用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置製造方法
2023-05-25 02:12:21
用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置，包括電源、電鍍槽槽體、電鍍槽槽蓋、陽極電極、陰極電極、溫控裝置、電鍍液機械攪拌裝置和電極陰陽極間距離調整裝置，在電鍍槽槽蓋上設有鏤空的細長矩形開口，電極懸垂安置在開口處，陰陽極間距離根據實驗設定距離和電鍍槽槽蓋上沿著開口處設有長度刻度線進行自由調節，熱電偶、葉片中心軸、陽極電極和陰極電極之間的相對位置可調。本實用新型實驗裝置結構簡單，操作方便，安全穩定，並且可全面調節複合鍍工藝參數等特點，極大的提高了科研工作效率，為研究納米複合鍍工藝提供了理想的條件，為製備高性能複合鍍層提供幫助。
【專利說明】用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電鍍工藝實驗裝置，特別是涉及一種複合電鍍工藝實驗裝置，應用於屬於材料表面工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]納米電鍍是利用電鍍技術的特點在材料表面獲得納米材料性能的技術，從而為納米材料的應用提供了一種最為簡便和較為經濟的方法。而現在進入實用階段的納米電鍍技術，主要是指複合鍍技術。在基質鍍液中加入納米粒子來獲得納米複合鍍層是納米電鍍得以廣泛應用的一個重要而又簡便的方法。納米複合鍍層具有良好的耐磨損性能、耐腐蝕性能、耐高溫氧化性能等，因此納米複合鍍層廣泛應用於金屬零部件的表面改性、切削刀具、磁性記憶等方面。在納米複合鍍的製備過程中，納米粒子的加入量、溫度、電流密度、攪拌速率，鍍液PH值等工藝條件都將影響鍍層的外觀和性能。在實用生產前，都將在實驗室進行各工藝參數的的影響規律，為製備性能優異的納米複合鍍層提供依據。但是，現有的相關製備設備往往可調節參數較少，精度較小而且往往是價格昂貴的大中型設備，並不適合實驗室進行研究。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，針對影響納米複合鍍層性能的工藝參數繁多，提供一種用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置，該裝置操作過程簡單方便，可精確調節納米複合鍍層各種工藝參數，極大的提高了科研工作效率，為製備高性能複合鍍層提供幫助。
[0004]為達到上述發明創造目的，本實用新型採用下述技術方案:
[0005]一種用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置，主要包括電源、電鍍槽槽體、電鍍槽槽蓋、陽極電極和陰極電極，由電鍍槽槽體和電鍍槽槽蓋構成電鍍槽的密閉空間，電鍍液位於電鍍槽的密閉空間內，陽極電極與電源的正極輸出端相連接，陰極電極與電源的負極輸出端相連接，電鍍槽的輔助設備包括溫控裝置、電鍍液機械攪拌裝置和電極陰陽極間距離調整裝置，溫控裝置由加熱套、熱電偶和數碼控溫儀構成，電鍍槽槽體活動嵌入加熱套中，加熱套內表面與電鍍槽槽體傳熱並向電鍍液內部輸送熱量，熱電偶一端的溫度感應端浸入電鍍液中，熱電偶另一端與數碼控溫儀的信號接收端連接，數碼控溫儀的加熱指令輸出端與加熱套的指令接收端連接，電鍍液機械攪拌裝置由攪拌葉片、葉片中心軸、機械攪拌電機及控制器、減速器和支撐架組成，機械攪拌電機及控制器的基座固定在支撐架上，機械攪拌電機及控制器的電機主軸通過減速器連接葉片中心軸的被傳動端，葉片中心軸的自由端固定安裝攪拌葉片，攪拌葉片浸入電鍍液中，通過機械攪拌電機及控制器驅動攪拌葉片對電鍍液進行機械攪拌，在電鍍槽槽蓋上設有鏤空的細長矩形開口，在電鍍槽槽蓋上沿著開口處設有長度刻度線，陽極電極和陰極電極懸垂安置在開口處，陰陽極間距離根據實驗設定距離和電鍍槽槽蓋上沿著開口處設有長度刻度線進行自由調節，熱電偶和連接葉片中心軸也懸垂安置在電鍍槽槽蓋的開口處，熱電偶、葉片中心軸、陽極電極和陰極電極之間的相對位置可調。
