超声波在超薄铜箔制备中的应用
2019-01-31 11:05:59
跟着科学技能的飞速开展，社会各行业特别是复合材料、电子材料，装饰性材料等对电解铜箔的需求量日益添加。电解铜箔现在已经成为在电子整机产品中起到支撑、互连元器件效果的PCB的要害材料，它被喻为电子产品信号与电力传输、交流的“神经网络”。
电解铜箔作为电子工业的根底材料，其开展一向追跟着PCB技能的开展，而PCB技能则跟着电子产品的一日千里不断进步。IT产品技能的开展促进了PCB朝着多层化、薄型化、高密度化、高速化方向开展，因而开发愈加具有高功能、高质量、高可靠性的电解铜箔市场远景非常宽广。
超声波在电镀方面的运用早在20世纪30年代就有相关的报导，但开展一向比较缓慢，直到近些年来才得到敏捷的开展。超声波在电镀工业中的运用规模非常广泛，超声波电镀不光能够改进镀层与基体的结合力，还能细化晶粒、改进镀层表面的粗糙度，扩展电流密度，进步电流功率，得到功能更佳的镀层。因而将超声波运用在电解铜箔中，必定会对铜箔的镀层质量发作影响，并且开辟了超声技能运用的新领域，本文将对超声波在制备超薄铜箔中的运用作一总述。
一、超声波的作业原理
超声波是指频率规模在20～106kHz的机械波，波速一般约为1500米／秒，波长为10～0.01厘米，是由一系列疏密相间的纵波构成的，并经过液体介质向四周传达。超声波具有比普通声波大得多的能量，当超声能量足够高时，就会发作超声空化现象。超声空化现象是指存在于液体中的微气泡在声场效果下振荡，在超声波纵向传达构成的负压区发作、成长，而在正压区敏捷溃散闭合，在溃散点处发作一个寿数极短的部分热门的现象。超声空化进程是会集声场能量并敏捷开释的进程，所构成的反常的高温、高压等极点条件，为在一般条件下难以完成或不可能完成的化学反响供给了一种新的非常特殊的物理化学环境。
超声波用于电镀，其首要效果有：
（一）清洗效果：强壮冲击波能渗透到不同电极介质表面和空地里，使电极表面完全清洗。
（二）析氢效果：电镀中常伴有的发作，夹在镀层中的氢使镀层功能下降，逸出的氢简略引起花斑和条纹，而超声空化效果使氢进入空化泡或作为空化核，加速了的分出。
（三）拌和效果：超声空化所发作的高速微射流强化了溶液的拌和效果，加强了离子的输运才能，减小了涣散层厚度和浓度梯度，下降了浓度极化，加速了电极进程，优化了电镀操作条件。
超声波的空化效果和传统拌和技能比较更简略完成介质均匀混合，消除部分浓度不均匀，进步反响速度，影响新相的构成，对聚会体还能够起到剪切效果。超声空化是许多超声运用的物理根底，在科学研讨和工业出产中得到了广泛的运用。
二、超声波的效果类型及引进办法
超声波作为一种辅佐的试验手法，大致能够分为两品种型：直接超声和直接超声。两品种型的超声设备各有优缺陷。
（一）直接超声
此类型反响器为探针体系，亦称为号角体系，也称变幅杆式声化学反响器，越来越广泛地运用于试验室超声化学的研讨。这种设备是将超声换能器驱动的变幅杆的发射端（也称探头），直接浸入反响液体中，使声能直接进入反响体系，而不用经过清洗槽的反响器壁进行传递。其长处是能够将许多的能量直接输送到反响介质，经过改动输送到换能器的起伏加以调制。但运用探针体系也存在一点的缺陷，首要是探针尖的腐蚀和洼陷，简略污染反响溶液。
（二）直接超声
此类型反响器为超声浴槽，首要用于清洗反响器皿和电极等。经典的超声浴槽将换能器附接在浴底，也可将换能器浸在浴槽中。超声浴槽比较便利和廉价，广泛运用于超声化学研讨中。与直接超声比较，运用直接超声抵达反响器皿的超声功率相对较小。此外，因为抵达反响介质的功率在很大程度上依赖于样品在浴槽中所放的方位，因而试验重现性相对来说比较差，其效果也会跟着操作进程中浴槽超声加热的时刻而发作变化。
（三）超声波的引进办法
常见的超声波引进办法首要有3种：电镀前，对工件进行超声波清洗；电镀进程中，在电镀液中引进超声波；在电镀阴极工件上引进超声波。
实际上，在电镀工业中运用超声波，最简略的办法就是将超声波直接引进电镀槽中。在电镀的进程中，将盛有电镀溶液的电镀槽放置于超声浴槽中，超声浴槽归于直接超声，比较便利和廉价，且不简略污染反响溶液。在超声进程中要求超声浴槽内水液面略高于电镀槽内电镀溶液的液面，以抵达更好的拌和效果。
三、超声波在超薄铜箔制备中的运用
近年来，我国电解铜箔开展很快，并且对其功能、品种提出了更新更高的要求，使电解铜箔的开展呈现了全新的趋势，其厚度向薄、超薄方向开展。超薄铜箔的出产需求有载体的支撑，而载体超薄铜箔出产的要害首要是处理载体层与铜箔层剥离的问题，因而要在载体铜箔上电镀一层剥离层，在剥离层上再进行超薄铜箔电镀。剥离层的品种许多，其间较好的是运用有机层与合金层一同作为剥离层，抵达必定的剥离效果。在电镀合金层时引进超声波，能够有用地改进镀层质量，归纳其它的影响要素，将会取得更好的效果。
