Nghiên cứu ứng dụng sau siêu tới hạn CO2 cho các quá trình mạ (electro/electroless plating)

Post date: Oct 19, 2012 6:31:48 AM

Đây là công nghệ, đã được đăng ký bằng sáng chế tại Đài loan, bước đầu đã có những kết quả khả quan. Kết quả lớp mạ bóng, sáng, kích thước độ hạt nằm trong khoảng vài chục nanometer, độ cứng có thể đạt đến 650Hv, cao gấp đôi giá trị độ cứng của lớp mạ truyền thống. Cho đến nay, chưa có phương pháp mạ nickel dưới áp suất khí quyển đạt được độ cứng này!

Hình dưới đây giới thiệu sơ bộ về lược đồ hệ thống thực nghiệm mà tác giả đã sử dụng. Theo đó, có 2 cụm thiết bị cần phải đầu tư kinh phí lớn đó là thiết bị bơm khí CO2 lỏng (High pressure pump) và bình cao áp siêu tới hạn CO2. Ước tính tổng kinh phí cho cả hệ thống khoảng <600 triệu VND.

Hình 1. Lược đồ nguyên lý về công nghệ mạ sau siêu tới hạn CO2

Hình dưới đây thể hiện ảnh chụp tế vi bề mặt SEM, chụp ở độ phóng đại 5000 lần và ảnh quét tế vi bề mặt AFM. Từ kết quả quét AFM, một lượng lớn các lỗ khí tồn tại trên bề mặt lớp mạ Sc-CO2, nhưng lớp mạ post Sc-CO2 thì lại rất ít. Độ nhám bề mặt của sản phẩm mạ nickel bằng phương pháp siêu tới hạn là 25nm, trong lúc đó của lớp mạ sau siêu tới hạn CO2 chỉ 4nm.

Hình 2. Ảnh chụp SEM và ảnh quét AFM của bề mặt lớp mạ nickel a) mạ siêu tới hạn CO2 và b) mạ sau siêu tới hạn CO2

Nếu nghiên cứu hoàn thiện, khẳng định được sự thành công của phương pháp mạ sau siêu tới hạn CO2, một số ưu điểm của công nghệ có thể đạt:

1) Hạn chế sự ăn mòn của Sc-CO2 khi mạ, có thể làm phá hỏng các sản phẩm mạ (vai trò là cathode);

2) Mở rộng được phạm vi của sản phẩm mạ như kích thước, hình dáng, loại vật liệu nền; vì lúc này quá trình mạ được thực hiện ở điều kiện áp suất khí quyển;

3) Dễ dàng thực hiện được quá trình mạ liên tục, không phải gián đoạn như mạ trong môi trường siêu tới hạn;

3) Giảm giá thành sản phẩm thông qua việc giảm các chi phí tạo Sc-CO2;