用于连续施加纳米叠层金属涂层的方法和装置的制造方法_3

文档序号:9422079阅读:来源:国知局
含锌。
[0053]在任何前述实施方案中,第一层和/或第二层可各自包含一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、或四种或更多种元素,所述元素对于每个第一层和第二层独立地选自由以下组成的组 -Ag、Al、Au、Be、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、In、Mg、Mn、Mo、Nb、Nd、N1、P、Pd、Pt、Re、Rh、Sb、Sn、Pb、Ta、T1、W、V、Zn 和 Zr。
[0054]3.4预电沉积处理至大约和后电沉积处理
[0055]在电沉积之前,或在电沉积后,连续电沉积纳米叠层涂层的方法可以包括预电沉积或后电沉积处理的其他步骤。
[0056]因此,上文所述的装置还可包含在第一位置与电沉积槽之间的一个或多个位置,并且所述方法还可包括使工件与溶剂、酸、碱、蚀刻剂或冲洗溶液(例如水)的一种或多种接触以除去所述溶剂、酸、碱或蚀刻剂。此外,上文所述的装置还可包含在电沉积槽与第二位置之间的一个或多个位置,并且所述方法还可包括使工件与以下的一种或多种接触:溶剂、酸、碱、钝化剂、或冲洗溶液(例如水)以除去所述溶剂、酸、碱或钝化剂。
[0057]4.0通过连续电沉积制备的纳米层压制品
[0058]本文所述的工艺和装置可适于通过使用不与在电沉积期间施加的涂层紧密地附着的工件来制备包含纳米层压材料、基本上由纳米层压材料组成、或由纳米层压材料组成的制品。可通过将涂层与工件分离在从电沉积工艺除去工件后获得制品。此外,在工件不平时,3维制品可以作为浮雕(relief)形成于工件的轮廓表面上。
[0059]4.0某些实施方案
[0060]1.一种用于电沉积纳米叠层涂层的装置,其包括:
[0061]至少第一电沉积槽(例如,一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个电沉积槽),导电性工件以一定速率移动通过所述电沉积槽,
[0062]速率控制机构,其控制所述工件移动通过所述电沉积槽的速率;
[0063]每个电沉积槽任选地包含混合器,所述混合器用于在电沉积工艺期间在其各自电沉积槽中搅拌电解质;
[0064]每个电沉积槽任选地包含流动控制单元,所述流动控制单元用于将电解质施加至所述工件;
[0065]电极;以及
[0066]电源,其当所述工件移动通过所述槽时以随时间变化的方式控制施加于所述工件的电流密度。
[0067]2.实施方案I所述的装置,其中以随时间变化的方式控制所述电流密度包括在所述工件移动通过所述电沉积槽时将两种或更多种、三种或更多种或四种或更多种不同电流密度施加于所述工件。
[0068]3.实施方案2所述的装置,其中以随时间变化的方式控制所述电流密度包括施加偏移电流,以使当所述工件移动通过所述电沉积槽时所述工件保持为阴极而所述电极保持为阳极。
[0069]4.实施方案I或2中任一项所述的装置,其中所述随时间变化的方式包括以下的一种或多种:改变所述基线电流、脉冲电流调制和反向脉冲电流调制。
[0070]5.前述实施方案中任一项所述的装置,其中一个或多个所述电沉积槽还包含超声波搅拌器。
[0071]6.实施方案5所述的装置,其中每个超声波搅拌器独立地连续或以脉冲方式操作。
[0072]7.前述实施方案中任一项所述的装置,其中每个混合器独立地操作以可变地混合在其各自电沉积槽中放置的电解质。
[0073]8.前述实施方案中任一项所述的装置,还包含所述工件从其移动至所述电沉积槽的第一位置,和/或用于在所述工件已移动通过一个或多个所述电沉积槽后接收所述工件的第二位置。
[0074]9.实施方案8所述的装置,其中所述第一和/或第二位置包含线轴或心轴。
[0075]10.实施方案9所述的装置,其中所述工件是可缠绕在所述线轴上或在所述心轴周围的电线、杆、片状物或管。
[0076]11.前述实施方案中任一项所述的装置,其中任何一个或多个所述电沉积槽包含水性电解质。
[0077]12.实施方案1-10中任一项所述的装置,其中任何一个或多个所述电沉积槽包含非水性电解质。
[0078]13.任何前述实施方案所述的装置,其中所述电解质包含两种或更多种、三种或更多种或四种或更多种可电沉积的金属的盐。
[0079]14.前述实施方案中任一项所述的装置,还包含在所述第一位置与所述电沉积槽之间的一个或多个位置,在所述位置中使所述工件与溶剂、酸、碱、蚀刻剂和冲洗剂的一种或多种接触以除去所述溶剂、酸、碱和/或蚀刻剂。
[0080]15.前述实施方案中任一项所述的装置,还包含在所述电沉积槽与所述第二位置之间的一个或多个位置,在所述位置中使所述涂覆工件经受以下的一项或多项:用溶剂清洗、用酸清洗、用碱清洗、钝化处理和冲洗。
