木材表面化学镀镍-磷-纳米粒子复合镀层的研究

发布时间：2017-08-12 20:19

  本文关键词：木材表面化学镀镍-磷-纳米粒子复合镀层的研究

  更多相关文章： 桦木 Ni-P-纳米粒子复合镀层 结合强度 电磁屏蔽效能 耐腐蚀性

【摘要】：木材是—种天然的可再生生物质资源,由于其具有隔音,温度和湿度调控的特性,常用作装饰材料。然而,绝干的木材是电的不良导体,这限制了其在电磁屏蔽领域的应用。化学镀技术是使木材表面得以金属化修饰最有效的方法之一。目前,木材表面化学镀镍技术因其操作简单和价格低廉的优点在工业领域受到欢迎,但Ni-P合金容易在潮湿环境下被腐蚀,限制了材料的长久应用。因此,提高木材表面化学镀层的耐腐蚀性成为了主要研究内容。本论文以桦木为基材,将纳米粒子(A1203.Si02和SiC)加入到化学镀液中制备出Ni-P-纳米粒子复合镀层,以镀层表面电阻率为参考值来研究化学镀液中表面活性剂种类、浓度及纳米粒子浓度,并对复合镀层的结构、组成及性能进行了分析与表征。研究结果如下：制备木质基Ni-P-纳米A1203复合材料的镀液中表面活性剂采用浓度为0.5 g/L的PEG-4000,纳米A1203浓度为1 g/L时,镀后单板表面电阻率最低,为75.45 mΩ/cm2；制备Ni-P-纳米Si02复合镀层的镀液中表面活性剂采用0.5 g/L的PEG-4000和2g/L的纳米Si02时,镀后单板的表面电阻率最低,为116.12 mΩ/cm2；制备Ni-P-纳米SiC复合镀层的镀液中表面活性剂采用0.5 g/L的PEG-4000和1 g/L的纳米SiC时,镀后单板的表面电阻率最低,为134.12 mΩ/cm2。EDS分析结果确定了三种Ni-P-纳米粒子复合镀层中均含有纳米颗粒；XRD分析结果表明三种复合镀层均呈纳米晶态结构；SEM观察三种镀后单板,发现桦木表面完全被金属镀层覆盖,镀层均匀、有光泽且木材的表面纹理依然存在。润湿性测试结果表明三种Ni-P-纳米粒子镀后单板表面均具有良好的疏水性,接触角都在125°以上；拉力测试结果显示出三种复合镀层均牢牢的附在了木材表面,结合强度都大于1.2 MPa；电磁屏蔽测试发现在9 kHz～1.0 GHz电磁波频率之间,三种Ni-P-纳米粒子镀后单板屏蔽效能值均不低于50 dB,都可作为电磁屏蔽材料使用；耐蚀性测试结果发现在3.5%NaCl的腐蚀介质中,三种镀后单板的的耐腐蚀性均高于Ni-P镀后单板,其中,以Ni-P-纳米A1203镀后单板耐腐蚀性最高,腐蚀阻抗超过了3 kΩ/cm2。通过对木材表面化学镀Ni-P-纳米粒子复合镀层的研究,获得了具有耐腐蚀性的木质基电磁屏蔽材料,为木材功能性改良提供了新思路,对木材行业的发展起到积极的推动作用。
【关键词】：桦木 Ni-P-纳米粒子复合镀层 结合强度 电磁屏蔽效能 耐腐蚀性
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 化学镀10-11
• 1.1.1 化学镀概述10
• 1.1.2 化学镀的研究现状10-11
• 1.2 化学镀镍-磷合金11-12
• 1.2.1 化学镀镍-磷合金的机理11
• 1.2.2 化学镀镍-磷合金的发展与应用11-12
• 1.3 化学镀镍-磷-纳米粒子复合镀层12-13
• 1.3.1 化学镀镍-磷-纳米粒子复合镀层的机理12
• 1.3.2 化学镀镍-磷-纳米粒子复合镀层的发展与应用12-13
• 1.4 木材表面化学镀13-14
• 1.5 研究目的意义及内容14-16
• 1.5.1 研究目的与意义14
• 1.5.2 研究内容14-15
• 1.5.3 技术路线15
• 1.5.4 创新点15-16
• 2 实验过程与检测方法16-21
• 2.1 实验原料与仪器16
• 2.1.1 实验原料16
• 2.1.2 实验仪器16
