一种超声辅助超临界电沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电化学加工技术，涉及一种将超临界二氧化碳流体为载体，超声波作为辅助从而可使不同的机理同时作用，产生叠加、协同、互补的效应，有效提升复合镀层的表面质量和力学性能等性能的超声辅助超临界电沉积装置，包括反应釜(1)、电沉积夹具(2)，所述反应釜(1)上设有加热组件、超声波组件和磁搅拌组件；所述电沉积夹具(2)包括法兰盘端盖，导轨组件，电极装夹板组件和锁紧机构组件；本发明专利技术结构合理简单，反应釜同时具有加热、超声辅助和磁搅拌功能，可实现超声辅助超临界电沉积，提高了电沉积效率和镀层质量。

Ultrasonic assisted supercritical electrodeposition device

The present invention relates to an electrochemical machining technology, which relates to a supercritical fluid as the carrier, so that at the same time as ultrasonic assisted mechanism of different functions, the effect of superposition, synergic and complementary, effectively enhance the composite coating surface quality and mechanical properties and other properties of the ultrasound assisted supercritical deposition device, including the reactor (1), (2), electrodeposition fixture of the reaction kettle (1) is provided with a heating component, ultrasonic component and magnetic stirring assembly; the electrodeposition fixture (2) comprises a flange end cover, guide assembly, electrode assembly and a clamping plate locking mechanism components; the invention has simple and reasonable structure at the same time, the reaction kettle with heating, ultrasonic and magnetic stirring function, can realize the ultrasound assisted supercritical electrodeposition, improve the efficiency and quality of Electrodeposited coating.

【技术实现步骤摘要】
一种超声辅助超临界电沉积装置
本专利技术涉及一种电化学加工技术，涉及一种超声辅助超临界电沉积装置。
技术介绍
电沉积是指金属或合金或金属化合物在电场作用下从其化合物水溶液、非水溶液或熔盐中在电极表面沉积出来的过程，通常伴随有电子得失。普通电沉积技术往往会出现电沉积层表面不均匀、针孔、麻点和内应力过大等缺点。一般电沉积夹具两极板之间的距离是固定的，不能改变极板之间的距离。夹具也是通过金属制成的，在非沉积区域，要将夹具表面用绝缘胶覆盖进行电场屏蔽，才能进行电沉积。一般夹具上极板与电源的连接不是很牢固，在搅拌过程中会出现松动的现象，影响涂层效果。极板的固定也比较繁琐；并且在电沉积过程中，还需将夹具上非沉积区域用绝缘胶覆盖进行电场屏蔽，这势必会带来大量繁琐的前处理操作。而目前在电沉积的
