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

Bu çalışma Uçak Ekipmanları Güvenilirlik ve Bakım Geliştirme Programı ve Patuxent Ortaklığı tarafından desteklenmiştir. Townsend, ONR Fakültesi Araştırma Bursu ile desteklendi. Yazarlar ayrıca SMCM Kimya ve Biyokimya Bölümü öğretim üyeleri ve öğrencileringenel desteğini kabul, SMCM futbol takımının desteği de dahil olmak üzere.

1. Kaplama tuzlarının hazırlanması
DİkKAT: Nikel tuzları ve borik asit toksiktir ve nitril eldivenleri, gözlükler ve laboratuvar önlüğü de dahil olmak üzere uygun kişisel koruyucu ekipmanlarla kullanılmalıdır. Güçlü asitler ve bazlar duman kaputunda ele alınmalıdır ve tüm atık kimyasallar tehlikeli atık olarak bertaraf edilmelidir.
<ol><li>Bir denge kullanarak, bu oranlarda aşağıdaki tozları tartın: 10.000 g NiSO4·6H2O, 2.120 g NiCl2...

<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>

Elektrodamgalamanın kritik adımları. Bathless elektrostamping geleneksel banyo elektrokaplama ile aynı kritik adımları birçok hisse. Bunlar arasında elektrotların düzgün temizlenmesi, metal iyonlarının elektrolite karıştırılması ve kattot üzerine metalin azalmasına neden olacak harici veya kimyasal (elektrosuz kaplama) potansiyeli yer almaktadır. Buna ek olarak, anod ve katot oksidasyonu hızlı su ile durulama ve kurulum bu elektrotlar ekleyerek asit aktivasyonu sonra kaçınılmal?...

Geleneksel elektrokaplama yaygın metaller, alaşımlar çeşitli ince filmler yatırmak için kullanılır, alaşımlar, ve metal kompozitler iletken yüzeyler üzerine amaçlanan uygulamaiçinişlevselleştirmek için 1 ,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12. Bu yöntem, havacılık, otomotiv, askeri, tıbbi ve elektronik ekipman üretiminde kullanılan parçalara metal kaplama ekler. Kaplanacak nesne, katot, kimyasal veya elektriksel bir potansiyel uygulaması ile nesnenin yüzeyinde metale indirgenmiş metal tuz öncüleri içeren sulu bir banyoya batırılır. Yüksüz kompozit parçacıklar metal oksitler ve karbürler durumunda artan sertlik, polimerler veya sıvı yağlar ile yağlama ile pürüzsüzlük için film özelliklerini artırmak için kaplama sırasında banyo bunları ekleyerek metal film içine dahil edilebilir12,13. Ancak, bu parçacıklar katot için doğal bir cazibe eksikliği çünkü, metal dahil kompozit oranı banyo kaplama için düşük kalır13,14,15. Bu, büyüyen metal film tarafından gömülü olacak kadar uzun katota adsorb olmayan büyük parçacıklar için özellikle sorunludur. Ayrıca, higroskopik parçacıklar sulu çözeltiler solvate ve hidrasyon kabuğu katot16ile temas engelleyen fiziksel bir bariyer olarak hareket eder.
Bazı umut verici yöntemler tamamen hidrasyon bariyeri kaldırmak için kuru non-polar çözücüler kullanarak bu etkiyi azaltmak için gösterilmiştir17, veya parçacık ve katot arasında temas sağlamak için hidrasyon kabuğu bozan yüklü yüzey aktif molekülleri16 ile kompozit parçacıklar süsleyerek. Ancak, bu yöntemler organik maddeler içerdiğinden, filmde karbon kontaminasyonu mümkündür ve bu organik maddelerin parçalanması elektrotlarda oluşabilir. Örneğin, kullanılan organik çözücüler (DMSO2 ve asetamid) havasız kaplama için hareketsiz bir atmosferde 130 °C'ye Kadar ısıtılır; ancak, biz havada kaplama sırasında kararsız bulundu. Elektrotlarda dirençli ısıtma nedeniyle, organik maddeler ile redoks reaksiyonları yabancı maddeler veya metal nano tanecikleri18büyüme heterojen çekirdekleşme ve siteler neden olabilir. Sonuç olarak, parçacık-katot adsorpsiyon uzun süredir sorun adresleri organik içermeyen sulu elektrokaplama yöntemi için bir ihtiyaç vardır. Şimdiye kadar, metal-kompozit banyo kaplama çapı19 birkaç mikrometre kadar parçacıkları gömmek için gösterilmiştir ve 15 gibi yüksek%16, 17.
Buna karşılık olarak, kompozit parçacıkları büyük boyutları ve higroskopik doğasına rağmen yüksek yüzey kapsama larında filme gömmeye zorlayan inorganik banyosuz elektrodamgalama yöntemini tanımlıyoruz20. Banyo kaldırılarak, süreç tehlikeli kaplama sıvıları kapları içermez ve kaplanacak nesnenin batırılması gerekmez. Bu nedenle, büyük, hantal veya başka bir şekilde korozyon veya suya duyarlı nesneler, kompozit malzeme ile belirli alanlarda kaplama veya "damgalı" olabilir. Buna ek olarak, fazla suyun kaldırılması sıvı tehlikeli atıkların daha az temizlenmesini gerektirir.
Burada, toksik olmayan ve hava-stabil europium ve disprosyum doped, stronsiyum alüminyum (87 ± 30 μm) yüksek yüklemelerde nikel (%80'e kadar) birlikte birikerek parlak floresan metal filmler üretmek için bu yöntemi gösteriyoruz. Bu bir banyo tabaklanmış ve bu nedenle küçük (birkaç mikrometre için nanometre) fosfor12sınırlı olan önceki örnekleraksine gelir. Buna ek olarak, daha önce bildirilen elektrotlu filmler kısa dalga UV-ışık altında sadece floresan, plazma elektrolit oksidasyonu21ile bir alüminyum filmde 1 - 5 μm parlak stronsiyum alüminyum kristalleri büyüdü yeni bir rapor dışında . Floresan metal filmler yol işareti aydınlatma21dahil dim-ışık ortamları içeren birçok sektörde geniş kapsamlı uygulamalar olabilir , uçak bakım ekipmanları konumu ve kimlik20, otomobil ve oyuncak süslemeleri, görünmez mesajlar, ürün kimlik doğrulaması22, güvenlik aydınlatma, mekanik stres tanımlama10 ve tribolojik aşınma görsel muayene12,16. Parlayan metal yüzeyler için bu potansiyel kullanımlara rağmen, bu yöntem daha önce elektrokaplama ile mümkün değildi metal kompozit fonksiyonel kaplamalar yeni bir çeşitlilik üretmek için ek büyük ve / veya higroskopik kompozit parçacıklar içerecek şekilde genişletilebilir.