载体超薄铜箔的出产大致由以下几步：在镀合金层及镀铜时引进超声波，其超声空化效果所发作的高速微射流能够强化溶液的拌和效果，加强离子的输运才能，减小涣散层厚度和浓度梯度，下降溶液极化，加速电极进程，优化电镀操作条件。
（一）超声波在电镀合金中的运用
超声波电镀合金工艺跟着电镀工业的开展逐步开展起来，合金的品种也越来越多。
Mahmood等研讨了13kHz.350W、功率可调的超声波对Ni-Co和Ni-Fe两种合金电堆积的影响。研讨发现，跟着超声波功率的添加，Ni-Co合金中钴含量削减，而Ni-Fe合金中铁含量添加。两种合金的硬度均显着添加，镀层耐性也有所进步，抗张强度没有显着变化。Duda等1研讨了Co-Ni合金的电堆积特性，就超声振荡、温度、合金元素等对Co-Ni电结晶中离子放电动力学的影响机理进行了研讨。Walke等运用超声波技能电镀Ni-Fe合金的研讨效果标明，超声波能进步镀层硬度、进步镀层中Fe的含量，频率为24.8kHz的超声波比37.9kHz的效果要好；但镀层的内应力添加，在镀液中参加糖精时，内应力可减小。
Seryanov等研讨了运用于集成电路板上的Sn-Bi合金电镀，断定了最佳操作条件、超声功率与频率规模等。陈华茂等将超声波运用于锡－铈合金电镀，测验并比较了有无超声波效果下的镀液以及镀层功能。效果标明，超声波的运用拓宽了电镀作业电流密度和温度规模，制备的锡－铈合金镀层表面细密均匀，结晶详尽，抗氧化性、耐蚀性及可焊性均有所增强；超声加速了电极进程，使镀液功能得到改进，阴极电流功率和堆积速度也得到进步。
超声波在电镀合金中的运用还有许多，构成超薄铜箔的剥离层和合金层品种也有许多，Suzuki Yuuji等介绍了运用Ni-Mo合金、Ni-Co合金、Cr-Co合金、Ni-Cr合金作为剥离层，也有运用Mo-Co、Mo-Ni、W-Ni、Mo-Co（第一层）+Mo-Co（第二层）作为剥离层，在电镀的进程中，为了使溶液中的金属离子散布的更均匀，一般选用的是机械拌和，机械拌和虽然有必定的效果，但效果不是那么显着，因而假如测验在电镀合金层时引进超声波，不只增强了拌和的效果，进步了镀层质量，并且也拓宽了超声波技能的运用规模。
（二）超声波在电镀铜中的运用
早在20世纪30年代就有关于超声波金属铜电堆积的报导。对硫酸盐镀铜中引进超声波的研讨发现，超声波不只能够加速析氢进程，进步电流功率，并且在较高的电流密度下还可得到亮光的镀层。
R．Vasuoevan等人研讨了室温下超声波振荡对电镀铜层质量的影响，发现超声波振荡能够添加极限电流密度，显着进步阳极和阴极电流功率，添加镀层亮光度，显微硬度添加大约25%；运用X射线衍射分析标明，超声波对减小镀层表面剩余应力更是有很大效果。研讨还发现超声波不只能够加速析氢进程，进步电流功率，并且在较高的电流密度下还可得到亮光的镀层。M．C．Hsiao等人的研讨以为，超声波振荡其实是一种毫秒级的脉冲进程，改动了酸性镀铜层的晶型取向，对改进铜镀层的物理机械功能有很大的效果。Martins等人运用超声波在铁基上电镀铜发现，与机械拌和比较，其电流功率、电镀铜层的硬度、亮光度以及与基体的结合力都有显着的进步。
国内也有相关的报导。扬州大学的王雅琼等人对超声波电镀铜作了相关的研讨，研讨标明，将超声波引进铜电化学堆积进程能够显着进步铜电堆积的阴极极限涣散电流密度，在相同电极电位、同是25℃下，有超声效果下的均匀极限电流密度为73.3A/m2，而无超声效果下的均匀极限电流密度为5.2A/m2，均匀极限涣散电流密度增大了约13倍，大大强化了铜电化学堆积的进程。在铜电化学堆积进程中超声的引进，可使电堆积铜的晶面取向发作变化，促进晶核的生成，一起还能崩裂正常发育的晶体，因而能够显着改动电堆积铜的粒径，使晶粒细化。有专利报导，在不改动原有电镀铜工艺的根底上，运用超声技能能够有用地下降电镀铜薄膜的内应力，一起还能够进步电镀铜薄膜质量。
（三）超声波在超薄铜箔制备中的效果
超声波在电镀合金层和电镀铜时取得了较好的效果，在超薄铜箔制备中运用超声波相同也运用其超声空化效果。超声波振荡和空化现象相当于对镀液施加了一个与众不同的极端激烈的拌和效果。电镀进程中一般的拌和效果，如阴极移动、旋转拌和、循环活动等机械拌和以及人工拌和办法等，都只能在必定程度上减小阴极邻近涣散层的厚度，其拌和效果并不能直接抵达电极表面，然后，电极表面邻近仍有必定厚度的涣散层存在，涣散层内的溶液仍然是停止的，不发作对流。超声波效果则不同，空化现象发作的激烈冲击波效果于电极邻近的涣散层，发作激烈的拌和效果，这种效果抵达了电极表面，使得涣散层简直不复存在，大大进步了电镀液中金属离子的有用浓度，加速电堆积进程。因而，选用超声波拌和时，可增大电流密度，使阴极邻近的金属离子浓度均衡，不致使阴极邻近金属离子缺少，下降浓差极化；进步亮光度，并使阴极表面的易于逸出，削减毛刺和针孔，取得结晶颗粒更细微、均匀的镀层。在超薄铜箔制备中运用超声波，使得铜箔表面更平坦、细密，厚度均匀，与基体结合杰出，有用地改进了镀层质量。
