论文部分内容阅读
采用化学镀预镀导电层、电镀加厚的方法，实现金刚石的表面金属化。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDS）、金刚石单颗粒抗压强度测定仪及冲击韧性测定仪等检测手段，研究了镀液成分、工艺条件、增重率对镀覆金刚石的形貌、物相、抗压强度及冲击韧性值的影响。通过对金刚石表面金属化基本问题的研究，得到以下结果：(1)化学镀液各成分对镍的沉积速率有一定影响。氯化镍浓度低于25g/L时，沉积速率随其浓度的增加而增大，氯化镍浓度高于25g/L时，沉积速率随其浓度的增加而降低；次亚磷酸钠浓度低于24g/L时，沉积速率随其浓度的升高而增大，次亚磷酸钠浓度超过24g/L时，沉积速率随其浓度的升高而下降；琥珀酸钠浓度低于18g/L时，沉积速率随其浓度的升高而增大，琥珀酸钠浓度超过18g/L时，沉积速率随其浓度的升高而下降。(2)化学镀工艺条件对镍的沉积速率有很大影响。温度低于70℃时反应无法正常进行，温度处于70~80℃之间时，沉积速率随温度的升高而增大，温度超过80℃时，沉积速率随温度的升高而下降，且随着时间的延长，镀液出现了不稳定的现象，镀液变黑，镀槽壁和底部均出现了镍沉积层。搅拌速率低于200r/min时，沉积速率随搅拌速率的升高而增大，搅拌速率超过200r/min时，沉积速率随搅拌速率的升高而减小。(3)化学镀的镀层较薄，金刚石化学镀镍前后的平均单颗粒抗压强度基本不变，抗压强度方差随镍含量的升高而降低。(4)电镀金刚石表面粗糙度随镀层增重率的增大而增大；金刚石的抗压强度随增重率的增加而增加。(5)400℃的热处理对电镀金刚石的表面形貌没有影响。400℃热处理30min的电镀金刚石样品较未热处理样品的XRD图谱，金刚石和镍均出现了峰位蓝移的现象。经400℃热处理的镀覆金刚石，抗压强度随增重率的增加而增加，且同等增重率电镀金刚石的抗压强度较热处理前有略微增大。(6) NaCl是影响电镀液导电性的主要因素，NiSO4对电镀液的导电性基本没有影响。NaCl浓度处于5g/L到30g/L之间时，电镀金刚石的冲击韧性值随NaCl浓度的增大而增大，当NaCl浓度超过30g/L后，电镀金刚石冲击韧性值随NaCl浓度的增大而减小；NiSO4浓度介于100g/L和250g/L之间时，电镀金刚石的冲击韧性值随着NiSO4浓度的增大而提高。NaCl浓度和NiSO4浓度对电镀金刚石抗压强度基本没有影响。