Name: localized bathless metal-composite plating via electrostamping
Uploaded: 2020-09-22T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Localized Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping at JoVE.com

Эта работа была поддержана Программой надежности и обслуживания авиационного оборудования и Партнерством Патуксента. Таунсенд был поддержан научно-исследовательским стипендией факультета ONR. Авторы также признают общую поддержку факультета химии и биохимии SMCM и студентов, включая поддержку со стороны футбольной команды SMCM.

1. Подготовка солей для покрытия
ВНИМАНИЕ: Никель соли и борной кислоты являются токсичными и должны быть обработаны с надлежащей личной защиты оборудования, включая нитриль перчатки, очки и лабораторные пальто. Сильные кислоты и основания должны быть обработаны в капоте ...

<ol>
	<li>Hunt, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Comprehensive Composite Materials. , (2000).</li><li>Hovestad, A., Janssen, L. J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemical+codeposition+of+inert+particles+in+a+metallic+matrix.">Electrochemical codeposition of inert particles in a metallic matrix.</a> Journal of Applied Electrochemistry. 25 (6), 519-527 (1995).</li><li>Zimmerman, A. F., Clark, D. G., Aust, K. T., Erb, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulse+electrodeposition+of+Ni-SiC+nanocomposite.">Pulse electrodeposition of Ni-SiC nanocomposite.</a> Materials Letters. 52 (1), 85-90 (2002).</li><li>Devaneyan, S. P., Senthilvelan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electro+Co-deposition+and+Characterization+of+SiC+in+Nickel+Metal+Matrix+Composite+Coatings+on+Aluminium+7075.">Electro Co-deposition and Characterization of SiC in Nickel Metal Matrix Composite Coatings on Aluminium 7075.</a> Procedia Engineering. 97, 1496-1505 (2014).</li><li>Lekka, M., Kouloumbi, N., Gajo, M., Bonora, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corrosion+and+wear+resistant+electrodeposited+composite+coatings.">Corrosion and wear resistant electrodeposited composite coatings.</a> Electrochimica Acta. 50 (23), 4551-4556 (2005).</li><li>Balaraju, J. N., Sankara Narayanan, T. S. N., Seshadri, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electroless+Ni-P+composite+coatings.">Electroless Ni-P composite coatings.</a> Journal of Applied Electrochemistry. 33 (9), 807-816 (2003).</li><li>Jugovi&#263;, B., Stevanovi&#263;, J., Maksimovi&#263;, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrochemically+deposited+Ni+++WC+composite+coatings+obtained+under+constant+and+pulsating+current+regimes.">Electrochemically deposited Ni + WC composite coatings obtained under constant and pulsating current regimes.</a> Journal of Applied Electrochemistry. 34 (2), 175-179 (2004).</li><li>Hilla, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+self-lubricating+cobalt+coatings+on+metal+surfaces.">Fabrication of self-lubricating cobalt coatings on metal surfaces.</a> Nanotechnology. 18 (11), 115703 (2007).</li><li>Abi-Akar, H., Riley, C., Maybee, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrocodeposition+of+Nickel-Diamond+and+Cobalt-Chromium+Carbide+in+Low+Gravity.">Electrocodeposition of Nickel-Diamond and Cobalt-Chromium Carbide in Low Gravity.</a> Chemistry of Materials. 8 (11), 2601-2610 (1996).</li><li>Zhang, X., Chi, Z., Zhang, Y., Liu, S., Xu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+Advances+in+Mechanochromic+Luminescent+Metal+Complexes.">Recent Advances in Mechanochromic Luminescent Metal Complexes.</a> Journal of Materials Chemistry C. 1, 3376-3390 (2013).</li><li>Lancsek, T., Feldstein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Composite+electroless+plating.">Composite electroless plating.</a> US Patent. , (2006).</li><li>Walsh, F. C., Ponce de Leon, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+the+electrodeposition+of+metal+matrix+composite+coatings+by+inclusion+of+particles+in+a+metal+layer:+an+established+and+diversifying+technology.">A review of the electrodeposition of metal matrix composite coatings by inclusion of particles in a metal layer: an established and diversifying technology.</a> Transactions of the Institute of Materials Finishing. 92 (2), 83-98 (2014).</li><li>Roos, J. R., Celis, J. P., Fransaer, J., Buelens, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+composite+plating+for+advanced+materials.">The development of composite plating for advanced materials.</a> Journal of The Minerals, Metals and Materials Society. 42 (11), 60-63 (1990).</li><li>Guglielmi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+the+Deposition+of+Inert+Particles+from+Electrolytic+Baths.">Kinetics of the Deposition of Inert Particles from Electrolytic Baths.