此外，超声波的引进可加速晶体的成长速率，避免聚结的发作，一起还能够改动晶体的结构，然后进步结晶产品的功能。实践标明，超声波空化不只进步了镀覆速度和功率，一起也进步了镀层的质量，它必将在工业出产中发挥越来越大的效果。
四、定论
超声波在电镀工业中的运用规模非常广泛，超声空化效果对镀液起激烈的拌和效果，促进了的分出，加速了传质进程，然后进步了镀覆速度和功率。另一方面又进步了镀层质量，其社会经济效益非常显着。但到现在为止，人们对超声波在电镀中的效果机理尚不太清楚，超声波的功率、频率、介入办法及电极形状巨细等与操作条件的联系及其对镀层的影响没有构成体系研讨，还有待于深入研讨。跟着超声波电镀技能研讨的不断深入，超声技能必将具有宽广的运用远景。
6061铝合金超声波焊接接头组织与性能研究
2018-12-20 09:35:36
6061铝合金具有中等强度、耐腐蚀、加工性能好、可焊接性强等优点，已广泛用于功能和结构材料。国内外常采用传统的焊接方法(如MIG、TIG等)对此类合金进行焊接，但所焊接的接头强度不够，且焊缝容易产生气体、夹渣、裂纹等缺陷。超声波焊接技术能够实现传统焊接方法难以焊接的镁合金、铝合金等低熔点材料的连接，再加上其节能、环保、操作简便等突出优点。本文将详细研究6061铝合金进行超声波焊接后的接头显微组织、表面形貌和力学性能，得到6061铝合金超声波焊接的最佳工艺参数，并分析铝合金表面处理对其焊接性能的影响，以促进超声波焊接这种先进的连接技术在轻质合金连接方面的应用。 实验选用0.3mm厚的6061铝合金，试件尺寸为160mm×18mm×0.3mm。采用超声波金属点焊机对裁剪好的两片铝薄片进行焊接，其工作频率为20kHz，振幅为35um，焊接压力和焊接时间均可调，焊头尺寸为8mm×8mm。焊接时间从40~140ms变化，气缸压强从0.1~0.6MPa变化。气缸压强与焊接压力的关系为：焊接压力=(气缸面积/焊点面积)×气缸压强。本实验设备中，焊点面积为88mm2，气缸直径为53mm，经换算得到焊接压力为气缸压强的35倍，所以焊接压力从3.5~21MPa变化。焊接试样剥离测试采用CMT2520新三思微型机控制电子拉力试验机，其加载速率为15mm/min，剥离测试按照结构胶黏剂测试标准进行。
6061铝合金管超声波接头组织焊接性能分析
2019-01-09 11:26:41
6061铝管具有中等强度、耐腐蚀、加工性能好、可焊接性强等优点，已广泛用于功能和结构材料。国内外常采用传统的焊接方法(如MIG、TIG等)对此类合金进行焊接，但所焊接的接头强度不够，且焊缝容易产生气体、夹渣、裂纹等缺陷。超声波焊接技术能够实现传统焊接方法难以焊接的镁合金、铝合金等低熔点材料的连接，再加上其节能、环保、操作简便等突出优点。本文将详细研究6061铝合金进行超声波焊接后的接头显微组织、表面形貌和力学性能，得到6061铝合金超声波焊接的较佳工艺参数，并分析铝合金表面处理对其焊接性能的影响，以促进超声波焊接这种先进的连接技术在轻质合金连接方面的应用。 显微组织中晶粒内化学成分不均的现象称晶内偏析。 晶内偏析的显微组织特征是，浸蚀后的晶内呈水波纹状的类似树木年轮状组织。晶粒内显微硬度不同，晶界附近显微硬度高，晶粒中心显微硬度低。 晶内偏析的存在，使晶粒内部的化学成分和铸锭的组织极不均匀，使铸锭的性能严重恶化，主要是： 1)固溶体晶内偏析造成的化学成分不均匀性和出现的不平衡过剩相，使合金抵抗电化学腐蚀的稳定性降低。 2)非平衡共晶或低熔组成物的出现使合金开始熔化温度降低，使铸锭在随后的热变形或淬火的加热过程中容易产生局部过烧。 3)晶内偏析不仅造成非平衡相出现和使第二相数量增加，而且，这些低熔相在晶枝周围组成硬而脆的枝晶网络，使铸锭的塑性和加工性能急剧降低。 4)由晶内偏析造成的化学成分不均匀性遗传到半制品中，导致退火后在加工材中形成粗大晶粒。 实验选用0.3mm厚的6061铝合金，试件尺寸为160mm×18mm×0.3mm。采用超声波金属点焊机对裁剪好的两片铝薄片进行焊接，其工作频率为20kHz，振幅为35um，焊接压力和焊接时间均可调，焊头尺寸为8mm×8mm。焊接时间从40~140ms变化，气缸压强从0.1~0.6MPa变化。气缸压强与焊接压力的关系为：焊接压力=(气缸面积/焊点面积)×气缸压强。本实验设备中，焊点面积为88mm2，气缸直径为53mm，经换算得到焊接压力为气缸压强的35倍，所以焊接压力从3.5~21MPa变化。焊接试样剥离测试采用CMT2520新三思微型机控制电子拉力试验机，其加载速率为15mm/min，剥离测试按照结构胶黏剂测试标准进行。 力学性能： 抗拉强度σb(MPa)：215～355 伸长率δ10(％)：12～17 固溶处理温度：500℃～510℃. 冷加工材料退火范围：340℃～350℃. 热处理后材料退火温度：415℃。
超声波辐射对低品位氧化锌矿氨浸行为的试验研究
2019-02-21 15:27:24
