金刚石化学镀镍工艺研究及电化学分析

发布时间：2016-11-11 08:36

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《郑州大学》 2014年

金刚石化学镀镍工艺研究及电化学分析

黄世玲  

【摘要】：金刚石粉体具硬度高、热导率高、密度低、热膨胀系数与半导体相匹配等优点，已经成为新一代电子封装行业中重点研发的材料之一。然而金刚石与基体润湿性较差，表面能较高，结合力较弱，严重影响了金刚石在封装行业中的广泛应用。国内外研究者长期以来一直千方百计地采用各种手段对金刚石进行表面处理，以提高其与基体之间润湿性。表面处理行业中化学镀技术所占的地位在不断地提高，其在电子、机械、航空航天等各行各业中的应用越来越广泛，化学镀也叫无电解镀或自催化镀，其实质是一个氧化还原反应。本文主要介绍了用化学镀镍的方法对金刚石表面进行改性和不同工艺及参数对化学镀镍的影响。并用电化学方法研究了这些参数对阳极极化曲线的影响。 本研究所使用的金刚石粉体粒径规格约为10um，首先要对金刚石粉体进行预处理，活化敏化是预处理的关键，本实验采用的是活化敏化(胶体钯)一步法，然后通过正交实验得出化学镀镍液的最佳配方为：NiSO4·6H2O25g/l，次亚磷酸钠30g/l，乳酸15ml/L，乙酸钠15g/l，硫脲20mg/l，温度为85oC，pH值为5.5。 化学镀的影响因素有pH值，温度，装载量，主盐含量，次亚磷酸钠含量，络合剂含量和稳定剂含量等。本文着重研究了次亚磷酸钠含量，硫脲含量，pH值，温度变化对反应时间，增重比和镀层形貌的影响规律。 通过研究，本文得到的主要结论有： (1)化学镀镍过程可以分为三个阶段，反应初期(形核孕育期)、反应中期(形核期)和反应后期，整个反应过程中，温度越高，反应速率越快，90℃时的增重比是70℃的时候的4倍。 (2)当稳定剂硫脲在20mg/l时能有效抑制金属沉积速率，使镍镀层表面的镍泡减少。 (3)次亚磷酸钠浓度的增加，以及温度和pH值的升高，都能缩短反应时间，提高金刚石增重比。 (4)金刚石镀镍层的表面形貌受次亚磷酸钠浓度及pH值的影响较大。次亚磷酸钠浓度为20g/l时，镀镍层出现明显的漏镀现象；次亚磷酸钠浓度为30g/l时，，镍层质量较好；浓度为35g/l时，金刚石镀镍层表面有大量的镍堆积，而且溶液中有游离的镍出现。当pH值为4时，镀镍层较薄而且有漏镀现象；pH值为6.5时，出现游离镍现象，表层有多余的镍沉积；pH值为5.5时，镀层包覆完整致密均匀。 (5)镀覆时间对镀层厚度的影响也很明显，镀覆5分钟时，镀层较薄，不能对金刚石完整包覆；时间超过30分钟时，镀层较厚，而且表层有镍泡产生。因此选择最佳的施镀时间为15~25分钟之间。 (6)预处理、搅拌速率、装载量以及杂质对金刚石化学镀镍也有一定的的影响。 (7)次亚磷酸钠阳极极化曲线的测定中，随着pH值和温度的升高，阳极极化曲线峰电流密度增大，说明较高的pH值和温度增强了次亚磷酸钠的还原能力；随着次亚磷酸钠浓度的增加，峰电位右移，峰电流密度增大，说明次亚磷酸钠浓度越高，还原能力越强；加入适量的硫脲后，阳极极化曲线峰电流密度降低，说明硫脲对镀液起稳定的作用。

【关键词】：
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ163;TB306
【目录】：

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1 刘英;化学复合镀镍-磷-金刚石镀速的研究[J];表面技术;2003年03期

