[发明专利]柱塞表面超声波-喷射电镀纳米镀层实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种柱塞表面超声波-喷射电镀纳米镀层实验装置，其特征在于：这种柱塞表面超声波-喷射电镀纳米镀层实验装置包括超声波发生器（1）、电镀槽（6）、喷头（9）、加热装置（18）、散热装置（19）、脉冲电镀电源（13），超声波发生器（1）为槽式的，电镀槽（6）置于超声波发生器（1）内，电镀槽（6）内有复合镀液（17），电镀槽（6）的上端口设置有支架（8），电镀槽（6）的下部设置与其相通的导管（4），导管（4）另一端向下穿过支架（8）并伸入喷头（9）中与镀液夹套（9A）相通，导管（4）上设置有过滤器（7）和循环泵（11）；喷头（9）为具有夹层的空心筒体，喷头（9）的下端口是开放的，夹层为镀液夹套（9A），柱塞（14）伸入到喷头（9）内被镀液夹套（9A）环绕在其中，镀液夹套（9A）与柱塞（14）对应的部位均匀设置数列喷射孔组，各喷射孔组设置数个喷射孔（9B），每组喷射孔组内喷射孔（9B）沿着垂向均匀布置，柱塞（14）和喷头（9）均外接脉冲电镀电源（13）；加热装置（18）设置于电镀槽（6）内，散热装置（19）内置于加热装置（18）内，通过散热电机（19G）带动叶轮（19A）旋转扩散热量。

2.根据权利要求1所述的柱塞表面超声波-喷射电镀纳米镀层实验装置，其特征在于：所述的柱塞（14）通过夹具（5）安装在电木板（16）上，电木板（16）安装在电镀槽（6）的槽底，电镀槽（6）通过撑脚（3）安装在超声波发生器（1）内；夹具（5）包括圆形夹盘（5C），圆形夹盘（5C）被均分成四块弧形夹块，夹盘（5C）底部的中心设置中心齿轮（5F），每个弧形夹块设置一夹板（5B），夹板（5B）连接齿条（5D），齿条（5D）的另一端连接弹簧（5E），齿条（5D）与中心齿轮（5F）啮合；夹板（5B）伸出到夹盘（5C）上表面，推动任意一个夹板（5B）向夹盘（5C）边缘方向前进，其它三个夹板（5B）张开，停止推动，四个夹板（5B）同时回缩将柱塞（14）夹在其中。

3.根据权利要求2所述的柱塞表面超声波-喷射电镀纳米镀层实验装置，其特征在于：所述的夹具（5）底部设置夹盘盒（5A），夹盘盒（5A）将各齿条（5D）、中心齿轮（5F）、各弹簧（5E）容纳在其中，起到支撑绝缘作用。

4.根据权利要求3所述的柱塞表面超声波-喷射电镀纳米镀层实验装置，其特征在于：所述的散热装置（19）包括散热电机（19G），散热电机（19G）的轴（19F）与套筒（19C）通过键连接，矩形螺母（19E）一端旋入到轴（19F）内，矩形螺母（19E）另一端与叶轮（19A）连接，矩形螺母（19E）与叶轮（19A）之间设置密封圈（19D），矩形螺母（19E）与套筒（19C）之间设置有密封圈（19D），矩形螺母（19E）将密封圈（19D）与套筒（19C）封闭在其内部，矩形螺母（19E）与套筒（19C）间设置有止推轴承（19B），止推轴承（19B）设置在套筒（19C）与叶轮（19A）连接的一端处。

5.根据权利要求4所述的柱塞表面超声波-喷射电镀纳米镀层实验装置，其特征在于：所述的导管（4）穿过支架（8）后，通过支撑块（12）夹紧在所述导管（4）与支架（8）连通处。

6.根据权利要求5所述的柱塞表面超声波-喷射电镀纳米镀层实验装置，其特征在于：所述的喷头（9）与导管（4）通过固定接头（10）连接。

7.根据权利要求6所述的柱塞表面超声波-喷射电镀纳米镀层实验装置，其特征在于：所述的复合镀液（17）由硫酸镍300g/l～450g/l、氯化镍35g/l～50g/l、氯化钠35g/l～50g/l、硫酸钠5g/l～50g/l、硼酸20g/l～42g/l、十二烷基硫酸钠0.3g/l～0.8g/l、CG-590偶联剂2.5g/l～5.5g/l、糖精2g/l～8g/l、纳米颗粒2g/l～15g /l构成。

8.一种权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的柱塞表面超声波-喷射电镀纳米镀层实验装置的实验方法，其特征在于：

第一步：配制复合镀液；

第二步：电镀过程：在电镀过程中需要控制温度在50℃~65℃、pH在3.5~5、电流密度在6~12A/、脉冲宽度不大于200ms，脉冲间隔不大于1000ms，脉冲频率 范围在5~4500Hz之间；分别施加X、Y、Z、X+Y、X+Z、Y+Z超声波，超声波功率不大于600W，超声波频率范围在20~30kHz之间；

首先放入电木板（16）、连接好的夹具（5）与柱塞（14），用导管（4）连接过滤器（7）与循环泵（11），并在电镀槽（6）上端用支架（8）将导管（4）固定，放入配好的镀液，打开超声波发生器（1），打开加热装置（18）与散热装置（19），对第一步配好的镀液进行恒温加热，加热到所需温度后，打开过滤器（7）和循环泵（11），打开脉冲电镀电源（13），开始电镀；

第三步：关闭散热装置（19）过滤器（7）与循环泵（11），实验结束，关闭电源，取出柱塞（14）。