Estructuras metálicas con propiedades variadas

摘要

Un procedimiento de preparación de al menos un depósito metálico de propiedad variable,que comprende las etapas de - depositar electrolitícamente de forma continua un material metálico de un baño de electrolito acuoso en unacelda electrolítica única que tiene al menos un ánodo y al menos un cátodo, en el que la composición delbaño es selectiva y reversiblemente modulada por una o más etapas que comprendenel uso de dos ánodos con control de corriente individual; añadir componentes utilizando una bomba dosificadora, agitación por aire para oxidar selectivamente componente de baño, agitación para mantener las partículas ensuspensión para que se depositan; añadir, modificar o eliminar de los componentes del baño a través de un bucle de circulación de fluido, ymezclar a fin de afectar a la(s) concentración(concentraciones) de iones local(es) en la superficie del cátodo,en el que los parámetros de electrodeposición son densidad de corriente promedio que varía de 5 a 10 000 mA/cm2, pulso directo de trabajo que varía de 0,1 a 500 ms, pulso de reposo que varía de 0 a 10 000 ms, pulso inverso de trabajo que varía de 0 a 500 ms, densidad máxima de corriente directa que varía de 5 a 10 000 mA/cm2; densidad máxima de corriente inversa que varía de 5 a 20 000 mA/cm2; frecuencia que varía de 0 a 1 000 Hz; un ciclo de trabajo que varía de 5 a 100%; temperatura del baño que varía de 0 a 100°C; velocidad de rotación del electrodo de trabajo que varía de 0 a 1 000 rpm; cuando se utilizan dos o más ánodos solubles de diferentes composiciones, la fracción de corriente media encada ánodo que varía de 5 a 95%; velocidad de agitación del baño que varía de 1 a 6 000 ml/(min cm2); la dirección del flujo de baño en elcátodo que varía desde incidente (perpendicular) a tangencial; apantallar el ánodo cubriendo entre el 0 al 95% del área geométrica de superficie del ánodo; y contenido de baño de partículas electroquímicamente inerte que varía del 0 al 70% en volumen; y - modular al menos uno de estos parámetros durante la electrodeposición para causar la variación en unapropiedad de depósito en más de un 10% para variar al menos una propiedad seleccionada del grupo queconsiste en tamaño de grano, dureza, límite de fluencia, módulo de Young, resistencia, límite elástico, ductilidad, tensiónde depósito interno o residual, rigidez, composición química, coeficiente de expansión térmica, coeficiente defricción, conductividad eléctrica, fuerza coercitiva magnética; y en el caso de electrodepósito de materiales dematriz metálica, volumen de partículas fracción de partículas tamaño de partículas, forma de partículas y/oquímica de partículas, en el que depositar electrolícamente es no sólo para causar variación en más de un 10% en propiedad a lolargo de la profundidad del depósito, sino también a lo largo de la longitud y/o anchura del depósito; y - proporcionar un espesor de depósito que varía desde 20 mm a 5 cm que tienen una microestructura de45 grano fino con un tamaño promedio de grano que varía desde 2 nm a 10 000 nm a lo largo de 1,5 nm a 5 cmde dicho espesor.