</a> Journal of The Electrochemical Society. 119 (8), 1009-1012 (1971).</li><li>Celis, J. P., R, J. R., Buelens, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Mathematical+Model+for+the+Electrolytic+Codeposition+of+Particles+with+a+Metallic+Matrix.">A Mathematical Model for the Electrolytic Codeposition of Particles with a Metallic Matrix.</a> Journal of The Electrochemical Society. 134 (6), 1402-1408 (1987).</li><li>He, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+monitoring+of+coating+health+by+in+situ+luminescent+layers.">The monitoring of coating health by in situ luminescent layers.</a> RSC Advances. 5 (53), 42965-42970 (2015).</li><li>Ganapathi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+luminescent+composite+metal+coatings+containing+rare-earth+phosphor+particles.">Electrodeposition of luminescent composite metal coatings containing rare-earth phosphor particles.</a> Journal of Materials Chemistry. 22 (12), 5514-5522 (2012).</li><li>Monnens, W., Deferm, C., Sniekers, J., Fransaer, J., Binnemans, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+indium+from+non-aqueous+electrolytes.">Electrodeposition of indium from non-aqueous electrolytes.</a> Chemical Communications. 55 (33), 4789-4792 (2019).</li><li>Low, C. T. J., Wills, R. G. A., Walsh, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+composite+coatings+containing+nanoparticles+in+a+metal+deposit.">Electrodeposition of composite coatings containing nanoparticles in a metal deposit.</a> Surface and Coatings Technology. 201 (1), 371-383 (2006).</li><li>Gerwitz, C. N., David, H. M., Yan, Y., Shaw, J. P., Townsend, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bathless+Inorganic+Composite+Nickel+Plating:+Dry-Cell+Stamping+of+Large+Hygroscopic+Phosphor+Crystals.">Bathless Inorganic Composite Nickel Plating: Dry-Cell Stamping of Large Hygroscopic Phosphor Crystals.</a> Advanced Materials Interfaces. 7 (4), (2020).</li><li>Bite, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+method+of+phosphorescent+strontium+aluminate+coating+preparation+on+aluminum.">Novel method of phosphorescent strontium aluminate coating preparation on aluminum.</a> Materials and Design. 160 (15), 794-802 (2018).</li><li>Feldstein, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coatings+with+identification+and+authentication+properties.">Coatings with identification and authentication properties.</a> US Patent. , (2012).</li><li>Rose, I., Whittingham, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nickel Plating Handbook. , (2014).</li><li>Anderson, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electroplating Engineering Handbook. , (1996).</li><li>Helle, K., Walsh, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+Composite+Layers+Consisting+of+Inert+Inclusions+in+a+Metal+Matrix.">Electrodeposition of Composite Layers Consisting of Inert Inclusions in a Metal Matrix.</a> Transactions of the Institute of Metal Finishing. 75 (2), 53-58 (1997).</li><li>Kerr, C., Barker, D., Walsh, F., Archer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Electrodeposition+of+Composite+Coatings+based+on+Metal+Matrix-Included+Particle+Deposits.">The Electrodeposition of Composite Coatings based on Metal Matrix-Included Particle Deposits.</a> Transactions of the Institute of Metal Finishing. 78 (5), 171-178 (2000).</li><li>Walsh, F. C., Wang, S., Zhou, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+electrodeposition+of+composite+coatings:+Diversity,+applications+and+challenges.">The electrodeposition of composite coatings: Diversity, applications and challenges.</a> Current Opinion in Electrochemistry. 20, 8-19 (2020).</li><li>Feldstein, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+coatings+comprising+light+emitting+particles.">Functional coatings comprising light emitting particles.</a> US Patent. , (1996).</li><li>Feldstein, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Composite+plated+articles+having+light-emitting+properties.">Composite plated articles having light-emitting properties.</a> US Patent. , (1998).</li><li>Zimmerman, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+of+Jet+Plating.">Method of Jet Plating.</a> US Patent. , (1957).</li><li>Schwartz, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+of+Electroplating.">Method of Electroplating.</a> United States Patent. , (1961).</li></ol>

Критические шаги электрошока. Без ванн электростампирование разделяет многие из тех же критических шагов с традиционными электроплитами ванны. К ним относятся надлежащая очистка электродов, смешивание ионов металла в электролит и применение и внешнего или химического (без э...

