化学镀法制备镍包铜包覆粉末的新研究

摘要

金属资源作为一种非常重要的资源，它的开采与研发为社会经济的发展起到了至关重要的作用，金属包覆型材料不仅有效解决单一材料的应用局限性，而且极大促进了材料在冶金，航天航空，交通运输业等各个行业的发展，镍包铜包覆粉末不仅兼有镍的金属特性，而且具有铜镍金属特性。化学镀作为一种实用有效的镀覆方法，化学镀镍层有着优异的均镀能力、高硬度、高耐腐蚀等优点，在表面处理行业中所占的地位在不断的上升，在石油工业、电子工业、机械工业、航天航空工业等行业都有越来越广泛的应用。
　　采用化学镀碱性镀覆的方法制备镍包铜复合粉末，在经过预处理的铜粉表面实施化学镀镍，采用称量法研究了各种因素在化学镀镍过程中对镀层沉积速率和镀层质量的影响。应用扫描电镜，X射线衍射仪，X射线能谱仪等检测仪，研究不同的镀液组成及成分对镍包铜复合粉末的形貌、成分的影响，探讨柠檬酸钠、酒石酸铵两种络合剂对于镍包铜包覆粉末的形貌、成分的影响。研究结果表明:
　　1.联氨化学镀镍以硫酸镍浓度30 g·L-1，铜粉加入量10 g·L-1为固定条件，在化学镀镍反应过程中还原剂、络合剂、温度、超声波、添加剂是相互作用，紧密联系在一起的，并不是受单一因素影响，综合考虑，使用称量法测定的联氨化学法镀镍的优化条件为:硫酸镍浓度30 g·L-1，铜粉加入量10 g·L-1，联氨浓度50～60 g·L-1，柠檬酸钠浓度40～60 g·L-1，硫脲浓度10～20mg·L-1，pH选取10，温度80～90℃，超声功率40～60W。在优化条件下镀镍，经计算镀层厚度为0.29μm。
　　2.结合镀液的组成及成分对化学镀镍的影响，采用扫描电镜分析，X射线衍射仪分析，X射线能谱仪分析得出优化条件:联氨浓度50～60g·L-1，柠檬酸钠浓度40～50 g·L-1，硫脲浓度10～15mg·L-1，镀液的pH在10～11之间，温度80～90℃，超声功率40～50w，在优化条件下镍包铜复合粉末的产物只有铜镍两相，取得较好的包覆效果。
　　3.采用称量法，扫描电镜分析，X射线衍射仪分析，X射线能谱仪分析可得:在其各自的最优的制备条件下，柠檬酸钠比酒石酸铵更能提高镀层的沉积速率，促进晶粒呈球状生长，但酒石酸铵比柠檬酸钠更能取得较好的整体包覆效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 铜粉、镍粉及镍包铜复合粉末的应用

1．1．1 铜粉的应用

1．1．2 镍粉的应用

1．1．3 镍包铜粉的应用

1．2 化学镀镍

1．2．1 化学镀镍的原理

1．2．2 化学镀镍工艺

1．2．3 镀液中各成分的作用及工艺条件的影响

1．2．4 超声波原理及特点

1．3 本文的主要研究内容和意义

第2章 镍包铜复合粉末的制备

2．1 实验

2．1．1 实验内容

2．1．2 试剂及仪器

2．1．3 实验流程图

2．1．4 电解铜粉的预处理

2．1．5 化学镀镍液的配制

2．1．6 镀液的组成分析

2．2 表征方法

第3章 镀液组成及工艺条件对镀层增重、反应时间、沉积速率的影响

3．1 联氨化学法镀镍联氨浓度的影响

3．2 联氨化学法镀镍柠檬酸钠浓度的影响

3．3 联氨化学法镀镍硫脲浓度的影响

3．4 联氨化学法镀镍pH值的影响

3．5 联氨化学法镀镍温度的影响

3．6 联氨化学法镀镍超声波的影响

3．7 小结

第4章 镀液组成及工艺条件对复合粉末微观形貌、成分的影响

4．1 联氨浓度对于复合粉末微观形貌、成分的影响

4．1．1 X射线衍射分析

4．1．2 扫描电镜分析

4．1．3 X射线能谱仪分析

4．2 柠檬酸钠浓度对于复合粉末微观形貌、成分的影响

4．2．1 X射线衍射仪

4．2．2 扫描电镜分析

4．2．3 X射线能谱仪分析

4．3 硫脲浓度对于复合粉末微观形貌、成分的影响

4．3．1 X射线衍射仪分析

4．3．2 扫描电镜分析

4．3．3 X射线能谱仪分析

4．4 pH值对于复合粉末形貌、成分的影响

4．4．1 X射线衍射仪分析

4．4．2 扫描电镜分析

4．4．3 X射线能谱仪分析

4．5 温度对于复合粉末形貌、成分的影响

4．5．1 X射线衍射仪分析

4．5．2 扫描电镜分析

4．5．3 X射线能谱仪分析

4．6 超声波对于复合粉末形貌、成分的影响

4．6．1 X射线衍射仪分析

4．6．2 扫描电镜分析

4．6．3 X射线能谱仪分析

4．7 小结

第5章 不同络合剂对化学镀镍的影响

5．1 柠檬酸钠、酒石酸铵络合机理

5．2 柠檬酸钠、酒石酸铵对化学镀镍的影响

5．3 柠檬酸钠、酒石酸铵对复合粉末形貌、成分的影响

5．3．1 X射线衍射仪分析

5．3．2 扫描电镜分析

5．3．3 X射线能谱仪分析

5．4 小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间所发表的学术论文)