含镀铜石墨颗粒铜基复合材料研究

采用化学镀铜工艺在石墨颗粒表面镀上一层金属铜,通过粉末冶金方法制备了铜/石墨复合材料,研究了石墨颗粒表面铜镀层在不同处理温度下的球化问题和改善复合材料界面结合的作用效果.结果表明,石墨颗粒表面铜镀层有利于改善铜基石墨复合材料的界面结合,使复合材料力学性能提高;处理温度较高时,表面铜镀层有熔融球化的趋势,当复合材料烧结温度超过石墨镀铜层的完全球化温度时,镀铜石墨粉改善界面结合的效果逐渐降低,直至消失.     

高体积分数β-SiC_P/Cu复合材料的制备及性能研究

利用化学镀铜方法对β-Si C颗粒进行表面改性,结合热压烧结技术制备了50%Si C体积分数的β-Si C_P/Cu复合材料,探讨了β-Si C颗粒化学镀铜工艺和烧结温度对该复合材料微观结构、相对密度、抗弯强度和热膨胀系数的影响。结果表明:镀铜后β-Si C颗粒表面均匀地包覆一层铜膜,烧结后复合材料Si C颗粒在基体中分布均匀,界面结合良好。β-Si C_P/Cu复合材料相对密度和抗弯强度随烧结温度升高而增大;热膨胀系数随烧结温度升高而降低。利用化学镀改性β-Si C颗粒制备的β-Si C_P/Cu复合材料性能均优于未利用化学镀改性β-Si C颗粒制备的复合材料,这是由于β-Si C颗粒镀铜可有效改善Si C-Cu的界面结合状态。当烧结温度为750℃时,β-Si C_P/Cu复合材料的相对密度和抗弯强度最高,热膨胀系数最低。     

石墨烯/铜复合材料的制备与摩擦性能测试

以化学镀结合粉末冶金法制备石墨烯/铜基复合材料(Cu@r GO/Cu)。为了改善石墨烯(r GO)在铜基体中的分散性以及两者之间的可润湿程度,首先采用化学镀工艺制备镀铜石墨烯(Cu@r GO),并通过SEM和XRD对镀层形貌和物相组成进行检测分析。为了检验Cu@r GO/Cu复合材料的摩擦性能,对Cu@r GO/Cu复合材料摩擦性质进行测试。结果表明:Cu@r GO表面均匀镀覆一层铜并附着粒径约为50 nm的纳米铜颗粒,rGO的褶皱结构以及化学镀的预处理过程有利于纳米铜颗粒长大。呈网状结构的镀铜rGO可以很好的释放掉因摩擦而产生的应力集中,形成C—Cu力转移体系,保护摩擦表面;同时散落在r GO表面的纳米铜颗粒,在摩擦过程中类似于许多"滚动轴承",有效地改善复合材料的摩擦性能。     

CuCrY、CuCrZrY合金表面镀AgC材料的研究

为了充分利用高强高导电铜合金的导电性和强度,以及银石墨材料的润滑性,改善CuCrY、CuCrZrY材料的耐磨性能,采用电镀的方法成功地对CuCrY、CuCrZrY材料表面进行了镀覆。研究了镀层的组成及电镀工艺条件,得到较好的镀液组分及电镀方案;通过优化工艺参数得到平均厚度为100～200μm的镀银石墨层。同时,采用扫描电镜及能谱等对镀银石墨层的厚度、表面形貌,镀银石墨层与基体的界面进行了分析。结果表明,CuCrY/AgC、CuCrZrY/AgC复合材料表面镀层均匀、致密,AgC复合层厚度一致,稳定。界面成锯齿状,机械结合的特征十分明显,有利于改善基体和银石墨界面的结合。     

树脂碳包覆石墨/铜复合材料组织和性能研究

为低成本制备高性能石墨/铜复合材料,以酚醛树脂包覆石墨粉、电解铜粉、二氧化硅为原料,采用传统的粉末冶金工艺制备了树脂碳包覆石墨/铜复合材料,对比了其与天然鳞片石墨/铜复合材料和镀铜石墨/铜复合材料组织和性能的差异。发现酚醛树脂包覆可有效保护石墨结构完整性,还原铜表面氧化膜,促进铜的扩散烧结,利于致密化。与天然鳞片石墨/铜复合材料相比,树脂碳包覆石墨/铜复合材料的导电性能、力学性能和摩擦磨损性能提高,其电导率、抗弯强度和硬度分别为9.87 MS.m-1、81 MPa、22 HV,与镀铜石墨/铜复合材料的相当,且摩擦磨损性能略优于镀铜石墨/铜复合材料。     