[0006]作為本實用新型技術方案的改進，電鍍槽的輔助設備還包括超聲波攪拌裝置，超聲波攪拌裝置由超聲探頭和超聲發生控制器構成，超聲探頭的下部超聲波輸出部分浸入電鍍液中，超聲探頭的頂部與超聲發生控制器的輸出端連接，超聲探頭也懸垂安置在電鍍槽槽蓋的開口處，超聲探頭至少設置2個，超聲探頭相對於熱電偶、葉片中心軸、陽極電極或陰極電極之間的相對位置可調。
[0007]本實用新型與現有技術相比較，具有如下實質性特點和優點:
[0008]1.本實用新型用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置主要解決現有的相關設備往往結構複雜、價格昂貴和可調節工藝參數較少而且不適用於實驗室內的問題，本實用新型裝置的熱電偶和數碼控溫儀組成的控溫裝置能精確調節鍍液溫度，電鍍槽和加熱套分離方便清洗及更換。
[0009]2.使用本實用新型用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置過程中，將鍍液裝入乾淨的鍍槽內，蓋上槽蓋後將超聲探頭，熱電偶，機械攪拌器，陰陽極固定在槽蓋的開口處，陰陽極間距離及其他個部件的位置可以自由調節。
[0010]3.本實用新型在電鍍前通過大速率的機械攪拌及兩個超聲探頭的協調作用，可以將納米粒子均勻分散於鍍液中。
[0011]4.本裝置結構簡單，操作方便，安全穩定，並且可全面調節複合鍍工藝參數等特點，為研究納米複合鍍工藝提供了理想的條件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型實施例一用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置結構示意圖。
[0013]圖2是本實用新型實施例一的電鍍槽槽蓋結構示意圖。
[0014]圖3是本實用新型實施例二用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]本實用新型的優選實施例結合【專利附圖】
【附圖說明】如下:
[0016]實施例一:
[0017]在本實施例中，參見圖1和圖2，一種用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置，主要包括電源8、電鍍槽槽體2、電鍍槽槽蓋11、陽極電極3和陰極電極4，由電鍍槽槽體2和電鍍槽槽蓋11構成電鍍槽的密閉空間，電鍍液15位於電鍍槽的密閉空間內，陽極電極3與電源8的正極輸出端相連接，陰極電極4與電源8的負極輸出端相連接，電鍍槽的輔助設備包括溫控裝置、電鍍液機械攪拌裝置和電極陰陽極間距離調整裝置，溫控裝置由加熱套1、熱電偶5和數碼控溫儀7構成，電鍍槽槽體2活動嵌入加熱套I中，加熱套I內表面與電鍍槽槽體2接觸傳熱並向電鍍液15內部輸送熱量，熱電偶5 —端的溫度感應端浸入電鍍液15中，熱電偶5另一端與數碼控溫儀7的信號接收端連接，數碼控溫儀7的加熱指令輸出端與加熱套I的指令接收端連接，電鍍液機械攪拌裝置由攪拌葉片14、葉片中心軸6、機械攪拌電機及控制器9、減速器10和支撐架12組成，機械攪拌電機及控制器9的基座固定在支撐架12上，機械攪拌電機及控制器9的電機主軸通過減速器10連接葉片中心軸6的被傳動端，葉片中心軸6的自由端固定安裝攪拌葉片14，攪拌葉片14浸入電鍍液15中，通過機械攪拌電機及控制器9驅動攪拌葉片14對電鍍液15進行機械攪拌，在電鍍槽槽蓋11上設有鏤空的細長矩形開口，用於固定熱電偶5、電鍍液機械攪拌裝置及調節陰陽極距離，在電鍍槽槽蓋11上沿著開口處設有長度刻度線，陽極電極3和陰極電極4懸垂安置在開口處，陰陽極間距離根據實驗設定距離和電鍍槽槽蓋11上沿著開口處設有長度刻度線進行自由調節，熱電偶5和連接葉片中心軸6也懸垂安置在電鍍槽槽蓋11的開口處，熱電偶5、葉片中心軸6、陽極電極3和陰極電極4之間的相對位置可調。
