Activación superficial del carburo de silicio basado en aluminio y preparación de película amorfa de níquel-fósforo

ZHANG Zhaoqian ,  

ZHOU Tianfeng ,  

WU Xunwei ,  

YU Qian ,  

ZHAO Bin ,  

摘要

El carburo de silicio basado en aluminio, debido a su alto módulo y características ligeras, se ha convertido en el material ideal para la nueva generación de espejos ópticos espaciales, pero la capa de óxido de aluminio en la superficie y los defectos en la interfaz multifásica dificultan alcanzar los requisitos ópticos del espejo. Para satisfacer las necesidades de rendimiento óptico del espejo de carburo de silicio basado en aluminio (fracción volumétrica de SiCp del 20%), se optimizó la tecnología de preparación de película amorfa de níquel-fósforo en la superficie del carburo de silicio basado en aluminio, con un proceso de "limpieza - inmersión inicial en zinc - deszinconado - inmersión secundaria en zinc - electrodeposición química de níquel", centrándose en resolver problemas clave como la eliminación de la película de óxido, activación de la interfaz, mejora de la resistencia de unión en la interfaz y control del espesor del revestimiento. La capa superficial del sustrato de carburo de silicio basado en aluminio produce compuestos fragmentados tras la inmersión inicial en zinc, que pueden eliminar parcialmente la capa de óxido de aluminio, pero la capa de activación formada es delgada y fácil de desprender. El tratamiento de deszinconado con ácido nítrico puede eliminar la capa de compuestos y exponer el material del sustrato. Tras la inmersión secundaria en zinc se consigue una activación amplia y total, y la superficie de las partículas de carburo de silicio también queda cubierta por la capa de activación, mejorando la resistencia de unión en la interfaz respecto al estado no activado. Los resultados del experimento ortogonal L9 muestran que el tiempo de electrodeposición química es el factor más significativo que afecta al espesor del revestimiento, seguido del tiempo de inmersión secundaria y el tiempo de inmersión inicial en zinc. La combinación óptima de parámetros es electrodeposición química durante 8 h, inmersión inicial en zinc durante 10 s, inmersión secundaria en zinc durante 2 min, con un espesor del revestimiento de aproximadamente 50~60 μm. Este proceso, mediante activación escalonada y el mecanismo de crecimiento por apilamiento de celdas, mejora sinérgicamente la resistencia de unión de la interfaz del revestimiento y la densidad del material, proporcionando una solución de modificación superficial para satisfacer los requisitos de alta estabilidad de espejos ópticos espaciales.

关键词

Carburo de silicio basado en aluminio;materiales compuestos;activación superficial;electrodeposición química de níquel;espesor del revestimiento

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