Традиционные электроплемы широко используются для депонирования тонких пленок различных металлов, сплавов и металлических композитов на проводящие поверхности для ихфункционализации для предполагаемого применения 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. Этот метод добавляет металлическую отделку к частям, используемым в производстве аэрокосмического, автомобильного, военного, медицинского и электронного оборудования. Объект, который должен быть потолочен, катод, погружается в аквеозную ванну, содержащую металлические прекурсоры соли, которые сведены к металлу на поверхности объекта с применением химического или электрического потенциала. Не заряженные композитные частицы могут быть включены в металлическую пленку, добавив их в ванну во время покрытия для повышения свойств пленки для повышенной твердости в случае оксидов металла и карбидов, гладкости с полимерами или смазки жидкимимаслами 12,13. Однако, поскольку эти частицы не имеют присущего притяжения к катоду, соотношение композита, который включен в металл остается низким для ванныпокрытие 13,14,15. Это особенно проблематично для крупных частиц, которые не адсорбируют катод достаточно долго, чтобы быть встроенными в растущую металлическую пленку. Кроме того, гигроскопические частицы solvate в aqueous решений и их гидратации оболочки действует как физический барьер, посягающий на контакт скатодом 16.
Некоторые перспективные методы были показаны, чтобы смягчить этот эффект с помощью сухих неполярных растворителей, чтобыудалить гидратационные барьер полностью 17, или путем украшения композитных частиц с заряженнымимолекулами сурфактанта 16, которые нарушают оболочку гидратации, чтобы позволить контакт между частицей и катодом. Однако, поскольку эти методы включают органические материалы, углеродное загрязнение возможно в пленке и разбивка этих органических материалов может произойти на электродах. Например, используемые органические растворители (DMSO2 и ацетамид) нагреваются до 130 градусов цельсия в инертной атмосфере для без воздуха покрытия; однако, мы обнаружили, что они нестабильны во время покрытия в воздухе. Из-за резистивного нагрева на электродах, редоксовые реакции с органическими материалами могут привести к примесям или участкам для неоднородного нуклеации и роста металлическихнаночастиц 18. В результате, существует необходимость в органических свободных aqueous электроплея метод, который решает давнюю проблему частиц-катодных adorption. До сих пор было показано, что металлическо-композитное покрытие ванны встраивает частицы до несколькихмикрометров диаметром 19 и до 15%нагрузки 16,17.
В ответ на это мы описываем неорганический метод электростампирования без ванн, который заставляет составные частицы встраиться в пленку при высоких поверхностных покрытиях, несмотря на их большие размеры и гигроскопическуюприроду 20. Удаляя ванну, процесс не включает в себя контейнеры опасных жидкостей покрытия и объект, который должен быть покрыт не должны быть погружены. Таким образом, крупные, громоздкие или иным образом коррозионные или водочувствительные объекты могут быть помыты или "штамповаться" в отдельных областях с композитным материалом. Кроме того, удаление избыточной воды требует меньшей очистки жидких опасных отходов.
Здесь мы демонстрируем этот метод производства ярких флуоресцентных металлических пленок путем совместного депонирования нетоксичных и стабилизирующих воздуха европия и диспрозия, стронция глинозема (87 ± 30 мкм) с никелем при высоких нагрузках (до 80%). Это происходит в отличие от предыдущих примеров, которые были помыты в ванне и, следовательно, были ограничены небольшими (нанометров до нескольких микрометров)фосфора 12. Кроме того, ранее сообщалось о электродепозитных пленках флуоресцентных пленок только под коротковолновым ультрафиолетовым светом, за исключением недавнего отчета, который вырос на 1 - 5 мкм люминесцентных кристаллов стронция глинозема в глиноземной пленке с плазменным электролитнымокисллением 21. Флуоресцентные металлические пленки могут иметь далеко идущие приложения во многих отраслях промышленности с участием тусклый светсреды, включая освещение дорожных знаков 21,техническое обслуживание самолета оборудования местоположение и идентификация 20, автомобильные и toy украшения, невидимыесообщения, проверка подлинности продукта 22, освещение безопасности, механохромнаяидентификация стресса 10 и трибологическийизнос визуальный осмотр 12,16. Несмотря на эти потенциальные виды использования светящихся металлических поверхностей, этот метод также может быть расширен, чтобы включить дополнительные крупные и/или гигроскопические композитные частицы для производства нового разнообразия металло-композитных функциональных покрытий, которые ранее были невозможны с помощью электроплит.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>37% M Hydrochloric Acid (aq)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>320331-500ML</td>
			<td>corrosive - handle in fume hood</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% Nitric Acid (aq)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>438073-500ML</td>
			<td>corrosive - handle in fume hood</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Barium magnesium aluminate, europium doped (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>756512-25G</td>
			<td>fine powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boric Acid (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>B6768-500G</td>
			<td>toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton Swab</td>
			<td>Q-tips</td>
			<td>Q-tips Cotton Swabs</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ</td>
			<td>National Institutes of Health</td>
			<td>IJ 1.46r</td>
			<td>free software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nickel (II) chloride hexahydrate (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>223387-500G</td>
			<td>toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nickel (II) sulfate hexahydrate (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>227676-500G</td>
			<td>toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nickel foil (s)</td>
			<td>AliExpress</td>
			<td>Ni99.999</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrile gloves</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>19-149-863B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nylon membrane (s)</td>
			<td>Tisch Scientific</td>
			<td>RS10133</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Microscope equipped with FTIC filter (470 &#177; 20 nm)</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Eclipse 80i</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Wrap</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-305654</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Porcelain Mortar</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB961A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Porcelain Pestle</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB961K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Hydroxide (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>221473-25G</td>
			<td>corrosive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potentiostat with platinum wire</td>
			<td>Gamry Instruments</td>
			<td>1000E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scoopula</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-357Q</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrofluorometer</td>
			<td>Photon Technology International</td>
			<td>QM-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Strontium aluminate, europium and dysprosium doped (s)</td>
			<td>GloNation</td>
			<td>756539-25G</td>
			<td>powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variable linear DC power supply</td>
			<td>Tekpower</td>
			<td>TP3005T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yttrium oxide, europium doped (s)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>756490-25G</td>
			<td>fine powder</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