[0018]本實施例實驗裝置結構簡單，可全面調節複合鍍工藝參數。熱電偶5和數碼數碼控溫儀7組成的控溫裝置能精確調節鍍液溫度。電鍍槽槽體2和加熱套I分離方便清洗及更換。使用過程中，將電鍍液15裝入乾淨的電鍍槽槽體2內，蓋上電鍍槽槽蓋11後將熱電偶5、電鍍液機械攪拌裝置和陰陽極固定在電鍍槽槽蓋11的開口處，此時陰陽極應置於電鍍液15上方，陰陽極間距離及其他個部件的位置可以自由調節。電鍍前通過大速率的機械攪拌作用，將納米粒子均勻分散於鍍液中。通過溫控裝置將電鍍液15加熱到指定溫度後，將陰陽極同時浸入電鍍液15中，同時開啟電源8進行電鍍。在電鍍過程中，機械攪拌速率可以精確控制，本實施例實驗裝置具有多種電鍍參數的可調可控性為研究納米複合鍍工藝提供了理想的條件。
[0019]實施例二:
[0020]本實施例與實施例一基本相同，特別之處在於:
[0021]在本實施例中，參見圖3，電鍍槽的輔助設備還包括超聲波攪拌裝置，超聲波攪拌裝置由超聲探頭13和超聲發生控制器16構成，超聲探頭13的下部超聲波輸出部分浸入電鍍液15中，超聲探頭13的頂部與超聲發生控制器16的輸出端連接，超聲探頭13也懸垂安置在電鍍槽槽蓋11的開口處，超聲探頭13至少設置2個，超聲探頭13相對於熱電偶5、葉片中心軸6、陽極電極3或陰極電極4之間的相對位置可調。在本實施例中，參見圖3，超聲有活化和破碎電鍍液15的作用，並能實現電鍍液15的均勻震蕩的作用，電鍍前通過大速率的機械攪拌及兩個超聲探頭的協調作用，超聲作用時間30mins以上，將納米粒子均勻分散於鍍液中。通過溫控裝置將電鍍液15加熱到指定溫度後，將陰陽極同時浸入電鍍液15中，同時開啟電源8進行電鍍。在電鍍過程中，機械攪拌速率，超聲頻率及功率等均可以精確控制。本實施例實驗裝置具有多種電鍍參數的可調可控性為研究納米複合鍍工藝提供了更加理想的條件。
[0022]應用本實施例研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置的實施步驟如下:
[0023]本實施例實驗裝置在具體實現時，參考以下方案製作:陰極電極4尺寸為20 X 20 X IOmm;陽極電極3尺寸為40 X 40 X 20mm;電鍍槽槽體2尺寸為300 X 200 X 150mm ;電鍍槽槽蓋11尺寸為300 X 200 X 20mm ;電鍍槽槽蓋11開口尺寸為200 X 10 X 20mm。操作步驟如下:
[0024]1、將電鍍液15裝入乾淨的電鍍槽槽體2內；
[0025]2、蓋上電鍍槽槽蓋11後將超聲探頭13、熱電偶5，電鍍液機械攪拌裝置，陰陽極固定在電鍍槽槽蓋11的開口處，此時陰陽極應置於電鍍液15上方，陰陽極間距離及其他個部件的位置可以自由調節；
[0026]3、通過大速率的機械攪拌及兩個超聲探頭的協調作用，超聲作用時間30mins以上，將納米粒子均勻分散於鍍液中；
[0027]4、通過溫控裝置將電鍍液15加熱到指定溫度後，將陰陽極同時浸入電鍍液15中，同時開啟電源8進行電鍍。
[0028]5、調節包括機械攪拌速率，超聲頻率及功率，粉體含量，電流密度在內的各工藝參數，進行複合電鍍，通過全面實驗研究各工藝條件對複合電鍍的影響，獲得具有最佳目標性能的複合電鍍層。
