天然鳞片石墨表面化学镀铜工艺的研究
金属包覆型复合粉体是一种新型的多相复合的粉末冶金材料，它品种众多、性能独特，已广泛地用于国防工业、机械制造、化学工业等领域。它在微观上具有多相性，包覆完整，可按不同需求突出各组分的特点；在宏观上具有均一性，可使产品金相结构均匀，大大减少或消除混合不均匀所造成的产品成分组织不一、性能不稳定的弊病。另外，复合粉体还可以改变粉末的表面特性，从而改善粉末的工艺性能，制备性能更优异的粉末冶金材料和制品。
本论文以硫酸铜、甲醛、乙二胺四乙酸二钠、酒石酸钾钠、2-2'联吡啶、氢氧化钠等为原料，采用化学镀的方法，通过相应的氧化还原反应，使氧化还原产物沉积到微米级天然鳞片石墨表面，在其表面包覆一层金属铜，经钝化、洗涤和干燥得到铜-石墨复合粉体，对复合粉体的制备工艺和性能进行了研究。
通过单因素实验，研究了温度、主盐浓度、还原剂浓度及装载量等因素对化学镀反应速率和包覆率的影响，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)、三维显微镜等测试手段对复合粉体表面形貌、镀层中的元素进行了分析。结果表明：反应速率和包覆率随温度、主盐浓度和还原剂浓度的增加而增加，随装载量的增加而减小；要获得良好的镀层形貌和包覆效果，Cu2+沉积速率不能过快。通过对比分析，得到了最佳镀覆条件，即：CuSO4·5H2O20.0g/L, HCHO(37％)25.0ml/L, Na2EDTA·2H2O25.0g/L, C4H4KNaO6·4H2O14.0g/L，2-2'联吡啶20mg/L，温度为50.0℃，装载量为5.0g/L，pH值为12，搅拌方式为电磁搅拌。
在该工艺条件下，能够得到包覆状况较为良好的复合粉体，化学镀铜的反应速率即Cu2+沉积速率为0.06mol/L左右，包覆率为50％左右。SEM扫描结果显示，铜原子首先呈点状沉积，然后逐渐扩展成片状镀层；XRD和EDAX结果显示复合粉体中无杂质存在，表面的铜镀层以晶态形式存在。
通过复合粉体在空气气氛下的差热，热重实验，研究了复合粉体与氧气的反应性能，发现其起始峰值温度在270～310℃之间。通过粉体压片后的接触角测定，发现复合粉体的接触角都比石墨原样要小，证明其润湿性比石墨原样好。
复合粉体;天然鳞片石墨;镀铜工艺;硫酸铜;X射线衍射仪;扫描电镜;能谱分析
中国海洋大学
硕士
材料物理与化学
高荣杰
2009
中文
TQ153.14
59
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）