高体积分数AlSiC复合材料化学镀镍工艺的研究

摘要

高体积SiC颗粒增强铝基复合材料具有较高的比刚度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数等优异性能，而且其制备难度小，易于实现批量生产。在航空航天、电子封装、汽车发动机、精密仪表、体育器材等方面有着重要的应用前景。然而，由于材料中SiC颗粒体积分数高，其焊接性能较差，且在焊接过程中容易发生氧化，对保护气体纯度要求较高。采用在AlSiC表面化学沉积镍镀层的方法可解决上述问题。 本论文以SiC颗粒体积含量为60％的铝基复合材料为研究对象，进行化学镀镍的研究。考察了硫酸镍浓度、次亚磷酸钠浓度、乳酸、pH值和温度各因素对化学镀镍的影响。根据正交实验确定了酸性化学镀镍的最佳工艺为： 硫酸镍 (NiSO<,4>·6H<,23>O) 30g/L次亚磷酸钠 (NaH<,2>PO<,2>·H<,2>O) 30g/L乳酸 (C<,3>H<,6>O<,3>，含量80％) 15ml/L乙酸钠 (NaC<,2>H<,5>O<,2>) 25g/LpH值 5.5温度 80±2℃ 本论文探索了在AlSiC表面化学镀镍的预处理工艺及条件，研究了除油、粗化、活化等工艺对化学镀镍的作用和影响，将不含贵金属钯的活化液应用于该复合材料的活化过程，成功地在AlSiC复合材料表面化学沉积光亮、均匀、完整且与基体结合良好的镍磷镀层。采用扫描电子显微镜、能谱、金相显微镜对基体材料和镀层的结构、表面和截面的微观状态、元素组成进行了测试。结果表明，预处理可以改变基体表面的结构形貌，影响镍磷合金镀层在其表面的分布，从而对镀层质量、结合强度及沉积速度起决定性作用。采用最佳工艺所得到的镍磷合金镀层具有较好的可焊性、耐蚀性，可以满足AlSiC复合材料作为封装材料的要求。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1 AlSiC复合材料概述

1.1.1 AlSiC复合材料的特性

1.1.2 AlSiC复合材料的应用及研究现状

1.2铝基复合材料表面处理研究现状

1.3化学镀镍技术简介

1.3.1化学镀技术概述

1.3.2化学镀镍的反应特点和基本原理

1.4论文的研究意义及主要内容

第二章化学镀镍的前处理

2.1化学镀镍的前处理工艺

2.1.2除油

2.1.2粗化

2.1.3活化

2.2实验结果及讨论

2.2.1除油过程

2.2.2粗化过程

2.2.3活化过程

2.3本章小结

第三章实验部分

3.1实验设备

3.2实验试剂及材料

3.3化学镀镍实验方案

3.3.1单因素实验

3.3.2正交实验

3.4镀层的性能测试实验

3.4.1镀层厚度及沉积速度测定

3.4.2镀层含磷量的检测

3.5各种工艺参数对沉积速度和镀层中含P量的影响

3.5.1 NiSO4的浓度对化学镀镍的影响

3.5.2 NaH2PO2的浓度对化学镀镍的影响

3.5.3络合剂的浓度对化学镀镍的影响

3.5.4 pH值对化学镀镍的影响

3.5.5施镀温度对化学镀镍的影响

3.5.6缓冲剂的浓度对化学镀镍的影响

3.6正交实验结果

3.7本章小结

第四章化学镀镍层的性能检测及分析

4.1化学镀层外观

4.2镀层厚度与时间的关系

4.3结合力

4.3.1结合力的检测

4.3.2影响结合力的因素分析

4.4孔隙率检测

4.4.1检测方法

4.4.2孔隙率测定方法的验证

4.5耐蚀性检测

4.5.1不同磷含量镀镍层与AlSiC复合材料的耐蚀性比较

4.5.2镀层的耐蚀机理的研究

4.6可焊性的研究

4.7 AlSiC复合材料表面化学镀镍的沉积过程分析

4.8本章小结

第五章结论

参考文献

致谢