一种多功能霍尔槽系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多功能霍尔槽系统，该系统包括调节槽、霍尔槽和电沉积槽。所述的电沉积槽设有阴极装夹单元，所述的阴极装夹单元包括设有直槽的装夹杆、定位板、固定件，所述的直槽的轴线平行于阴极壁，所述的调节槽、霍尔槽和电沉积槽共用一个底板，所述的霍尔槽与电沉积槽共用阴极壁，所述的霍尔槽与调节槽共用短侧壁，所述的电沉积槽与调节槽共用侧壁，所述的霍尔槽和电沉积槽的底板上分别设有一排进液孔，所述的调节槽的底板上设有出液孔，所述的霍尔槽的短侧壁和电沉积槽的侧壁均设有溢流口。该系统功能更加完善，除具有现有常规霍尔槽所有功能外，而且还能在接近生产的工艺条件下评测电沉积层的内应力、硬度、厚度等指标的分布特性，且结构简单、成本低廉。
【专利说明】
一种多功能霍尔槽系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电沉积装置与设备领域，具体涉及一种多功能霍尔槽系统。
【背景技术】
[0002]霍尔槽，又称哈氏槽或赫尔槽，是霍尔槽试验的必备装置。霍尔槽由于具有试验效果好、操作简单、耗液少等优点，是电沉积研究不可缺少的工具。
[0003]尽管如此，现有的霍尔槽试验装置仍有局限性。霍尔槽的标志性特点是:近阴极的电流密度高，镀层厚，远阴极的电流密度低，镀层薄。这种特点虽然有利于评价与分析不同电流密度条件下的电沉积效果，如硬度、形貌特征等，但无法对电沉积层的厚度分布均匀性和内应力状态等进行科学性评估。此外，大部分现有的霍尔槽未设温控系统，无法按生产要求的温度进行测试，加之大都没有安设接近生产现场的搅拌装置，导致试验结果的生产现场参考价值不高。总之，目前的霍尔槽尽管所具功能多样，但仍存在难以模拟真实生产现场、分析功能指标不够全面等不足。为此，亟待开发一种既具有常规霍尔槽功能特性，又能模拟生产实际和评测更多工艺效果的霍尔槽系统。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型的目的是提出功能更丰富、工艺环境更接近生产实际的多功能霍尔槽系统。
[0005]本实用新型通过如下技术方案实现，一种多功能霍尔槽系统，包括调节槽，含有阴极壁、阳极壁、短侧壁、长侧壁的霍尔槽，含有斜壁和侧壁的电沉积槽，其特征是:所述的电沉积槽设有阴极装夹单元;所述的阴极装夹单元包括设有直槽的装夹杆、定位板和固定件；所述的直槽的轴线平行于阴极壁;所述的调节槽、霍尔槽和电沉积槽共用底板;所述的霍尔槽与电沉积槽共用阴极壁;所述的霍尔槽与调节槽共用短侧壁;所述的电沉积槽与调节槽共用侧壁;所述的霍尔槽的底板上设有一排进液孔;所述的电沉积槽的底板上设有一排进液孔;所述的调节槽的底板上设有出液孔;所述的短侧壁设有溢流口；所述的侧壁设有溢流口；所述的底板下面设有进液管和进液管，且进液管与进液孔相联通、进液管与进液孔相联通;所述的进液管和进液管均与二位三通阀相连接。
[0006]优选地，所述的调节槽内设置有温度传感器和加热装置。
[0007]优选地，所述的阴极装夹单元到阴极壁之间的距离d为2cm。
[0008]优选地，所述的装夹杆可滑动地配合联接于定位板上。
[0009 ]优选地，所述的直槽的开口平行于阴极壁。
[0010]优选地，所述的霍尔槽的阳极壁的长度为85mm、阴极壁的长度为127mm、短侧壁的长度为120mm、长侧壁的长度为212mm，霍尔槽为体积是100ml的标准霍尔槽。
[0011 ]优选地，霍尔槽的溢流口的下沿距底板的高度为71_。
[0012]优选地，所述的霍尔槽的进液孔为多个，每个进液孔的直径为2mm，圆心到阴极壁的距离为20mm，孔间距为I Omm。
[0013]优选地，所述的电沉积槽的进液孔为多个，每个进液孔的直径为2mm，圆心到阴极壁的距离为20mm，孔间距为10mm。
[0014]优选地，它还包括循环过滤系统，所述的循环过滤系统的一端与电沉积槽的出液孔连接，循环过滤系统的另一端与霍尔槽的进液孔和电沉积槽的进液孔连接。
[0015]优选地，所述的霍尔槽、调节槽和电沉积槽均为耐化学腐蚀的电绝缘槽。
