[发明专利]超声辅助阴极等离子电解沉积涂层和表面处理方法及装置

权利要求书

1.一种超声辅助阴极等离子电解沉积涂层和表面处理的方法，其特征在于采用超声辅助方式配合沉积涂层或进行表面处理，具体步骤如下：

第一步：将无机酸加入适量蒸馏水中稀释，随后加入金属盐及水溶性高分子，机械搅拌15～60min配制成电解液；以金属基体为阴极，惰性电极为阳极，将金属基体以200#、400#、800#、1200#、1500#、2000#砂纸逐级打磨，丙酮溶液中浸泡超声除去表面油污，酸溶液中浸泡1～3min活化，干燥备用；

第二步：将阳极浸入电解液，随后调整阴阳极水平间距至合适距离，控制提拉装置，调整阴极距电解液液面位置，使其刚好与电解液不接触，打开超声系统开关，预制超声环境；

第三步：打开脉冲电源，到达沉积电压后，开启提拉装置开关，使阴极匀速下降至合适位置，进行沉积；沉积结束后，将试样进行冲洗干燥。

2.根据权利要求1所述的超声辅助阴极等离子电解沉积涂层和表面处理的方法，其特征在于：所述的金属盐为Fe、Co、Ni、Mo、Cd、Mn、Cu、Zn、Cr、Ag、Sn、Pt、Pd、Au、Na、K元素的硝酸盐、氯化盐、硫酸盐或碳酸盐；电解液可以由一种元素的金属盐配制，也可以由两种或两种以上元素的组合金属盐配制。

3.根据权利要求1所述的超声辅助阴极等离子电解沉积涂层和表面处理的方法，其特征在于：无机酸为硫酸、盐酸、硝酸；水溶性高分子为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、嵌段共聚物非离子型水溶性高分子的一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述的超声辅助阴极等离子电解沉积涂层和表面处理的方法，其特征在于：所述的阳极采用不锈钢、铂、钛或石墨惰性电极，阴极可选用碳钢、不锈钢、铝合金、镁合金、钛金属或合金，阴阳极平行放置，水平间距为0.5～30cm。

5.根据权利要求1所述的超声辅助阴极等离子电解沉积涂层和表面处理的方法，其特征在于：电解过程采用直流电源或脉冲电源，脉冲电源的频率控制在10～5000Hz，占空比控制在10～90％，电解电压控制在高于起弧电压5～100V的电压下。

6.根据权利要求1所述的超声辅助阴极等离子电解沉积涂层和表面处理的方法，其特征在于：超声系统可由探头式超声发生器或超声机提供，超声功率为0.1～5kW可调节，超声频率为10～80kHz可调节。

7.一种根据权利要求1所述方法所采用的装置，其特征在于包括脉冲电源(1)、进水口(2)、出水口(3)、阳极(4)、阴极(5)、电解槽(6)、支撑网(7)、超声发生系统(8)、冷却水(9)、电解液(10)及提拉装置(11)；其中各部位的连接关系为：超声系统(8)水平固定于工作台，支撑网(7)用于支撑电解槽(6)并浸泡于冷却水(9)中；冷却水(9)通过进水口(2)、出水口(3)连接外界循环泵；阳极(4)和阴极(5)垂直浸没于电解液(10)中；提拉装置(11)位于电解槽(6)上方合适位置，控制阴极的上下移动。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述超声发生系统(8)超声源可由探头式超声发生器或超声机提供，超声功率为0.1～5kW可调节，超声频率为10～80kHz可调节。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述提拉装置(11)通过聚四氟乙烯套管与阴极绝缘接触，由控制器自动控制提拉或下降速度。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述电解液(10)液面应低于冷却水(9)的液面。