CN103447526A - 一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，属于纳米复合材料的制备技术领域。本发明以粒度为30-200纳米WC粉为原料，在超声条件下，通过将原料纳米WC粉进行敏化、清洗、活化、清洗、添加分散剂进行分散后加入镀液进行低温超声化学镀，化学镀所用镀液由CoSO4·H2O，14-26g/l；KNaC4H4O6·4H2O,100-150g/l；NaH2PO2·H2O，18-40g/l；(NH4)2SO4，40-60g/l组成，施镀时，控制镀液的pH值为8-11。本发明解决了化学镀过程中纳米WC易团聚的问题，并在纳米WC表面获得了均匀的金属钴镀层，工艺流程简单，成本较低，制备的纳米复合材料尺寸≤260nm，能极大改善其应用上的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，属于纳米复合材料的制备技术领域。
背景技术
WC-Co硬质合金是一种脆性材料，其强度与韧性间的矛盾制约了其发展。对纳米WC硬质合金研究发现，当显微组织减小到纳米尺度时合金的性能会发生突变，为解决硬质合金强度和韧性之间的矛盾提供了一条有效途径。纳米WC-Co粉体是一种具有高硬度、高热稳定性和高耐磨性的新型功能材料。因其良好的力学性能，使其在工具、精密模具、钻头等领域有广泛的应用前景。随着人们对纳米材料研究的不断深入，硬质合金的纳米化引起了硬质合金发展过程中一次巨大的革命。纳米硬质合金的研制将大大拓宽WC-Co硬质合金的应用领域，带动电子、计算机、汽车等领域的发展。随着发展的深入，对纳米WC-Co复合粉末的制备方法有了长足的进步和扩展，制备纳米WC-Co复合粉末的主要方法有喷雾转化法、溶胶-凝胶法、气固相反应法、机械合金化法等。喷雾转化法设备简单、原料易得，但是制备的粉末粒度不均匀、颗粒易团聚且成本较高；溶胶-凝胶法是分子级别的混合也不能保证混合均匀且易团聚。机械合金法设备简单、成本较低，但是分散不能保证绝对混合均匀且颗粒较大。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺方法简单、操作方便、制备的WC-Co纳米复合粉末分散性好、WC与Co的质量比可控的纳米WC-Co复合粉末的制备方法。
本发明一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，包括下述步骤：
第一步：纳米WC表面预处理
首先，按每200-1000ml敏化液中加入10gWC粉的比例，将纳米WC置于由SnCl2·H2O、盐酸组成的敏化液中，进行超声敏化处理后超声清洗；然后，按每200-1000ml活化液中加入10g WC粉的比例，将敏化后的纳米WC置于由PdCl2、盐酸组成的活化液中，进行超声活化处理后超声清洗；然后按每200-1000ml含有分散剂的溶液中加入10g WC粉的比例，将活化后的纳米WC置于含有分散剂的溶液中，超声分散得到备用液；所述含有分散剂的溶液由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮；
第二步：超声低温化学镀
按每克WC粉需20-100ml镀液的比例，将镀液加入到第一步所得备用液中，在25-70℃的温度下，进行超声低温化学镀，得到表面包覆Co的镀钴碳化钨粉；所述镀液包括下述组分按质量体积比组成：
本发明一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，所述纳米WC的粒度为30-200纳米。
本发明一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，超声敏化处理工序中，每升敏化液中含有的各组分的量为：
SnCl2·H2O 10-20g/L
盐酸 10-20mL/L，其中盐酸的质量百分浓度为10-37%。
本发明一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，超声活化处理工艺中，每升活化液中含有的各组分的量为：
PdCl2 0.5-1g/L
盐酸 10-20mL/L，其中盐酸的质量百分浓度为10-37%。
本发明一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，超声敏化、超声活化、超声分散、超声低温化学镀所采用的超声波功率为100-200W、频率为35-45KHz，室温下，超声敏化、超声活化、超声分散时间为5-10min。
本发明一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，步骤一中，所述含有分散剂的溶液中，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的质量百分浓度为1-4%。
本发明一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，第一步纳米WC表面预处理中，超声敏化以及超声活化处理后的超声清洗采用流动蒸馏水进行，清洗至洗液无色透明；超声波功率为100-200W、频率为35-45KHz。
本发明一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，第二步超声低温化学镀的施镀时间10-30min，镀液PH值控制在8-11。
本发明由于采用上述工艺方法，采用SnCl2·H2O（10-20g/L）、盐酸（10-20mL/L）组成的敏化液对纳米WC颗粒进行超声敏化处理后进行清洗处理，使敏化过程吸附在纳米WC颗粒表面的SnCl2胶体水解生成Sn(OH)Cl胶体,吸附于纳米WC颗粒表面；然后，采用由PdCl2（0.5-1g/L）、盐酸（10-20mL/L）组成的活化液进行超声活化及清洗，使吸附在纳米WC表面的Sn(OH)Cl胶体中的Pd2+还原成Pd,从而在WC表面沉积一层具有催化活性的Pd，有利于后续施镀过程中，在WC表面Co的均匀形成。
聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是一种非离子型表面活性剂，利用其中的高分子聚合物吸附在纳米颗粒表面，形成高分子保护膜，包围纳米颗粒，将亲液基团伸向水中，增大纳米粒子间的距离，减小范德华力。而酰胺基团的负电性也提高了纳米颗粒间的静电排斥作用，使空间位阻和静电稳定两种机制结合，起到很好的分散作用。采用其作为分散剂，能很好地起到分散粉末的作用，防止施镀时粉末颗粒团聚。
施镀时，控制镀液PH值在8-11，可以获得良好的镀覆速度以及镀覆效果，因为PH值过低，反应进行缓慢甚至停止，PH值过高，可能使得镀液分散，阻碍WC与Co的结合，不能得到良好的镀覆效果。
本发明采用对纳米WC表面进行化学镀处理的技术方案，实现了在WC颗粒表面生成一层结合性优良的Co镀层的目的。由于纳米WC的尺寸为30-200nm，存在小尺寸效应，即纳米颗粒的比表面积很大，表面能很高，吸附能力很强，因而在粉末颗粒之间会有严重的团聚现象，所以本发明在整个过程中都采用了超声装置进行分散处理，并在施镀液中加入了一种能大幅改进纳米WC颗粒上化学镀Co施镀效率的分散剂聚乙烯吡咯烷酮，本发明通过对WC表面敏化、活性处理，在WC表面沉积一层具有催化活性的贵金属Pd镀层，为后续的化学镀提供了具有催化活性的WC颗粒表面基体，克服了WC表面不具有活性，不能进行化学镀的致命缺陷。
本发明在WC表面化学镀Co的施镀工艺中，以CoSO4·H2O为主盐，提供Co2+，以KNaC4H4O6·4H2O为络合剂，与Co2+生成稳定的络合物，控制化学镀反应速度，NaH2PO2·H2O为还原剂，通过催化脱氢，提供活性氢原子，把Co2+还原成金属Co，(NH4)2SO4作为PH缓释剂，对施镀反应过程中的PH值进行调整，可以获得良好的镀覆速度以及镀覆效果。