[0016]本实用新型的工作原理如下，如需进行霍尔槽实验，调整二位三通阀通断通道，使电解液流经进液管后由进液孔进入到霍尔槽，在栗压的作用下，在阴极区附近形成强烈的对流搅拌作用，同时，超过标准霍尔槽规定体积的电解液从溢流口溢流到调节槽中，电解液在调节槽中被加热后，从调节槽的出液孔流出并进入循环过滤系统，再流入霍尔槽，如此循环。此外，还可根据需要，切断霍尔槽的进液孔和(或)关断调节槽内的温控功能，以便进行静镀、常温电沉积等霍尔槽实验。
[0017]如需进行常规电沉积实验，调整二位三通阀通断通道，使电解液流经进液管后由进液孔进入到电沉积槽，并把阴极固定在阴极装夹单元的装夹杆的直槽内(与阴极壁相距一定距离并平行于阴极壁)、阳极固定在斜壁上，流入的电解液在栗压的作用下，在阴极区附近形成强烈的对流搅拌作用，同时，过多的电解液从溢流口溢流到调节槽中，电解液在调节槽中被加热后，从调节槽的出液孔流出并进入循环过滤系统，再流入电沉积槽，如此循环。在实验中，由于阴极是悬垂状态，这样，可以根据阴极的弯曲方向(是面向阳极还是背离阳极)判测沉积到阴极上的金属层的应力状态与大小。
[0018]如需同时进行霍尔槽实验和常规电沉积实验，只需把电解液同时并分别进入霍尔槽和沉积槽，便可根据实验要求，同时并独立地开展拟定实验。
[0019]本实用新型的优点是:
[0020]1、功能更加完善。本实用新型除具有现有常规霍尔槽所有功能外，而且还能在接近生产的工艺条件下评测电沉积层的内应力、硬度、厚度等指标的分布特性。
[0021]2、结构简单，成本低廉。在能实现如此多分析与检测功能的前提下，本实用新型仅附加了少数几个结构单元，结构简单，易于实现，成本低。
[0022](四)
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的结构不意图；
[0024]图2为电沉积槽的阴极装夹单元的结构图；
[0025]图中:1、霍尔槽2、调节槽3、电沉积槽4、长侧壁5、霍尔槽进液孔6、底板7、阴极壁8、阳极壁9、短侧壁1、霍尔槽溢流口 11、出液孔12、温度传感器13、加热管14、电沉积槽溢流口15、侧壁16、斜壁17、阴极装夹单元17-1、定位板17-2、装夹杆17-3、固定件17-4、直槽18、电沉积槽进液管19、霍尔槽进液管20、电沉积槽进液孔21、二位三通阀。
【具体实施方式】
[0026]下面结合图1和图2对发明的实施做进一步的详细说明:一种多功能霍尔槽系统，该系统包括霍尔槽1、调节槽2、电沉积槽3。霍尔槽的阳极壁7的长度为85_，阴极壁的长度为127mm，长侧壁的长度为212mm，短侧壁的长度为120mm，霍尔槽的体积为I OOOml。电沉积槽3设有阴极装夹单元17，阴极装夹单元17包括设有直槽17-4的装夹杆17-2、定位板17-1和固定件17-3;直槽17-4的轴线平行于阴极壁7;调节槽2、霍尔槽I和电沉积槽3共用底板6;霍尔槽I与电沉积槽3共用阴极壁7;霍尔槽I与调节槽2共用短侧壁9;电沉积槽3与调节槽2共用侧壁16;霍尔槽I的底板上设有一排进液孔A5，进液孔的直径为2mm，圆心到阴极壁7的距离为20mm，孔间距为1mm;电沉积槽3的底板上设有一排进液孔B20，进液孔20的直径为2mm，圆心到阴极壁7的距离为20mm，孔间距为1mm;调节槽2的底板上设有出液孔11;短侧壁9设有溢流口 A1，溢流口 Al O的下沿距底板6的高度为7 Imm;侧壁15设有溢流口 B14;底板6下面设有进液管B18和进液管A19，且进液管B18与进液孔B20相联通、进液管A19与进液孔A5相联通;进液管B18和进液管Al 9均与二位三通阀21相连接。
[0027]如需进行霍尔槽实验，阳极固定在阳极壁上，阴极固定在阴极壁上，调整二位三通阀通断通道，使电解液流经进液管后由进液孔进入到霍尔槽，在栗压的作用下，在阴极区附近形成强烈的对流搅拌作用，同时，超过标准霍尔槽规定体积的电解液从溢流口溢流到调节槽中，电解液在调节槽中被加热后，从调节槽的出液孔流出并进入循环过滤系统，再流入霍尔槽，如此循环。此外，还可根据需要，切断霍尔槽的进液孔和(或)关断调节槽内的温控功能，以便进行静镀、常温电沉积等霍尔槽实验。
[0028]如需进行常规电沉积实验，调整二位三通阀通断通道，使电解液流经进液管后由进液孔进入到电沉积槽，并把阴极固定在阴极装夹单元的装夹杆的直槽内(与阴极壁相距一定距离并平行于阴极壁)，阴极装夹单元如图2所示，阴极可用长为70mm、宽为20mm、厚为
