化学镀综述

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化学镀工艺简介

化学镀工艺简介

化学镀工艺简介化学镀是指在没有外电流通过的情况下,利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在基体表面,形成镀层的一种表面加工技术。

被镀工件浸入镀液中,化学还原剂在溶液中提供电子使金属离子还原沉积在镀件表面,其反应式为M n++ne→M。

该过程是一个催化的还原过程,还原作用仅仅发生在催化表面上。

如果被镀金属本身是反应的催化剂,则化学镀的过程就具有自催化作用。

反应生成物本身对反应的催化作用,使反应不断继续下去,因此化学镀又称自催化镀(Auto catalytic plating)、无电解镀(Electroless plating)。

应当注意的是不能把化学镀与置换沉积相混淆,因为后者存在着基体金属的溶解。

此外,也不能把化学镀与均相的化学还原过程(如浸银)相混淆,因为此时沉积过程会发生在与溶液接触的所有物体上。

化学镀是在催化剂作用下,溶液中的金属离子被生长着的镀层表面所催化,不断地被还原,沉积在基体表面。

在这个过程基体表面的催化作用相当重要,元素周期表中的Ⅷ族金属元素都具有化学镀过程中所需的催化效应。

金属离子与还原剂在镀液中同时存在,是处于热力学的不稳定状态。

选择使金属离子趋于稳定的强络合剂对提高镀液稳定性有利,但使沉积速度降低。

选择适当的络合剂可控制稳定性和沉积速度,改善镀层光亮度和耐蚀性,同时还能改变还原反应的活化能,实现低温施镀。

酸性镀液常用的络合剂有乳酸、氨基乙酸、羟基乙酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、硼酸、水杨酸等。

碱性镀液常用的络合剂有氯化铵、醋酸铵、柠檬酸铵和焦磷酸铵等。

化学镀的络合剂正向复合应用方向发展。

若被镀材料不具备自动催化作用,如塑料、陶瓷等非金属材料,还需经过前处理,使镀面活化后再进行化学镀。

在施镀过程中,因种种原因不可避免地在镀液中产生活性的结晶核心,致使镀液自行分解而失效,稳定剂可对活性结晶核心进行掩蔽,达到防止镀液分解的目的。

常用的稳定剂有铅离子、硫脲、锡的硫化物、硫代硫酸盐、铝酸盐和碘酸盐等。

化学镀技术概述

化学镀技术概述

化学镀技术概述硬盘、CPU和内存被称为计算机的“三大件”。

随着计算机技术的发展,计算机硬盘逐步向小型、薄型、大容量和高速度方向发展。

在计算机硬盘中用于存储数据的是盘片,它由铝镁合金制成,然后在表面进行化学镀Ni-P或Ni-P-Cu,作为后续真空溅射磁记录薄膜的底层。

该镀层要求非磁性、低应力、表面光洁和均匀。

图5-17所示为计算机硬盘及化学镀镍后的CPU。

1.化学镀的原理和特点(1)化学镀的原理化学镀也称为无电解镀或自催化镀,在表面处理中占有重要的地位。

化学镀是指在没有外加电流通过的情况下,利用镀液中还原剂提供的电子,使溶液中的金属离子还原为金属并沉积在工件表面,形成镀层的表面处理技术。

酸性化学镀镍溶液中,还原沉积时的反应式为式中,H2PO2是还原剂。

图5-17 计算机硬盘及化学镀镍后的CPU化学镀镍溶液的组成及其相应的工作条件必须使反应只在具有催化作用的工件表面上进行,镀液本身不发生氧化还原反应,以免溶液自然分解、失效。