跟着锌精矿逐渐耗费殆尽，人们越来越注重对低档次氧化锌矿的开发和使用。现已探明云南省兰坪锌矿锌金属储量为1289.8万t，锌均匀档次为5.74%，其间极难处理的低档次氧化矿和混合矿占总量的40%，且矿藏中碱性脉石含量高、矿藏组成杂乱及多金属共生。
传统的酸浸法处理氧化锌矿需耗费很多的酸，具有固液别离难、浸出液中杂质含量较多、净化困难等缺陷。而浸法具有较高的选择性，在铜、镍、钴等湿法冶炼范畴使用日益广泛，但选用浸法处理氧化锌矿所用的浸出剂浓度较高，铵盐易分出结疤，一起浓度较大，蒸发丢失构成环境污染，所以现在仍是停留在试验室研讨阶段。
超声波可通过声空化效果对反响介质发作机械效应和化学效应，然后加速或引发化学反响，因而，在矿藏浸出进程中引进超声波已引起很多科技作业者的注重。孙家寿等研讨标明，FeCl3浸出硫化铜精矿经超声波处理30 min后的矿浆，铜的浸出率可达80.2%，比未用超声波处理时进步5%～10%，时刻缩短4 h。BESEtl8】研讨了超声对铜电转炉炉渣强化浸出。在最佳浸出条件下，引进超声波后炉渣中的Cu、Zn、Co和Fe浸出率别离进步了8.87%、3．04%、5.35%和1.57%。AVVARU等研讨了在硝酸和硫酸两种不同浸出系统下超声波强化浸出铀，成果标明超声波在这两种浸出系统中强化效果机理不同而导致的强化效果效果不同。
本文作者针对难处理低档次氧化锌矿，在NH3－NH4C1－H2O系统的浸出工艺，引证超声波强化浸出进程，侧重研讨超声波辐射对氧化锌矿中锌浸出进程影响的基本规律，为根究超声波辐射强化浸出氧化锌矿新工艺使用供给根底。
一、试验
（一）试验质料
试验质料来自云南省兰坪氧化锌矿，原矿经破坏机破坏、筛分处理，试验所用矿的粒度小于147μm，其首要化学成分和物相组成别离如表1和2所列。
表1 原矿的首要成分表2 原矿的物相分析（二）试验仪器
试验所用首要仪器有DKB－501A型超级恒温水槽，JJ－1严密增力电拌和器器(3片叶轮，其半径为50mm)，07HWS－2恒温磁力拌和器，JY－92DII型超声波细胞破坏仪(作业频率20 kHz，输出功率150～750w，接连可调，探头直径25 mm)，SHB－—III水循环多用真空泵。
（三）试验办法
惯例浸出试验在1 000 mL的不锈钢容器中进行，用超级恒温水槽水循环保持恒温，每次称取30g(粒度小于147μm)矿放入反响容器中，以必定液固比参加制造好的NH3－NH4C1－H2O溶液，机械拌和(200 r/min)浸出。超声波强化浸出试验设备如图1所示，磁力拌和(600 r/rain)的一起发动超声波。在浸出进程中，参加适量冰水操控超声辐射引起的溶液温度升高。在不同条件下浸出至必定时刻后，真空抽滤进行固液别离。滤渣经屡次洗刷，洗刷液成分与浸出剂相同，体积约为浸出剂体积的20%。选用EDTA容量法测定浸出液中Zn的含量，再按下式核算zn的浸出率(R)：式中w(Zn)是浸出液中锌的含量；w0(Zn)是原矿中锌
的含量。图1 超声强化浸出试验设备
二、成果与评论
（一）无超声波辐射的惯例浸出
考虑到的蒸发性和浸出功率，依据文献以c（NH4Cl）=5.0 mol/L，c(NH4OH)=2.5 mol/L混合溶液为浸出剂，在机械拌和下浸出氧化锌矿，最大极限地浸出矿中的锌，选用单要素条件试验，别离调查液固比、浸出时刻、反响温度对浸出效果的影响，然后断定最佳的浸出工艺条件。各要素对浸出效果的影响如图2～4所示。试验成果标明，在所选取的试验条件范围内，液固比、浸出时刻、反响温度对锌的浸出效果均有不同程度的影响。由图2可知，液固比对浸出率的影响较为显着。当液固比小于5∶l时，跟着液固比的添加，浸出率显着进步，但当液固比大于5∶1，浸出率的添加趋于陡峭。因而，最佳液固比为5∶1。由图3可知，当浸出时刻少于3 h时，跟着时刻的添加，浸出率显着进步，但当浸出时刻超越3 h后，浸出率的添加趋于陡峭。因而，最佳浸出时刻为3 h。由图4可看出，当温度低于30℃时，浸出率随温度的升高而增大，这是因为升高温度，有利于固液问的分散，进步其传质速率，然后进步浸出率。但当温度高于30℃时，温度的升高会构成NH3的蒸发，浸出液中NH3浓度下降，导致锌的浸出率下降。因而，浸出试验温度一般取30℃为宜。图2 液固比对浸出率的影响图3 浸出时刻对浸出率的影响图4 温度对浸出率影响
综上所述，关于兰坪低档次氧化锌矿，较好的浸工艺条件为：c(NH4CO=5．0 mol/L，c(NH4OH)=2.5mol/L，液固比5∶1，浸出时刻3h，反响温度30℃，浸出率69.4%，即混合矿中氧化锌矿中锌的浸出率为97．4%。
（二）超声辐射下低档次氧化锌矿的浸出行为
