CN103556138A - 一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液及施镀工艺 - Google Patents

一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液及施镀工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103556138A
CN103556138A CN201310546637.6A CN201310546637A CN103556138A CN 103556138 A CN103556138 A CN 103556138A CN 201310546637 A CN201310546637 A CN 201310546637A CN 103556138 A CN103556138 A CN 103556138A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plating
graphene
chemical nickel
bath
nickel plating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310546637.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103556138B (zh
Inventor
周向志
顾浩
徐泽鹏
胡巍巍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Zhuolu Enterprise Management Consulting Co ltd
Original Assignee
Hangzhou Guangrong Science & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Guangrong Science & Technology Co Ltd filed Critical Hangzhou Guangrong Science & Technology Co Ltd
Priority to CN201310546637.6A priority Critical patent/CN103556138B/zh
Publication of CN103556138A publication Critical patent/CN103556138A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103556138B publication Critical patent/CN103556138B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Chemically Coating (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液配方。该镀液由化学镀镍磷镀液和含石墨烯的分散液组成。其中化学镀镍镀液中由NiSO4·6H2O、NaH2PO·4H2O、CH3COONa3·H2O、乳酸及稳定剂组成，分散液由石墨烯和醇类高分子表面活性剂经磁力搅拌而成。将镍磷镀液和石墨烯分散液混合搅拌，形成含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液。将含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液，通过工件的化学镀浴和热处理得到复合镀层。该镀液经过化学镀工艺制得的镀层在硬度、耐磨性和防粘结性上较一般化学镀镍磷层有很大的提高。

