工程物理研究院激光聚變研究中心