以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，能很好地起到分散粉末的作用，防止施镀时粉末颗粒团聚，提高了化学镀效率，以保证施镀过程的顺利进行。之后即可得到镀层优良的纳米WC-Co复合材料。
本发明采用低温化学镀的方法，将纳米WC颗粒用金属钴包覆，使得金属钴起到良好的粘结剂的作用。解决了现有技术制备方法中粉末粒度、混合不均匀等问题，本发明制备的WC-Co纳米复合粉末具有分散性好、质量比可控等优点，同时可以改善金属-陶瓷界面的浸润性，使得金属钴能够良好的起到粘结剂的作用，提高WC与Co的结合强度。
综上所述，本发明工艺方法简单、操作方便、制备的WC-Co纳米复合粉末分散性好、WC与Co的质量比可控，解决了化学镀过程中纳米WC易团聚的问题，并在纳米WC表面获得了均匀的金属钴镀层，制备的纳米复合材料尺寸极小，能极大改善其应用上的缺陷。适于作为纳米硬质合金原材料的制备。
具体实施方式：
首先对纳米WC进行预处理，即先将WC粉末进行敏化、清洗、活化、清洗、加入分散剂分散等一系列的处理，保证WC表面的清洁，并大幅度降低WC表面活性能，防止施镀时粉末颗粒团聚，然后将预处理好的WC粉末投入施镀液中进行施镀，同时辅助超声波进行分散。
实施例中，每升敏化液中含有的各组分的量为：
SnCl2·H2O 10-20g/L
盐酸 10-20mL/L，其中盐酸的质量百分浓度为10-37%；实施例中，每升活化液中含有的各组分的量为：
PdCl2 0.5-1g/L
盐酸 10-20mL/L，其中盐酸的质量百分浓度为10-37%。
以下结合附表实施例对本发明做进一步详细描述。
实施例1
取10g平均尺寸为30nm的WC粉放入200ml敏化液中，超声敏化处理10min，敏化处理时，超声波的频率35KHz，超声波功率为100W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率35KHz，超声波功率为100W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入200ml活化液中活化处理10min，超声活化时，超声波的频率35KHz，超声波功率为100W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率35KHz，超声波功率为100W；然后将活化、清洗后的WC粉放入200ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为1%。然后按每克WC粉需20ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀10min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为40℃、施镀pH值为9、超声波的频率为35KHz、超声波功率为100W；所用镀液由CoSO4·H2O，20g/l；KNaC4H4O6·4H2O125g/l；NaH2PO2·H2O，30g/l；(NH4)2SO4，50g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为80%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为34nm。
实施例2
取10g平均尺寸为100nm的WC粉放入300ml敏化液中，超声敏化处理10min，敏化处理时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入300ml活化液中活化处理10min，超声活化时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后将活化、清洗后的WC粉放入300ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为3%。然后按每克WC粉需30ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀20min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为40℃、施镀pH值为9、超声波的频率为45KHz、超声波功率为200W；所用镀液由CoSO4·H2O，20g/l；KNaC4H4O6·4H2O125g/l；NaH2PO2·H2O，30g/l；(NH4)2SO4，50g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为96%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为125nm。
实施例3
取10g平均尺寸为100nm的WC粉放入400ml敏化液中，超声敏化处理10min，敏化处理时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入300ml活化液中活化处理10min，超声活化时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后将活化、清洗后的WC粉放入300ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为3%。然后按每克WC粉需40ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀30min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为40℃、施镀pH值为9、超声波的频率为45KHz、超声波功率为200W；所用镀液由CoSO4·H2O，20g/l；KNaC4H4O6·4H2O125g/l；NaH2PO2·H2O，30g/l；(NH4)2SO4，50g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为97%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为132nm。
实施例4
取10g平均尺寸为100nm的WC粉放入400ml敏化液中，超声敏化处理10min，敏化处理时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入300ml活化液中活化处理10min，超声活化时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后将活化、清洗后的WC粉放入300ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为3%。然后按每克WC粉需40ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀20min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为25℃、施镀pH值为9、超声波的频率为45KHz、超声波功率为200W；所用镀液由CoSO4·H2O，20g/l；KNaC4H4O6·4H2O125g/l；NaH2PO2·H2O，30g/l；(NH4)2SO4，50g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为92%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为123nm。
