电沉积增材制造微镍柱的工艺研究

摘要

目的探究电沉积工艺参数对无掩模定域性增材制造微镍柱的微观形貌、直径和沉积速率的影响。方法采用尖锥形铂丝作为阳极、铜板作为阴极,电镀液从阳极和导流腔之间的微缝隙以射流方式流到阴极表面,电化学沉积增材制造微镍柱。采用体视显微镜和扫描电子显微镜对镍柱微观结构进行检测。通过单因素试验研究极间电压和初始极间距对微镍柱微观形貌、沉积速率和直径的影响规律。结果初始极间距为10μm、电压为3.8~4.4V时,可以制备出直径均匀、圆柱度较高的微镍柱;电压增至4.7V时,微镍柱形状不规则,常伴有分叉现象或呈瘤状沉积。极间电压从3.8V增加到4.7V时,微镍柱体积沉积速率由539μm~3/s增长至4159μm~3/s,直径由55μm增长至102μm。此外,当极间电压为4.1 V、初始极间距为20~40μm时,随着初始极间距的增大,微镍柱顶端从圆柱形逐渐转向锥形沉积。结论极间电压对微镍柱微观形貌、沉积速率和直径的影响明显,初始极间距主要影响微镍柱顶端的沉积生长形状。