localized bathless metal-composite plating via electrostamping

Композитное покрытие с частицами, встроенными в металлическую матрицу, может повысить свойства металлического покрытия, чтобы сделать его более или менее проводящим, прочным, прочным, смазано или флуоресцентным. Тем не менее, это может быть более сложным, чем металлическое покрытие, потому что составные частицы либо 1) не заряжается, чтобы они не имеют сильного электростатического притяжения к катоду, 2) являются гигроскопическими и блокируются гидратационной оболочки, или 3) слишком большой, чтобы оставаться застой в катоде при перемешивании. Здесь мы описываем детали без ванн покрытие метод, который включает в себя анод и катодные никелевые пластины сэндвич aqueous концентрированной электролитной пасты, содержащей большие гигроскопические фосфоресцирующие частицы и гидрофильной мембраны. После применения потенциала, никель металла откладывается вокруг застойных частиц фосфора, захватив их в пленку. Композитные покрытия характеризуются оптической микроскопией для шероховатости пленки, толщины и композитной поверхности. Кроме того, флуоресцентная спектроскопия может быть использована для количественной оценки яркости освещения этих пленок для оценки воздействия различных плотностей тока, продолжительности покрытия и фосфорной нагрузки.

После следовать этому протоколу, тонкое покрытие металла должно стать покрывается на поверхности катода и содержать составные частицы, которые были добавлены в покрытие пасты. Включение флуоресцентных или цветных частиц может наблюдаться при визуальном осмотре в результате изменени...

Watch this Scientific Journal Video about Localized Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping at JoVE.com

Localized Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping

Здесь представлен протокол без ванн электроплета, где застойная металлическая солевая паста, содержащая составные частицы, сводится к формированию металлических композитов при высокой загрузке. Этот метод решает проблемы, с которыми сталкиваются другие распространенные формы электроплеинга (струя, кисть, ванна) встраивания частиц композитов в металлическую матрицу.

Локализованный без ванн Металл-Композитный платы с помощью электростампинга

Composite plating with particles embedded into the metal matrix can enhance the properties of the metal coating to make it more or less conductive, hard, ...

