返回列表剛石粉體化學(xué)鍍鎳是個(gè)很早就實(shí)用化的工藝技術(shù)，早期稱為金剛石金屬化鍍覆，上世紀(jì)70年代后期與化學(xué)鍍鎳有關(guān)的技術(shù)書籍，在非金屬、難鍍材料化學(xué)鍍鎳有相關(guān)章節(jié)的介紹，當(dāng)時(shí)的金剛石鍍覆后主要用于金剛石刀具、金剛石砂輪的復(fù)合鍍，以增強(qiáng)金剛石與刀具、磨具基體的把持力(我們稱為結(jié)合力)。目前的通行的工藝流程基本上還是遵循了傳統(tǒng)的工藝流程(除油-粗化-敏化-鈀活化-化學(xué)鍍鎳)。
自2015年以來(lái)，隨著光伏產(chǎn)業(yè)大量推廣應(yīng)用金剛石線鋸取代傳統(tǒng)的砂漿+鋼線切割硅材料，金剛石線鋸作為一個(gè)相對(duì)冷僻的產(chǎn)品，一下子火熱起來(lái)，光伏行業(yè)的有關(guān)行業(yè)的報(bào)告指出，目前的金剛石線鋸市場(chǎng)產(chǎn)量產(chǎn)值大約每年在數(shù)百億元的量級(jí)，最近四年來(lái)，專門生產(chǎn)金剛石線鋸的上市公司近十家，沒有上市的規(guī)?；饎偸€鋸生產(chǎn)企業(yè)數(shù)十家，由此而帶來(lái)了金剛石線鋸線材連續(xù)鍍行業(yè)的大發(fā)展，作為金剛石線鋸的主要材料——金剛石微粉，金剛石微粉化學(xué)鍍鎳也伴隨此風(fēng)口，近年來(lái)成為了一個(gè)飛速發(fā)展的工藝技術(shù)。
金剛石及金剛石微粉：這里所說(shuō)的金剛石是人造金剛石晶體，由石墨和觸媒在六面頂壓機(jī)的模具中，在高溫高壓下人工生產(chǎn)出來(lái)的，密度在3.5克/立方厘米，具有天然金剛石的物理化學(xué)性能，是目前硬度最高的材料，往往用于高硬度刀具、磨具的生產(chǎn)。人造金剛石晶體經(jīng)過破碎、粒徑分選、形狀分類分級(jí)后，作為確定了規(guī)格的金剛石微粉，應(yīng)用于金剛石線鋸的，目前的常規(guī)使用粒徑從5微米到50微米之間，分類級(jí)別大致為(5—10、8—12、10—20、20—30、30—40、40—50、單位是微米)，遵循粗線使用大粒徑金剛石，細(xì)線使用小粒徑金剛石的模式，2019年5月份，金剛石線鋸行業(yè)在南京召開了年度行業(yè)會(huì)議，會(huì)上的報(bào)告說(shuō)明，規(guī)模化生產(chǎn)的金剛石線鋸母線最小直徑已經(jīng)達(dá)到了50微米(5絲)，用于硅材料切割，用于稀土永磁體切割的金剛石線鋸最小母線直徑是120微米(12絲)。
作為人造金剛石微粉還有很多材料品質(zhì)、形狀品級(jí)等參數(shù)，在這里只是就金剛石微粉化學(xué)鍍鎳做介紹，有關(guān)金剛石的分類分級(jí)不做詳細(xì)的轉(zhuǎn)述了，和我們?cè)诮饎偸⒎刍瘜W(xué)鍍鎳生產(chǎn)中相關(guān)性指標(biāo)主要是粒徑，所以，對(duì)于金剛石微粉粒徑作為我們常用參數(shù)。
1 金剛石微粉化學(xué)鍍鎳工藝全流程溶液參數(shù)
1.金剛石微粉前處理工藝溶液及參數(shù)
除油：采用市場(chǎng)商品化堿性除油粉，要求除油粉含表面活性劑，具備對(duì)于油脂乳化、皂化能力，一般使用濃度50—100克/升，溫度50°C;
粗化：采用稀硝酸(5%)加稀鹽酸(1%)，常溫使用，對(duì)鐵、鎳、鈷、鉻等觸媒類金屬，具備溶解能力，常溫;
敏化：采用氯化亞錫(20克/升)+ 鹽酸(50毫升/升)配制敏化液，常溫;
鈀活化：采用氯化鈀(0.1克/升)+ 鹽酸(15毫升/升)配制鈀活化液，常溫;
鈀還原液：采用商品《鈀還原劑》，50%稀釋使用，鈀還原過程溫度65°C;
如上每一個(gè)過程都需要攪拌，使得金剛石微粉顆粒充分和溶液接觸反應(yīng)，反應(yīng)過程需要相應(yīng)時(shí)間，然后充分沉降，回收溶液，純水洗凈。
