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超声流动镀铜法制备铜包石

名称: 超声流动镀铜法制备铜包石
发布时间:2018-08-08 11:41点击率:

说明

  齐发娱乐官网(1.湖南大学化学化工学院,化学生物传感取计量学国度沉点尝试室,湖南长沙410082;2.湖南工学院材料取化工系,湖南衡阳421008)

  摘要:通过超声流动电镀法使铜平均堆积正在微米级鳞片石墨上,从而制得铜包石墨粉.研究了镀铜过程中工艺前提对镀铜结果及铜包石墨粉中铜质量分数的影响.成果表白,操纵该工艺能够制备出铜质量分数为50%~75%、且铜镀层致密、持续的复合粉体.用该复合粉体系体例备了铜-石墨电刷,其导电和磨损机能较着优于石墨粉取铜粉间接夹杂制备的电刷.

  铜-石墨复合材料普遍使用于电机电刷材料、电触头材料、润滑减磨材料等.常用的制备铜-石墨复合材料的工艺次要有粉末冶金法和浸渍金属法.但2种工艺制备的复合材料其质量不不变,材料正在承受载荷时,容易形成石墨加强体的拔出、剥离或零落.研究表白,正在石墨粉概况事后镀铜,制得铜包石墨粉,然后操纵粉末冶金手艺能够获得机能优秀的复合材料.

  目前,制备铜包石墨粉的方式次要有化学镀铜法、电镀铜法.取化学镀铜工艺比拟,电镀具有堆积速度快、镀液不变性好、成本低廉等劣势.可是操纵保守电镀工艺制备铜包石墨粉还存正在几个手艺难点尚未处理,如石墨粉团聚、阴极概况结块、电流效率低等问题.

  为处理上述问题,本文研究了一种制备金属石墨复合粉体的超声流动电镀安拆及工艺,国表里未见相关文献报道.

  保守的电镀安拆及工艺存正在良多缺陷和不脚,因而制备的铜包石墨粉的镀层不持续,且漏镀现象严沉.通过度析各类特种电镀手艺道理和方式,自行设想了超声流动电镀安拆,其示企图如图1所示.

  正在电镀过程中操纵磁力泵和流量计使镀液以必然的流速正在阴极概况轮回流动,改善石墨粉向阴极的输送过程,耽误石墨粉接触阴极的时间,有益于提高铜正在石墨概况的堆积量;启动超声安拆对镀液进行强烈搅拌,以减小电镀液中成分不服均现象,提高电流效率,同时节制镀液中粉体的团聚,使吸附正在阴极概况上的粉体零落,防止正在阴极概况构成粉体-铜复合镀层.

  1)石墨粉前处置:尝试用的石墨粉为上海国药集团化学试剂无限公司出品的天然鳞片石墨,密度为1.0g/dm3,平均粒径为35mm.因其比概况积大,概况凸凹不服等特点,缺乏易于使金属原子连系和成核发展的前提,因而正在插手到镀液前必需进行严酷的镀前预处置,不然易形成镀层不服均、连系力差,以至难于施镀的后果.表1列出了前处置工艺取操做.

  3)铜包石墨粉的后处置:电镀竣事后,将产物插手钝化液中,正在50℃水浴中钝化5min.用蒸馏水冲刷至中性,然后用5%的Na2EDTA稀释液浸泡15min,洗净镀层中细小间隙所含的镀液.为了防止复合粉体正在烘干时氧化变色,采用乙醇浸泡粉末,清洗分手后,正在常温下阴干,最初包拆.

  将坩锅加热到900℃保温lh,然后进行恒沉查抄,曲到两次误差小于0.001g,质量为m.然后将必然量的镀铜石墨粉放入坩锅,质量为m1.正在氧化氛围下加热到900℃,保温2.5h后取出.正在空气中冷却15min,放入干燥器中,冷却至室温后称量,其值为m2.由此能够得出产物中的铜质量分数为:w=0.8(m2-m/m1-m)×100%.(1)

  操纵JSM-6490扫描电镜对铜包石墨粉进行概况微不雅描摹察看,操纵附带能谱仪(EDX)进行元素阐发,不雅测镀层的漏镀率和分布.

  正在镀液平分别插手十二烷基苯磺酸钠10mg/dm3,50mg/dm3,100mg/dm3,200mg/dm3,研究了十二烷基苯磺酸钠质量浓度对石墨粉镀铜结果的影响,成果见表3.

  由表3可见,概况活性剂十二烷基苯磺酸钠的质量浓度应节制正在100mg/dm3,石墨粉才具有被铜优良镀覆的机能.

  次亚磷酸钠的插手能改善复合粉体概况的笼盖程度.正在1.2第2)部门所述的镀液中研究分歧次亚磷酸钠质量浓度对石墨概况铜镀层的影响,如图2所示.

  从图2中能够看出,正在电镀液中添加次亚磷酸钠后,石墨粉概况铜镀层的描摹较着变好,并跟着浓度的提高,石墨概况的铜镀层愈加致密.但次亚磷酸钠质量浓度跨越10g/dm3时,镀层完整度和平均性都有所下降,并且镀液中呈现很多非镀覆铜粒子,形成从盐的耗损.这是因为过大的还原剂浓度使反映速度加速,降低了镀液的不变性,铜离子还原时未能堆积正在石墨粉概况,形成镀覆情况欠安.故次亚磷酸钠浓度应节制正在10g/dm3.

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