2 孙刚;陈超;彭放;王江华;张美光;黄帅;牛秋林;;金刚石表面电镀镍铁合金工艺研究[J];表面技术;2007年04期

3 冒爱琴;何宜柱;郑翠红;朱伟长;闫勇;李家茂;;金刚石表面金属化的研究现状[J];材料导报;2005年02期

4 张道礼,龚树萍,周东祥;不同络合剂对化学镀镍过程的影响[J];材料开发与应用;2000年01期

5 梁平;张云霞;史艳华;;脉冲电沉积纳米镍基合金镀层的研究现状[J];腐蚀科学与防护技术;2011年02期

6 王美媛,旷亚非;次亚磷酸钠体系化学镀镍的电化学研究[J];腐蚀与防护;1999年08期

7 胡娟;刘进;李丹;张书霞;寇自力;;聚晶金刚石的性能及其在生产工艺上的优化[J];硅酸盐通报;2007年01期

8 仵亚婷,汤义武,沈彬,刘磊,胡文彬;化学镀镍溶液稳定剂及其作用机理[J];机械工程材料;2004年11期

9 何湘柱;王永秀;孙锌;;镍-金刚石复合镀工艺条件的优化[J];材料保护;2012年03期

10 M.Selvam;;人造金刚石颗粒的镀镍工艺(英文)[J];电镀与涂饰;2011年10期

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1 任富忠;短碳纤维增强镁基复合材料的制备及其性能的研究[D];重庆大学;2011年

2 黄浩;纳米金刚石和石墨烯的表面修饰及其电泳行为研究[D];燕山大学;2012年

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1 张洪波,黄丽,宋秀卿,徐定宇;PES高孔隙率多孔材料的研究[J];工程塑料应用;1994年04期

2 严怡芹，倪光明;微量铈离子在酸性电镀锡过程中沉积机理的探讨[J];安徽师大学报(自然科学版);1994年04期

3 项东;刘科高;王献忠;;金刚石表面盐浴镀覆铬层结构及性能研究[J];兵器材料科学与工程;2009年03期

4 陈淑玲;刘鹏飞;朱志强;刘秋生;;几种醇类水溶液表面张力的实验研究[J];北京交通大学学报;2008年01期

5 李南强,贺维军;茜素蓝S的极谱行为和稀土-茜素蓝S极谱络合吸附波研究[J];北京大学学报(自然科学版);1991年02期

6 铁锋,王文清,潘爱华,茹炳根,李令媛;单扫极谱法在金属硫蛋白研究中的应用[J];北京大学学报(自然科学版);1993年04期

7 史艳华;梁平;陈吉;张国福;武占文;孙冬来;;镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为[J];北京科技大学学报;2012年02期

8 朱腾，戌斌;罗丹明6G的极谱行为Ⅱ锑（Ⅲ）的络合吸附波[J];北京科技大学学报;1995年05期

9 吕桂琴,杜金艳,胡长文;[SiCo(H_2O)W_(11)O_(39)]~(6-)在玻碳电极上的多层膜修饰及电化学行为[J];北京理工大学学报;2005年05期

10 田孟昆;余志明;刘学璋;葛婧萱;王玲;黄臣;;过渡层对铜基金刚石薄膜的影响[J];中国表面工程;2011年04期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 王殿龙;戴长松;吴宁;胡信国;曹奠奎;刘鸿军;马德志;;铁—磷复合镀体系阴极过程的研究[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年

2 王殿龙;戴长松;吴宁;胡信国;曹奠奎;刘鸿军;马德志;;铁——磷复合镀体系阴极过程的研究[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年

3 詹益腾;梁国柱;;酸性除油与碱性除油的互补作用[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年

4 张梁娟;钱吉裕;孔祥举;韩宗杰;;基于裸芯片封装的金刚石/铜复合材料性能研究[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年

5 盛江峰;张诚;马淳安;;间硝基甲苯在Cu-Hg电极上的电还原性能研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集（上集）[C];2005年

6 丁浩;卢寿慈;;功能性矿物填料的作用及加工技术[A];第四届全国颗粒制备与处理学术会议论文集[C];1995年

7 宋绍铭;田倩;;陶粒吸水性能的讨论[A];轻骨料工业发展及工程应用——第十一届全国轻骨料及轻骨料混凝土学术讨论会暨第五届海峡两岸轻骨料混凝土产制与应用技术研讨会论文集[C];2012年