[0029]6、電鍍實驗後將各配件拆卸並清洗。
[0030]上面結合附圖對本實用新型實施例進行了說明，但本實用新型不限於上述實施例，還可以根據本實用新型的實用新型創造的目的做出多種變化，凡依據本實用新型技術方案的精神實質和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，只要符合用於本實用新型用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置的結構和構造原理，都屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置，主要包括電源(8)、電鍍槽槽體(2)和電鍍槽槽蓋(11)、陽極電極(3 )和陰極電極(4 )，由所述電鍍槽槽體(2 )和所述電鍍槽槽蓋(11)構成所述電鍍槽的密閉空間，電鍍液(15)位於電鍍槽的密閉空間內，所述陽極電極(3)與所述電源(8)的正極輸出端相連接，所述陰極電極(4)與所述電源(8)的負極輸出端相連接，其特徵在於:電鍍槽的輔助設備包括溫控裝置、電鍍液機械攪拌裝置和電極陰陽極間距離調整裝置，所述溫控裝置由加熱套(I)、熱電偶(5)和數碼控溫儀(7)構成，所述電鍍槽槽體(2)活動嵌入所述加熱套(I)中，所述加熱套(I)內表面與所述電鍍槽槽體(2)接觸傳熱並向電鍍液(15 )內部輸送熱量,所述熱電偶(5 ) 一端的溫度感應端浸入電鍍液(15 )中，所述熱電偶(5)另一端與所述數碼控溫儀(7)的信號接收端連接，所述數碼控溫儀(7)的加熱指令輸出端與所述加熱套(I)的指令接收端連接，所述電鍍液機械攪拌裝置由攪拌葉片(14)、葉片中心軸(6)、機械攪拌電機及控制器(9)、減速器(10)和支撐架(12)組成，所述機械攪拌電機及控制器(9)的基座固定在支撐架(12)上，所述機械攪拌電機及控制器(9)的電機主軸通過所述減速器(10)連接所述葉片中心軸(6)的被傳動端，所述葉片中心軸(6)的自由端固定安裝所述攪拌葉片(14)，所述攪拌葉片(14)浸入電鍍液(15)中，通過所述機械攪拌電機及控制器(9)驅動所述攪拌葉片(14)對所述電鍍液(15)進行機械攪拌，在所述電鍍槽槽蓋(11)上設有鏤空的細長矩形開口，在所述電鍍槽槽蓋(11)上沿著開口處設有長度刻度線，所述陽極電極(3)和陰極電極(4)懸垂安置在開口處，陰陽極間距離根據實驗設定距離和電鍍槽槽蓋(11)上沿著開口處設有長度刻度線進行自由調節，所述熱電偶(5 )和連接所述葉片中心軸(6 )也懸垂安置在電鍍槽槽蓋(11)的開口處，所述熱電偶(5)、葉片中心軸(6)、所述陽極電極(3)和陰極電極(4)之間的相對位置可調。
2.根據權利要求1所述的用於研究納米複合鍍工藝條件的實驗裝置，其特徵在於:所述電鍍槽的輔助設備還包括超聲波攪拌裝置，所述超聲波攪拌裝置由超聲探頭(13)和超聲發生控制器(16)構成，所述超聲探頭(13)的下部超聲波輸出部分浸入電鍍液(15)中，所述超聲探頭(13)的頂部與超聲發生控制器(16)的輸出端連接，所述超聲探頭(13)也懸垂安置在電鍍槽槽蓋(11)的開口處，超聲探頭(13 )至少設置2個，所述超聲探頭(13 )相對於所述熱電偶(5)、所述葉片中心軸(6)、所述陽極電極(3)或陰極電極(4)之間的相對位置可調。
【文檔編號】C25D15/00GK203513818SQ201320596253
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月26日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】鍾慶東, 周瓊宇, 裴國平, 鬱利彬, 鍾齊軍 申請人:上海大學