中，可开始逐渐引入了超声波电沉积技术，例如中国专利CN103255452A公开了一种金属电沉积装置，包括用于容纳电解液的储液槽和用于在电沉积过程中与阴极和阳极对应电连接的电源，超声电源，由支架支撑的超声辅助喷射装置，三坐标数控平台，三坐标数控平台包括动作执行机构、支架和计算机；储液槽外还设有为电解液提供喷射压力的蠕动泵以及控制电解液流量的控制阀；储液槽内设有保持电解液温度的温控器；超声辅助喷射装置底部有电解液喷嘴；但上述方式其也并未解决超声波电沉积的操作繁琐的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种将超临界二氧化碳流体为载体，超声波作为辅助从而可使不同的机理同时作用，产生叠加、协同、互补的效应，有效提升复合镀层的表面质量和力学性能等性能的超声辅助超临界电沉积装置。专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超声辅助超临界电沉积装置，包括反应釜、电沉积夹具；所述反应釜上设有加热组件、超声波组件和磁搅拌组件；所述加热组件包括加热线圈、温度传感器、控制器，所述加热线圈设在反应釜釜壁上并通过传热介质间接控制反应釜内温度，所述温度传感器也设在反应釜釜壁上并采集反应釜的温度值，所述控制器的信号输入端与温度传感器相连，所述控制器的信号输出端与加热线圈相连；所述超声波组件包括超声变幅杆、电声换能器、超声波控制器和超声波发生器，所述超声变幅杆设在反应釜外壁，所述超声变幅杆与电声换能器相连，所述电声换能器设在反应釜外部，所述电声换能器并联在超声波发生器上用于将输入的电能转化为机械能，所超声波控制器与电声换能器相连并控制电声换能器共振频率，所述超声波发生器与超声波控制器相连将市电转换成与电声换能器匹配的高频率交流电信号从而驱动电声换能器工作；所述磁搅拌组件包括磁力搅拌器和用于控制搅拌子转速的搅拌控制器，所述磁力搅拌器设置在反应釜底部，所述磁力搅拌器与搅拌控制器相连并通过产生的磁场带动渡液中的搅拌子转动；所述电沉积夹具包括法兰盘端盖，导轨组件，电极装夹板组件和锁紧机构组件；所述的法兰盘端盖包括法兰盘和电极棒，所述电极棒呈对称状并贯穿于法兰盘上并通过橡胶密封圈密封，所述法兰盘上还设有进气孔和排气孔，所述法兰盘与反应釜釜体通过密封圈密封；所述电极装夹板组件包括电极装夹板、收缩机构和弹簧导电机构，所述电极装夹板上方与导轨凹槽滑动配合形成工字凸台，所述电极装夹板下方为电极棒；所述收缩机构设在工字凸台下方；所述导轨组件包括导轨凹槽和紧固螺钉，所述导轨凹槽设在电极棒下方，导轨一端密封，另一端可方便拆卸电极装夹板，所述电极装夹板上设置有与导轨槽配合形成滑动副的滑动导向工字凸台，所述电极装夹板组件通过导轨槽与滑动导向凸台的配合形成滑动，所述导轨槽顶部设置有导电铜片，与设置在电极装夹板顶部的导电铜片形成接触导电；所述锁紧机构组件包括锁紧螺母、锁紧垫圈和半圆锁紧块，所述锁紧垫圈中心开半圆孔可使电极装夹板贯穿整个锁紧垫圈保证锁紧垫圈可沿着装夹板上下移动，所述锁紧垫圈与锁紧螺母配合使用起到固定工件的作用，所述半圆锁紧块与电极装夹板螺接。作为优选，还包括所述收缩机构，所述收缩机构包括收缩连杆、半圆垫片、弹球和弹簧，所述收缩连杆上方设有凸出一部分的弹簧槽，下方设有直径不超过弹球直径的孔槽，所述半圆垫片与收缩连杆相连，所述半圆垫片中心开半圆孔使电极装夹板贯穿并滑动配合；所述弹球放置在收缩连杆的弹簧槽中，从而实现两节收缩连杆的连接固定，当按住弹球使得弹球脱离孔槽时，可实现两节连杆的上下收缩移动；所述弹簧放置在收缩连杆的弹簧槽中用于推动弹球进入孔槽实现两节连杆的固定。作为优选，还包括弹簧导电机构，所述弹簧导电机构包括：导电铜片和导电弹簧，所述导电铜片一端与待镀工件相连，另一端与导电弹簧相连，所述导电弹簧安置在电极装夹面板预留槽中，导电弹簧与电极装夹面板中的导电铜线相连。作为优选，所述超声变幅杆为环氧树脂胶制成的环状贴片。作为优选，所述电声换能器也呈环状并通过螺栓与反应釜外部螺接。专利技术的有益效果是：本专利技术结构合理简单，反应釜同时具有加热、超声辅助和磁搅拌功能，可实现超声辅助超临界电沉积，提高了电沉积效率和镀层质量。