8 耿瑛;李菲晖;巩运兰;张弘青;;温度对Q235A基体上暗镍镀层性能的影响[A];第三届环渤海表面精饰发展论坛论文集[C];2014年

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1 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年

2 吕江维;硼掺杂金刚石薄膜电极的制备与性能评价[D];哈尔滨工业大学;2011年

3 卞琳艳;纳米金刚石基复合电极材料制备及电化学性能研究[D];燕山大学;2011年

4 吕仁亮;聚噻吩与多糖类天然高分子复合物的研究[D];上海交通大学;2011年

5 王鸿翔;红外窗口金刚石透波涂层沉积设备研制与涂层性能研究[D];南京航空航天大学;2010年

6 董亚梅;聚氨酯包埋硝化菌颗粒的制备及其应用研究[D];上海交通大学;2012年

7 李翠平;ZnO/金刚石多层膜结构的高频SAW滤波器关键技术的研究[D];天津大学;2012年

8 马兴伟;高速摩擦抛光金刚石膜用FeAl基合金抛光盘的制备及性能研究[D];大连理工大学;2011年

9 高超;特种车辆高性能轻质复合构件的加工技术研究[D];南京理工大学;2011年

10 陈昀;储氢合金代铂作为PEMFC和AFC阳极催化材料的电化学过程与电催化特性研究[D];浙江大学;2002年

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1 王坤;CVD金刚石膜化学机械抛光工艺研究[D];大连理工大学;2010年

2 王陶;热丝CVD法制备金刚石—碳化硅—硅化钴复合薄膜[D];大连理工大学;2010年

3 戴玮;化学修饰电极检测亚硝酸盐[D];天津理工大学;2010年

4 安云玲;掺硼金刚石薄膜表面的氨基终端修饰的研究[D];天津理工大学;2010年

5 陈婧;金刚石钻头的设计制造及性能研究[D];沈阳理工大学;2010年

6 崔邶周;中药添加剂对AES/6501体系性能的影响[D];昆明理工大学;2009年

7 田惟维;新型电子封装用金刚石/铜复合材料的研制[D];昆明理工大学;2010年

8 尚青亮;电子封装用金刚石/铜复合材料的研究[D];昆明理工大学;2009年

9 洪振军;Cu/FeS复合材料摩擦磨损性能与组织演变研究[D];昆明理工大学;2009年

10 林燕燕;多酸类有机—无机杂化材料的合成、表征及性能研究[D];福建师范大学;2010年

【二级参考文献】

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1 刘正春,王志法,姜国圣;金属基电子封装材料进展[J];兵器材料科学与工程;2001年02期

2 孔志刚,刘泓波,张虎;Zr含量对Mg-Zr合金组织和性能的影响[J];北京航空航天大学学报;2004年10期

3 殷声,秦喜杰,赖和怡;粉末扩散法金刚石表面金属化[J];北京科技大学学报;1993年02期

4 王岚,高学绪;金刚石表面的金属化[J];北京科技大学学报;1997年05期

5 庹新林,王伯羲;碳纤维表面镀铜的研究[J];北京理工大学学报;1999年05期

6 孙跃;万喜伟;姜久兴;赫晓东;;碳纤维表面化学镀镍前处理工艺研究[J];中国表面工程;2007年05期

7 曾祥德;;电镀镍铁合金常见故障分析排除[J];表面技术;1989年05期

8 何肇基,黎祚坚,吴惠枝;金刚石表面改性的实用效果[J];表面技术;1995年06期

9 刘汝涛,高灿柱,杨景和,鹿玉理,张继有;影响化学镀镍稳定性因素的研究[J];表面技术;2001年01期

10 王爱荣;非金属材料电镀前预处理概述[J];表面技术;2001年05期

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1 王艳辉;金刚石磨料表面镀钛层的制备、结构、性能及应用[D];燕山大学;2003年

2 胡小石;热处理和变形对镁合金低频阻尼性能的影响及机理研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

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1 张永锟;碳化硅晶须增强镁基复合材料阻尼性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

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1 张永锋,崔昭霞,马玲俊;化学镀镍超载荷稳定性试验[J];电镀与环保;2001年04期