如果被镀金属本身是催化剂,则化学镀的过程就具有催化作用。

镍、铜、钴、铑、钯等金属都具有催化作用。

(2)化学镀的特点化学镀与电镀相比,具有如下特点:1)镀层厚度非常均匀,化学镀液的分散能力非常好,无明显的边缘效应,几乎是工件形状的复制。

所以化学镀特别适用于形状复杂的工件,尤其是有深孔、不通孔、腔体等的工件的电镀。

化学镀层非常光洁平整,镀后基本不需要镀后加工。

2)可以在金属、非金属、半导体等各种不同基材上镀覆。

化学镀可以作为非导体电镀前的导电底层镀层。

3)镀层致密,孔隙低,基体与镀层结合良好。

4)工艺设备简单,不需要外加电源。

5)化学镀也有其局限性,例如镀层金属种类没有电镀多,镀层厚度一般没有电镀高,化学镀的镀液成本一般比电镀液成本高。

2.化学镀镍化学镀镍是化学镀中应用最为广泛的一种方法。

化学镀镍多采用次磷酸盐、硼氢化物、氨基硼烷、肼及其衍生物等作为还原剂,其中次磷酸盐由于价格便宜,被广泛应用。

化学镀

化学镀

化学镀化学镀是一种在无电流通过的情况下,金属离子在同一溶液中还原剂的作用下通过可控制的氧化还原反应在具有催化表面(催化剂一般为钯、银等贵金属离子)的镀件上还原成金属,从而在镀件表面上获得金属沉积层的过程,也称自催化镀或无电镀。

化学镀最突出的优点是无论镀件多么复杂,只要溶液能深入的地方即可获得厚度均匀的镀层,且很容易控制镀层厚度。

与电镀相比,化学镀具有镀层厚度均匀、针孔少、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点;但化学镀镀层质量不很好,厚度上不去,且可镀的品种不多,故主要用于不适于电镀的特殊场合。

在化学镀中,金属离子是依靠在溶液中得到所需的电子而还原成金属。

化学镀溶液的组成及其相应工作条件必须是反应只限在具有催化作用的制件表面,而溶液不应自己本身发生氧化还原,以免溶液自然分解,造成溶液过快地失效。

化学镀所需仪器:电热恒温水浴锅;8522型恒温磁力搅拌器控温搅拌;增力电动搅拌机。

化学镀工艺流程:机械粗化→化学除油→水洗→化学粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀→水洗→干燥→镀层后处理。

1化学镀预处理需进行化学镀的镀件一般不溶于水或者难溶于水。

化学镀工艺的关键在于预处理,预处理的目的是使镀件表面生成具有显著催化活性效果的金属粒子,这样才能最终在基体表面沉积金属镀层。

由于镀件微观表面凸凹不平,必须进行严格的镀前预处理,否则易造成镀层不均匀、密着性差,甚至难于施镀的后果。

1.1 化学除油镀件材料在存放、运输过程中难免沾有油污,为保证预处理效果,必须首先进行除油处理,去除其表面污物,增加基体表面的亲水性,以确保基体表面能均匀的进行金属表面活化。

化学除油试剂分有机除油剂和碱性除油剂两种;有机除油剂为丙酮(或乙醇)等有机溶剂,一般用于无机基体如鳞片状石墨、膨胀石墨、碳纤维等除油;碱性除油剂的配方为:NaOH:80g/l,Na2CO3(无水):15g/l,Na3PO4:30g/l,洗洁精:5ml/l,用于有机基体如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等除油;无论使用哪种除油试剂,作用时都需要进行充分搅拌。

化学镀镍综述

化学镀镍综述

化学镀镍综述化学镀镍,又称为无电解镀镍,是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中靠自催化的化学反应而在金属表面沉积了金属镀层的新的成膜技术。

电镀是利用外电流将电镀液中的金属离子在阴极上还原成金属的过程。

而化学镀是不外加电流,在金属表面的催化作用下经控制化学还原法进行的金属沉积过程。

因不用外电源直译为无电镀或不通电镀。

由于反应必须在具有自催化性的材料表面进行,美国材料试验协会(ASTMB—347)推荐用自催化镀一词(Autocatalytic plating)。

对化学镀镍而言,我国1992年颁布的国家标准(GB/T13913—92)则称为自催化镍-磷镀层(Autocatalytic Nickel Phosphorus Coating),其意义与美国材料试验协会的名称相同。