通过电极装夹板和导轨组件配合形成滑动副，可以方便调节两电极板间的距离，并且电极装夹组件通过紧固螺钉实现定位固定，牢固便捷，从而满足反应条件，提高电沉积效率。通过收缩连杆的上下移动，可方便调节待镀件在电极装夹面板上的位置，从而能够减少渡液的浪费，提高渡液的使用率，起到节约原材料，保护环境的作用。半圆垫片和锁紧垫圈的凸出部分可屏蔽待镀件边缘的电场线，从而减轻了电沉积过程中的“边缘效应”。电极装夹板组件和锁紧机构除内部导电组件外均由非导电材料制成，从而免除了在夹具上涂抹绝缘胶的繁琐过程，减少了人力劳动，提高了效率。导电组件包括两个部分，第一部分为电源与导轨内上表面的导电铜片连接，第二部分为电极装夹板导电组件与待镀工件连接，第一部分和第二部分由紧固螺钉实现接触导电，且第二部分有弹簧力的作用，保证待镀件在电沉积过程中接触导电良好。附图说明图1为本专利技术的超声辅助超临界电沉积装置的结构示意图。图2为本专利技术的反应釜结构示意图。图3为本专利技术的电沉积夹具的立体图。图4为本专利技术的电沉积夹具的局部剖视图。图5为本专利技术的电沉积夹具的电极装夹板结构示意图。图6为本专利技术的电沉积夹具的电极装夹板结构剖视图。具体实施方式现在结合附图对专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明专利技术的基本结构，因此其仅显示与专利技术有关的构成。如图所示，一种超声辅助超临界电沉积装置，包括反应釜1、电沉积夹具2；所述反应釜1上设有加热组件、超声波组件和磁搅拌组件；所述加热组件包括加热线圈1-1-1、温度传感器1-1-2、控制器1-1-3，所述加热线圈1-1-1设在反应釜釜壁上并通过传热介质间接控制反应釜1内温度，所述温度传感器1-1-2也设在反应釜釜壁上并采集反应釜的温度值，所述控制器1-1-3的信号输入端与温度传感器1-1-2相连，所述控制器1-1-3的信号输出端与加热线圈1-1-1相连；所述超声波组件包括超声变幅杆1-3-1、电声换能器1-3-2、超声波控制器1-3-3和超声波发生器1-3-4，所述超声变幅杆1-3-1设在反应釜外壁，所述超声变幅杆1-3-1与电声换能器1-3-2相连，所述电声换能器1-3-2设在反应釜外部，所述电声换能器1-3-2并联在超声波发生器1-3-4上用于将输入的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声辅助超临界电沉积装置，其特征在于：包括反应釜(1)、电沉积夹具(2)；所述反应釜(1)上设有加热组件、超声波组件和磁搅拌组件；所述加热组件包括加热线圈(1‑1‑1)、温度传感器(1‑1‑2)、控制器(1‑1‑3)，所述加热线圈(1‑1‑1)设在反应釜釜壁上并通过传热介质间接控制反应釜(1)内温度，所述温度传感器(1‑1‑2)也设在反应釜釜壁上并采集反应釜的温度值，所述控制器(1‑1‑3)的信号输入端与温度传感器(1‑1‑2)相连，所述控制器(1‑1‑3)的信号输出端与加热线圈(1‑1‑1)相连；所述超声波组件包括超声变幅杆(1‑3‑1)、电声换能器(1‑3‑2)、超声波控制器(1‑3‑3)和超声波发生器(1‑3‑4)，所述超声变幅杆(1‑3‑1)设在反应釜外壁，所述超声变幅杆(1‑3‑1)与电声换能器(1‑3‑2)相连，所述电声换能器(1‑3‑2)设在反应釜外部，所述电声换能器(1‑3‑2)并联在超声波发生器(1‑3‑4)上用于将输入的电能转化为机械能，所超声波控制器(1‑3‑3)与电声换能器(1‑3‑2)相连并控制电声换能器(1‑3‑2)共振频率，所述超声波发生器(1‑3‑4)与超声波控制器(1‑3‑3)相连将市电转换成与电声换能器(1‑3‑2)匹配的高频率交流电信号从而驱动电声换能器(1‑3‑2)工作；所述磁搅拌组件包括磁力搅拌器(1‑4‑1)和用于控制搅拌子转速的搅拌控制器(1‑4‑2)，所述磁力搅拌器(1‑4‑1)设置在反应釜底部，所述磁力搅拌器(1‑4‑1)与搅拌控制器(1‑4‑2)相连并通过产生的磁场带动渡液中的搅拌子转动；所述电沉