0.2mm的黄铜片，阳极固定在斜壁16上，流入的电解液在栗压的作用下，在阴极区附近形成强烈的对流搅拌作用，同时，过多的电解液从溢流口溢流到调节槽中，电解液在调节槽中被加热后，从调节槽的出液孔流出并进入循环过滤系统，再流入电沉积槽，如此循环。在实验中，由于阴极是悬垂状态，这样，可以根据阴极的弯曲方向(是面向阳极还是背离阳极)和弯曲程度判测沉积到阴极上的金属层的应力状态与大小。
[0029]如需同时进行霍尔槽实验和常规电沉积实验，只需把电解液同时并分别进入霍尔槽和沉积槽，便可根据实验要求，同时并独立地开展拟定实验。
【主权项】
1.一种多功能霍尔槽系统，它包括调节槽(2)，含有阴极壁(7)、阳极壁(8)、短侧壁(9)、长侧壁(4)的霍尔槽(I)，含有斜壁(16)和侧壁(15)的电沉积槽(3)，其特征是:所述的电沉积槽(3)设有阴极装夹单元(17);所述的阴极装夹单元(17)包括设有直槽(17-4)的装夹杆(17-2)、定位板(17-1)、固定件(17-3);所述的直槽(17-4)的轴线平行于阴极壁(7);所述的调节槽(2)、霍尔槽(I)和电沉积槽(3)共用底板(6);所述的霍尔槽(I)与电沉积槽(3)共用阴极壁(7);所述的霍尔槽(I)与调节槽(2)共用短侧壁(9);所述的电沉积槽(3)与调节槽(2)共用侧壁(15);所述的霍尔槽(I)的底板上设有一排进液孔A(5);所述的电沉积槽(3)的底板上设有一排进液孔B(20);所述的调节槽(2)的底板上设有出液孔(11);所述的短侧壁(9)设有溢流口 A(1);所述的侧壁(15)设有溢流口 B(14);所述的底板(6)下面设有进液管B(18)和进液管A(19)，且进液管B(18)与进液孔B(20)相联通、进液管A(19)与进液孔A(5)相联通;所述的进液管B(IS)和进液管A(19)均与二位三通阀(21)相连接。2.根据权利要求1所述的一种多功能霍尔槽系统，其特征是:所述的调节槽(2)内设置有温度传感器(12)和加热装置(13)。3.根据权利要求1所述的一种多功能霍尔槽系统，其特征是:所述的装夹杆(17-2)可滑动地配合联接于定位板(17-1)上。4.根据权利要求1所述的一种多功能霍尔槽系统，其特征是:所述的直槽(17-4)的开口平行于阴极壁(7)。5.根据权利要求1所述的一种多功能霍尔槽系统，其特征是:所述的霍尔槽(I)的阳极壁(7)的长度为85mm、阴极壁(8)的长度为127mm、短侧壁(9)的长度为120mm、长侧壁(4)的长度为212mm。6.根据权利要求1所述的一种多功能霍尔槽系统，其特征是:溢流口A(1)的下沿距底板(6)的高度为71mm。7.根据权利要求1所述的一种多功能霍尔槽系统，其特征是:所述的进液孔A(5)为多个，每个进液孔A( 5)的直径为I?2mm，圆心到阴极壁(7)的距离为15?20mm，孔间距为10?15mm08.根据权利要求1所述的一种多功能霍尔槽系统，其特征是:所述的进液孔B(20)为多个，每个进液孔B( 20)的直径为I?2mm，圆心到阴极壁(7)的距离为15?20mm，孔间距为10?15mm ο9.根据权利要求1所述的一种多功能霍尔槽系统，其特征是:它还包括循环过滤系统，所述的循环过滤系统的一端与出液孔(11)连接，循环过滤系统的另一端与进液孔A(5)和进液孔B (20)连接。10.根据权利要求1所述的一种多功能霍尔槽系统，其特征是:所述的霍尔槽(1)、调节槽(2 )和电沉积槽(3 )均为耐化学腐蚀的电绝缘槽。
【文档编号】C25D17/02GK205653525SQ201620425565
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月11日 公开号201620425565.9, CN 201620425565, CN 205653525 U, CN 205653525U, CN-U-205653525, CN201620425565, CN201620425565.9, CN205653525 U, CN205653525U
【发明人】刘伟, 陈月涛, 明平美, 李欣潮, 赵云龙, 张艳华, 赵晨昊, 杨文娟
【申请人】河南理工大学