实施例5
取10g平均尺寸为100nm的WC粉放入500ml敏化液中，超声敏化处理5min，敏化处理时，超声波的频率35KHz，超声波功率为100W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率35KHz，超声波功率为100W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入400ml活化液中活化处理10min，超声活化时，超声波的频率35KHz，超声波功率为100W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率35KHz，超声波功率为100W；然后将活化、清洗后的WC粉放入400ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为3%。然后按每克WC粉需50ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀20min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为70℃、施镀pH值为11、超声波的频率为35KHz、超声波功率为100W；所用镀液由CoSO4·H2O，20g/l；KNaC4H4O6·4H2O125g/l；NaH2PO2·H2O，30g/l；(NH4)2SO4，50g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为81%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为118nm。
实施例6
取10g平均尺寸为100nm的WC粉放入500ml敏化液中，超声敏化处理5min，敏化处理时，超声波的频率35KHz，超声波功率为100W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入400ml活化液中活化处理10min，超声活化时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率35KHz，超声波功率为100W；然后将活化、清洗后的WC粉放入400ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为3%。然后按每克WC粉需50ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀20min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为40℃、施镀pH值为8、超声波的频率为45KHz、超声波功率为200W；所用镀液由CoSO4·H2O，20g/l；KNaC4H4O6·4H2O125g/l；NaH2PO2·H2O，30g/l；(NH4)2SO4，50g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为93%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为123nm。
实施例7
取10g平均尺寸为150nm的WC粉放入400ml敏化液中，超声敏化处理10min，敏化处理时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入300ml活化液中活化处理10min，超声活化时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后将活化、清洗后的WC粉放入300ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为3%。然后按每克WC粉需40ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀20min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为40℃、施镀pH值为11、超声波的频率为45KHz、超声波功率为200W；所用镀液由CoSO4·H2O，20g/l；KNaC4H4O6·4H2O125g/l；NaH2PO2·H2O，30g/l；(NH4)2SO4，50g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为86%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为182nm。
实施例8
取10g平均尺寸为150nm的WC粉放入400ml敏化液中，超声敏化处理10min，敏化处理时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入300ml活化液中活化处理10min，超声活化时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后将活化、清洗后的WC粉放入300ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为3%。然后按每克WC粉需40ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀20min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为40℃、施镀pH值为9、超声波的频率为35KHz、超声波功率为100W；所用镀液由CoSO4·H2O，20g/l；KNaC4H4O6·4H2O125g/l；NaH2PO2·H2O，30g/l；(NH4)2SO4，50g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为86%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为182nm。
实施例9
取10g平均尺寸为150nm的WC粉放入600ml敏化液中，超声敏化处理5min，敏化处理时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入600ml活化液中活化处理5min，超声活化时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后将活化、清洗后的WC粉放入600ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为1%。然后按每克WC粉需60ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀20min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为25℃、施镀pH值为9、超声波的频率为45KHz、超声波功率为200W；所用镀液由CoSO4·H2O，20g/l；KNaC4H4O6·4H2O125g/l；NaH2PO2·H2O，30g/l；(NH4)2SO4，50g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为82%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为179nm。
实施例10