由于金属的沉积过程是纯化学反应(催化作用当然是重要的),所以将这种金属沉积工艺称为“化学镀"最为恰当,这样它才能充分反映该工艺过程的本质.从语言学角度看Chemical,Non electrolytic,Electroless三个词主是一个意义了,直译为无电镀一词是不确切的。

“化学镀”这个术语目前在国内外已被大家认同和采用。

化学镀镍所镀出的镀层为镍磷合金,按其磷含量的不同可分为低磷、中磷、高磷三大类:·磷含量低于3%的称为低磷;·磷含量在3—10%的为中磷;·磷含量高于10%的为高磷;其中中磷的跨度比较大,一般我们常见的中磷镀层为6—9%的磷含量.当然,本站主要介绍的是化学镀镍磷合金,有时为了方便我们简称化学镀了,而且EN也是化学镀镍简称。

但化学镀不仅此一种镀种,比较成熟的还有化学镀铜,化学镀金,化学镀锡,还有一种复合镀层.其它镀种的市场占有量不足总量的1%,本站不做重点介绍。

化学镀层的物理性质与化学性质密度:镍的密度在20℃时为8。

91。

含磷量1%—4%时为8.5;含磷量7%-9%时为8。

1;含磷量10%-12%时为7.9。

化学复合镀技术综述

化学复合镀技术综述

化学复合镀技术综述摘要:本文旨在介绍化学复合镀技术的现状及未来发展方向。

对其历史和发展进行了简要综述,重点介绍了其原理、步骤和正在发展的技术。

此外,本文还讨论了化学复合镀技术的优缺点,并提出了未来发展方向。

总之,化学复合镀技术具有优良的特性和广泛的应用前景,有望在未来拓展更广泛的应用领域。

化学复合镀技术已经成为电子工业中重要的表面处理技术。

它以一种严格的步骤以及复杂的试验过程来处理多种金属材料的表面。

它是一种可以在短时间内获得良好表面质量的技术。

化学复合镀技术是一种成熟的技术,已经在电子工业领域得到了广泛应用和投入使用。

本文将对这一技术的历史演进、原理、步骤以及发展趋势进行详细阐述。

一、关于化学复合镀技术的历史化学复合镀技术最早发源于20世纪50年代晚期,当时称为“多金属镀技术”。

随着科学技术的发展,这项技术在当今的应用领域中得到了广泛的运用,今天的化学复合镀技术已经发展到先进的水平,改善了多金属镀层的质量,大大提高了其精度和耐久性。

二、化学复合镀技术的原理化学复合镀技术是一种专门用于表面处理的技术,它用于处理各种金属材料的表面,主要使用氧化物、碳化物和薄膜等复合物来将金属材料与基体融合在一起,形成一种保护性链接。

它可以有效增强金属材料的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性,从而提高其加工精度和性能。

三、化学复合镀技术的步骤化学复合镀技术主要包括五个步骤:表面预处理、洗涤、清洗、喷涂和烘干。

首先,采用软钝处理去除材料表面的污渍和多余的金属物质;其次,用清水洗涤;然后采用碱洗涤去除油污;最后,在表面喷涂化学复合物,将化学复合物烘干,得到理想的表面形貌。