<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

Metal matris gömülü parçacıklar ile kompozit kaplama daha fazla veya daha az iletken, sert, dayanıklı, yağlanmış veya floresan yapmak için metal kaplama özelliklerini artırabilir. Ancak, metal kaplama daha zor olabilir, kompozit parçacıklar ya 1) katot için güçlü bir elektrostatik cazibe yok bu yüzden yüklü değil çünkü, 2) higroskopik ve hidrasyon kabuğu tarafından bloke edilir, ya da 3) karıştırma sırasında katot durgun kalmak için çok büyük. Burada, büyük higroskopik fosforlu parçacıklar ve hidrofilik membran içeren sulu konsantre elektrolit macunu sandviç anod ve katot nikel plakaları içeren bir banyosuz kaplama yönteminin ayrıntılarını açıklıyoruz. Bir potansiyel uygulandıktan sonra, nikel metal durgun fosfor parçacıkları etrafında birikir, filmde onları bindirme. Kompozit kaplamalar film pürüzlülüğü, kalınlığı ve kompozit yüzey yüklemesi için optik mikroskopi ile karakterizedir. Buna ek olarak, floresan spektroskopi çeşitli akım yoğunlukları, kaplama süresi ve fosfor yükleme etkilerini değerlendirmek için bu filmlerin aydınlatma parlaklığını ölçmek için kullanılabilir.

Bu protokolü uyguladıktan sonra, kathot yüzeyine ince bir metal kaplama yapılmalı ve kaplama hamuruna eklenen kompozit parçacıklar içermelidir. Floresan veya renkli partikül dahili, kaplamasız yüzeye göre görünüm değişikliği sonucu görsel muayene ile gözlemlenebilir(Şekil 1A1-A3). Kompozit parçacıkların yüzde yüzey kapsama alanını araştırmak ve kaplamanın yüzey morfolojisini gözlemlemek için optik mikroskopi kullanılabilir (<strong class="x...

