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电镀行业的未来发展趋势---重金属废水处理更重要

日期: 2020-02-20
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高端新兴的市场需求不断增长从传统角度来看,电镀的应用领域主要集中在机械和轻工业领域。随着电镀工艺的进步和其他行业需求的增长,近年来电镀技术逐渐向电子、微机电系统和钢铁等行业发展。这对电镀的要求更高,也促进了电镀行业向集约化、规模化方向发展,并推动电镀行业技术不断进步。


例如,电镀在集成电路(IC)领域的应用越来越广,对铜互连的要求也越来越高。基于电镀技术的双大马士革工艺的出现,解决了铜互连的问题,也推动了IC技术发展至今。当前,随着3D芯片、微机电系统(MEMS)和物联网等新的需求不断递增,未来电镀行业将在这些新的高端领域发挥更加突出的作用。


行业加速升级,推动工艺技术不断进步电镀工业的应用前景依旧广阔,只是热点领域有所变化。随着环保政策的日益严苛,企业面临的优胜劣汰形势更为严峻,电镀企业数量会随之减少,但幸存的企业实力将强者更强,总体产值和利润并不一定会下降,先进的制造业必然会推动先进的电镀行业发展。


例如,五金电镀产业逐渐走向高附加值领域,汽车功能性和装饰性电镀市场前景依旧光明,电子电镀也保持持续增长,新环保电镀产品在逐步普及。


物联网技术推动行业迈向全面数字化


电镀是连续型生产过程,数字化是行业迈向现代化的必经之路,大数据对电镀过程控制的重要性不言而喻。


在电镀生产中,物联网应用可以节约人力开支,提高管理效率,实时记录包括电流密度、温度、pH、搅拌、电镀时间、电源波形等各个工艺的数据,替代岗位员工抄表、查岗等。通过物联网技术,用户可以获取生产数据,进而指导电镀加工工艺由粗略控制转变为精确控制,并将电镀生产设备、生产工艺、电镀镀液、生产过程的实时状态以模拟动画、流程图的方式展现,同时通过实时画面及时准确地掌握现场生产状态。进而对生产工艺进行调整,并优化制造成本。


新型环保工艺持续成为电镀市场竞争热点


2019年底,我国经贸委制定了限期淘汰氰化电镀的法规。欧盟也提出了车辆报废法规(ELVD),规定每辆汽车含Cr6+<2g,其目的是为了保护日益被污染的人类生存环境,保护全球经济的可持续发展。


众所周知,电镀工业的污染主要是重金属离子的污染问题,特别是六价铬,它是严重的污染源,世界各国都相继开展了取代六价铬的工作。


目前研究和应用比较广泛的代六价铬电镀技术主要有三类:一是低价铬(即三价铬)电镀技术;二是合金代铬镀层电镀技术;三是复合电沉积镀层代铬技术。


尽管三价铬电镀工艺已经比较成熟,在很大范围内已取代六价铬电镀。但目前在生产中应用的三价铬镀铬层厚度不能超过3μ,只能用作装饰镀铬;镀层发乌光,没有六价铬层的微蓝色;由于铬是多价态,在生产过程中镀液中的Cr3+容易被氧化生产Cr6+毒害镀液,稳定性上需要提高;镀液对杂质比较敏感,管理维护比较严格,必须使用专用的阳极,生产成本比较高。


以上缺点限制了其大规模的推广应用。而且,三价铬电镀工艺并没有完全杜绝铬的污染,从可持续发展的角度来看,三价铬电镀技术仅仅是一个过渡技术,也会逐渐被淘汰。


5G智能化时代对行业技术提出更高要求


随着智能化时代的到来,电子产品越来越趋向轻量化和微型化,便携式电子产品的应用也越来越广泛,包括可穿戴电子产品和各种内置芯片的微型产品。这也给现代制造业提出了许多新课题,从材料到表面处理等都需要有新的技术支持。


5G技术的发展推动了硬件发展,高频高速和高集成化应用场景下的介质材料金属化、互连线路信号完整性,以及焊接可靠性等都对表面工程技术和电子电镀技术有着越来越重要的影响。


电镀仿真技术带来更高的成本效益如今,业界对工业产品的质量要求越来越严苛,对新工艺的探索也越来越紧迫。然而,目前国内电镀产品在设计、研发与生产过程中面临着普遍的技术难题。例如,在生产线的优化设计、挂具设计、辅助工具(辅助阳极、辅助阴极和电场遮蔽)的使用,以及工艺参数的设置等方面,依旧依靠经验和试制来纠错,这具有一定的盲目性,会造成了资源的极大浪费。


而电镀仿真软件能大大缓解这些难题,它将计算机仿真技术引入电镀工艺、工装和产品结构等各个阶段设计之中。该技术已在欧洲和北美多国得到广泛应用,并带来显着的经济效益。我国对该技术的应用仍有待发展。


纳米技术将带来新工艺和新性能镀层


业界已有越来越多的人开始关注纳米技术在电镀和涂装领域的应用,当物质粒子直径降至纳米级时,粒子表面的原子数将增加,粒子表面将具有不饱和性,易与其他原子结合从而稳定下来,呈现出很大的活性。


纳米粒子还呈现出很多特异的物理机化学性能,例如,几纳米长的电极,就可以将芯片运行速度提高几万倍;由纳米材料制成的金属强度比普通金属高十几倍,而自身像橡胶一样富有弹性;纳米陶瓷保留了陶瓷的耐高温和高强度的特性却又表现出塑性。总之,人们对纳米寄予了很大的期望。其硬度高,抗腐蚀性强,耐磨性好,适用于环保、国防、航空、汽车和核工业等行业。


无氰工艺,任重道远除了我们在上篇提及的六价铬污染问题外,氰化物作为配位化合物电镀液的配位体,也是电镀工业中的重要原料。然而,它具有剧毒性,也是主要的污染源之一。


全面推广使用无氰工艺是解决问题的主要手段,在此背景下,新的电镀添加剂或电镀中间体逐步进入市场,它们有效地提高了无氰工艺的质量,并使得原本难度较大的无氰工艺(如碱性无氰镀铜工艺)有了新的进展。


目前,技术较为成熟的无氰工艺主要有无氰镀锌和无氰镀铜等,锌铜合金等其他无氰电镀工艺也正在开发中。相信在不久的将来,技术成熟的无氰工艺将逐步取代传统的高污染含氰工艺。


复合表面工程技术满足更复杂需求目前单一的表面处理技术已经远远无法满足市场需求,多种工艺巧妙地结合为表面工程技术带来崭新面貌,例如复合表面工程技术,包括金属与非金属涂层的复合,化学镀和电镀的复合,物理镀与电镀的复合,电镀与氧化或转化膜的复合,电镀多层膜的复合等。


总结决定电镀行业整体发展的关键因素包括工艺、装备和管理,相信随着制造业的整体发展和对外交流的增多,电镀行业会取得更好地发展与进步,而疫情的影响也会很快过去。




【广东凯达环保科技公司】,15年不断研发和制作环保处理设备,创新了电絮凝机,电气浮机,已和很多企业长期合作,为他们提供环保施工,设备,维护,升级改造,让企业放心制造,创造更多的价值!


凯达环保的废水治理工程有:“电镀废水处理,印刷废水处理,染料废水处理,重金属废水处理,COD,VOCs等等”


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