四、化学复合镀技术发展趋势随着科技的发展,化学复合镀技术日益兴起。

今天的化学复合镀技术可以提供更大的范围覆盖,包括钝化、光亮化、抗腐蚀处理、保护处理和形态调节等。

未来,这种技术将不断完善,以适应现代工业的需求,以期更广泛的应用。

五、化学复合镀技术的优缺点化学复合镀技术具有优点和缺点。

化学镀

化学镀

六.化学镀镍机制
化学镀镍实际上是镍一类金属(Ni-P;Ni-B)合金镀 层,在酸性镀液中,次磷酸盐作还原剂,可在铁、钴、钯 、铑、铂等活性金属的催化下发生镍和磷的化学共沉积, 其电化学过程包括下面的阳极过程和阴极过程。 局部阳极反应:H2PO2-+H2O-2e-→ H2PO3-+2H+ 局部阴极反应:Ni2++2e-→Ni↓ 2H++2e- → H2↑ H2PO2-+2H++e- → P ↓+2H2O 其中溢出氢气是副反应,另外,镀液还有可能发生次磷 酸盐自分解,亚磷酸镍析出等副反应,造成镀液不稳定, 所以,通常把镀液的PH值控制在4~5,或者加入合适的络 合剂和稳定剂,以保证镀液的稳定性和沉积速度。
九.化学镀溶液的维护调整
做好溶液生产管理和维护,对提高溶液的稳定性,防 止溶液自然分解,是保证镀层质量和降低成本的关键因素 。 1.首先做好镀前的预处理工作,必须把镀件清洗干净,防 止各种杂质或金属杂质带人镀液中,此杂质可能成为溶液 自发分解的触发剂,对镀液的危害最大。 2.在施镀中要控制镀件的装载量,装载量过高反应剧烈时 ,镍颗粒可能从镀层上脱落到镀液中,形成自催化还原中 心,就会加速溶液的自然分解。 3.及时添加材料调整PH值,施镀时对主盐和还原剂的消耗 最快,若不及时补充主盐和还原剂,就会影响镀层的质量 和镀液的稳定性。PH值是随着施镀的进行逐渐降低,如 不及时调整,亚磷酸盐的积累就会明显的增加,就会影响 沉积的速度和镀层的质量。
镀前处理中,酸洗是将金属工件浸入酸(或酸性盐)中, 除去金属表面的氧化膜、氧化皮以及锈蚀物。弱浸蚀的实 质是要剥离工件表面的加工变形层以及在前处理工序生成 的极薄的氧化物(因此也称活化),将基体组织暴露出来 以便镀层金属在其表面进行生长,因而不需要酸洗那样长 的时间。这个工序对镀层和基体的结合起到重要作用。弱 浸蚀的浸蚀溶液浓度低,浸蚀时间短(数秒至1min),多 在室温下进行。工件活化后,要立即清洗并开始实施化学 镀。 镀后处理中,热处理一方面是除氢及去应力的低温退火, 改善机械性能;另一方面形成一层钝化膜,封闭孔隙,阻 断腐蚀介质,进一步提高镀层的耐蚀性。

化学镀资料

化学镀资料

化学镀铝和铝合金有易产生晶间腐蚀,表面硬度低,不耐磨损等弱点。

在其表面进行化学镀处理,可以改善一些性能:改善耐腐蚀性,提高耐磨性,良好的耐磨性,高硬度,提高装饰性。

而纳米TiO2的加入,可以显著提高镀层的耐磨性,硬度,自润滑性,耐腐蚀性等性能。

化学镀概述化学镀:也称无电解镀,是在无外加电流的化学沉积过程。

借助合适的还原剂,使镀液中金属离子还原成金属,并沉积到零件表面的一种镀覆方法。

也叫做”自催化镀”,”无电解电镀”。

化学镀可以分为“置换法”,“接触度”,“还原法”。

一.化学镀相对电镀优点①化学镀可以用于各种基体,包括金属,非金属以及半导体。

②化学镀镀层均匀,无论工件如何复杂,只要采用合适的施镀方法,都可以在工件上得到均一镀层。

③对于可以自催化的化学镀而言,理论上可以得到任意厚度的镀层。

④化学镀所得到的镀层有很好的化学,机械,磁性性能。

⑤化学镀相对电镀而言最大的优点是镀层厚度均匀,针孔率低。

二.发展概况1.1844年,A.Wurtz通过亚磷酸盐还原镍得到了金属镍的镀层。

2.1911年,Bretean发表有关沉积过程是镍与次磷酸盐的催化过程的化学镀研究报告。

3.1916年,Roux从柠檬酸盐一次亚磷酸盐体系中得到了镀镍层,注册了第一份化学镀镍专利。

4.1944年,美国国家标准局从事轻武器改进研究的A.Brenner与G.Riddel在枪管实验中证实了次亚磷酸钠催化还原镍,1946年,1947年,两人公布了研究结果。

