电接触用银/石墨烯复合镀层制备及性能研究
发布时间：2021-07-17 13:51
目前,我国已经在超、特高压输变线路上大量使用德国西门子公司生产的触头。由于我国重酸雨区、重工业污染区及海洋性气候区较多,在此环境中的银触头易变色,而质地软、耐磨、耐蚀差等特点又进一步制约了银触点的可靠性及使用寿命。针对纯银镀层硬度低、耐磨、高温抗氧化能力较差等问题,通过复合电沉积和电泳-电沉积两种方式制备银-石墨烯复合镀层。采用三种不同的分散剂对石墨烯进行超声分散,比较其润湿性、沉降率和镀层表面形貌。以镀层复合量为判据,研究了复合电沉积过程中阴极电流密度、搅拌强度和镀液中石墨烯浓度的影响。以镀层硬度、摩擦性能、导电性为判据,筛选了电泳-电沉积的添加剂及电泳工艺参数。研究了镀层中石墨烯复合量对镀层硬度、摩擦性能、导电性的影响。对银-石墨烯电泳-电沉积过程进行了初步探索。主要研究结果如下:对比十二烷基硫酸钠、十六烷基溴化铵、聚乙二醇三种分散剂可以发现,十二烷基硫酸钠分散后的石墨烯较容易进入镀液中,并且其沉降率较低,适合在硫代硫酸盐体系作为石墨烯的分散剂。研究了硫代硫酸盐体系电镀银-石墨烯复合镀工艺,在0.2g/L阴离子表面活性剂、9g/L石墨烯、搅拌速度160r/min,以DA<...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镀液在试样表面的润湿角Fig3-1Thecontactofthesolutiononthesurfaceoftheesamples
a-非离子表面活性剂 A，b-阳离子表面活性剂 B，c-阴离子表面活性剂 Ca-Nonionic surfactantA, b-Cationic surfactant B, c-Anionic surfactant C图 3-3 镀液中添加表面活性剂后银/石墨烯复合镀层的表面形貌Fig 3-3 Surface morphology of silver / graphene composite coatings for plating solution withsurfactants由于石墨烯微粒具有大的比表面积和表面能，微粒在液体中不断发生无序布朗运动，容易发生碰撞产生团聚而沉降，通过添加合适的表面活性剂可以有效的避免颗粒团聚。表面活性剂能够润湿基体和微粒表面，从而提高悬浮液的稳定性，非离子型表面活性剂是通过自身的分子间作用力来影响颗粒和基质金属共沉积。从图（a）（b）中可以看出石墨烯量非常少，可能的原因是表面活性剂 A、B 不能使石墨烯在镀液中很好的悬浮，绝大部分石墨烯微粒沉降在溶液底部，进而在电沉积过程中难以和金属共沉积。而根据图（c）可以看出，阴离子型表面活性剂能较好的改善石墨烯在镀银液内的分散性，石墨烯粒子进入镀层的量明显增加。镀银液 pH 为 5~6，显弱酸性，阴离子表面活性剂 C 吸附在石墨烯微粒及阴
南昌航空大学硕士学位论文 第 3 章银-石墨烯复合镀层的制备工艺研究3.3.1 电泳体系的选择电沉积 15 分钟后的镀银片分别在水溶液体系电泳液和醇溶液体系电泳液中电泳 5 分钟，然后水洗吹干后再到三维数字显微镜下观察表面形貌和计算表面石墨烯的面积，其结果如图 3-7 和表 3-1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯的功能化及其在储能材料领域中的应用[J]. 雷颖,杨蓉,王黎晴,李兰,杨文宇,苏香香,路蕾蕾. 化学通报. 2017(09)
[2]结晶器铜板表面耐磨纳米复合镀层的制备及性能[J]. 白林,陈登福,刘鹏,龙木军,段华美,俞晟. 表面技术. 2017(07)
[3]先进制造所在石墨烯填充导热复合材料研究方面取得进展[J]. 新型. 化工新型材料. 2017(07)
[4]石墨烯基超级电容器复合电极材料的研究进展[J]. 刘亭亭,邵光杰. 电子元件与材料. 2016(06)
[5]纳米SiC浓度对Ni/纳米MoS2基复合镀层结构和耐磨性能的影响[J]. 王红星,谈淑咏,柳秉毅,沈彤. 材料工程. 2015(10)
[6]超高相对分子质量聚乙烯/石墨烯微片复合材料的导电行为研究[J]. 杨建锋,季铁正,张教强,郑星卓,谷敬凯,李萍. 中国塑料. 2013(10)
[7]氧化石墨烯载药性能和生物安全性研究现状[J]. 程相阵,周毅,姜再兴,代文杰,刘新颖,翟舒娅. 生物医学工程与临床. 2012(04)
[8]热喷涂Ag/Cu复合触头涂层组织及性能[J]. 李文生,李亚明,王大锋,刘毅,张杰. 粉末冶金技术. 2012(03)
[9]聚合物基石墨烯纳米复合材料的研究进展[J]. 张蕾,刘洪,吴显,郭超,张杰. 塑料. 2012(03)
