专利名称：漂浮式微球电镀装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电化学领域，具体涉及一种漂浮式微球电镀装置，适用于对各种表面涂覆导电层的不同材质的漂浮微球表面进行电沉积的电镀装置。
背景技术：
目前微球表面金属化多是采用物理气相沉积法、化学气相沉积法、化学镀等方法，但在使用这些方法时，随着膜层厚度增加，膜层表面质量下降，厚度均匀性和表面光洁度都会降低，无法很好地满足其在材料，生物医药，光电及催化等领域的应用需求。
发明内容为了克服现有技术中微球镀层厚度偏薄、表面粗糙度较大的不足，本实用新型提供了一种漂浮式微球电镀装置，可以对在电镀溶液中会漂浮的微球的表面电沉积金属的电镀装置，以用来制备厚度较大且球形度和表面光洁度较高的各种金属微球。本实用新型采用如下技术方案实现本实用新型的漂浮式微球电镀装置，其特点是所述的电镀装置包括调节水位的孔、阴极、阳极、圆柱体、镀槽、转子、圆环阵列、镀槽盖。镀槽为圆筒状，镀槽盖形状为圆筒，阴极和阳极的形状均为圆环状薄片，材料和要镀覆的金属相同。其连接关系是，所述镀槽的上方设置有镀槽盖，镀槽盖内径与镀槽外径相同，镀槽盖内侧面和镀槽上端口外侧面设置有相互匹配的内外螺纹，通过旋转将镀槽盖固定于镀槽上，用于封闭镀槽；镀槽盖顶部外侧中心设置有一个正方形凸块，用以辅助旋转镀槽盖。圆柱体以镀槽盖中轴线为中心固定于镀槽盖底面上。阴极、阳极均以镀槽盖中心为圆心分别平行固定于镀槽盖底面上，阳极外径与镀槽盖内径相同，阳极内径大于阴极外径，阳极和阴极位于同一平面上，圆柱体直径与阴极内径相同，用来限制溶液和微球在镀槽中的运动路径。在镀槽盖的阴极与阳极之间设置有调节水位的孔，调节水位的孔垂直贯穿镀槽盖，将镀槽内部和大气连通，用来向镀槽内注入或取出镀液。使镀槽内部和大气连通，用来向镀槽内注入或取出镀液。圆环阵列由大小不同的一组圆环构成，以镀槽底部中心为圆心固定于镀槽底部，用于在镀槽底部隔出具有一定深度的凹槽，微球下沉后在凹槽中运动而不会被转子打碎。转子水平置于所述圆环阵列的中心，转子旋转时带动溶液以镀槽中轴线为中心流动。所述转子为椭圆体状。[0007]采用本装置进行微球表面电沉积时，小球上半球面向阳极一侧部分的电流密度较大，使这些部分的镀层生长速度较快，微球的重心发生偏移而旋转，使镀层较厚的部分在重力作用下背离阳极，镀层较薄的部分旋转至上部，从而实现镀层的均匀生长，在此过程中，镀液的流动可以防止小球和阴极片发生粘连，保证微球具有足够的运动自由度。本实用新型的漂浮式微球电镀装置有益效果是:简单易操作，可控性强。本实用新型漂浮式微球电镀装置，对多种金属，如金、铜、镍及其合金等，在其常规电镀工艺参数下，通过适当调节转子的转速，即可获得球形度和表面粗糙度优良的金属微球，镀层厚度可通过改变电镀时间调节，以直径为300 μηι左右的金微球为例，镀层厚度最大可达15 μηι左右。
图1是本实用新型的漂浮式微球电镀装置的结构示意图；图中，1.调节水位的孔 2.阴极 3.阳极 4.圆柱体 5.镀槽
6.转子 7.圆环阵列 8.镀槽盖。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述。实施例1图1是本实用新型的漂浮式微球电镀装置的结构示意图，在图1中，本实用新型的漂浮式微球电镀装置包括调节水位的孔1、阴极2、阳极3)、圆柱体4、镀槽5、转子6、圆环阵列7、镀槽盖8 ;镀槽5为圆筒状，镀槽盖8形状为圆筒，阴极2和阳极3的形状均为圆环状薄片；其连接关系是，所述镀槽5的上方设置有镀槽盖8，镀槽盖8内径与镀槽5外径相同，镀槽盖8内侧面和镀槽5上端口外侧面设 置有相互匹配的内外螺纹，通过旋转将镀槽盖8固定于镀槽5上，用于封闭镀槽5 ;镀槽盖8顶部外侧中心设置有一个正方形凸块，用以辅助旋转镀槽盖8 ;圆柱体4以镀槽盖8中轴线为中心固定于镀槽盖8底面上；阴极2、阳极3均以镀槽盖8中心为圆心分别平行固定于镀槽盖8底面上，阳极3外径与镀槽盖8内径相同，阳极3内径大于阴极2外径，阳极3和阴极2位于同一平面上，圆柱体4直径与阴极2内径相同；在镀槽盖8的阴极2与阳极3之间设置有调节水位的孔1，调节水位的孔I垂直贯穿镀槽盖8 ;使镀槽5内部和大气连通，用来向镀槽5内注入或取出镀液；圆环阵列7由大小不同的一组圆环构成，以镀槽5底部中心为圆心固定于镀槽5底部；转子6水平置于所述圆环阵列7的中心。