2 储荣邦;化学镀镍-锡-磷技术在山东通过鉴定[J];材料保护;2003年01期

3 黎德育,李宁,李柏松;粉体上的化学镀镍[J];材料科学与工艺;2003年04期

4 沈晓丹,沈伟;欧洲化学镀镍技术和管理[J];表面工程资讯;2005年02期

5 解长利;刘桂蓉;;化学镀镍溶液的再生处理[J];涂料涂装与电镀;2006年01期

6 张振华;;化学镀镍的发现、现状与发展[J];科技与企业;2011年12期

7 梅天庆;何冰;;延长化学镀镍溶液寿命的研究[J];电镀与精饰;2011年11期

8 陈静;;化学镀镍老化液中镍的处理与回收[J];天津科技;2012年01期

9 巩芳;;化学镀镍技术的研究现状与发展方向[J];技术与市场;2012年04期

10 线东升;李喜太;李艳玲;;十二烷基硫酸钠对化学镀镍的影响[J];电镀与精饰;2012年06期

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1 刘定富;王国海;;提高化学镀镍溶液使用寿命的务虚分析[A];2010’（贵阳）低碳环保表面工程学术论坛论文集[C];2010年

2 刘青松;刘朝阳;;化学镀镍液的处理及其老化液中镍盐的回收[A];2000年晋冀鲁豫鄂蒙六省区机械工程学会学术研讨会论文集（河南分册）[C];2000年

3 曹喜峰;;微孔中化学镀镍的应用[A];第七届全国化学镀会议论文集[C];2004年

4 沈伟;张钦京;;美国化学镀镍年会论文综述[A];第七届全国化学镀会议论文集[C];2004年

5 张钦京;杨德钧;;12年回顾——我国化学镀技术交流与发展巡礼[A];第七届全国化学镀会议论文集[C];2004年

6 王殿龙;武巍;戴长松;;无铅无镉光亮化学镀镍稳定性的研究[A];2007（第13届）全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年

7 陆剑芳;;化学镀镍连续生产工艺研究[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年

8 张惠新;;电子产品中轴类零件的化学镀镍[A];2009年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2009年

9 叶宏;孙智富;;镁合金化学镀镍研究[A];2002年材料科学与工程新进展（上）——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年

10 胡信国;;无污染化学镀镍技术的最新发展[A];2002北京电镀行业清洁生产研讨会论文集[C];2002年

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1 记者 黄文;[N];中国石化报;2000年

2 杨雄飞;[N];世界金属导报;2010年

3 记者 王振华 通讯员 黄文;[N];中国化工报;2000年

4 刘桂华;[N];中国房地产报;2005年

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1 崔国峰;化学镀镍磷合金过程中磷的析出及其对镀层性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2006年

2 黄金田;木材化学镀镍及木质电磁屏蔽材料的制备[D];北京林业大学;2004年

3 谢治辉;镁合金化学镀镍溶液及其界面反应机理研究[D];湖南大学;2013年

4 陈晋日（TRAN TAN NHAT）;铝、镁合金化学镀镍机理与工艺研究[D];湖南大学;2012年

5 胡光辉;化学镀镍中添加剂作用和活化过程的机理研究[D];厦门大学;2004年

6 雷细平;镁合金沉积耐蚀金属镀层机理及工艺研究[D];湖南大学;2012年

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1 范峥;化学镀镍新配方的开发及其废液的处理与回收再生[D];西北大学;2009年

2 冯燕;化学镀镍及其老化液处理的研究[D];浙江工业大学;2009年

3 王玮;综合法再生化学镀镍老化液的研究[D];大连理工大学;2010年

4 刘琼;低磷化学镀镍工艺的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

5 宫成云;电化学与化学法结合再生化学镀镍老化液[D];大连理工大学;2009年

6 李亭憬;镁合金化学镀镍溶液稳定性研究[D];湖南大学;2009年

7 雷艳丽;引信低粗糙度零件化学镀镍工艺技术研究[D];南京理工大学;2008年

8 曾建皇;聚氨酯海绵基体低磷化学镀镍工艺及机理研究[D];湖南大学;2002年

9 殷雪峰;用电渗析法净化化学镀镍老化液之研究[D];大连理工大学;2005年

10 高亚娟;聚丙烯酸酯作为化学镀镍前处理剂的研究[D];四川大学;2006年

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