1、超声辐射时刻对浸出率的影响在惯例浸出最佳条件下引进超声波，超声波功率为300W，调查不同超声时刻下的浸出效果，成果如图5所示。从图5能够看出，在相同的浸出条件下，超声波强化浸出20min后Zn的浸出率为63.9%，即到达惯例浸出80 min时Zn的浸出率，可见超声波能够显着进步Zn的浸出速率。跟着超声时刻的延伸，zn的浸出率显着进步，当超声浸出时刻达80 mill，Zn的浸出率为69.2%，基本上到达惯例浸出180min后Zn的浸出率。而当超声时刻大于80 min，持续延伸超声时刻，Zn的浸出率没有较大的进步。这是因为超声波辐射波发作的搅动增强了固液问的传质，加速了反响速率；对固体表面的冲刷、破坏效果以及超声空化发作的微射流对固体表面的侵蚀效果，减少了矿藏颗粒的粒度，下降了分散层厚度，有利于增大浸出剂与矿藏颗粒的触摸面积，然后加速反响的进行。因而，超声波辐射显着改变了氧化锌矿浸出的动力学行为，但对反响平衡态没有影响。图5 超声时刻对浸出率的影响
2、温度对浸出率的影响
浸出剂中c(NH4Cl)=5.0 mol/L，c(NH40H)--2．5mol/L，液固比为5：l，超声波功率为300 W，在不同温度下，锌的浸出率随超声时刻的改变联系如图6所示。由图6可知，同一温度浸出时，超声波对浸出率的强化效果效果跟着浸出时刻的延伸而削弱，在25℃，超声时刻从10 min添加到80 min时，浸出率由18%下降到5.9%。超声时刻相一起，超声波对浸出率的强化效果效果跟着温度的升高而削弱，超声浸出时刻为10min时，温度从25℃添加到50℃，超声波对浸出率的进步程度由18%下降到5.1%。从图6能够看出，在温度较低时，超声波对浸出进程强化效果效果随浸出时刻的延伸快速下降，而温度较高时，这种改变趋势变得较为陡峭。这是因为跟着温度的升高，超声波辐射所发作的空化效果削弱，所以由空化效果发作的微射流对固体表面的侵蚀效果削弱，强化浸出的效果也随之下降。温度升高，溶液中分子运动加重，固液间分散系数增大，矿藏中zn与浸出剂触摸发作反响速率加速，反响受传质效果的影响很小，惯例浸出率较高。一起，较高温度下，超声波辐射发作的空化效果弱于在低温时溶液中的空化效果，所以温度较高时超声波强化浸出的效果没有温度较低时显着。图6 在不同温度下超声波对浸出率的影响
3、浸出剂浓度对浸出率的影响
浸出剂中c(NH4Cl)/c(NH4OH)＝2，液固比5∶l，温度30℃，超声波功率300 W，调查浸出剂浓度不一起，锌的浸出率随超声时刻的改变如图7所示。由图7能够看出：在超声波效果下，用这两种浓度的浸出剂浸取锌，浸出率都得到了进步。在同一浓度，超声波对浸出率的强化效果效果跟着浸出时刻的延伸而削弱，当浸出剂c(NH4Cl)=4mol/L，浸出时刻从10min添加到60min时，浸出率由11.7%下降到6.8%。浸出剂浓度不同，同一浸出时刻下，超声波对浸出率的强化效果效果也不同。跟着浸出剂浓度的增大，超声波对浸出率的强化效果效果削弱，当超声浸出时刻为60 min，c(NH4Cl)从4mol/L添加到6mol/L时，浸出率由6.8%下降到3.1%。因为用低浓度NH4Cl作浸出剂时，浸出剂的黏度较小，简单发作空化泡，并且在传质进程中能量丢失也小，利于超声波完成空化效果，在固体颗粒邻近空穴的不对称溃散促进颗粒内分散，添加传质速率然后缩短反响时刻。而NH4CI的浓度较高时，浸出剂在固体颗粒表面分散较快，矿藏中Zn与浸出剂触摸发作反响速率也加速，惯例浸出率较高。一起，高浓度溶液的表面张力和黏滞系数变大，“空化效果”远弱于在稀溶液中的“空化效果”。因而，超声波强化浸出的效果没有低浓度时的效果显着。图7 不同NH4Cl浓度下超声波对浸出率的影响
浸出剂中c(NH4Cl)=5mol/L，温度30℃，液固比5∶1，超声波功率300 W，超声时刻60min，调理NH4Cl与NH4OH的摩尔浓度比，研讨其比值不一起，超声波对浸出进程的影响，成果如图8所示。从图8中可知，NH4C1与NH4OH的摩尔浓度比对浸出率的影响较为显着。锌的浸出率随NH4Cl与NH4OH的摩尔浓度比值增大而显着下降，而超声波对浸出进程强化程度随NH4Cl与NH4OH摩尔浓度比增大而添加。当NH4Cl与NH4OH的摩尔浓度比从1：l添加到3∶1时，浸出率从0.4%添加到5.2%。跟着NH4Cl与NH4OH的摩尔浓度比减小，溶液中NH4OH的浓度添加，即溶液中可溶性气的含量添加，因为溶解的气体是超声空化泡的形核质点，所以气的含量越高，空化泡越简单构成，超声空化效果越强，即超声波强化浸出的效果越显着。图8 不同c(NH4Cl)/c（NH4OH）比值下超声波对浸出率的影响
（三）超声强化浸的选择性
当浸出剂中c(NH4Cl)=5 mol/L、c(NH4OH)=2．5mol/L、温度30℃、液固比5∶1、超声波功率300W、浸出时刻60min时，该工艺条件下浸出液的ICP(等离子体光谱)分析成果如表3所列。
表3 浸出液的成分分析从表3中能够看出：关于该工艺条件下惯例浸出和超声强化浸出而言，浸出液中杂质除Cd、Ca的含量相对稍高，其它金属含量都很低，所以NH3－NH4Cl－H2O浸出系统对Zn具有较高的选择性。超声强化浸出与惯例浸出的浸出液比较，超声强化浸出显着地进步了浸出液中Zn的含量，而其它金属杂质的含量添加很少，所以超声波对金属锌强化浸出也具有选择性。