镀铜碳纤维对Cu/C复合材料摩擦磨损性能的影响

采用天然石墨、短切碳纤维和电解铜粉为原料,通过化学镀的方法在石墨和碳纤维表面均匀镀覆了一层铜粉,采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备出Cu/C复合材料,并研究碳纤维含量对其电阻率、密度、硬度和抗弯强度等物理性能的影响。在HT-1000型高温摩擦磨损试验机上测试其摩擦磨损性能,分析了磨损的表面形貌。结果表明:随着碳纤维含量的增加,复合材料的密度逐渐降低,电阻率变化不大,抗弯强度和硬度均有所提高。加入镀铜碳纤维后,有效降低了复合材料的摩擦因数和磨损率,当碳纤维含量在1.5wt%时,复合材料的磨损率最低。碳纤维优异的力学性能增强了复合材料承载能力,减轻了复合材料的黏着磨损,同时碳纤维和石墨的镀铜层提高了碳和铜之间的结合力,有利于应力在碳和铜之间的转移。     

摩阻和生物功能C/CF/Cu基复合材料的制备

采用压力浸渗凝固成型方法制备了树脂碳化碳／碳纤维／铜(C／CF／Cu)复合材料，借助于抗拉强度测试以及扫描电镜下复合界面、组成物分布和断口形貌观察，探讨了树脂碳化温度、C／CF先驱丝表面镀铜以及铜液浸渗凝固压力对C／CF／Cu基复合材料的影响。结果表明，随着真空碳化温度的提高，C／CF先驱丝的抗拉强度降低。600℃真空碳化处理可使C／CF先驱丝有较高的抗拉强度(1027MPa)，同时有利于先驱丝导电和表面镀铜。在C／CF先驱丝表面镀铜厚度为40～60μm，有助于制备界面结合良好和抗拉强度较高的C／CF／Cu基复合材料。随着铜液浸渗凝固压力的提高，C／CF／Cu基复合材料的抗拉强度升高，当压力为28．5MPa时，复合材料的界面结合良好，组成相分布均匀，抗拉强度达到595MPa，是纯铜的3倍以上。     

铜镀层对石墨-铜复合材料摩擦磨损性能的影响

通过在石墨表面镀铜预处理获得Cu包覆的石墨粉末,并以电解铜粉、鳞片石墨粉和Cu包覆石墨粉末为原料,利用ZT-40-20Y真空热压烧结炉制备了鳞片石墨-铜和镀铜石墨-铜复合材料,随后在不同载荷(5、7、9和11N)下对复合材料进行往复摩擦磨损试验,研究两种复合材料的微观结构、力学性能和不同载荷下的摩擦磨损性能.结果 表明:在相同的制备条件下,镀铜石墨有效地改善了镀铜石墨-铜复合材料中C、Cu之间润湿性的问题,使得其致密度、硬度显著提高;在相同的摩擦条件下,镀铜石墨-铜复合材料平均摩擦系数略有提高、而磨损率显著降低,表现出优良的耐摩擦磨损性能;在不同载荷下的往复摩擦试验中,鳞片石墨-铜复合材料主要磨损机制为磨粒磨损、剥落磨损和粘着磨损;而镀铜石墨-铜复合材料主要的磨损机制为磨粒磨损和少量剥落磨损.     

