电镀碳基粉体材料制备包铜复合粉材料的研究

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由于电镀具有很多化学镀无法比拟的优点,例如:可循环利用的电解液;对环境损害较小;工艺相对简单等。所以通过流动电镀装置对微米级材料进行电镀处理,使微米级材料表面沉积上一层金属镀层,已达到改进材料性能和方便进一步加工材料的目的,被认为是一种极富创新性和实用性的特种电镀方法。本实验室使用流动电镀装置制备出了性质优良的铜包石墨粉末复合材料,但仍有一系列的问题仍待解决。因此,本文在实验室前面研究的基础上进一步对流动电镀工艺进行研究,具体研究成果如下:(1)对电镀装置进行改进。缩短了电镀槽的出液口与阴极板之间的距离,提高了石墨粉与阴极板的碰撞频率,有效地降低了铜在阴极板上的沉积量。增加了出液口,使得回收产品变得更加方便,减少了电镀后产品回收过程中电解液和产品的损失。(2)得到了最佳的工艺参数。此电解液配方相较于之前实验室配方最大的变化是减小次亚磷酸钠的用量,降低了铜离子在镀液中的波动,提高了镀液的稳定性。(3)对次亚磷酸钠的氧化行为和辅助成核机理进行了分析,发现次亚磷酸钠随着温度的升高氧化趋势增强,电解液中的硫酸铜和醋酸均能够促进次亚磷酸钠在电解液中的氧化。当次亚磷酸钠含量高于3g.dm~3时,才能在石墨粉表面生成足够的晶核以达到促进电沉积的作用,并起到维持电解液中铜离子浓度稳定的作用。(4)研究了表面活性剂在电解液中的作用,适量的表面活性剂能够有效地分散电解液中的石墨粉微粒,并且能够对阴极板沉铜起到阻化作用,提高了铜在石墨粉体上的沉积量,改善了产品质量。(5)实现了短碳纤维镀铜的工艺,由于束状的碳纤维和鳞片状的石墨粉在亲水性和表面状态上存在明显的差异,故需要对电解液配方和电镀工艺进行改进。通过调节碳纤维装载量和加入添加剂得到了铜含量达65%,镀层分布均匀的覆铜碳纤维复合材料。并得到了最佳的工艺参数。(6)硫酸镍在电镀制备覆铜碳纤维中起到了次亚磷酸钠活化剂的作用,促进了次亚磷酸钠在碳纤维表面反应。
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