本实施例中所述转子6为椭圆体状。本实用新型的漂浮式微球电镀装置工作流程如下通过调节水位的孔I向镀槽5内注入镀液和涂覆了导电层的微球，然后密封装置，接通电源。漂浮的微球与阴极3接触而沉积金属，磁力搅拌器让转子6转动带动液体流动使微球自由运动，同时在槽顶的圆柱体4的限制下，使微球在阴极2上围绕圆柱体4做圆周运动。阳极3和阴极2是平行放置于镀槽盖8内表面上的，依据电沉积过程的电场分布规律，微球和阴极2接触部位附近部分镀层沉积速度较快，球的重心不断发生改变，微球在溶液流动的扰动下发生转动，从而使微球面对阳极3的面不断改变，实现镀层的均匀生长。溶液的流动可以提高微球运动的自由度，避免微球和阴极2的粘连。当金属微球的重力大于浮力时，微球沉入槽底。槽底的圆环阵列7隔出了具有一定深度的凹槽，使球下沉后在凹槽中运动而不会被转子6打碎。本实用新型的相关技术参数如下I) 搅拌速度范围为100 250r/min ;2) 微球镀槽用有机玻璃加工制成，直径为3. 8cm的中通圆柱体；3) 圆柱体用有机玻璃加工制成，半径为1. 8cm ;4) 阴极内径为1. 8cm,外径为2. 3cm,阳极内径为3cm,外径为3. 5cm。
权利要求1.一种漂浮式微球电镀装置，其特征在于所述的电镀装置包括调节水位的孔(I)、阴极(2)、阳极(3)、圆柱体(4)、镀槽(5)、转子(6)、圆环阵列(7)、镀槽盖(8);镀槽(5)为圆筒状，镀槽盖(8)形状为圆筒，阴极(2)和阳极(3)的形状均为圆环状薄片；其连接关系是，所述镀槽(5)的上方设置有镀槽盖(8)，镀槽盖(8)内径与镀槽(5)外径相同，镀槽盖(8)内侧面和镀槽(5)上端口外侧面设置有相互匹配的内外螺纹；镀槽盖(8)顶部外侧中心设置有一个正方形凸块；圆柱体(4)以镀槽盖(8)中轴线为中心固定于镀槽盖(8)底面上；阴极(2)、阳极(3)均以镀槽盖(8)中心为圆心分别平行固定于镀槽盖(8)底面上，阳极(3)外径与镀槽盖(8)内径相同，阳极(3)内径大于阴极(2)外径，阳极(3)和阴极(2)位于同一平面上，圆柱体(4)直径与阴极(2)内径相同；在镀槽盖(8)的阴极(2)与阳极(3)之间设置有调节水位的孔(1)，调节水位的孔(I)垂直贯穿镀槽盖(8);圆环阵列(7)由大小不同的一组圆环构成，以镀槽(5)底部中心为圆心固定于镀槽(5)底部；转子(6)水平置于所述圆环阵列(7)的中心。
2.根据权利要求1所述电镀装置，其特征在于所述转子(6)为椭圆体状。
专利摘要本实用新型提供了一种漂浮式微球电镀装置，可对在溶液中会漂浮的微球表面电沉积金属。本实用新型中的镀槽上设置有镀槽盖，圆柱体固定于镀槽盖底面上，阴极、阳极均以镀槽盖中心为圆心分别平行固定于镀槽盖底面上，在镀槽盖的阴极与阳极之间设置有调节水位的孔，圆环阵列固定于镀槽底部。本实用新型的漂浮式微球电镀装置，对多种金属，如金、铜、镍及其合金等，在其常规电镀工艺参数下，均可获得球形度和表面粗糙度优良的金属微球，镀层厚度可通过改变电镀时间调节，以直径为300的金微球为例，镀层厚度最大可达15左右。
文档编号C25D21/12GK202898574SQ20122056660
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者张 林, 张云望, 金容 , 杜凯, 尹强, 乐玮, 周兰, 肖江, 张超 申请人:中国工程物理研究院激光聚变研究中心