三、定论
（一）无超声波辐射时，NH3－NH4Cl－H2O系统浸出兰坪低档次氧化锌矿的最佳浸出条件为：c(NH4Cl)＝5．0mol/L，c(NH4OH) ＝2.5 mol/L，液固比5∶1，浸出时刻3 h，温度30℃，最大浸出率为69.4%。在相同条件下，超声波辐射显着缩短了浸出时刻，选用无超声波辐射时Zn的浸出率到达61.8%需求80min，而选用超声波辐射浸出时仅需20 min。
（二）超声波强化浸低档次氧化锌矿进程对浸出剂浓度、反响温度、NH4Cl与NH4OH的摩尔浓度比灵敏。当反响温度较低、浸出剂浓度较低，NH4Cl与NH4OH的摩尔浓度比较大时，超声波在短时刻内对锌浸出强化效果效果显着。因而，超声波辐射可望下降浸低档次氧化锌矿的反响温度和浸出所需NH4OH浓度，大幅缩短浸出时刻。
（三）超声强化浸对锌的浸出具有较高的选择性。
外夹式超声波流量计在生活中的使用
2019-01-10 10:47:01
在我们的生活中，时代是一直在不断的发展的，不管是在什么时候，我们的生活都是一直在不但的发生着变化的。那么外夹式超声波流量计的出现又使得我们的生活是怎样变化的呢?外夹式超声波流量计的使用范围又是怎样的呢?今天小编就为大家介绍一下外夹式超声波流量计的使用领域。
首先，在环保部门我们是经常看到外夹式超声波流量计的使用的，水的污染一直都是很严重的问题，所以为了加大对水质的检查，环保部门开始对水质进行了相关性的检测和分析，这使得外夹式超声波流量计有了自己的用武之地。
其次，我们要知道的是，外夹式超声波流量计对于原油的检测了。我国的油田相对于中国的人口比例来说是很少的，而对于原油的需求量确是很高的，这时候外夹式超声波流量计对于原油的检测就起着很重要的作用了。
较后，我们要知道的就是，外夹式超声波流量计在城市的水务公司的应用，主要有相关性的江，河、水库的原水的测量工作，在测量的过程中会有很多相关性的数据的分析，这些测量工作中会使用到外夹式超声波流量计的，因为外夹式超声波流量计也使得我们的生活变得更加的不一样。
文章来源：http://www.chinadwr.com/htm/newscenter-cn/gsxw-cn/2014_1110_818.html
超声波清洗抛光后的铝合金表面会打花是什么原因？
2018-12-27 11:13:36
铝合金抛光过后用超声波清洗会表面会打花有下面有种因素： 1.铝合金材质过薄。（尽量不要让抛光面对着超声波发射面震动清洗） 2.超声波震动力太大。（适当减小超声波震动功率大小） 3.药水或清洗液的酸碱性过强，或比例太大。（药水最好不要太溶，放入少量的药水到清洗槽内） 4.超声波清洗的时间太长。（调到30秒钟到1分钟测试下清洗效果） 5.清洗温度过高。（建议水温功清洗液温度在40度左右，适产品的脏污程序来核定） 6.超声波工作的频率不对。（建议用高频超声波清洗机，如40KHz以上）
智能雷达物位计是如何工作的？
2019-01-10 10:46:59
众所周知，智能雷达物位计是利用回波测距原理来进行工作的，但是又有多少人知道利用只能雷达物位计是如何利用电子波来进行测量物体的距离，在生活中又有哪些地方会使用到只能雷达物位计呢?针对这个问题下面由小编带大家认识智能雷达物位计的工作原理。
智能雷达物位计在工作时会发射天线向被测目标发射微波，被测目标的微波被接收天线接收，信号处理器将发射信号与接收信号比较，计算出被测距离，由于微波在传播途径上有衰减和干扰反射，故测量的关键是要能接收到反射回波，并识别出有效回波。
高频雷达物位计运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号的一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和准确的测量。它是通过发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。以下是高频雷达物位计在使用中存在的一些特点和应用优势：
1、可测量较高70米量程，3毫米误差，而不受温度变化、粉尘、蒸汽的影响，是同类产品中的佼佼者;
2、适用范围广，可用于储油罐区、沥青储罐、石油液化气、反应釜、石化业污水罐及钢铁业高炉钢水的连续料位测量。也在酿酒、食品业、制药业等领域中广泛使用;
3、一体化结构，非接触式喇叭;
4、一区、二区多种防爆标准认证;
5、可通过人性化的按键，HART协议及操作视窗对仪器设定、编程，先进多功能的软件可消除搅拌器或其他障碍的干扰。
以上便是小编针对智能雷达物位计的工作原理做出的相关介绍，相信您在看了以上的文章之后对智能雷达物位计也有了一个全新的认识。
文章来源：http://www.chinadwr.com/
