Proceso de activación superficial de carburo de silicio basado en aluminio y de preparación de película amorfa de níquel-fósforo
ZHANG Zhaoqian
,
ZHOU Tianfeng
,
WU Xunwei
,
YU Qian
,
ZHAO Bin
,
DOI:
摘要
El carburo de silicio basado en aluminio, debido a su alto módulo y ligereza, se ha convertido en el material ideal para la nueva generación de espejos ópticos espaciales, pero la capa superficial de óxido de aluminio y las imperfecciones en las interfaces multiphásicas dificultan alcanzar un espejo óptico. Mediante la preparación de una película amorfa de níquel-fósforo en la superficie de la matriz de carburo de silicio basado en aluminio para su modificación, se pueden cumplir las exigencias ópticas del espejo de carburo de silicio basado en aluminio. Este artículo investiga la tecnología para preparar la película amorfa de níquel-fósforo en la superficie de carburo de silicio basado en aluminio (fracción volumétrica de SiCp 20%) siguiendo el proceso “limpieza – primer inmersión en zinc – desgalvanizado – segunda inmersión en zinc – electrodeposición química de níquel”, centrándose en la eliminación de la película de óxido, activación de la interfaz, mejora de la resistencia de la interfaz y control del espesor del recubrimiento. La primera inmersión en zinc produce compuestos fragmentarios que pueden eliminar parcialmente la capa de óxido de aluminio, pero la capa activa es delgada y fácilmente desprendible; el tratamiento con ácido nítrico elimina la capa de compuestos y expone el material base; la segunda inmersión en zinc logra una activación extensa y completa, y la superficie de las partículas de carburo de silicio también queda cubierta por la capa activa; la resistencia de adhesión de la interfaz mejora en comparación con la ausencia de activación. Mediante un experimento ortogonal L9, se descubrió que el tiempo de electrodeposición química tiene el mayor impacto en el espesor del recubrimiento, seguido del tiempo de segunda inmersión en zinc y el tiempo de primera inmersión. La combinación óptima de parámetros es electrodeposición química por 8 h, primera inmersión en zinc por 10 s, segunda inmersión en zinc por 2 min, con un espesor de recubrimiento alrededor de 50~60 μm. Este proceso mejora sinérgicamente la resistencia de unión del recubrimiento y la densidad del material mediante activación por etapas y el mecanismo de crecimiento de apilamiento de células, proporcionando una solución efectiva de modificación superficial para satisfacer las demandas de alta estabilidad en espejos ópticos espaciales.
关键词
Carburo de silicio basado en aluminio;Materiales compuestos;Activación superficial;Electrodeposición química de níquel;Espesor del recubrimiento