压电陶瓷表面化学镀Ni-Cu-P合金镀层及其性能研究

发布时间：2017-10-05 20:20

本文关键词：压电陶瓷表面化学镀Ni-Cu-P合金镀层及其性能研究

【摘要】：化学镀一直是实现材料多功能化的重要手段之一,由于其工艺简单,易于操作,镀层结合力良好、耐蚀性能较强,化学镀过程几乎无毒无害以及低碳等特点,因而倍受青睐。压电陶瓷不仅具有特殊的压电性能,还具有热释电效应、光弹光电效应等许多特点,广泛应用于日常生活及高端领域中。通过化学镀方法对压电陶瓷进行表面金属化处理,在其表面上镀覆性能良好的金属镀层,有利于拓宽其应用范围。本文进行了PZT-5压电陶瓷表面化学镀Ni-P二元合金和Ni-Cu-P三元合金的工艺优化,并进行了镀层的性能分析研究。通过单因素实验,获得了压电陶瓷表面化学镀Ni-P合金的工艺配方及工艺条件:NiSO_4·6 H_2O 30 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 30 g/L,C6H8O7·H_2O,C2H9NaO5·3H_2O 12 g/L,H3BO3 8 g/L,pH=6.5~7,温度45~60℃。研究30%NaOH溶液,30%NaOH+C2H8N2、30%NaOH+C12H_25SO_4Na三种粗化工艺,镀液的酸碱性,镀液中的添加剂对镀速及镀层性能的影响。实验结果表明,粗化液成分为30%NaOH+C2H8N2时,化学镀镀速较高,镀层的性能较好;酸性镀液条件下制备的镀层完整、表面平整致密,耐腐蚀性能较好。研究了KI、CuSO_4、HO(CH_2CH_2O)nH、C_3H_6O_3四种添加剂对化学镀镀速及镀层表观形貌、镀层的SEM图像、镀层的耐腐蚀性的影响,结果表明,分别加入适量的四种添加剂,可以提高化学镀沉积速度,改善镀层性能。加入添加剂HO(CH_2CH_2O)nH 30 g/L时,化学镀沉积速度较高,获得的镀层表面较细密、平整。通过正交实验,得到化学镀Ni-Cu-P合金最佳工艺配方及工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 35 g/L,CuSO_4·5H_2O 1.0 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 30 g/L,C_6H_5 Na_3O_7·2H_2O 40 g/L,C2H9NaO5·3H_2O 20 g/L,pH=8,温度为80℃。探索研究工艺条件pH(6~9)、温度(40~80℃),镀液组成NiSO_4·6H_2O浓度(15~45 g/L)、CuSO_4·5H_2O浓度(0~1.5 g/L)、NaH_2PO_2·H_2O浓度(10~45 g/L)、C_6H_5Na_3O_7·2H_2O浓度(20~70 g/L)对化学镀镀速及镀层性能的影响。实验结果表明,pH值在8~9之间,温度范围为60~80℃,NiSO_4·6H_2O浓度在25~35 g/L范围,CuSO_4·5H_2O浓度范围为0.5~1.0 g/L,NaH_2PO_2·H_2O浓度区间为25~35 g/L,C_6H_5Na_3O_7·2H_2O浓度在40~60 g/L范围,化学镀镀速较高,获得的镀层性能较好。通过镀层表面形貌及成分分析、物相结构,镀层的耐腐蚀性、导电性和硬度,比较化学镀Ni-P与Ni-Cu-P合金镀层性能。结果表明,化学镀Ni-Cu-P三元合金镀层的性能优于Ni-P二元合金镀层。
【关键词】：压电陶瓷 化学镀Ni-P 工艺优化 化学镀Ni-Cu-P 镀层性能
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB306
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