[發(fā)明專利]一種多功能霍爾槽系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610310479.8
• 申請(qǐng)日: 2016-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105734651B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉偉;陳月濤;明平美;李欣潮;趙云龍;張艷華;趙晨昊;楊文娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C25D17/02
• 分類號(hào): C25D17/02;C25D21/10;C25D21/02;C25D17/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電沉積裝置與設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種多功能霍爾槽系統(tǒng)。

背景技術(shù)

霍爾槽，又稱哈氏槽或赫爾槽，是霍爾槽試驗(yàn)的必備裝置。霍爾槽由于具有試驗(yàn)效果好、操作簡(jiǎn)單、耗液少等優(yōu)點(diǎn)，是電沉積研究不可缺少的工具。

盡管如此，現(xiàn)有的霍爾槽試驗(yàn)裝置仍有局限性。霍爾槽的標(biāo)志性特點(diǎn)是：近陰極的電流密度高，鍍層厚，遠(yuǎn)陰極的電流密度低，鍍層薄。這種特點(diǎn)雖然有利于評(píng)價(jià)與分析不同電流密度條件下的電沉積效果，如硬度、形貌特征等，但無(wú)法對(duì)電沉積層的厚度分布均勻性和內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)等進(jìn)行科學(xué)性評(píng)估。此外，大部分現(xiàn)有的霍爾槽未設(shè)溫控系統(tǒng)，無(wú)法按生產(chǎn)要求的溫度進(jìn)行測(cè)試，加之大都沒(méi)有安設(shè)接近生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的攪拌裝置，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)參考價(jià)值不高。總之，目前的霍爾槽盡管所具功能多樣，但仍存在難以模擬真實(shí)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、分析功能指標(biāo)不夠全面等不足。為此，亟待開(kāi)發(fā)一種既具有常規(guī)霍爾槽功能特性，又能模擬生產(chǎn)實(shí)際和評(píng)測(cè)更多工藝效果的霍爾槽系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出功能更豐富、工藝環(huán)境更接近生產(chǎn)實(shí)際的多功能霍爾槽系統(tǒng)。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)槽，含有陰極壁、陽(yáng)極壁、短側(cè)壁、長(zhǎng)側(cè)壁的霍爾槽，含有斜壁和側(cè)壁的電沉積槽，其特征是：所述的電沉積槽設(shè)有陰極裝夾單元；所述的陰極裝夾單元包括設(shè)有直槽的裝夾桿、定位板和固定件；所述的直槽的軸線平行于陰極壁；所述的調(diào)節(jié)槽、霍爾槽和電沉積槽共用底板；所述的霍爾槽與電沉積槽共用陰極壁；所述的霍爾槽與調(diào)節(jié)槽共用短側(cè)壁；所述的電沉積槽與調(diào)節(jié)槽共用側(cè)壁；所述的霍爾槽的底板上設(shè)有一排進(jìn)液孔；所述的電沉積槽的底板上設(shè)有一排進(jìn)液孔；所述的調(diào)節(jié)槽的底板上設(shè)有出液孔；所述的短側(cè)壁設(shè)有溢流口；所述的側(cè)壁設(shè)有溢流口；所述的底板下面設(shè)有進(jìn)液管和進(jìn)液管，且進(jìn)液管與進(jìn)液孔相聯(lián)通、進(jìn)液管與進(jìn)液孔相聯(lián)通；所述的進(jìn)液管和進(jìn)液管均與二位三通閥相連接。

優(yōu)選地，所述的調(diào)節(jié)槽內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器和加熱裝置。

優(yōu)選地，所述的陰極裝夾單元到陰極壁之間的距離d為2cm。

優(yōu)選地，所述的裝夾桿可滑動(dòng)地配合聯(lián)接于定位板上。

優(yōu)選地，所述的直槽的開(kāi)口平行于陰極壁。

優(yōu)選地，所述的霍爾槽的陽(yáng)極壁的長(zhǎng)度為85mm、陰極壁的長(zhǎng)度為127mm、短側(cè)壁的長(zhǎng)度為120mm、長(zhǎng)側(cè)壁的長(zhǎng)度為212mm，霍爾槽為體積是1000ml的標(biāo)準(zhǔn)霍爾槽。

優(yōu)選地，霍爾槽的溢流口的下沿距底板的高度為71mm。

優(yōu)選地，所述的霍爾槽的進(jìn)液孔為多個(gè)，每個(gè)進(jìn)液孔的直徑為2mm，圓心到陰極壁的距離為20mm，孔間距為10mm。

優(yōu)選地，所述的電沉積槽的進(jìn)液孔為多個(gè)，每個(gè)進(jìn)液孔的直徑為2mm，圓心到陰極壁的距離為20mm，孔間距為10mm。

優(yōu)選地，它還包括循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，所述的循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)的一端與電沉積槽的出液孔連接，循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)的另一端與霍爾槽的進(jìn)液孔和電沉積槽的進(jìn)液孔連接。

優(yōu)選地，所述的霍爾槽、調(diào)節(jié)槽和電沉積槽均為耐化學(xué)腐蝕的電絕緣槽。

本發(fā)明的工作原理如下，如需進(jìn)行霍爾槽實(shí)驗(yàn)，調(diào)整二位三通閥通斷通道，使電解液流經(jīng)進(jìn)液管后由進(jìn)液孔進(jìn)入到霍爾槽，在泵壓的作用下，在陰極區(qū)附近形成強(qiáng)烈的對(duì)流攪拌作用，同時(shí)，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)霍爾槽規(guī)定體積的電解液從溢流口溢流到調(diào)節(jié)槽中，電解液在調(diào)節(jié)槽中被加熱后，從調(diào)節(jié)槽的出液孔流出并進(jìn)入循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，再流入霍爾槽，如此循環(huán)。此外，還可根據(jù)需要，切斷霍爾槽的進(jìn)液孔和（或）關(guān)斷調(diào)節(jié)槽內(nèi)的溫控功能，以便進(jìn)行靜鍍、常溫電沉積等霍爾槽實(shí)驗(yàn)。

如需進(jìn)行常規(guī)電沉積實(shí)驗(yàn)，調(diào)整二位三通閥通斷通道，使電解液流經(jīng)進(jìn)液管后由進(jìn)液孔進(jìn)入到電沉積槽，并把陰極固定在陰極裝夾單元的裝夾桿的直槽內(nèi)（與陰極壁相距一定距離并平行于陰極壁）、陽(yáng)極固定在斜壁上，流入的電解液在泵壓的作用下，在陰極區(qū)附近形成強(qiáng)烈的對(duì)流攪拌作用，同時(shí)，過(guò)多的電解液從溢流口溢流到調(diào)節(jié)槽中，電解液在調(diào)節(jié)槽中被加熱后，從調(diào)節(jié)槽的出液孔流出并進(jìn)入循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，再流入電沉積槽，如此循環(huán)。在實(shí)驗(yàn)中，由于陰極是懸垂?fàn)顟B(tài)，這樣，可以根據(jù)陰極的彎曲方向（是面向陽(yáng)極還是背離陽(yáng)極）判測(cè)沉積到陰極上的金屬層的應(yīng)力狀態(tài)與大小。

如需同時(shí)進(jìn)行霍爾槽實(shí)驗(yàn)和常規(guī)電沉積實(shí)驗(yàn)，只需把電解液同時(shí)并分別進(jìn)入霍爾槽和沉積槽，便可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，同時(shí)并獨(dú)立地開(kāi)展擬定實(shí)驗(yàn)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：