积夹具(2)包括法兰盘端盖，导轨组件，电极装夹板组件和锁紧机构组件；所述的法兰盘端盖包括法兰盘(2‑1‑1)和电极棒(2‑1‑2)，所述电极棒(2‑1‑2)呈对称状并贯穿于法兰盘(2‑1‑1)上并通过橡胶密封圈密封，所述法兰盘(2‑1‑1)上还设有进气孔和排气孔，所述法兰盘(2‑1‑1)与反应釜釜体通过密封圈密封；所述电极装夹板组件包括电极装夹板(2‑3)、收缩机构(2‑4)和弹簧导电机构(2‑5)，所述电极装夹板(2‑3)上方与导轨凹槽(2‑2‑1)滑动配合形成工字凸台，所述电极装夹板(2‑3)下方为电极棒(2‑1‑2)；所述收缩机构(2‑4)设在工字凸台下方；所述导轨组件包括导轨凹槽(2‑2‑1)和紧固螺钉(2‑2‑2)，所述导轨凹槽(2‑2‑1)设在电极棒(2‑1‑2)下方，导轨一端密封，另一端可方便拆卸电极装夹板，所述电极装夹板上设置有与导轨槽配合形成滑动副的滑动导向工字凸台，所述电极装夹板组件通过导轨槽与滑动导向凸台的配合形成滑动，所述导轨槽顶部设置有导电铜片，与设置在电极装夹板顶部的导电铜片形成接触导电；所述锁紧机构组件包括锁紧螺母(2‑6‑1)、锁紧垫圈(2‑6‑2)和半圆锁紧块(2‑6‑3)，所述锁紧垫圈(2‑6‑2)中心开半圆孔可使电极装夹板(2‑3)贯穿整个锁紧垫圈(2‑6‑2)保证锁紧垫圈可沿着装夹板上下移动，所述锁紧垫圈(2‑6‑2)与锁紧螺母(2‑6‑1)配合使用起到固定工件的作用，所述半圆锁紧块(2‑6‑3)与电极装夹板(2‑3)螺接。...

【技术特征摘要】
1.一种超声辅助超临界电沉积装置，其特征在于：包括反应釜(1)、电沉积夹具(2)；所述反应釜(1)上设有加热组件、超声波组件和磁搅拌组件；所述加热组件包括加热线圈(1-1-1)、温度传感器(1-1-2)、控制器(1-1-3)，所述加热线圈(1-1-1)设在反应釜釜壁上并通过传热介质间接控制反应釜(1)内温度，所述温度传感器(1-1-2)也设在反应釜釜壁上并采集反应釜的温度值，所述控制器(1-1-3)的信号输入端与温度传感器(1-1-2)相连，所述控制器(1-1-3)的信号输出端与加热线圈(1-1-1)相连；所述超声波组件包括超声变幅杆(1-3-1)、电声换能器(1-3-2)、超声波控制器(1-3-3)和超声波发生器(1-3-4)，所述超声变幅杆(1-3-1)设在反应釜外壁，所述超声变幅杆(1-3-1)与电声换能器(1-3-2)相连，所述电声换能器(1-3-2)设在反应釜外部，所述电声换能器(1-3-2)并联在超声波发生器(1-3-4)上用于将输入的电能转化为机械能，所超声波控制器(1-3-3)与电声换能器(1-3-2)相连并控制电声换能器(1-3-2)共振频率，所述超声波发生器(1-3-4)与超声波控制器(1-3-3)相连将市电转换成与电声换能器(1-3-2)匹配的高频率交流电信号从而驱动电声换能器(1-3-2)工作；所述磁搅拌组件包括磁力搅拌器(1-4-1)和用于控制搅拌子转速的搅拌控制器(1-4-2)，所述磁力搅拌器(1-4-1)设置在反应釜底部，所述磁力搅拌器(1-4-1)与搅拌控制器(1-4-2)相连并通过产生的磁场带动渡液中的搅拌子转动；所述电沉积夹具(2)包括法兰盘端盖，导轨组件，电极装夹板组件和锁紧机构组件；所述的法兰盘端盖包括法兰盘(2-1-1)和电极棒(2-1-2)，所述电极棒(2-1-2)呈对称状并贯穿于法兰盘(2-1-1)上并通过橡胶密封圈密封，所述法兰盘(2-1-1)上还设有进气孔和排气孔，所述法兰盘(2-1-1)与反应釜釜体通过密封圈密封；所述电极装夹板组件包括电极装夹板(2-3)、收缩机构(2-4)和弹簧导电机构(2-5)，所述电极装夹板(2-3)上方与导轨凹槽(2-2-1)滑动配合形成工字凸台，所述电极装夹板(2-3)下方为电极棒(2-1-2)；所述收缩机构(2-4)设在工字凸台下方；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷卫宁，薛子明，钱海峰，李小平，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32