5.20世纪五十年代,美国通用运输公司对化学镀镍溶液组成与工艺进行系统研究。

为后来化学镀镍工业应用奠定基础。

6.1955年,开发出“Kanigen”技术;1964年,开发出“Durapositli”技术;1968年,开发出“Durnicoat”技术;1978年至1982年,开发成“诺瓦泰克”商品镀液。

7.20世纪六十年代,小规模化学镀镍工艺进入美国市场。

8.20世纪七十年代末至八十年代初,化学镀镍研究重点转向高磷镀层。

表面工程学-06化学镀

表面工程学-06化学镀

2)初生态原子氢吸附催化金属表面而使之活化,使镀 液中的镍离子还原,在催化金属表面上沉积金属镍。
第6章
化学镀
二、化学镀镍
二、化学镀镍
1、化学镀镍的基本原理 3)随着次亚磷酸根的分解,还原成磷:
4)镍原于和磷原子共同沉积而形成Ni-P合金过饱和的 固溶体。
第6章
化学镀
二、化学镀镍
二、化学镀镍
2、化学镀镍的镀液组成
第6章
化学镀
一、化学镀的原理与特点
一、化学镀的原理与特点
化学镀:在催化条件下发生的氧化—还原反应。 镀液组成:由金属离子、络合剂、还原剂、稳定剂、 缓冲剂等组成。 实施条件:金属的沉积反应只发生在具有催化作用的 工件表面,溶液本身相对稳定,自发发生氧化—还原 反应的速度极快,以保证溶液在较长的时间内不会因 自然分解而失效。 金属:由还原剂提供的电子使金属离子还原而成。
一、化学镀的原理与特点
2、化学镀的特点 ①无需外加电源,无电力线影响,即使形状复杂的工 件表面均可得到均匀的镀层; ②经过适当处理后,可在金属、非金属、半导体上直 接镀覆; ③镀层致密、空隙少,硬度高。
第6章
化学镀
一、化学镀的原理与特点
一、化学镀的原理与特点
3、化学镀常用还原剂 次硫酸盐、甲醛、硼氢化物、胺基硼烷、肼等。
第6章
化学镀
二、化学镀镍
二、化学镀镍
3、化学镀镍的组织结构 ①磷含量对化学镀Ni-P合金结构的影响
第6章
化学镀
二、化学镀镍
二、化学镀镍
3、化学镀镍的组织结构 ①磷含量对化学镀Ni—P合金结构的影响 随P%的增加:
晶态 → 晶态+微晶 → 微晶 → 微晶+非晶态 → 非晶态 <4.5 5~6 6~7 7~8 >9
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化学镀研究现状及发展趋势摘要:化学镀作为一种优良的表面处理技术,能够施镀于导体和非导体材料,镀层均匀,操作简便,因此一直受到工业上和学术界的关注。

本文综述了化学镀的研究现状和主要化学镀层的应用领域,包括化学镀镍、化学镀铜、化学镀钴、化学镀银、化学镀锡、化学镀金以及化学镀钯等技术,并提出了化学镀技术的发展趋势。

关键词:化学镀、现状、研究方向0 引言化学镀作为一种新型表面处理技术,具有不需要外加电源,操作方便、工艺简单、镀层均匀、孔隙率低和外观良好,而且能在塑料、陶瓷等多种非金属基体上沉积,并且具有优良的包覆性,高的附着力、优良的抗腐蚀和耐磨性能以及的功能性能等而使其在世界范围内得到了迅速的发展和广泛的应用[1]。