2.金剛石微粉化學(xué)鍍鎳溶液及參數(shù)
化學(xué)鍍鎳溶液開缸參數(shù)：
鎳離子濃縮溶液(稱為A溶液) 75毫升/升
絡(luò)合劑濃縮溶液(稱為B溶液) 200毫升/升
還原劑濃縮溶液(稱為C溶液) 50毫升/升
分散劑濃縮溶液(稱為D溶液) 100毫升/升
開缸后溶液參數(shù)：
溶液鎳離子含量: 5—5.5克/升
溶液PH值: 4.8—5.2
溶液工作溫度: 50—65°C
溶液負(fù)載能力 金剛石微粉: 25—40克/升
2 金剛石微粉化學(xué)鍍鎳工藝流程說(shuō)明
1. 前處理工藝流程說(shuō)明
(1)金剛石微粉是粉體，粉體在液體里面的處理過程呈現(xiàn)砂漿狀，總是需要經(jīng)過：1、粉體和溶液反應(yīng)的攪拌，2、靜置沉降，3、回收上清溶液，4、純水水洗+攪拌，5、靜置沉降，6、拋棄上清廢水;重復(fù)4—6過程共計(jì)4遍。
(2)粉體無(wú)法和溶液徹底分離，所以，每一次純凈水水洗，都會(huì)有8%左右的殘留液體被粉體吸附而無(wú)法全部廢棄，經(jīng)過4遍的純凈水水洗，基本上是8 %處理溶液的4次方稀釋，也就是稀釋達(dá)到了4.096*10-5，檢驗(yàn)是否洗凈的量化方法，是采用純凈水的電導(dǎo)儀來(lái)檢驗(yàn)最后一遍純水水洗后的水純度，達(dá)到20PPM以下，即認(rèn)為本環(huán)節(jié)洗凈，不會(huì)對(duì)下一環(huán)節(jié)造成污染。
(3)金剛石微粉除油和粗化環(huán)節(jié)，配合超聲波清洗機(jī)使用，有利于提高金剛石微粉的除油及粗化的效率，節(jié)省在除油及粗化過程的時(shí)間，保障除油及粗話的效果，提高金剛石粉體與鍍層的結(jié)合力。敏化及以后的環(huán)節(jié)，不可以施加超聲波清洗，因?yàn)槊艋蟮母鱾€(gè)環(huán)節(jié)都已經(jīng)形成覆蓋粉體顆粒的膜層，施加超聲波，會(huì)破壞剛剛做好的膜層。
(4)全過程陳述：1、除油+4遍洗凈;2、粗化+4遍洗凈;3、敏華+4遍洗凈;4、鈀活化+4遍洗凈;5、鈀還原+1遍純水洗;鈀還原溶液反應(yīng)后僅僅需要一遍水洗，首先可以保持鈀的活性，其次鈀還原劑不是化學(xué)鍍鎳溶液的污染物。
2.金剛石微粉化學(xué)鍍鎳流程說(shuō)明
(1)金剛石微粉化學(xué)鍍鎳的啟動(dòng)(以10升塑料桶生產(chǎn)為例)，將完成了鈀還原的300—500克金剛石微粉與5000毫升的化學(xué)鍍鎳溶液充分混合，施加攪拌金剛石微粉懸浮起來(lái)，水浴加熱整個(gè)塑料桶，期間保持?jǐn)嚢?，?dāng)溫度達(dá)到化學(xué)鍍鎳反應(yīng)溫度，溶液表面開始呈現(xiàn)細(xì)碎的氣泡，被鈀活化過的金剛石微粉已經(jīng)催化了化學(xué)鍍鎳的反應(yīng)。
(2)通過計(jì)量泵控制補(bǔ)加溶液的速度，來(lái)控制化學(xué)鍍鎳的反應(yīng)速度，過低的反應(yīng)速度生產(chǎn)效率不足，過快的反應(yīng)速度往往造成金剛石微粉顆粒團(tuán)聚在一起，被鍍層粘連在一起，而無(wú)法分離。
3 金剛石微粉化學(xué)鍍鎳增重控制說(shuō)明
精確控制增重率，就是實(shí)現(xiàn)鍍層厚度控制，只是因?yàn)榉垠w的鍍層厚度難以精確測(cè)量，而用增重率來(lái)表述金剛石粉體平均鍍層厚度，而且通過精確稱量鍍覆金剛石微粉及退除鍍層后的金剛石微粉，可以精確計(jì)算增重率，這是金剛石線鋸行業(yè)考核金剛石微粉鍍層厚度通用方法，在金剛石粉體的尺寸確定的狀態(tài)下，通過用球體來(lái)模擬計(jì)算金剛石微粉的比表面積(分米2/克)，可以模擬實(shí)現(xiàn)增重率與鍍層厚度的對(duì)比關(guān)系。