强化氰化提金工艺－超声化学强化法
2019-03-06 09:01:40
使用超声波可损坏固体颗粒表面的钝化膜，超声空化流还能消除或削弱界面层的阻止，强化传质进程。因而它可使多相系中的物质交流速度显着加快。现已证明，选用涡流能够损坏固液两相界面的层流，然后战胜浓度分散的约束，加快化学反响和电化学反响。在最佳的条件下，金由固相转入液相的浸出速度可进步1～12倍。因而，若将超声波使用于金精矿、难处理精矿和含金黄铁矿的化，来强化金的浸出进程是很有出路的。
超声化学强化是选用超声换能器宣布的超声波来强化浸出进程的办法。虽然超声换能器能把它取得的能量会集起来，而在很少的空间内放出大的能量（温度与压力）来强化作业进程。超声化学也在一些领域中得到使用，并遭到广泛的注重。但在如今的技能条件下，超声换能器还不或许做得很大。已用于化浸出金实验的换能器能量还只几十千赫和每平方厘米几瓦，故将它使用于金的化浸出工艺尚有较大的间隔。
【干货】Wire bonding铝丝超声焊技术科普知识
2019-01-09 09:34:23
一、 什么是Wire bonding铝丝超声焊技术？
铝丝超声焊是其实是使用铝作为金属丝的一种wire bonding技术。而Wire bonding是一种初级内部互连方法，用作连到实际的裸片表面或器件逻辑电路的较初一级的内部互连方式，这种连接方式把逻辑信号或芯片的电讯号与外界连起来。Wire bonding有两种形式： 球焊和楔焊。 金丝球焊是较常用的方法，在这种制程中，一个熔化的金球黏在一段在线，压下后作为靠前个焊点，然后从靠前个焊点抽出弯曲的线再以新月形状将线(第二个楔形焊点)连上，然后又形成另一个新球用于下一个的靠前个球焊点。金丝球焊被归为热声制程，也就是说焊点是在热(一般为150)、超声波、压力以及时间的综合作用下形成的。第二种压焊方法是楔形制程，这种制程主要使用铝线，但也可用金线，通常都在室温下进行。楔焊将两个楔形焊点压下形成连接，在这种制程中没有球形成。铝线焊接制程被归为超声波线焊，形成焊点只用到超声波能、压力以及时间等参数。
不同制程类型的采用取决于具体的应用场合。比如金线压焊用于大批量生产的场合，因为这种制程速度较快。铝线压焊则用于封装或PCB不能加热的场合。另外，楔形压焊制程比金线压焊具有更精细的间距。目前，金线压焊的间距极限为60μm；采用细铝线楔形压焊可以达到小于60μm的间距。
在此技术中所用金属线，即Bonding Wire是半导体器件和集成电路组装时，为使芯片内电路的输入/输出连接点与引线框架的内接触点之间实现电气连接的内引线。Bonding Wire作为连接内引线，应具有电导率高，导电能力强，与导体材料的结合力强，化学性能稳定等性能优点。Bonding Wire的直径，通常在25到75μm之间。市场上主要有四种材料用作Bonding Wire，分别为金、银、铜和铝。
二、 Wire Bonding技术在电动汽车动力电池领域的应用
Wire bonding自从1970年起一直广泛应用于微电子和电力电子领域。目前Wire bonding技术有了新的应用领域，即正逐渐增长的电动汽车领域，特别是在电池连接方面。部分电动汽车在生产过程中，就采用了Wire bonding技术用于电池包之间的连接。（一）自从1970年Wire bonding广泛运用于微电子领域后，部分电动汽车生产商开始将Wire bonding运用于电池连接。
TESLA就是使用这一技术的典型代表公司。2006年，TESLA开创了率先使用wire bonding技术作为将电芯连接成一个大电池包的技术模式。在TESLA看来，传统的焊接工艺十分耗时、容易失败。同时，也很难测试电池之间的连接、导体是否存在问题。
除了简单的连接外，TESLA也设计了一种方式，采用铝丝焊Aluminum wire bonding这一可熔断的连接技术。铝丝焊技术可以允许范围内的电流通过，但是当发生短路产生过流时就会进行熔断。TESLA的工程师相信其他的焊接技术会产生电气保护问题，没有保险丝的保护，一个单体电芯可能因为在发生故障或损坏后产生内部短路，致使与它并联的其他电芯都不能使用。（二）优势：
传统的钎焊和融焊技术已使用多年，存在一些劣势。例如，热应力的产生、焊接后清洁问题、缺乏灵活性和质量难以控制等。Bonding的线焊和带焊在这方面比传统焊接表现好的多，而且可以很好对每一个焊接处进行控制，对生产过程没有任何不良影响。1. 采用铝丝焊或铝带焊时，在室温下进行即可。不需要任何外部温度，超声波摩擦焊接时的焊接区温度不会上升。而其他传统的焊接方式则需要加热才能将金属融化。
2. Wire bonding是一项干净的焊接技术，并不需要任何焊接后的卫生清理工作。传统焊接技术后会有一些助焊剂残留或者融化的金属爆发物需要移除，避免产生可靠性问题。而wire bonding则只有在表面存在一些污染物或者顽固的氧化物时才需要进行清洗。