[10]搅拌方法对Ni/TiN复合镀层微观结构和耐磨性能的影响[J]. 夏法锋,苗亮,曲智家. 兵器材料科学与工程. 2012(03)
博士论文
[1]电泳—电沉积镍基纳米复合镀层及其性能的基础研究[D]. 田海燕.南京航空航天大学 2008
硕士论文
[1]银—石墨自润滑电接触复合镀层的制备研究[D]. 陈哲.上海交通大学 2008
[2]Ni-SiC纳米复合电镀工艺的研究[D]. 华小社.西安理工大学 2006
本文编号：3288298
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镀液在试样表面的润湿角Fig3-1Thecontactofthesolutiononthesurfaceoftheesamples
a-非离子表面活性剂 A，b-阳离子表面活性剂 B，c-阴离子表面活性剂 Ca-Nonionic surfactantA, b-Cationic surfactant B, c-Anionic surfactant C图 3-3 镀液中添加表面活性剂后银/石墨烯复合镀层的表面形貌Fig 3-3 Surface morphology of silver / graphene composite coatings for plating solution withsurfactants由于石墨烯微粒具有大的比表面积和表面能，微粒在液体中不断发生无序布朗运动，容易发生碰撞产生团聚而沉降，通过添加合适的表面活性剂可以有效的避免颗粒团聚。表面活性剂能够润湿基体和微粒表面，从而提高悬浮液的稳定性，非离子型表面活性剂是通过自身的分子间作用力来影响颗粒和基质金属共沉积。从图（a）（b）中可以看出石墨烯量非常少，可能的原因是表面活性剂 A、B 不能使石墨烯在镀液中很好的悬浮，绝大部分石墨烯微粒沉降在溶液底部，进而在电沉积过程中难以和金属共沉积。而根据图（c）可以看出，阴离子型表面活性剂能较好的改善石墨烯在镀银液内的分散性，石墨烯粒子进入镀层的量明显增加。镀银液 pH 为 5~6，显弱酸性，阴离子表面活性剂 C 吸附在石墨烯微粒及阴
南昌航空大学硕士学位论文 第 3 章银-石墨烯复合镀层的制备工艺研究3.3.1 电泳体系的选择电沉积 15 分钟后的镀银片分别在水溶液体系电泳液和醇溶液体系电泳液中电泳 5 分钟，然后水洗吹干后再到三维数字显微镜下观察表面形貌和计算表面石墨烯的面积，其结果如图 3-7 和表 3-1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯的功能化及其在储能材料领域中的应用[J]. 雷颖,杨蓉,王黎晴,李兰,杨文宇,苏香香,路蕾蕾. 化学通报. 2017(09)
[2]结晶器铜板表面耐磨纳米复合镀层的制备及性能[J]. 白林,陈登福,刘鹏,龙木军,段华美,俞晟. 表面技术. 2017(07)
[3]先进制造所在石墨烯填充导热复合材料研究方面取得进展[J]. 新型. 化工新型材料. 2017(07)
[4]石墨烯基超级电容器复合电极材料的研究进展[J]. 刘亭亭,邵光杰. 电子元件与材料. 2016(06)
[5]纳米SiC浓度对Ni/纳米MoS2基复合镀层结构和耐磨性能的影响[J]. 王红星,谈淑咏,柳秉毅,沈彤. 材料工程. 2015(10)
[6]超高相对分子质量聚乙烯/石墨烯微片复合材料的导电行为研究[J]. 杨建锋,季铁正,张教强,郑星卓,谷敬凯,李萍. 中国塑料. 2013(10)
[7]氧化石墨烯载药性能和生物安全性研究现状[J]. 程相阵,周毅,姜再兴,代文杰,刘新颖,翟舒娅. 生物医学工程与临床. 2012(04)
[8]热喷涂Ag/Cu复合触头涂层组织及性能[J]. 李文生,李亚明,王大锋,刘毅,张杰. 粉末冶金技术. 2012(03)
[9]聚合物基石墨烯纳米复合材料的研究进展[J]. 张蕾,刘洪,吴显,郭超,张杰. 塑料. 2012(03)
[10]搅拌方法对Ni/TiN复合镀层微观结构和耐磨性能的影响[J]. 夏法锋,苗亮,曲智家. 兵器材料科学与工程. 2012(03)
博士论文
[1]电泳—电沉积镍基纳米复合镀层及其性能的基础研究[D]. 田海燕.南京航空航天大学 2008
硕士论文
[1]银—石墨自润滑电接触复合镀层的制备研究[D]. 陈哲.上海交通大学 2008
[2]Ni-SiC纳米复合电镀工艺的研究[D]. 华小社.西安理工大学 2006
本文编号：3288298
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