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

Localized Bathless Metal-Composite Plating via Electrostamping

Burada sunulan banyosuz elektrokaplama bir protokol, kompozit parçacıklar içeren durgun metal tuz macunu yüksek yükleme metal kompozitler oluşturmak için azalır nerede. Bu yöntem, metal matris içine kompozit parçacıkları gömme elektrokaplama (jet, fırça, banyo) diğer ortak formları karşılaştığı zorlukları giderir.

Elektrodamgalama ile Lokalize Banyosuz Metal-Kompozit Kaplama

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, ...

Elektrodamgalama, kompozit parçacıkları elektrolite hapsederek, metalle kaplamaya zorlayarak çalışır. Bu yeni teknikle suya duyarlı nesnelerde bile yüksek kompozit parçacık yüklemeleri mümkündür. Tipik elektrokaplama aksine, bu teknik bir sıvı banyo nesne nin batırılmasını gerektirmez.Boyutu veya şekli ne olursa olsun, herhangi bir iletken nesne. Fonksiyonel malzemelerle kaplanabilir. Floresan metal kompozit kaplamalar, mekanik makine parçalarında uçak bakım ekipmanları konumu, yol işareti aydınlatması ve seyahat mantıksal işaretleri de dahil olmak üzere loş ışıklı ortamlar için çok geniş kapsamlı uygulamalara sahiptir.Nikel sülfat, nikel klorür hekzahidit ve borik asit metin el yazmasında belirtildiği gibi tartmak başlamak ve birlikte bir şişe bunları birleştirmek için. Bu tuz karışımını ince bir toz haline kadar iyice öğütün. Uygun koruyucu ekipman, duman başlıkları ve tehlikeli atık bertaraf sistemi kullandığınızdan emin olun.Sonra, tartmak 1.8 europium dysprosium doped stronsiyum alüminyum, europium doped yttrium oksit veya europium doped baryum, magnezyum alüminave yaklaşık 10 dakika boyunca bir porselen harç ve havaneli kullanarak ince bir toz içine öğütmek. Depolama için bir kapta tuz karışımı ile zemin kompozit toz birleştirin. Kaplama alanının santimetre kare başına bu karışımın 0.188 gram tartmak ve açık bir üst konteyner eklemek bu karışıma kaplama alanının santimetre kare başına 40 mikrolitre su ekleyin ve tuz eritmek ve kalın bir hamur oluşturmak için karıştırın.Bir makas kullanarak, anot folyo yüzeyinden organik malzeme kaldırmak için kaplanacak nesne eşleşen bir boyut ve şekil anodu kesmek ve katot 10 Mueller potasyum hidroksit veya sodyum hidroksit ile temiz bir pamuklu bez veya bez kullanarak temizleyin. Aşırı tabanı çıkarmak için yüzeyi suyla durulayın ve belirli metal yüzeyleri ve alaşımları etkinleştirmek için önerileri izleyerek, pamuklu bir bez veya bez kullanarak seçici konsantre bir asit le silerek kaplamayı almak için metal yüzeyi etkinleştirin. hidrojen klorür buharlarına maruz kalmamak için bunu duman kaputunda hızlı bir şekilde katot nesnesinin üzerine yatırın, tüm alanı kaplayın ve boşlukları önlemek için emin olun.Bir pamuklu bez veya bez kullanarak konsantre asit ile silerek anot yüzeyini etkinleştirin. Geçerli verimliliğin hesaplanması gerekiyorsa analitik bir denge kullanarak anod ve katot kütlesini kaydedin. istenilen akım veya voltaj moduna bir güç kaynağı önceden ayarlayın.Bir naylon levha gibi bir hidrofilik membran parçası kesin ve katot ile doğrudan temas önlemek için anot kaplama macunu üstüne yerleştirin. Sac üzerine hamur veya kuru tuz karışımı küçük bir miktar ekleyin. Sonra, kısmen tuz eritmek için su iki damla ekleyin.Bu işlem, naylon levhayı, kaplama reaksiyonundaki yükü dengelemek için gerekli olan elektrolit aracılığıyla iyonların toplu olarak taşınmasına olanak sağlayacak iletken hale getirir. Bu da sulu nikel tuz karışımı naylon membran daldırma ile gerçekleştirilebilir. Aktive ahortumu üste yerleştirin ve hem negatif hem de pozitif yol açar'ı katot nesnesine takın.Su tutmak ve orta basınç uygulamak için plastik ile tüm sistemi kaplayın. Güç kaynağını açın ve istediğiniz süre boyunca kaplamaya devam edin. Güç kaynağını kapatın ve sistemi ortaya çıkarın.Müşteri adaylarını çıkarın ve katot nesnesini suyla durulayın ve sistemin diğer bileşenlerini suda ıslatarak yıkayın ve bu sulu çözeltiyi uygun şekilde etiketlenmiş