• 2.2 结构分析与性能表征16-21
• 2.2.1 X射线衍射16-17
• 2.2.2 扫描电镜17-18
• 2.2.3 表面润湿性18
• 2.2.4 表面电阻率18-19
• 2.2.5 电磁屏蔽效能19
• 2.2.6 耐腐蚀性19-20
• 2.2.7 结合强度20-21
• 3 木材表面化学镀Ni-P-纳米Al_2O_3复合镀层的研究21-35
• 3.1 实验方法21-22
• 3.1.1 实验药品21
• 3.1.2 制备过程21-22
• 3.2 实验原理22-23
• 3.3 表面活性剂种类和纳米Al_2O_3浓度的选择23-26
• 3.3.1 十二烷基硫酸钠(SDS)23
• 3.3.2 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)23-24
• 3.3.3 聚乙二醇PEG-400024-25
• 3.3.4 纳米Al_2O_3浓度25-26
• 3.4 Ni-P-纳米Al_2O_3复合镀层的结构分析26-29
• 3.4.1 EDS分析26-27
• 3.4.2 XRD分析27-28
• 3.4.3 SEM分析28-29
• 3.5 Ni-P-纳米Al_2O_3复合镀层的性能表征29-33
• 3.5.1 表面润湿性29-31
• 3.5.2 结合强度31
• 3.5.3 电磁屏蔽效能31-32
• 3.5.4 耐腐蚀性32-33
• 3.6 本章小结33-35
• 4 木材表面化学镀Ni-P-纳米SiO_2复合镀层的研究35-44
• 4.1 实验方法35
• 4.2 表面活性剂种类和纳米SiO_2浓度的选择35-37
• 4.2.1 十二烷基硫酸钠(SDS)35
• 4.2.2 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)35-36
• 4.2.3 聚乙二醇PEG-400036-37
• 4.2.4 纳米SiO_2浓度37
• 4.3 Ni-P-纳米SiO_2复合镀层的结构分析37-40
• 4.3.1 EDS分析37-38
• 4.3.2 XRD分析38-39
• 4.3.3 SEM分析39-40
• 4.4 Ni-P-纳米SiO_2复合镀层的性能表征40-43
• 4.4.1 表面润湿性40-41
• 4.4.2 结合强度41
• 4.4.3 电磁屏蔽效能41-42
• 4.4.4 耐腐蚀性42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 5 木材表面化学镀Ni-P-纳米SiC复合镀层的研究44-54
• 5.1 实验方法44
• 5.2 表面活性剂种类和纳米SiC浓度的选择44-47
• 5.2.1 十二烷基硫酸钠(SDS)44
• 5.2.2 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)44-45
• 5.2.3 聚乙二醇PEG-400045-46
• 5.2.4 纳米SiC浓度46-47
• 5.3 Ni-P-纳米SiC复合镀层的结构分析47-49
• 5.3.1 EDS分析47
• 5.3.2 XRD分析47-48
• 5.3.3 SEM分析48-49
• 5.4 Ni-P-纳米SiC复合镀层的性能表征49-52
• 5.4.1 表面润湿性49-50
• 5.4.2 结合强度50
• 5.4.3 电磁屏蔽效能50-51
• 5.4.4 耐腐蚀性51-52
• 5.5 本章小结52-54
• 结论54-56
• 参考文献56-60
• 附录60-61
• 攻读学位期间发表的学术论文61-62
• 致谢62-63

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本文编号：663454