Успехи гальванотехники.
Обзор мировой специальной литературы
за 2004-2005 годы

2. Применение гальванических и других покрытий.
2.1. Техника обработки поверхности в автомобилестроении.

Важнейшей проблемой для автомобилестроителей является снижение расхода топлива. С этой целью проводятся работы по уменьшению веса автомобилей за счет использования в конструкции изделий из Al, нержавеющей стали, упрочненных пластмасс и из материала «Recyclat» [149], а также новых процессов в области обработки поверхности. Наряду с новыми методами предварительной обработки поверхности [84, 240, 244] в [401] разработан способ нанесения многослойных покрытий Cu/Ni/Cr, в состав которых входит 4 слоя Ni с различными свойствами с целью увеличения коррозионной стойкости и пластичности этой системы покрытий. Детали из высокопрочной стали в [348] предложено покрывать «жемчужным» никелем с тем, чтобы они были похожи на Al,. Чтобы увеличить использование декоративных покрытий из Cu/Ni/Cr, в США для рекламы используют даже школьные тетради [689].

Качество моторов можно улучшить с помощью гальванических покрытий [743]. В [664] разработаны новые покрытия на базе сплава Pb-Cu-Sn для подшипников скольжения, а также покрытия, не содержащие Pb. Для повышения равномерности распределения твердых хромовых покрытий по внутренней поверхности Al-цилиндров в [94] описан новый метод, основанный на протоке электролита внутри цилиндра.

Как показали исследования американских авиастроителей [683], от кадмиевых покрытий и хроматирования в растворах на базе Cr(VI) еще рано отказываться. Цинковые покрытия, хроматированные в растворах на основе Cr(VI), обходятся значительно дешевле, чем обработанные в растворах в отсутствии Cr(VI), при одинаковом качестве [748]. Существуют проблемы и при нанесении цинковых покрытий «горячим» способом на изделия из высокопрочных сталей. Поскольку оксиды, образуемые различными легирующими компонентами стали, травятся с различными скоростями, то это приводит к изменению химического состава самих покрытий [349].

В автомобильном секторе интенсифицируются работы с органическими покрытиями, хотя считается, что в будущем процесс лакирования будет заменен процессом приклеивания готовых лаковых пленок [299]. В [58] изучено влияние связующих и пигментов на декоративные и коррозионно-защитные свойства лаковых покрытий, а в [641, 697] предложено использовать самозалечивающиеся нано-лаки. Большой интерес в автомобилестроении проявляется к модным окраскам. В будущем в моде будет цвет серебра [28]. В [768] рекомендуется получать «пластмассовую» поверхность на внутренней поверхности изделий с помощью УФ-отвержденных лаков с «благородной внешностью».

В [283] описаны так называемые «производственные модели» для быстрого внедрения новых процессов в практику или при переводе лакировального производства в другое место [57]. Рационализация и оптимизация плановых ремонтов лакировальной техники приведена в [124, 139]. Новые лакировальные установки описаны в [641], контроль качества покрытий с помощью движущейся камеры, управляемой роботом, в [418], а новые способы уплотнения щелей и трещин в [771].

2.2. Техника обработки поверхности в электронике, медицине и других областях.

Много публикаций посвящено проблеме создания паяемых покрытий в электронике, не содержащих Pb.

Для замены Sn-Pb-покрытий в [15, 174, 430] исследовались покрытия из чистого олова, а в [309, 364] рекомендовано использовать покрытия из сплавов Sn-Ag или Sn-Ag-Cu. Усиленное использование олова в промышленности в настоящее время сдерживается недостаточным его количеством и это будет продолжаться еще по меньшей мере 2 года [308]. При использовании покрытий без свинца в микропаяемых соединениях (паяльные места в виде 'bump'-шишек) в [648] рекомендовано применять подслой из никеля, чтобы не допустить нежелательных реакций с металлическими вводами. Вместо Pb-содержащих покрытий в [145] предложено использовать двухслойное покрытие, состоящее из слоя Pd-Co толщиной 75 нм и Au толщиной 25-50 нм. Гальванотехники при производстве электропроводящих лент должны информировать покупателя об их свойствах [587].

Для защиты солнечных элементов от видимой части солнечного света в [116] использовались микрореплицированная (с повторяющимся рисунком) пластмассовая поверхность с селективно нанесенным Ni-покрытием с помощью литографического метода. Такая поверхность пропускает только диффузионную часть солнечного света и отражает видимую часть. На примере изготовления микрозубчатых колесиков в [117] было показано, что при гальванопластическом изготовлении микроизделий наиболее высокого отношения площади основания к высоте можно достичь, если использовать не электропроводящую первичную форму, а электропроводный субстрат с нанесенным на него неэлектропроводным пластмассовым покрытием. В [12] было показано, что при гальванопластическом изготовлении микроизделий лучше использовать сплав Ni-P, чем чистый Ni. Процессы металлизации подробно освещены в обзоре [227].

В медицинской технике электрохимически нанесенный слой из гидроксилапатита на костные имплантанты показывает хорошую биосовместимость [11]. Для повышения износостойкости коленных и бедренных имплантантов, изготовленных из сплавов Ti, необходимо имплантировать в сплав Ti азот, углерод или благородные металлы [194, 761]. Биосовместимость покрытий улучшается, если их подвергнуть анодному оксидированию и анодному окрашиванию [272]. Для терапии рака легких в [674] использовали воздухоподводящие трубки, покрытые радиоактивным Re.

С помощью золь-гель-способа, анодирования или пламенной обработки на медицинские изделия из Ti, Nb и других металлов наносят покрытия, служащие для передачи сигнала от металла к ткани организма [684].

В области гальванопластики в [59] оптимизирован процесс изготовления полых украшений, а в [14] разработан электролит золочения для медицинской техники. Точность размеров ячеек шрифта при гравировании толстых медных покрытий на цилиндрах глубокой печати повышается, если использовать алмазные инструменты [192]. С помощью гравировочного лазера (Laser-Etching) можно наносить тонкие линии на трехмерные детали [293], а также улучшить трибологические свойства поверхности [411].

При изготовлении изделий из огнеупорного материала и нанесении покрытий из тугоплавких веществ в [118] использовали индуктивное плазменное распыление; плазменная обработки повышает «гладкость» поверхности проволоки [481]. Для экранирования от нейтронов в ядерной технике, согласно [469], используют гальванические композиционные покрытия на основе никеля.

При монтажных работах точность подгонки изделий можно оптимизировать, если на их поверхность наносить порошкообразный сплав Ni-Ti, обладающий памятью формы [19]. Уплотнение можно улучшить с помощью магнитных частиц, наносимых на поверхность ткани в присутствии ПАВ [29].

Покрытия из алмазоподобного углерода, наносимые методом CVD (осаждение из газовой фазы), обладают лучшими антифрикционными свойствами, чем графит [35]. В электрохимии из этого материала производят электроды, работающие в широкой области потенциалов [287]. DLC-покрытия повышают срок службы подшипников [540]. Алмазные покрытия, получаемые методом CVD на обрабатывающих инструментах, используются не только для обработки графита, но и алюминия [285]. Детекторный материал для определения местонахождения боевых отравляющих веществ состоит из алмазного покрытия, нанесенного методом CVD, с соответствующими DNS-молекулами на его поверхности [286].

Жаростойкие и коррозионно-стойкие многослойные покрытия из слоев никеля и алюминия на лопатках турбин получаются при электролитическом осаждении из расплавов и последующем диффузионном отжиге [404]. Универсальные сверла для всех технически важных металлов покрыты слоем TiAlCN с помощью метода вакуумного напыления (PVD) [696].