1 研究现状化学镀由于其独有的特点,所以从诞生之日起,就引起了各国研究者的广泛关注。

迄今为止,化学镀的研究焦点由当初的化学镀镍已经辐射到了多种金属与合金的镀覆工艺及原理的研究,如化学镀Cu、Co、Pa、Au、Fe-W-B等[2、3]。

化学镀液采用的还原剂也已由单一的甲醛发展到次磷酸钠、硼氢化物、乙酚酸、氨基硼烷及联氨等。

由于化学镀液在高温下的不稳定性制约了化学镀的发展和推广,降低化学镀镍的施镀温度和提高镀液的稳定性已成为当前化学镀领域的重点研究方向,例如中低温化学镀镍工艺及新型镀液稳定剂的开发等,都是当前化学镀领域的研究热点课题。

随着科技的发展,各种新材料层出不穷,化学镀为了适应这种发展的需要,所涉及的基体材料已由钢铁扩展到了不锈钢、铝及铝合金、塑料、玻璃和陶瓷等。

而且应用的基体形状已由比较规则的块体、板材发展到了各种不规则的微粒[4],从而进一步地拓宽了化学镀的研究领域。

对化学镀层的前期研究主要着眼与耐磨及耐腐蚀性,而现在已有部分研究是针对其电学和磁学性能的[1、5、6]。

随着化学镀在工业上的应用范围和生产规模的不断扩大及人们环保意识的日益增强,化学镀液所导致的环境污染已经越来越收到人们的重视,所以化学镀液的净化和再利用也已成为一个比较新的研究方向,并且已经取得了一些研究成果[7]。

2 化学镀技术的应用2.1 化学镀镍的应用化学镀镍通常指化学镀Ni-P合金,而实际上化学镀镍是一个大家族的统称,对于化学镀层的选取取决于不同的用途。

化学镀镍合金层因种类与成分的差异,使其表现出不同的性能,极大地扩充了应用领域[8]。

2.1.1 化学镀镍基多元合金化学镀镍基多元合金技术是目前应用最广泛的化学镀技术之一,该技术研究最早始于20世纪70年代,现已开发出Ni-P合金和Ni-B合金系列。

其中Ni-P 合金系列较多。

化学镀Ni-P合金镀层随着磷质量分数的不同(1%~14%)而分为低磷、中磷和高磷三种,其物理、电学性能及表面特征差别很大。

因此,在不同条件下对镀层进行热处理会使其性能有较大的改变。

w(P)<8%的Ni-P合金镀层是铁磁性的,w(B)为5%的Ni-B合金镀层,其铁磁性较弱,低硼(0.2%~3.0%)Ni-B合金镀层最适于工业应用[1、6、9]。

目前化学镀Ni-P已发展出多种元素共沉积,如W、Cr、Cu、Fe、Zn、Co及Mn等,而能够与Ni-B共沉积的元素较少,目前仅有Fe、W、Mo及Cu等。

这些合金镀层大都具有优良的磁性、硬度及热稳定性等特殊性能[10]。

2.1.2 复合化学镀复合化学镀是在化学镀液中添加固体微粒在搅拌力的作用下,这些固体微粒或合金共沉积,从而获得一系列具有独特物理、化学和机械性能的复合镀层。

目前研究主要是在基于Ni-P和Ni-B镀层技术的前提上,加入其他微粒进行改性。

如Ni-P-MoS2、Ni-P-SiC等,其主要应用在耐磨性要求较高的场合[11] ; 具有软磁性能的Ni-Fe-P镀层、磁盘内记录媒体的Co-Ni-P镀层以及垂直记录媒体的Co-Ni-Re-P镀层; 具有优良耐蚀性、耐磨性、抗磁性以及低电阻抗的Ni-Cu-P镀层等。

2.2 化学镀铜的应用化学镀铜中用作还原剂的物质有甲醛、二甲胺硼烷(DMAB)、硼氢化物和肼等,其中由于成本低廉,以往的化学镀铜主要选择甲醛作为最常用的还原剂,但因为甲醛有令人难以忍受的气味,并且在镀覆过程中还会释放有害气体,因此对新型的还原剂的寻求是当前研究的一个热点[11]。