Description

一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液及施镀工艺
技术领域
本发明涉及一种化学镀镍磷镀液及施镀工艺，具体是一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液及施镀工艺。
背景技术
现代科学技术以及工业的发展对材料提出了更加全面和严苛的要求，其中材料表面的保护、改性、强化等方面的处理也变得越来越重要。化学镀镍磷技术因其优良的施镀特点，以及涂层具有硬度高、耐磨性强、耐腐蚀性好、应用领域广泛（适用于金属、塑料、陶瓷和半导体等非金属材料表面）等优点，在材料的表面处理领域成为一种举足轻重的技术。
在化学镀镍工艺中，研究人员一直通过寻找理想的添加剂以及合理的工艺条件来得到高质量的镍磷合金镀层。近些年来，通过在化学镀过程中添加某些微粒实现微粒与合金共沉积得到复合镀层的方式，希望复合镀层兼具有基质金属镀层和复合粒子相的特性，提高镀层的综合性能。SiC被认为是复合化学镀镍磷的一种理想复合粒子，它的引入能够显著提高化学镀镍磷层的硬度以及耐磨性能（Surface and coating technology, 137(2001): 92-96）。但是，SiC粒子的掺杂量一般不高于镍磷合金体积比的20%。在此基础上，申请人引入石墨烯，石墨烯和镍磷合金复合镀层的综合性能较镍磷合金镀层活或者SiC镍磷复合镀层的体系有了较大的提高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液及施镀工艺。
本发明的含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液，由该镀液由化学镀镍磷镀液和含石墨烯的分散液组成，并按体积比1:1混合搅拌得到。
其中化学镀镍磷镀液，每升由25-30g NiSO4·6H2O、22-28g NaH2PO·4H2O、20-30g CH3COONa3·H2O、15-25ml乳酸、1-2mg稳定剂加入到蒸馏水中搅拌得到。含石墨烯的分散液，每升由20-80mg醇类高分子为分散剂，10-25g的石墨烯加入蒸馏水中，经超声分散30分钟，磁力搅拌120分钟得到。其中石墨烯粉末的平均厚度为3.5nm，直径为0.5-5μm。
本发明的施镀工艺为：将工件在镀前经过除油活化等清洗处理，放入复合镀液中进行化学复合镀；施镀温度控制在80-90℃，pH值：4.6-5.5，施镀时间：60-120min，镀速范围10-20μm/h，镀施时间由所需镀层厚度决定。镀浴时间以60-180min为佳。化学镀浴后在300-350℃惰性气氛中热处理60min，得到复合镀镀层。
本发明具有的有益效果：
（1）石墨烯提高镀层硬度。石墨烯微粒均具有较高的硬度，在镍磷镀层中形成硬质相，镀层所体现的更多的是硬质相微粒的磨损行为，硬质相弥散分布使复合镀层的承载能力提高。
（2）石墨烯提高镀层耐磨性。镀层通过引入石墨烯粉末改善摩擦界面的接触状态，使复合镀层的耐磨性得到提高。石墨烯的存在同时降低了镍磷镀层的表面能，有效地提高了镀层的防粘接性能。
（3）含石墨烯的复合化学镀镍磷镀液得到的镀层，与镍磷镀液或者含SiC的镍磷复合镀液得到的镀层相比，石墨烯粉末的引入使镀层的硬度及耐磨性有了进一步的提升。
具体实施方式
本发明涉及一种含石墨烯的复合化学镀镍磷镀液配方。主要采用将化学镀镍磷镀液和含石墨烯的分散液混合搅拌的方式得到复合镀液，其具有提高镀层硬度、耐磨性和防粘结性等作用
下面以实施例的形式来说明本发明的效果，但不只是限于实施例。
实施例1
将30g/L的NiSO4·6H2O、28g/L的NaH2PO·4H2O、30g/L的CH3COONa3·H2O、25ml/L的乳酸、2mg/L的稳定剂加入到蒸馏水中搅拌，经过120分钟得到镍磷镀液。
以20mg/L的醇类高分子为分散剂，10g/L平均厚度为3.5nm，直径为0.5-5μm的石墨烯粉体加入蒸馏水中，经超声分散30分钟，磁力搅拌120分钟得到含石墨烯的分散液。
将体积比1:1的镍磷镀液和石墨烯分散液混合搅拌，形成含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液。
将工件在镀前经过除油活化等清洗处理，放入复合镀液中进行化学复合镀；施镀温度为90℃，pH值：5.5，施镀时间：60min，镀速为20μm/h。化学镀浴后在300℃氮气中热处理60min，得到复合镀镀层。镀层厚度为21μm，硬度为850Hv50，磨损率为0.36×10-6mm3·N-1·m-1。
实施例2
将28g/L的NiSO4·6H2O、26g/L的NaH2PO·4H2O、27g/L的CH3COONa3·H2O、22ml/L的乳酸、2mg/L的稳定剂加入到蒸馏水中搅拌，经过120分钟得到镍磷镀液。
以30mg/L的醇类高分子为分散剂，将13g/L平均厚度为3.5nm，直径为0.5-5μm的石墨烯粉体加入蒸馏水中，经超声分散30分钟，磁力搅拌120分钟得到含石墨烯的分散液。
将体积比1:1的镍磷镀液和石墨烯分散液混合搅拌，形成含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液。