Электроштамповки работ путем захвата композитных частиц в электролит, заставляя их пластины с металлом. С помощью этой новой методики высокие загрузки композитных частиц возможны даже на чувствительных к воде объектах. В отличие от типичного электроплея, этот метод не требует погружения объекта в жидкую ванну.Любой проводящий объект, независимо от его размера или формы. Может быть покрыта функциональными материалами. Флуоресцентные металлические композитные покрытия имеют далеко идущие применения для тусклый свет среды, включая расположение оборудования технического обслуживания самолетов, освещение дорожных знаков и путешествия логической разметки в механических частей машины.Начать взвешивать сульфат никеля, гексагидрат хлорида никеля и борную кислоту, как упоминалось в текстовой рукописи, и объединить их во флакон вместе. Измельчить эту смесь соли тщательно мелкого порошка. Убедитесь в том, чтобы использовать надлежащее защитное оборудование, дымовые вытяжки и системы удаления опасных отходов.Далее, Взвешивание 1,8 грамма европия диспрозия допинг стронция глинозема, европий допинг оксид yttrium или европий допинг барий, магний глинозема и измельчить его в мелкий порошок с помощью фарфорового раствора и пестика в течение примерно 10 минут. Смешайте молотый композитный порошок с соляной смесью в контейнере для хранения. Взвесьте 0,188 грамма этой смеси на квадратный сантиметр площади покрытия и добавьте его в открытый верхний контейнер добавьте 40 микролитров воды на квадратный сантиметр площади покрытия этой смеси и перемешайте, чтобы растворить соль и сформировать толстую пасту.Используя ножницы, вырезать анод до размера и формы, которая соответствует объекту, который будет побывают для того, чтобы удалить органический материал с поверхности фольги анода и катод очистить его с 10 Мюллер гидроксида калия или гидроксида натрия с помощью ватного тампона или ткани. Промыть поверхность водой, чтобы удалить избыток базы затем активировать металлическую поверхность, чтобы получить покрытие, вытирая его селективной концентрированной кислоты с помощью ватного тампона или ткани, следуя рекомендациям для активации конкретных металлических поверхностей и сплавов. выполнить это в дым капот, чтобы избежать воздействия паров хлорида водорода быстро депозит подготовленного покрытия пасты на катод объекта, охватывающих всю площадь и убедившись, чтобы избежать пробелов.Активируйте поверхность анода, вытирая ее концентрированной кислотой с помощью ватного тампона или ткани. При расчете текущей эффективности требуется зафиксировать массу анода и катода с помощью аналитического баланса. предустановить подачу питания в нужный ток или режим напряжения.Вырезать кусок гидрофильной мембраны, такие как нейлоновый лист и поместить его на верхней части анодного покрытия пасты, чтобы избежать прямого контакта с катодом. Добавьте небольшое количество пасты или сухой смеси соли на лист. Затем добавьте две капли воды, чтобы частично растворить соль.Этот процесс делает нейлоновый лист проводящим, чтобы позволить массовый транспорт ионов через электролит, который необходим для баланса заряда в реакции покрытия. Это также может быть достигнуто путем погружения нейлоновой мембраны в aqueous смесь соли никеля. Поместите активированный анод сверху и прикрепите как отрицательный, так и положительный приводит к катодного объекта.Обложка всей системы с пластиком, чтобы помочь сохранить воду и применять умеренное давление. Включите электроснабжение и продолжайте покрытие в течение нужной продолжительности. Выключите электроснабжение и разоблачить систему.Отключите провода и промыть катодный объект водой мыть другие компоненты системы, замачивания их в воде, а затем отказаться от этого aqueous решение в правильно помечены опасных отходов контейнера. Чтобы удалить любые неокрашенные композитные частицы аккуратно потер катод объекта вручную носить перчатки. Запись массы анода и катода с помощью аналитического баланса и рассчитать разницу с их первоначальной массы.Наблюдайте флуоресцентные покрытия с ультрафиолетовой лампой, чтобы проверить яркость и консистенцию металлического композита. Используйте хронопотентиометрию для мониторинга изменений напряжения при постоянном токе и хроноамперометрии для мониторинга изменений тока при постоянном напряжении. Включите потенциальный шпильки и назначить продолжительность и прикладной ток или напряжение.подготовить покрытие, как описано ранее. Нормализация напряжения до эталонного стандарта с использованием откалиброванной трех электродной системы. Поместите платиновый провод в качестве псевдо эталонного электрода между анодом и нейлоновым листом.И покрыть его отдельным нейлоновым листом, чтобы избежать контакта. Депозит несколько капель воды и небольшое количество покрытия пасты на анод. Окончательно соедините водит к электродам после этого уплотните пресс и начните покрытие как описано в рукописи текста.Мониторинг изменений напряжения или тока. Флуоресцентные или цветные частицы включения можно наблюдать из-за изменения внешнего вида по сравнению с неокрашенной поверхности. Оптическая микроскопия использовалась для исследования поверхностного покрытия и наблюдения за морфологией поверхности покрытия.Образцы наблюдались сверху вниз или вырезать выявить поперечное сечение процент композитных частиц поверхности покрытия в качестве функции времени для Chronoamperometry и в качестве функции текущей плотности для хронопотентиометрии увеличивается во время покрытия. Покрытие поверхности также коррелирует с толщиной. Параметры покрытия можно контролировать под постоянным напряжением с помощью хроноамперометрии и при постоянном тока с использованием хронопотентиометрии Яркость металлических композитных покрытий была количественно оценена с помощью флуоресцентной спектроскопии и расчет по квантовой доходности люминесценции производился с использованием соотношения пиковых областей.При попытке этого протокола, важно правильно очистить и активировать электроды перед покрытием. Кроме того, тщательная шлифовка смеси электролита-прекурсора поможет привести к гладкому равномерному покрытию. Прекурсор композитной электролитной пасты также могут быть отложены спрей покрытие или порошковое покрытие, чтобы сэкономить время и материалы.Таким образом, объекты могут быть покрыты в большем масштабе. Этот новый метод может стимулировать научные исследования для включения других крупных или гигроскопических композитных частиц, которые ранее были несовместимы с ванной, струей или покрытием кисти.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparing Silica Aerogel Monoliths via a Rapid Supercritical Extraction Method

