一種多功能霍爾槽系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)槽、霍爾槽和電沉積槽。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、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一個(gè)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，所述的霍爾槽和電沉積槽的底板上分別設(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，所述的霍爾槽的短側(cè)壁和電沉積槽的側(cè)壁均設(shè)有溢流口。該系統(tǒng)功能更加完善，除具有現(xiàn)有常規(guī)霍爾槽所有功能外，而且還能在接近生產(chǎn)的工藝條件下評(píng)測(cè)電沉積層的內(nèi)應(yīng)力、硬度、厚度等指標(biāo)的分布特性，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉。
【專利說(shuō)明】
一種多功能霍爾槽系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型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)】
[0002]霍爾槽，又稱哈氏槽或赫爾槽，是霍爾槽試驗(yàn)的必備裝置?；魻柌塾捎诰哂性囼?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。
[0003]盡管如此，現(xiàn)有的霍爾槽試驗(yàn)裝置仍有局限性?；魻柌鄣臉?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】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型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)。
[0005]本實(shí)用新型通過(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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009 ]優(yōu)選地，所述的直槽的開口平行于陰極壁。
[0010]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100ml的標(biāo)準(zhǔn)霍爾槽。
[0011 ]優(yōu)選地，霍爾槽的溢流口的下沿距底板的高度為71_。
[0012]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I Omm。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]本實(shí)用新型的工作原理如下，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，在栗壓的作用下，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)。
[0017]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，流入的電解液在栗壓的作用下，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。
[0018]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)立地開展擬定實(shí)驗(yàn)。
[0019]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0020]1、功能更加完善。本實(shí)用新型除具有現(xiàn)有常規(guī)霍爾槽所有功能外，而且還能在接近生產(chǎn)的工藝條件下評(píng)測(cè)電沉積層的內(nèi)應(yīng)力、硬度、厚度等指標(biāo)的分布特性。
[0021]2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。在能實(shí)現(xiàn)如此多分析與檢測(cè)功能的前提下，本實(shí)用新型僅附加了少數(shù)幾個(gè)結(jié)構(gòu)單元，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低。
[0022](四)
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024]圖2為電沉積槽的陰極裝夾單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖中:1、霍爾槽2、調(diào)節(jié)槽3、電沉積槽4、長(zhǎng)側(cè)壁5、霍爾槽進(jìn)液孔6、底板7、陰極壁8、陽(yáng)極壁9、短側(cè)壁1、霍爾槽溢流口 11、出液孔12、溫度傳感器13、加熱管14、電沉積槽溢流口15、側(cè)壁16、斜壁17、陰極裝夾單元17-1、定位板17-2、裝夾桿17-3、固定件17-4、直槽18、電沉積槽進(jìn)液管19、霍爾槽進(jìn)液管20、電沉積槽進(jìn)液孔21、二位三通閥。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合圖1和圖2對(duì)發(fā)明的實(shí)施做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括霍爾槽1、調(diào)節(jié)槽2、電沉積槽3?；魻柌鄣年?yáng)極壁7的長(zhǎng)度為85_，陰極壁的長(zhǎng)度為127mm，長(zhǎng)側(cè)壁的長(zhǎng)度為212mm，短側(cè)壁的長(zhǎng)度為120mm，霍爾槽的體積為I OOOml。電沉積槽3設(shè)有陰極裝夾單元17，陰極裝夾單元17包括設(shè)有直槽17-4的裝夾桿17-2、定位板17-1和固定件17-3;直槽17-4的軸線平行于陰極壁7;調(diào)節(jié)槽2、霍爾槽I和電沉積槽3共用底板6;霍爾槽I與電沉積槽3共用陰極壁7;霍爾槽I與調(diào)節(jié)槽2共用短側(cè)壁9;電沉積槽3與調(diào)節(jié)槽2共用側(cè)壁16;霍爾槽I的底板上設(shè)有一排進(jìn)液孔A5，進(jìn)液孔的直徑為2mm，圓心到陰極壁7的距離為20mm，孔間距為1mm;電沉積槽3的底板上設(shè)有一排進(jìn)液孔B20，進(jìn)液孔20的直徑為2mm，圓心到陰極壁7的距離為20mm，孔間距為1mm;調(diào)節(jié)槽2的底板上設(shè)有出液孔11;短側(cè)壁9設(shè)有溢流口 A1，溢流口 Al O的下沿距底板6的高度為7 Imm;側(cè)壁15設(shè)有溢流口 B14;底板6下面設(shè)有進(jìn)液管B18和進(jìn)液管A19，且進(jìn)液管B18與進(jìn)液孔B20相聯(lián)通、進(jìn)液管A19與進(jìn)液孔A5相聯(lián)通;進(jìn)液管B18和進(jìn)液管Al 9均與二位三通閥21相連接。