微波烧结镀铜TiB_2增强铜基复合材料的膨胀性能

应用化学镀铜方法对TiB2颗粒进行表面镀铜,采用微波烧结技术制备了含TiB2体积分数不同的TiB2/Cu复合材料,测试了试样在50~300℃区间的膨胀系数,探讨了TiB2含量及其表面改性对TiB2/Cu复合材料热膨胀系数的影响。结果表明:随着TiB2含量的增加,复合材料的膨胀系数降低;TiB2颗粒表面镀铜后,在TiB2相同含量条件下,TiB2/Cu复合材料的膨胀系数进一步降低;理论模型计算结果表明,TiB2未镀铜的TiB2/Cu复合材料的膨胀系数与ROM模型计算值相符合,而TiB2镀铜的TiB2/Cu复合材料的膨胀系数与Kerner模型计算值相符合,反映了TiB2颗粒镀铜后能很好地改善颗粒与基体的结合。     

TiB_2化学镀铜对微波烧结TiB_2/Cu复合材料性能的影响

应用TiB_2预氧化的化学镀铜方法对TiB_2表面进行镀铜,通过微波烧结制备了TiB_2镀铜前后的TiB_2/Cu试样。应用扫描电镜(SEM)观察了TiB_2镀铜形貌,并考察了镀铜TiB_2及其含量对微波烧结TiB_2/Cu材料致密度、电导率和热膨胀性能的影响。结果表明,通过TiB_2预氧化实现了TiB_2表面镀铜,且镀铜效果较好;在TiB_2相同含量条件下,镀铜后试样的电导率明显提高,并随着TiB_2含量的增加提高幅度增大,但致密度稍有下降。同时,镀铜后TiB_2/Cu试样的热膨胀系数明显降低。热膨胀理论模型计算结果表明,TiB_2未镀铜时试样的膨胀系数与ROM模型计算值相符合,而镀铜的膨胀系数与Kerner模型计算值相吻合,这说明镀铜后能很好地改善TiB_2颗粒与基体的界面结合情况。     

不同形状钨粉化学镀铜的研究

通过化学镀法制备铜包钨复合粉末,研究不规则形状的钨粉以及经等离子球化处理的球形钨粉的化学镀铜。结果表明,对于颗粒形貌不规则棱角分明的破碎钨粉,经化学镀包覆后粉末没有明显的棱角,表面粗糙。而经等离子球化处理后球形度较高的球形粉,颗粒表面存在缺陷,化学镀后粉末的球形度没有明显的变化,化学镀层在其表面沉积均匀,且钨粉表面质量得到改善,不存在表面缺陷。化学镀后复合粉末在600℃下进行氢气退火处理后,镀层上的粗糙的表面变得平滑,镀层中的空隙明显减少,形成了一层均匀致密的铜层包覆在钨颗粒表面。     

石墨表面无敏化及活化的化学镀铜法

由于石墨表面具有特殊性,具备自动催化的功能,因此无需敏化、活化等工艺,可直接在石墨表面进行化学镀铜,获得的铜镀层光滑致密,镀液的稳定性好,同时对石墨表面化学镀铜的机理进行了探讨,分析了镀液能稳定进行镀覆反应的原因,并利用SEM对反应初期以及后期的复合粉末进行了观察,证明反应时石墨表面能直接生成大量均匀分布的铜微晶,生长至彼此侧面相连时就得到完整镀层,并且石墨颗粒越小,化学镀铜的活性越高,因而非常适合用于制备高性能的金属石墨复合材料.     

Ti3SiC2陶瓷颗粒表面超声波化学镀铜

钛碳化硅（Ti3SiC2）陶瓷导电材料有许多优异的性能,其摩擦系数甚至比石墨更低,完全可以取代石墨用来制备性能更加优良的铜基电接触复合材料,但是由于其与铜基体之间的浸润性不是很好,研究了利用超声波化学镀覆技术在Ti3SiC2颗粒表面均匀镀上一层连续的铜镀层。通过扫描电子显微镜对铜镀层表面形貌的观察表明：通过严格的镀前预处理工艺的优化设计以增加活化点,对传统镀液配方的调整以降低镀速,能够成功的在Ti3SiC2颗粒表面均匀镀覆一层铜微粒,改善了Ti3SiC2和铜基体间的润湿性,从而增强二者之间的界面结合力。     

化学镀法制备Cu/Al2O3复合粉体及其烧结行为

为了解决颗粒增强铜基复合材料中颗粒与铜基体相容性的问题,采用化学镀法使得颗粒表面金属化,通过XRD、SEM、EDS等技术研究了Al2O3纳米粉化学镀铜的工艺,并对Cu/Al2O3复合粉体的烧结行为做了初步探讨.结果表明:Al2O3粉前处理工艺、镀液的各种成分都对粉体表面铜的含量有影响,通过改变装载量可有效控制粉体表面Cu含量.实验中确定了最佳的镀覆工艺,并得到了颗粒较为弥散的Cu/Al2O3复合粉体烧结体.     