将工件在镀前经过除油活化等清洗处理，放入复合镀液中进行化学复合镀；施镀温度为82℃，pH值：5.2，施镀时间：60min，镀速为18μm/h。化学镀浴后在300℃氮气中热处理65min，得到复合镀镀层。镀层厚度为19μm，硬度为900Hv50，磨损率为0.35×10-6mm3·N-1·m-1。
实施例3
将27g/L的NiSO4·6H2O、25g/L的NaH2PO·4H2O、25g/L的CH3COONa3·H2O、20ml/L的乳酸、1.5mg/L的稳定剂加入到蒸馏水中搅拌，经过120分钟得到镍磷镀液。
以40mg/L的醇类高分子为分散剂，将15g/L平均厚度为3.5nm，直径为0.5-5μm的石墨烯粉体加入蒸馏水中，经超声分散30分钟，磁力搅拌120分钟得到含石墨烯的分散液。
将体积比1:1的镍磷镀液和石墨烯分散液混合搅拌，形成含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液。
将工件在镀前经过除油活化等清洗处理，放入复合镀液中进行化学复合镀；施镀温度为90℃，pH值：5.0，施镀时间：90min，镀速为16μm/h。化学镀浴后在300℃氮气中热处理75min，得到复合镀镀层。镀层厚度为24μm，硬度为950Hv50，磨损率为0.32×10-6mm3·N-1·m-1。
实施例4
将26g/L的NiSO4·6H2O、24g/L的NaH2PO·4H2O、23g/L的CH3COONa3·H2O、18ml/L的乳酸、1.5mg/L的稳定剂加入到蒸馏水中搅拌，经过120分钟得到镍磷镀液。
以45mg/L的醇类高分子为分散剂，将18g/L平均厚度为3.5nm，直径为0.5-5μm的石墨烯粉体加入蒸馏水中，经超声分散30分钟，磁力搅拌120分钟得到含石墨烯的分散液。
将体积比1:1的镍磷镀液和石墨烯分散液混合搅拌，形成含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液。
将工件在镀前经过除油活化等清洗处理，放入复合镀液中进行化学复合镀；施镀温度为80℃，pH值：4.8，施镀时间：90min，镀速为15μm/h。化学镀浴后在300℃氮气中热处理90min，得到复合镀镀层。镀层厚度为23μm，硬度为1020Hv50，磨损率为0.30×10-6mm3·N-1·m-1。
实施例5
将25g/L的NiSO4·6H2O、23g/L的NaH2PO·4H2O、22g/L的CH3COONa3·H2O、16ml/L的乳酸、1.2mg/L的稳定剂加入到蒸馏水中搅拌，经过120分钟得到镍磷镀液。
以60mg/L的醇类高分子为分散剂，将21g/L平均厚度为3.5nm，直径为0.5-5μm的石墨烯粉体加入蒸馏水中，经超声分散30分钟，磁力搅拌120分钟得到含石墨烯的分散液。
将体积比1:1的镍磷镀液和石墨烯分散液混合搅拌，形成含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液。
将工件在镀前经过除油活化等清洗处理，放入复合镀液中进行化学复合镀；施镀温度为80℃，pH值：4.7，施镀时间：120min，镀速为12μm/h。化学镀浴后在300℃氮气中热处理100min，得到复合镀镀层。镀层厚度为22μm，硬度为1080Hv50，磨损率为0.29×10-6mm3·N-1·m-1。
实施例6
将25g/L的NiSO4·6H2O、22g/L的NaH2PO·4H2O、20g/L的CH3COONa3·H2O、15ml/L的乳酸、1mg/L的稳定剂加入到蒸馏水中搅拌，经过120分钟得到镍磷镀液。
以80mg/L的醇类高分子为分散剂，将25g/L平均厚度为3.5nm，直径为0.5-5μm的石墨烯粉体加入蒸馏水中，经超声分散30分钟，磁力搅拌120分钟得到含石墨烯的分散液。
将体积比1:1的镍磷镀液和石墨烯分散液混合搅拌，形成含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液。
将工件在镀前经过除油活化等清洗处理，放入复合镀液中进行化学复合镀；施镀温度为90℃，pH值：4.6，施镀时间：120min，镀速为10μm/h。化学镀浴后在300℃氮气中热处理120min，得到复合镀镀层。镀层厚度为21μm，硬度为1120Hv50，磨损率为0.27×10-6mm3·N-1·m-1。
上述是对于本发明最佳实施例工艺步骤的详细表述，但是很显然，本发明技术领域的研究人员可以根据上述的步骤作出形式和内容方面非实质性的改变而不偏离本发明所实质保护的范围，因此，本发明不局限于上述具体的形式和细节。
具有相同配方的镍磷镀液、SiC镍磷复合镀液及
实施例6镀液镀层性能比较
  硬度Hv50 磨损率mm3·N-1·m-1
实施例6   1120 0.36×10-6
Ni-P-SiC 1030 1.42×10-6
Ni-P 750   2.82×10-6
本发明通过将含石墨烯的分散液加入到化学镀镍磷镀液中，形成复合型化学镀镍磷镀液。对该复合镀液经过化学镀工艺制得的镀层在硬度和耐磨性与一般化学镀镍磷层性能进行比较研究，可以得出利用本发明所得到的镀层在性能上明显优于现有技术。