3. Wire bonding具有很好的灵活性，兼容性较强，含低金线高度、多针脚选择、大工作范围、带状或圆线状选择。
4. 金属丝可以有很好的方向灵活性，可以在多种热膨胀参数之间很好的控制不匹配性。
5. 引线连接工艺，bonding wire可直接冲当保险丝工艺，无需在用电阻焊焊接镍片，简化生产工艺，减少设备投资。
铝合金电镀问题分析
2019-01-11 09:43:18
很多朋友都认为铝合金电镀较主要的问题还是镀层结合力的问题，特别是所加工生产的铝合金电镀件种类繁多、结构复杂，问题就突出反映在铝铸造件的内腔、凹槽、背面、盲孔和螺牙孔的四周等处。
综上所述有，铝合金电镀前处理附着力问题主要有以下原因造成：
(1)铝合金电镀件的内腔孔径过小且太深，这样镀液与清洗液在工件内部流动与循环量少，这样，产品的内孔槽周边前处理工作就做的很不彻底，如此，该处镀层结合力就差或无结合力;而产品根部夹角与直角，这些地方都存在界面张力而导致无法清洗干净，这时得到的镀层是没办法保障有好的结合力的。
(2)在前处理过程中，由于酸碱液的浸蚀作用，尤其是表面粗糙多孔油的表面更不易彻底清洗干净，后期在电镀加工时夹缝内与微粒孔表面的溶液返吐出就一定会影响深沉积层的质量。
2针对性铝合金电镀的工艺前处理部分的改进方案
根据对铝合金电镀工艺过程反复试验发现，电镀面的夹角与夹缝在酸碱溶液中是可以得到有效的处理，但是为何问题多次重复出现?这主要还是由于铝合金电镀加工时在前处理水清洗时对电镀件的粗糙面、夹角、夹缝的污垢清洗不彻底造成的。
为了解决铝合金电镀常规前处理清洗中存在的问题，我们反复试验了多种水清洗方法，较后总结出，在既保证镀层质量又经济高效的条件下，我们在靠前沉锌和第二次浸锌前各增加一道超声波震荡水清洗，更进后的铝合金电镀工艺流程：
碱蚀一水洗一酸洗一水洗一超声波清洗一一次浸锌一水洗一酸洗一水洗一超声波清洗一二次浸锌。
3工艺改进
3.1铝合金电镀过程中水清洗方式改进
3.2引入超声波清洗进行铝合金电镀加工生产应用中。
我们知道由于超声波具有很强的穿透能力，对有复杂形状、内腔、细孔工件均有良好的清洗效果，是其它清洗方法无法比拟的。
(1)铝合金电镀中使用超声波清洗原理。
超声波清洗的基本原理是“空化”效应。在超声波产生“空化”效应的过程中，形成超过100MPa的瞬问高压冲击波，对介质溶液产生激烈的搅拌作用。“空化”效应持续在工件表面和清洗液的界面附近，把黏附在工件表面的污物撞击下来。
(2)铝合金电镀加工生产中超声波设备选型及参数设计。
①超声波设备。近年来，国内专业生产超声波设备的企业不断涌现，专门用于表面处理领域的超声波清洗机已有多款面市。我公司是在现有铝合金自动镀银线进行技术改造，在一、二次浸锌槽前各增加一个超声波清洗槽，槽体尺寸为1500mm×1000mm×1000mm，槽体为PP材料。根据镀银线槽体结构，采用振盒式超声波，超声波振盒材料采
用316I不锈钢板制成，不锈钢板氩弧焊成型。超声波振盒安装在清洗槽的侧面，同时在槽体内衬316L不锈钢，可有效降低超声能量被PP材料吸收。超声波振盒发射面采取镀硬铬处理，可增强超声波振盒的使用寿命。
②超声波功率。超声波的功率越高，空化效果越强，清洗效果越好，速度也越快。但对于加工精度较高、表面粗糙度低及工件材质疏松的工件，如长时间强洗会导致表面状态损坏，甚至报废，所以清洗功率大小应根据工件的几何形状、尺寸精度要求及工件材质合理选择。我公司工件大部分为铝合金锻坯件，表面粗糙度低，同时还有部分铝合金铸造件，工件材质疏松。在确保清洗质量的同时，经计算分析，对于长1500×宽1000×高1000mm的清洗槽，每槽需超声波振子12个，振子总功率为1296w。
③超声波频率。超声波频率越低，空化现象越多，作用也越强但由于波长相应变长，使冲击力方向性减弱，工件被遮盖的部分表面清洗效果将受到影响，然而对工件缝隙或小孑L深处的污物都能清除，所以在选择超声波频率范围时，也要按工件形状和构造的不同有所区别，一般小型工件应采用较高频率，大工件采用较低频率为宜。在电镀前处理工艺中，常用的频率为15～40kHz之间。根据我公司工件的结构特点和工件材质状态，将超声波频率固定为28Khz。
4铝合金电镀前处理改进后的效果验证
我们在铝合电镀的工艺改进之前，我们在工件浸锌前使用PH试纸测试工件的内腔槽根部、狭缝等处明显呈红色，这是因为工件处理面夹角处的酸液没有被清洗到，说明前处理是不彻底的。而在增加超声波清洗应用到铝合金电镀工艺中之后，再使用PH试纸测试工件处理面的各个夹角处均不变色。这直观的反映说清洗的效果是大大的提高了。
5铝合金电镀加工生产前处理总结
我们在电镀加工生产的长期实践得以证明，铝合金电镀质量问题比较一般的五金件要多，但我们只要抓住生产过程中的各种问题的核心关键，在电镀加工作业过程中仔细观察、勤于思考、总结，再将这些发现有效的结合与改进，就可以成功的撑握好铝合金电镀件产品质与稳定。
石墨烯超声设备