[0027]如需進(jìn)行霍爾槽實(shí)驗(yàn)，陽(yáng)極固定在陽(yáng)極壁上，陰極固定在陰極壁上，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，在栗壓的作用下，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)。
[0028]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)，陰極裝夾單元如圖2所示，陰極可用長(zhǎng)為70mm、寬為20mm、厚為
0.2mm的黃銅片，陽(yáng)極固定在斜壁16上，流入的電解液在栗壓的作用下，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)和彎曲程度判測(cè)沉積到陰極上的金屬層的應(yīng)力狀態(tài)與大小。
[0029]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)立地開展擬定實(shí)驗(yàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，它包括調(diào)節(jié)槽(2)，含有陰極壁(7)、陽(yáng)極壁(8)、短側(cè)壁(9)、長(zhǎng)側(cè)壁(4)的霍爾槽(I)，含有斜壁(16)和側(cè)壁(15)的電沉積槽(3)，其特征是:所述的電沉積槽(3)設(shè)有陰極裝夾單元(17);所述的陰極裝夾單元(17)包括設(shè)有直槽(17-4)的裝夾桿(17-2)、定位板(17-1)、固定件(17-3);所述的直槽(17-4)的軸線平行于陰極壁(7);所述的調(diào)節(jié)槽(2)、霍爾槽(I)和電沉積槽(3)共用底板(6);所述的霍爾槽(I)與電沉積槽(3)共用陰極壁(7);所述的霍爾槽(I)與調(diào)節(jié)槽(2)共用短側(cè)壁(9);所述的電沉積槽(3)與調(diào)節(jié)槽(2)共用側(cè)壁(15);所述的霍爾槽(I)的底板上設(shè)有一排進(jìn)液孔A(5);所述的電沉積槽(3)的底板上設(shè)有一排進(jìn)液孔B(20);所述的調(diào)節(jié)槽(2)的底板上設(shè)有出液孔(11);所述的短側(cè)壁(9)設(shè)有溢流口 A(1);所述的側(cè)壁(15)設(shè)有溢流口 B(14);所述的底板(6)下面設(shè)有進(jìn)液管B(18)和進(jìn)液管A(19)，且進(jìn)液管B(18)與進(jìn)液孔B(20)相聯(lián)通、進(jìn)液管A(19)與進(jìn)液孔A(5)相聯(lián)通;所述的進(jìn)液管B(IS)和進(jìn)液管A(19)均與二位三通閥(21)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，其特征是:所述的調(diào)節(jié)槽(2)內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器(12)和加熱裝置(13)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，其特征是:所述的裝夾桿(17-2)可滑動(dòng)地配合聯(lián)接于定位板(17-1)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，其特征是:所述的直槽(17-4)的開口平行于陰極壁(7)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，其特征是:所述的霍爾槽(I)的陽(yáng)極壁(7)的長(zhǎng)度為85mm、陰極壁(8)的長(zhǎng)度為127mm、短側(cè)壁(9)的長(zhǎng)度為120mm、長(zhǎng)側(cè)壁(4)的長(zhǎng)度為212mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，其特征是:溢流口A(1)的下沿距底板(6)的高度為71mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，其特征是:所述的進(jìn)液孔A(5)為多個(gè)，每個(gè)進(jìn)液孔A( 5)的直徑為I?2mm，圓心到陰極壁(7)的距離為15?20mm，孔間距為10?15mm08.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，其特征是:所述的進(jìn)液孔B(20)為多個(gè)，每個(gè)進(jìn)液孔B( 20)的直徑為I?2mm，圓心到陰極壁(7)的距離為15?20mm，孔間距為10?15mm ο9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，其特征是: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)的一端與出液孔(11)連接，循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)的另一端與進(jìn)液孔A(5)和進(jìn)液孔B (20)連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能霍爾槽系統(tǒng)，其特征是:所述的霍爾槽(1)、調(diào)節(jié)槽(2 )和電沉積槽(3 )均為耐化學(xué)腐蝕的電絕緣槽。
【文檔編號(hào)】C25D17/02GK205653525SQ201620425565
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日 公開號(hào)201620425565.9, CN 201620425565, CN 205653525 U, CN 205653525U, CN-U-205653525, CN201620425565, CN201620425565.9, CN205653525 U, CN205653525U
【發(fā)明人】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)人】河南理工大學(xué)