Claims (5)

1. 一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液，其特征在于：该镀液由化学镀镍磷镀液和含石墨烯的分散液组成；其中化学镀镍磷镀液和含石墨烯的分散液的体积比为1:1。
2.如权利要求1所述的一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液，其特征在于：每升化学镀镍磷镀液由25-30g NiSO4·6H2O、22-28g NaH2PO·4H2O、20-30g CH3COONa3·H2O、15-25ml乳酸、1-2mg稳定剂加入到蒸馏水中搅拌得到。
3.如权利要求1所述的一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液，其特征在于：每升分散液以20-80mg醇类高分子为分散剂，10-25g的石墨烯粉体加入蒸馏水中，经超声分散30分钟，磁力搅拌120分钟得到。
4.如权利要求3所述的一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液，其特征在于：石墨烯粉末的平均厚度为3.5nm，直径为0.5-5μm。
5.一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液的施镀工艺，其特征在于包括如下步骤：
1）配置含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液；
2）清洗处理工件；
3）将处理过的工件放入复合镀液中进行化学复合镀；施镀温度控制在80-90℃，pH值：4.6-5.5，施镀时间：60-120min，镀速范围：10-20μm/h，镀施时间由所需镀层厚度决定；
4）化学镀浴后在300-350℃惰性气氛中热处理60min。
CN201310546637.6A 2013-11-07 2013-11-07 一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液及施镀工艺 Expired - Fee Related CN103556138B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310546637.6A CN103556138B (zh) 2013-11-07 2013-11-07 一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液及施镀工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310546637.6A CN103556138B (zh) 2013-11-07 2013-11-07 一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液及施镀工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103556138A true CN103556138A (zh) 2014-02-05
CN103556138B CN103556138B (zh) 2016-01-13