石墨表面镀铜对石墨—铜复合材料强度影响的研究

石墨与铜的界面结合及石墨在基体中的分布方式是影响石墨－铜基复合材料抗弯强度的重要因素。本文用镀铜石墨粉制备石墨－铜复合材料,并测定了材料的抗弯强度,对断口进行扫描分析。结果表明,石墨经镀铜处理后,使得石墨－铜复合材料抗弯曲强度显著提高。     

化学镀法制备铜包覆SiC颗粒的研究

采用化学镀法制备了镀铜SiC粉体,研究了预处理、镀液成分、pH值和装载量对SiC化学镀铜的影响,并比较了主盐含量和装载量对复合粉体中铜含量变化的影响。利用XRD,SEM和EDS对粉体的物相、形貌、成分进行了分析,得到了最佳施镀工艺。结果表明:用于预处理的活化敏化液要放置一段时间后使用,才能成功地实施化学镀铜;随着pH值和主盐含量的升高,镀速呈上升趋势,但粉体的包覆完整性和均一性下降;通过改变装载量来控制复合粉体中的铜含量可行。     

化学镀铜短碳纤维-铜-石墨复合材料的性能研究

本文采用化学镀铜法对短碳纤维表面进行镀铜,并用电镀法对长碳纤维表面进行连续镀铜后,再切割成镀铜短碳纤维.随后用粉末冶金法制备了含有这两种镀铜短碳纤维的碳纤维-铜-石墨复合材料和不含碳纤维的铜-石墨复合材料,对它们的物理和力学性能进行了测试,并在滑动速度为15 m/s、载荷为4.9N的干摩擦条件下进行了30 h磨损试验,结果表明:化学镀铜短碳纤维-铜-石墨复合材料的导电性、硬度、抗弯强度和耐磨性优于电镀铜短碳纤维-铜-石墨复合材料和不含碳纤维的铜-石墨复合材料.     

表面活性剂辅助制备Cu-Ti3SiC2包覆粉末的电化学机理和化学镀特性

为提高Cu-(Ti3SiC 2)p复合材料中铜与陶瓷的界面结合强度,以环境友好型抗坏血酸为还原剂,D-葡萄糖酸钠为络合剂,制备了Cu-Ti3SiC 2包覆粉末。研究了Ti3SiC 2粉末表面化学镀铜及其电化学性能,以及十二烷基硫酸钠(SDS)结合聚山梨酯80(Tween-80)表面活性剂对化学镀铜的改性效果。采用线性扫描伏安法和开路电位-时间法确定了该体系的电化学机理并进行参数优化。结果表明,提高反应温度,增加Cu(II)和抗坏血酸的浓度,可以提高极化电流密度,有利于加速化学镀。铜镀层新核从依附在(Ti3SiC 2)p粒子表面的银催化活化中心开始形成,表面具有较多Ag催化活性中心的微球会促进涂层的形成。采用复配改性剂SDS(6~22 g/L)+Tween-80 (8~12mL/L)对化学镀铜表面涂覆的效果优于单一改性剂。采用SM4 (SDS+Tween-80)改性剂达到最佳涂层效果的Cu与Ti3SiC 2的总摩尔比为1:0.54。静电效应和空间位阻效应对铜在(Ti3SiC 2)p表面的生长起着至关重要的协同控制作用。     

Preparation and characterization of molybdenum powders with copper coating by the electroless plating technique

Molybdenum powders with a diameter of approximately 3 μm were coated with copper using the electroless plating technique in the pH 12.5-13 and temperature range of 55-75℃.The optimization of the electroless copper bath was evaluated through the combination of process parameters like pH and temperature.The optimized values of pH and temperature were found to be 12.5 and 60℃,respectively,which attributes to the bright maroon color of the coating with an increase in weight of 46%.The uncoated and coated powders were subjected to microstructural studies using scanning electron microscope (SEM) and the phases were analyzed using X-ray diffraction (XRD).An attempt was made to understand the growth mechanism of the coating.The diffusion-shrinkage autocatalytic model was suggested for copper growth on the molybdenum surface.