目前,在甲醛替代物的研究上已取得了较大的发展,已报道的替代物包括次磷酸盐、乙酚酸、DMAB(二甲基乙酰胺酸)等。

其中以次亚磷酸盐作为还原剂的化学镀铜液,其镀层表面要比用甲醛做还原剂而获得的镀层更光滑,且前者在镀速及镀层组成、洁净形态方面也显示出后者所不具有的优势[12]。

化学镀铜由于其良好的延展性、电学特性和无边缘效应,在印制线路板(PCB)孔金属化和塑料电镀等方面得到了广泛的应用。

由于化学镀本身不用外加电极的特点,化学镀铜无电场分布问题,它能使PCB孔壁及导线上生成厚度均匀的镀铜层,极大地提高了印制电路的可靠性。

对于塑料电镀而言,无论是装饰性还是功能性的塑料电镀,多数都需要化学镀铜,以保证获得良好导电性能的底层而最终得到良好的镀层。

与其他塑料表面金属化的方法相比,化学镀铜无需对基体材料做特殊处理,也无需外加电极,是最经济最简单的方法。

一些特殊功能的陶瓷要求表面金属化,一方面解决陶瓷微粒与金属基体的浸润问题,一方面还可以通过焊接使陶瓷与电子元件相连,以适应航空和军事方面的特殊要求。

在影响结合力的诸多因素中,化学镀铜层物理性质,如延展性、抗拉强度、内应力及致密性等具有重要作用[13、17]。

化学镀铜也可以包覆粉末来制造复合粉体,如化学镀的钼铜复合材料是由高熔点、高强度的金属钼和高塑性、高导电性的金属铜所组成的互不相溶的两相复合材料,可广泛应用于航天、电子、机械及电器等工业部门,特别是一些高技术的领域。

化学镀铜聚酯微粉可用作导电材料。

粉煤灰微粉化学镀铜可以作为电磁屏蔽和吸波材料。

铜-石墨自润滑金属基复合材料是其中一种重要的新型功能材料,由于它具有较高的导电及导热性,又具有较好的耐磨性、润滑性,较高的机械强度和良好的防咬合性能,用于要求导电导热和耐磨、减摩的点接触零部件材料。

2.3 化学镀银的应用化学镀银是借甲醛或糖类与银氨配位物的氧化还原作用,在金属、玻璃、陶瓷和塑料等制件的表面上沉积一层银,以增加导电性、反光性和美观性。

最早的化学镀银主要用于制镜业,目前则被广泛应用与多种基体上[19],如铜粉化学镀银、空心玻璃微珠化学镀银,碳纤维布化学镀银,碳纳米管化学镀银,YbO3粉体化学镀银,高分子材料表面化学镀银等。

2.3.1 铜粉化学镀银铜粉价格较低,导电性好,但其抗氧化能力差,长期暴露在空气中表面易形成氧化膜,从而对其性能有很大影响。

银粉兼具有导电性好和抗氧化能力强的优点,但是价格昂贵,只适用于某些特定场合。

而在铜粉表明镀银则可以克服单一使用这两种粉体的缺点。

因此,近年来关于铜粉镀银的研究越来越多[]。

Cu-Ag 金属粉能广泛应用于电子浆料、电磁屏蔽材料和催化剂等领域[]。

目前制备Cu-Ag金属粉常用的化学法有两种[]:一种是直接用铜粉做还原剂去置换银氨配位离子得到银微粒,使之沉积在铜粉表面。

目前的研究主要采用此方法。

但这种沉积多数都是形成点缀包覆结构,获得的Cu-Ag复合粉的抗氧化能力比较差。

这是因为反应生成的Cu2+易与氨等配位剂配合,而铜对铜氨配离子有较强的吸附作用,阻碍了铜的进一步置换。

另一种是采用化学镀的方法,利用还原剂将Ag+从镀液中还原出来,以铜原子或吸附在铜粉表面的其他活性原子为形核催化中心,使银微粒在铜粉表面逐渐成核长大,从而获得连续覆盖的镀层。