Family

ID=50010478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310546637.6A Expired - Fee Related CN103556138B (zh) 2013-11-07 2013-11-07 一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液及施镀工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103556138B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103833231A (zh) * 2014-03-06 2014-06-04 上海应用技术学院 一种具有氧化石墨烯镍磷复合镀层的玻璃及其制备方法
CN104313552A (zh) * 2014-10-22 2015-01-28 湖南元素密码石墨烯研究院（有限合伙） 一种化学镍-石墨烯防锈涂层的制备方法
CN107699872A (zh) * 2017-09-29 2018-02-16 南昌航空大学 一种钛合金表面高硬度Ni‑P‑石墨烯复合镀层的制备方法
CN107916415A (zh) * 2017-11-21 2018-04-17 北京理工大学 石墨烯‑磷化镍复合镀层的制备方法及制备得到的镀层
CN108277483A (zh) * 2018-02-01 2018-07-13 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 石墨烯共沉积化学镀镍液及其镀覆方法
CN109487247A (zh) * 2017-09-12 2019-03-19 欣兴电子股份有限公司 化学镀镍石墨烯复合材料层及其制造方法
CN113981424A (zh) * 2021-09-24 2022-01-28 宁波博威合金材料股份有限公司 一种化学镀Ni-P-石墨烯复合镀层及其制备方法
US12018377B2 (en) 2018-02-26 2024-06-25 Graphene Leaders Canada Inc. Electroless plating of objects with carbon-based material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101665930A (zh) * 2009-09-18 2010-03-10 重庆理工大学 镁合金直接化学镀Ni-P-SiC镀液配方及施镀工艺
CN102385938A (zh) * 2011-11-10 2012-03-21 电子科技大学 一种金属基石墨烯复合电接触材料及其制备方法
CN103088323A (zh) * 2013-01-06 2013-05-08 西安科技大学 一种Ni-P-CNT纳米复合涂层的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101665930A (zh) * 2009-09-18 2010-03-10 重庆理工大学 镁合金直接化学镀Ni-P-SiC镀液配方及施镀工艺
CN102385938A (zh) * 2011-11-10 2012-03-21 电子科技大学 一种金属基石墨烯复合电接触材料及其制备方法
CN103088323A (zh) * 2013-01-06 2013-05-08 西安科技大学 一种Ni-P-CNT纳米复合涂层的制备方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103833231A (zh) * 2014-03-06 2014-06-04 上海应用技术学院 一种具有氧化石墨烯镍磷复合镀层的玻璃及其制备方法
CN103833231B (zh) * 2014-03-06 2016-02-10 上海应用技术学院 一种具有氧化石墨烯镍磷复合镀层的玻璃及其制备方法
CN104313552A (zh) * 2014-10-22 2015-01-28 湖南元素密码石墨烯研究院（有限合伙） 一种化学镍-石墨烯防锈涂层的制备方法
CN109487247A (zh) * 2017-09-12 2019-03-19 欣兴电子股份有限公司 化学镀镍石墨烯复合材料层及其制造方法
CN107699872A (zh) * 2017-09-29 2018-02-16 南昌航空大学 一种钛合金表面高硬度Ni‑P‑石墨烯复合镀层的制备方法
CN107916415A (zh) * 2017-11-21 2018-04-17 北京理工大学 石墨烯‑磷化镍复合镀层的制备方法及制备得到的镀层
CN108277483A (zh) * 2018-02-01 2018-07-13 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 石墨烯共沉积化学镀镍液及其镀覆方法
US12018377B2 (en) 2018-02-26 2024-06-25 Graphene Leaders Canada Inc. Electroless plating of objects with carbon-based material
CN113981424A (zh) * 2021-09-24 2022-01-28 宁波博威合金材料股份有限公司 一种化学镀Ni-P-石墨烯复合镀层及其制备方法
CN113981424B (zh) * 2021-09-24 2023-09-12 宁波博威合金材料股份有限公司 一种化学镀Ni-P-石墨烯复合镀层及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103556138B (zh) 2016-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103556138A (zh) 一种含石墨烯的复合型化学镀镍磷镀液及施镀工艺
JP6076138B2 (ja) カーボンブラックと金属との複合体
JP6145681B2 (ja) 無電解銅メッキ用の水系銅コロイド触媒液並びに無電解銅メッキ方法
CN101021013B (zh) 在金属基体表面制备耐磨纳米复合涂层的方法
CN102534732B (zh) 脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法
CN104419919B (zh) 化学镀稀土铈Ni-P-PTFE复合镀层的制备工艺
CN105714360B (zh) 碱性石墨烯‑镍电镀液、其制备方法及应用
CN102732936B (zh) 一种在钢铁件上用电泳沉积法制备氧化硅陶瓷涂层的方法
CN109518237B (zh) 锌镍磷电镀液、其制备方法及电镀方法
CN105951062B (zh) 纳米碳化物增强Ni-W-P复合镀层及其施镀工艺
CN104451829A (zh) 一种镍-铁-磷/纳米v8c7复合电镀液
CN104694982A (zh) 一种含有离子液体添加剂的无氰电镀黄铜镀液及其使用方法
CN1228467C (zh) 一种含碳化硅和聚四氟乙烯的镍磷基复合涂层
CN104357790A (zh) 一种WC-ZrO2纳米涂层及其制备方法
CN103556132B (zh) 一种铝合金用含SiC和石墨烯的镍磷基复合镀液
CN104404604A (zh) 一种镍-磷/纳米v8c7 复合电镀液
US12018377B2 (en) Electroless plating of objects with carbon-based material
WO2024098749A1 (zh) 一种运载火箭铝基复合材料阳极氧化工艺方法
CN104164685A (zh) 一种钢板镀镍的方法
CN103726051A (zh) 工程塑料表面处理的镀覆工艺
CN108495952A (zh) 作为无电金属沉积用稳定剂的水溶性且空气稳定的磷杂金刚烷
CN114182241A (zh) Ni-W-P/Ni-P纳米氧化铈复合防腐镀层及工艺
CN104264096A (zh) 一种Ni60B-Al2O3纳米涂层及其制备方法
CN112980273A (zh) 一种钕铁硼稀土永磁体表面防腐涂层的制备方法
CN105586580A (zh) 一种基于浸镀铜预处理的铝合金表面中低温快速化学镀Ni-P的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200831

Address after: 200122 Zhang Yang Road, free trade test area, Pudong New Area, Pudong New Area, Shanghai, 26 building, No. 828-838

Patentee after: Shanghai Zhuolu Enterprise Management Consulting Co.,Ltd.

Address before: Room 425, B building, No. 525 Xixi Road, Xihu District, Zhejiang, Hangzhou 310012, China

Patentee before: HANGZHOU GUANGRONG TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160113

Termination date: 20211107