取10g平均尺寸为150nm的WC粉放入800ml敏化液中，超声敏化处理7.5min，敏化处理时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入800ml活化液中活化处理7.5min，超声活化时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后将活化、清洗后的WC粉放入700ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为4%。然后按每克WC粉需80ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀20min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为40℃、施镀pH值为9、超声波的频率为45KHz、超声波功率为200W；所用镀液由CoSO4·H2O，20g/l；KNaC4H4O6·4H2O125g/l；NaH2PO2·H2O，30g/l；(NH4)2SO4，50g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为90%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为190nm。
实施例11
取10g平均尺寸为200nm的WC粉放入1000ml敏化液中，超声敏化处理10min，敏化处理时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入1000ml活化液中活化处理10min，超声活化时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后将活化、清洗后的WC粉放入1000ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为2%。然后按每克WC粉需100ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀20min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为40℃、施镀pH值为9、超声波的频率为45KHz、超声波功率为200W；所用镀液由CoSO4·H2O，14g/l；KNaC4H4O6·4H2O100g/l；NaH2PO2·H2O，18g/l；(NH4)2SO4，40g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为88%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为249nm。
实施例12
取10g平均尺寸为200nm的WC粉放入1000ml敏化液中，超声敏化处理10min，敏化处理时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对敏化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，将敏化、清洗后的WC粉放入1000ml活化液中活化处理10min，超声活化时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后在超声条件下，用流动蒸馏水对活化后的WC粉进行清洗，直至洗液无色透明（约为10min），超声清洗时，超声波的频率45KHz，超声波功率为200W；然后将活化、清洗后的WC粉放入1000ml由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成混合液中，超声分散得到备用液；所述混合液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为3%。然后按每克WC粉需100ml镀液的比例，将镀液加入备用液中，在超声条件下，化学镀20min，得到成品；化学镀时，控制施镀温度为40℃、施镀pH值为9、超声波的频率为45KHz、超声波功率为200W；所用镀液由CoSO4·H2O，26g/l；KNaC4H4O6·4H2O150g/l；NaH2PO2·H2O，40g/l；(NH4)2SO4，60g/l组成。检测成品的包覆率，其检测值为90%；检测成品的颗粒平均尺寸，其检测值为252nm。
Claims (8)
1.一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，包括下述步骤：
第一步：纳米WC表面预处理
首先，将纳米WC置于由SnCl2·H2O、盐酸组成的敏化液中，进行超声敏化处理后超声清洗；然后，将敏化后的纳米WC置于由PdCl2、盐酸组成的活化液中，进行超声活化处理后超声清洗；然后将活化后的纳米WC置于含有分散剂的溶液中，超声分散得到备用液；所述含有分散剂的溶液由乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮组成，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮；
第二步：超声低温化学镀
按每克WC粉需20-100ml镀液的比例，将镀液加入到第一步所得备用液中，在25-70℃的温度下，进行超声低温化学镀，得到表面包覆Co的镀钴碳化钨粉；所述镀液包括下述组分按质量体积比组成：
2.根据权利要求1所述的一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，其特征在于：所述纳米WC的粒度为30-200纳米。
3.根据权利要求1所述的一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，其特征在于：超声敏化处理工序中，每升敏化液中含有的各组分的量为：
SnCl2·H2O 10-20g/L
盐酸 10-20mL/L，其中盐酸的质量百分浓度为10-37%。
4.根据权利要求1所述的一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，其特征在于：超声活化处理工艺中，每升活化液中含有的各组分的量为：
PdCl2 0.5-1g/L
盐酸 10-20mL/L，其中盐酸的质量百分浓度为10-37%。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，其特征在于：超声敏化、超声活化、超声分散、超声低温化学镀所采用的超声波功率为100-200W、频率为35-45KHz，室温下，超声敏化、超声活化、超声分散时间为5-10min。
6.根据权利要求5所述的一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，其特征在于：第一步纳米WC表面预处理中，超声敏化以及超声活化处理后的超声清洗采用流动蒸馏水进行，清洗至洗液无色透明；超声波功率为100-200W、频率为35-45KHz。
7.根据权利要求5所述的一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，其特征在于：所述含有分散剂的溶液中，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分浓度为1-4%。
8.根据权利要求5所述的一种纳米WC-Co复合粉末的制备方法，其特征在于：第二步超声低温化学镀的施镀时间10-30min，镀液PH值控制在8-11。
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