[0081]16.一种电沉积纳米叠层涂层的方法,其包括:
[0082]使工件以一定速率移动通过包含至少第一电沉积槽(一个、两个、三个、四个、五个或更多个电沉积槽)的装置,其中所述电沉积槽包含电极和包含两种或更多种、三种或更多种、或四种或更多种不同可电沉积的金属的盐的电解质;以及
[0083]当所述工件移动通过所述槽时以随时间变化的方式控制所述混合速率和/或施加于所述工件的电流密度,从而电沉积纳米叠层涂层。
[0084]17.实施方案16所述的方法,其中以随时间变化的方式控制所述电流密度包含当所述工件移动通过所述电沉积槽时将两种或更多种、三种或更多种、或四种或更多种不同电流密度施加于所述工件。
[0085]18.实施方案16或17所述的方法,其中以随时间变化的方式控制所述电流密度包括施加偏移电流,以使当所述工件移动通过所述电沉积槽时所述工件保持为阴极而所述电极保持为阳极。
[0086]19.实施方案16或17所述的方法,其中所述随时间变化的方式包括以下的一种或多种:改变所述基线电流、脉冲电流调制和反向脉冲电流调制。
[0087]20.实施方案16-19中任一项所述的方法,其中一个或多个电沉积槽任选地包含混合器,所述混合器各自独立地以单一速率或以不同速率操作以搅拌在其各自电沉积槽内的所述电解质。
[0088]21.实施方案16-20中任一项所述的方法,其中一个或多个电沉积槽任选地包含超声波搅拌器,其各自独立地连续或以非连续方式操作以控制所述混合速率。
[0089]22.实施方案16-21中任一项所述的方法,还包括控制所述工件移动通过所述电沉积槽的速率。
[0090]23.实施方案16-22中任一项所述的方法,其中所述装置还包含所述工件从其移动至所述电沉积槽的第一位置,和/或用于在所述工件已移动通过所述电沉积槽后接收所述工件的第二位置,所述方法还包括使所述工件从所述第一位置移动至所述电沉积槽和/或使所述工件从所述电沉积槽移动至所述第二位置。
[0091]24.实施方案23所述的方法,其中所述装置还包含在所述第一位置与所述电沉积槽之间的一个或多个位置,并且所述方法还包括使所述工件与溶剂、酸、碱和蚀刻剂以及冲洗剂的一种或多种接触以在所述第一位置与所述电沉积槽之间的一个或多个所述位置处除去所述溶剂、酸、碱或蚀刻剂。
[0092]25.实施方案23或24所述的方法,其中所述装置还包含在所述电沉积槽与所述第二位置之间的一个或多个位置,并且所述方法还包括使所述工件与溶剂、酸、碱、钝化剂和冲洗剂的一种或多种接触以在所述电沉积槽与所述第二位置之间的一个或多个位置处除去所述溶剂、酸、碱和/或钝化剂。
[0093]26.实施方案16-25中任一项所述的方法,其中所述工件由金属、导电性聚合物或通过包藏导电性材料或无电施加金属被赋予导电性的非导电性聚合物组成。
[0094]27.实施方案16-26中任一项所述的方法,其中所述工件是电线、杆、片状物或管。
[0095]28.实施方案16-27中任一项所述的方法,其中所述电解质为水性电解质。
[0096]29.实施方案16-27中任一项所述的方法,其中所述电解质为非水性电解质。
[0097]30.实施方案16-29中任一项所述的方法,其中电沉积纳米叠层涂层包括所述电沉积包含一种或多种、两种或更多种、三种或更多种或四种或更多种不同元素的成层组合物,所述元素独立地选自 Ag、Al、Au、Be、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、In、Mg、Mn、Mo、Nb、Nd、N1、P、Pd、Pt、Re、Rh、Sb、Sn、Pb、Ta、T1、W、V、Zn和Zr,其中每种所述独立选择的金属以大于0.1、0.05、0.0U0.005 或 0.001 重量%存在。
[0098]31.实施方案16-29中任一项所述的方法,其中电沉积纳米叠层涂层包括所述电沉积包含两种或更多种不同元素的成层组合物,所述元素独立地选自Ag、Al、AU、Be、C0、Cr、Cu、Fe、Hg、In、Mg、Mn、Mo、Nb、Nd、N1、P、Pd、Pt、Re、Rh、Sb、Sn、Pb、Ta、T1、W、V、Zn 和 Zr,其中每种所述独立选择的金属以大于约0.1,0.05,0.01,0.005或0.001重量%存在。
[0099]32.实施方案31所述的方法,其中所述两种或更多种不同金属包含:Zn和Fe、Zn和N1、Co和N1、Ni和Fe、Ni和Cr、Ni和Al、Cu和Zn、Cu和Sn或包含Al和Ni和Co的组合物。
[0100]33.根据实施方案16
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