tehlikeli atık kabına atın. Herhangi bir kaplamasız kompozit parçacıkları kaldırmak için nazikçe eldiven giyen el katot nesne ovuşturdu. Analitik bir denge kullanarak anod ve katot kütlesini kaydedin ve orijinal kütleleriyle farkı hesaplayın.Metal kompozitin parlaklığını ve tutarlılığını doğrulamak için floresan kaplamaları ultraviyole lambaile gözlemleyin. Sabit akım ve kronoformetre altında gerilim deki değişiklikleri izlemek için kronopotentiyometri kullanın. Potansiyel saplamayı açın ve süreyi ve uygulanan akımı veya gerilimi belirleyin.kaplamayı daha önce açıklandığı gibi hazırlayın. Kalibre edilmiş üç elektrot sistemi kullanarak gerilimi referans standardına normalleştirin. Anot ve naylon levha arasına sahte referans elektrot olarak platin tel yerleştirin.Ve temastan kaçınmak için ayrı bir naylon levha ile kapsayacak şekilde. Anoda birkaç damla su ve az miktarda kaplama macunu yatırın. Son olarak elektrotlar için yol bağlayın sonra basın mühür ve metin el yazması açıklandığı gibi kaplama başlar.Voltaj veya akımdaki değişiklikleri izleyin. Floresan veya renkli parçacık birleşme kaplamasız yüzeye göre görünüm değişikliği nedeniyle görülebilir. Optik mikroskopi, yüzey kaplamasını araştırmak ve kaplamanın yüzey morfolojisini gözlemlemek için kullanılmıştır.Örnekler, kroskoptriiçin zamanın bir fonksiyonu olarak ve kaplama sırasında kronopotentiyometri artışları için akım yoğunluğunun bir fonksiyonu olarak kesitinyüzde kompozit parçacık yüzey kapsama alanını ortaya çıkarmak için yukarıdan aşağıya veya kesilerek gözlenmiştir. Yüzey kapsamı da kalınlığı ile ilişkilidir. Kaplama parametreleri kronoformetre kullanılarak sabit gerilim altında ve kronopotentiyometri kullanılarak sabit akım altında izlenebilir Metal kompozit kaplamaların parlaklığı floresan spektroskopi ile ölçüldü ve parlaklığın hesaplanması kuantum verimi pik alanların oranları kullanılarak yapıldı.Bu protokolü denerken, kaplamadan önce elektrotların düzgün bir şekilde temizlenmesi ve etkinleştirilmesi önemlidir. Buna ek olarak, iyice öncül elektrolit karışımı taşlama pürüzsüz bir düzgün kaplama yol açacaktır. Öncükompozit elektrolit macunu da zaman ve malzeme tasarrufu için sprey kaplama veya toz boya ile yatırılabilir.Bu şekilde nesneler daha büyük bir ölçekte kaplanabilir. Bu yeni teknik daha önce banyo, jet veya fırça kaplama ile uyumsuz olan diğer büyük veya higroskopik kompozit parçacıklar dahil etmek için bilimsel keşif teşvik edebilir.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparing Silica Aerogel Monoliths via a Rapid Supercritical Extraction Method

Bir Rapid Süperkritik Ekstraksiyon Yöntemi ile Silika AEROJEL Monoliths hazırlanıyor

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

Pro-floresan alt madde analog ile PAD4 Faaliyet flüoresan&#39;a bağlı İzleme

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

Protein Bioconjugatlar sentezi<em&gt; yoluyla</em&gt; Sistein-maleimid Kimya

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

Atomik Katman Biriktirme aracılığıyla Germanyum üzerinde Perovskit Stronsiyum Titanate Epitaksiyel Büyüme

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

Termo-tersinir Çapraz bağlı Lastik Via Diels-Alder Kimya hazırlanması ve Özellikleri

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

Sodyum Tungstate ve sodyum molibdat Microcapsules bakteriyel Mineral atılımı ile sentezleme

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

İmalat ve katalitik Aerogels hızlı süperkritik ayıklama hazırlanan test

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

Yanıt olarak lokalize kalsiyum iyon degradeler dev veziküller membran Remodeling

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

Substrat bağlı Au Nanowires bir aktif yüzey büyüme mekanizması yoluyla sentezi

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

Ketonlar ile Enolonium türler Umpolung Functionalization için bir iki adım iletişim kuralı

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