[實用新型]一種多重攪拌的高熵合金電化學沉積裝置

有效

• 申請號: 202123174851.2
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN216514239U
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 許建平;王佳杰;于久灝;陳晶;李青川
• 申請（專利權）人: 黑龍江工程學院;黑龍江省海振科技有限公司
• 主分類號: C25D21/10
• 分類號: C25D21/10;C25D17/00;C25D3/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種多重攪拌的高熵合金電化學沉積裝置。本實用新型是針對已有電化學沉積FeCoNiCr高熵合金涂層時多元素均勻沉積工藝窗口窄、氣體多等問題，充分攪拌鍍液組分。本實用新型包括往復推拉機構、攪拌電機、上葉片、下葉片、鍍液、主軸等，所述試樣臺可拆卸固定安裝在往復推拉機構上，往復推拉機構實現試樣上下往復運動，攪拌電機帶動葉片和下葉片攪拌電鍍槽中鍍液。本實用新型屬于表面工程改性領域。

技術領域

本實用新型涉及一種多重攪拌的高熵合金電化學沉積裝置，屬于表面工程改性領域。

背景技術

近些年，高熵合金材料受到廣泛關注，成為超性能材料的研究熱點。傳統合金主要是以1種或2種元素為主體同時添加少量改善性能的其他元素。高熵合金的設計制備理念與傳統合金存在區別。高熵合金通常包括5種及5種以上元素，并且這些元素要求是等摩爾比或近似等摩爾比，單一元素含量低于50％。高熵合金主要以固溶體結構組成，一般是BCC、FCC或BCC和FCC這些簡單相組成的混合物。高熵合金具有較高的混合熵，使得高熵合金具有獨特結構和力學性能，例如：高耐蝕性、高硬度、高強度、良好耐磨性和高溫強度等。

由于Fe、Ni、Co、Cr的原子半徑和電負性相近的特性，導致該4種元素容易形成結構簡單的FCC結構高熵合金。目前，高熵合金進的制備方法主要是電弧熔煉法、機械合金化法、磁控濺射法、激光熔覆和電化學沉積等。除了電化學方法之外，其他方法工藝復雜、成本高，不便于工業應用。電化學法制備涂層時具有工藝簡單、沉積速率快、環境友好等優勢。

電化學法制備FeCoNiCr高熵合金涂層時，以近似等摩爾比方式，Cr、Fe、Ni、Co 元素均勻沉積涂層工藝受到電流密度、溫度、鍍液濃度、鍍液傳質速度等因素制約，Cr³⁺發生聚合反應及其Cr與Fe相互制約而降低涂層組分沉積比例，鍍液容易出現大量氣體，影響涂層組分含量、沉積速度、組織結構和性能等。改善鍍液傳質速度是提高離子傳質速度、增強組分溶解度、協調增加陰極電流密度等有效方式。

實用新型內容

針對已有電化學沉積FeCoNiCr高熵合金涂層時多元素均勻沉積工藝窗口窄、氣體多等問題，本實用新型專利提供一種多重攪拌的高熵合金電化學沉積裝置。本實用新型專利的電化學沉積FeCoNiCr高熵合金涂層工藝具有鍍液攪拌充分、工藝穩定、協調可控元素沉積等特點。

本實用新型為解決上述問題采取的技術方案是：

本實用新型公開了一種多重攪拌的高熵合金電化學沉積裝置，本實用新型包括試樣臺 1、試樣2、往復推拉機構3、電機4、陽極5、攪拌電機6、上葉片7、下葉片8、鍍液9、電源10、電鍍槽11、水浴加熱器12、主軸13，所述試樣2可拆卸固定安裝在試樣臺1 上，試樣臺1可拆卸固定安裝在往復推拉機構3上，電機4通過聯軸器與往復推拉機構3 連接，往復推拉機構3實現試樣2上下往復運動，上葉片7和下葉片8分別可拆卸固定安裝在主軸13上，上葉片7長度小于下葉片8長度，攪拌電機6通過聯軸器與主軸13連接，攪拌電機6帶動上葉片7和下葉片8攪拌電鍍槽11中鍍液9，電鍍槽11位于水浴加熱器12內部，試樣2和陽極5位于鍍液9內部，試樣2和陽極5通過銅導線分別連接電源 10的陰極和陽極5。

進一步的是，所述試樣2移動頻率2次/min-150次/min，試樣2移動行程10mm-300mm。

進一步的是，所述上葉片7長度5mm-100mm，下葉片8長度10mm-400mm。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提出了一種多重攪拌的高熵合金電化學沉積裝置，保證試樣往復運動、葉片旋轉等多重攪拌，增強多元素溶解度、離子傳質速度，避免典型Cr³⁺發生聚合反應下增加陰極電流密度數值，拓寬等摩爾比或近似等摩爾比的高熵合金體系的工藝調控窗口，滿足電化學沉積FeCoNiCr高熵合金涂層的科研和工業需求。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。