化学复合镀金刚石 复合镀纳米金刚石商丘柘城县ug培训  

发表人：admin   来源：未知   时间:2012-12-17

ug培训为大家讲一讲化学复合镀金刚石 复合镀纳米金刚石
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。在镀液中加入不溶性微粒，使之与金属共沉积，即可得到复合镀层。化学复合镀不需电源和辅助阳极，不受基体材料形状的影响，可在材料的各部位均匀沉积，镀层致密硬度高，以及自润滑性、耐热性、耐腐蚀性和特殊的装饰性。在航空、机械、化工、冶金及核工业等方面有广泛的应用。复合化学镀镍镀层的性质随着选用微粒种类不同而异。金刚石有多种类型，大致可分为两类:单晶和多晶。制备复合材料所选用的金刚石类型取决于复合材料的最终用途。单晶金刚石适用于研磨和磨削，因其表面特征是具有尖锐的边角。
金刚石锉和砂轮等是用复合镀层作为功能面，易采用天然单晶金刚石。耐磨的复合材料不能含有单晶金刚石，因其粗糙的表面易磨损配对面，一般采用爆炸法人造多晶金刚石。化学镀镍-多晶金刚石复合材料具有良好的表面防护和抗擦伤性能。薄层的化学镀镍-金刚石作为中间层可以提高镍 铬电镀沉积物的抗腐性，是最早镀制的化学镀复合材料之一，现在此种镀层则主要用于抗磨。表1是Ｔａｂｅｒ实验机测定金刚石镀层耐磨性结果[6]，较对比试样硬铬高4倍，也优于工具钢及硬质合金。
国内有不少学者都研究过化学镀金刚石复合镀层。吴玉程等[7]研究表明在镍磷合金沉积溶液中加入金刚石颗粒(平均尺寸14μｍ)，可以明显的强化镀层，提高耐磨性能。王正等[8]研究表明金刚石复合镀层除了硬度高，耐磨性好之外，还具有优良的导热性和耐腐性，因此可以大幅度提高铸塑模具和冷加工模具的使用寿命。张信义等研究表明热处理工艺对Ｎｉ Ｐ 金刚石(<1μｍ)化学复合镀层结构及性能的影响，研究表明复合镀层在镀态具有非晶态特征，镀层在300℃开始晶化，在200℃～400℃镀层有良好的耐磨性能。
复合镀纳米金刚石
复合镀早期添加的金刚石大多是微米级的。随着纳米材料与纳米技术研究的不断深入，把纳米级的金刚石微粒引入到复合镀层中已成为复合镀发展的新趋势。纳米金刚石具有超微粒子的一般性质，如体积效应、表面效应以及小尺寸量子效应等。同时它还具有金刚石的一般性质，如高硬度、高导热性、高弹性模量、高耐磨性、低的比热容与极好的化学稳定性。近年来，俄罗斯、西方各国竞相研究开发纳米金刚石工业产品，并在复合镀层、研磨、抛光、润滑、高强度树脂和橡胶等领域得到了广泛的应用，我国也有多家单位从事这方面的研究。纳米金刚石兼备超硬材料和纳米颗粒的双重特性。具有减磨耐磨，自润滑性，在刀具、研磨、复合镀、润滑、摩擦等方面，都会有广泛的应用。特别是对于精密仪器、高光洁度表面精细加工用刀具等方面纳米金刚石具有其它材料无法比拟的特性。
此外，纳米复合镀在电接触材料中也大有发展前途。吴元康等使用纳米金刚石颗粒来增强银基镀层，降低了电磨损率，提高了电触头的使用寿命及耐大电流强度的能力。国内在该领域的研究尚在探索起步阶段。加快这方面的研究并尽快将其投入使用，不论对国防和民用都具有重要意义。现在研究中存在的主要问题有:
(1)纳米金刚石在镀液中的分散。纳米级金刚石粉现在主要是由爆炸法制备。平均粒径4～10ｎｍ。复合电镀要求将金刚石粉均匀的分散在镀液中，按照胶体分散体系的定义(半径为10 9～10-7ｍ)，此时镀液应为胶体分散体系。溶胶中胶团的结构较为复杂，从真溶液到溶胶是从均相到开始具有相界面的超微不均匀相，且由于分散相的颗粒小，表面积大，其表面能也高，这就使得胶粒处于不稳定状态，它们有相互聚结起来变成较大的粒子而聚沉的趋势。实验表明掺有金刚石微粉的镀液其团聚情况严重，且得到的镀层中，纳米级金刚石粉团聚情况也很严重，这很大程度上影响了纳米金刚石粉在实际中的应用。
(2)分散剂及分散方法的选择。由于纳米金刚石粉在镀液中极易发生粒子团聚，影响其实际应用效果。因此，将粉体分散在介质(镀液)中制成高稳定性，低粘度的悬浮体显得尤为重要。金刚石在镀液中有些团聚是由物理上的键合(如范德华力)引起的，称为软团聚;有些是由化学上的键合(如氢键)引起的团聚，称为硬团聚。打开软团聚的方法有多种，如:机械搅拌、磁力搅拌、气体搅拌、超声波分散等。对于硬团聚，除使用上述方法外，还必须针对它们的键合类型进行特殊处理。要解决纳米金刚石粉在镀液中的分散问题，最有效的方法是对粉体的表面进行表面改性处理。其中表面活性剂的选择和分散方法的设计尤为重要。现有的资料表明，阴离子型表面活性剂(如十二烷基硫酸钠)可较好的提高纳米金刚石粉在镀层中的含量。但效果还不令人满意。为提高复合镀层中纳米金刚石的含量，仍需进一步研究不同的镀覆工艺和摸索有效的表面活性剂。 

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