但该镀液的稳定性较差,尤其当有强还原剂存在时,镀液容易失效分解;而且化学镀反应速率快,不易于控制,目前相关研究工作还较少。

2.3.1 空心玻璃微珠化学镀银玻璃微珠具有密度小且粒径均匀的特征,特别是空心玻璃微珠,耐高温、耐蚀、蠕变低、质量轻、化学稳定性好,具有优良的力学性能和热物理性能,在建材、塑料、橡胶、涂料等领域得到广泛应用[];可作为填充材料、保温材料、研磨介质、过滤材料,也可用于标志牌、屏幕、薄膜等各种回射物品。

空心玻璃微球多取自于火力发电厂的粉煤灰[],来源广泛,具有巨大应用空间。

但是普通的玻璃微珠是绝缘体,不能作为导电材料的填充材料。

使用低密度的导电玻璃微珠作为导电填料,有利于克服导电介质的沉降问题,已有文献报道[],空心微珠表面化学镀银后,可用作电磁屏蔽材料和吸波材料的导电填料。

通过对空心玻璃微球表面进行电磁改性处理,可以提高其对电磁波的吸收,满足隐身要求,在国防和军事领域具有重要价值[]。

2.3.1 碳纤维布化学镀银银导电性能强,可用于碳纤维布的表面改性。

美国专利介绍了一种对抗雷达制导的诱饵体制作技术,把镀银的碳纤维通过一定方式编织成织物,可以制成仿真三维诱饵体,用于高技术战争中的反雷达侦查与反制导[]。

用碳纤维布化学镀银为复合无源诱饵材料,因成本低,使用方便,效果明显,而成为各国争相发展的重点。

金属基碳纤维复合材料具有高比强度、高比模量和韧性好等有点,用表面金属化的碳纤维作填料制备的屏蔽材料具有较好的屏蔽效果,可用作飞机的吸波材料[],此外,还在航空航天、生物材料和民用工业领域具有广泛的应用前景[]。

2.3.4 碳纳米管化学镀银碳纳米管具有优异的力学、物理性能,是一种理想的复合材料增强体。

通过化学镀可在碳纳米管表面镀上一层连续的银镀层,以增强碳纳米管与金属基体的界面结合力[]。

利用化学镀方法能在碳纳米管表面获得完整、均匀的银镀层,形成一维纳米导线,拓宽了碳纳米管为模板制备新一类一维纳米材料的研究领域。

碳纳米管自从1991年被发现以来已引起人们广泛的关注[]。

碳纳米管因具有较高的长度直径比,是目前最细的纤维材料,它已表现出优异的力学性能和独特的电学性能。

人们利用它制备单电子器件及纳米量子器件[]。

然而,由于碳纳米管的不活泼性,使其与金属机体结核性很差。

而在碳纳米管外表面包裹金属物质,将使碳纳米管与金属基之间的连续高强度结合成为可能。

2.3.5 Yb2O3化学镀银银基金属氧化物触点材料是研究和应用最广的触点材料体系[]。

其中最具有代表性的是AgCdO触点材料,但是其抗熔抗焊性不够理想,而且在使用和制造过程中产生有毒的镉蒸汽,在有些地区已被禁止使用,因此需要开发新型的替代出点材料。

AgSnO2触点材料具有耐电弧侵蚀性好、抗熔焊能力强等优点, 是最有希望代替AgCdO的材料之一, 但是其加工困难, 接触电阻大, 温升高。

另一重要的发展方向是研制银基稀土氧化物触点材料。

堵永国和张为军等人采用共沉淀法制得Yb2O3 复合粉体, 然后用粉末冶金法制备出的AgYb2O3触点材料, 有良好的性能[ ] 。

但共沉淀法制备的复合粉体中氧化物微粒只是与银微粒物理混合, 并且氧化物粉体粒径很难控制, 难以形成多规格的系列产品。

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