Подготовка аэрогеля диоксида кремния Монолиты через Быстрое сверхкритической экстракции методом

A procedure for the fabrication of monolithic silica aerogels in eight hours or less via a rapid supercritical extraction process is described. The ...

Fluorescence-based Monitoring of PAD4 Activity via a Pro-fluorescence Substrate Analog

Флуоресценции основе Контроль PAD4 деятельности через Pro-флуоресцентной субстрата Analog

Post-translational modifications may lead to altered protein functional states by increasing the covalent variations on the side chains of many protein ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Синтез белка биоконъюгатов<em&gt; с помощью</em&gt; Цистеин-малеимид химии

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Epitaxial Growth of Perovskite Strontium Titanate on Germanium via Atomic Layer Deposition

Эпитаксиального роста перовскита титаната стронция на германии с помощью атомного слоя осаждения

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and ...

The Preparation and Properties of Thermo-reversibly Cross-linked Rubber Via Diels-Alder Chemistry

Получение и свойства Thermo-обратимо Поперечно-сшитый Резина Via Дильса-Альдера химии

A method for using Diels Alder thermo-reversible chemistry as cross-linking tool for rubber products is demonstrated. In this work, a commercial ...

Synthesizing Sodium Tungstate and Sodium Molybdate Microcapsules via Bacterial Mineral Excretion

Синтезирующий вольфрамата натрия и натрия молибдата микрокапсул через бактериальный выделение минеральных веществ

We present a method, the bacterial mineral excretion (BME), for synthesizing two kinds of microcapsules, sodium tungstate and sodium molybdate, and the ...

Fabrication and Testing of Catalytic Aerogels Prepared Via Rapid Supercritical Extraction

Изготовление и испытания каталитического аэрогели, подготовлен через быстрое сверхкритической экстракции

Protocols for preparing and testing catalytic aerogels by incorporating metal species into silica and alumina aerogel platforms are presented. Three ...

Membrane Remodeling of Giant Vesicles in Response to Localized Calcium Ion Gradients

Мембрана Ремоделирование гигантских пузырьков в ответ на локализованных кальций иона градиенты

In a wide variety of fundamental cell processes, such as membrane trafficking and apoptosis, cell membrane shape transitions occur concurrently with local ...

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

Синтез нанопроволоки Au субстрата прыгните через механизм активного роста поверхности

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

A Two-Step Protocol for Umpolung Functionalization of Ketones Via Enolonium Species

Двухэтапный протокол для Umpolung функционализация кетоны через Enolonium видов

&#945;-Functionalization of ketones via umpolung of enolates by hypervalent iodine reagents is an important concept in synthetic organic chemistry. ...