CN107419243A - 一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法 - Google Patents

一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107419243A
CN107419243A CN201710532207.7A CN201710532207A CN107419243A CN 107419243 A CN107419243 A CN 107419243A CN 201710532207 A CN201710532207 A CN 201710532207A CN 107419243 A CN107419243 A CN 107419243A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel
solution
plating
cupro
liquid
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
CN201710532207.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107419243B (zh
Inventor
阮莹
李星吾
魏炳波
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.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
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 Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN201710532207.7A priority Critical patent/CN107419243B/zh
Publication of CN107419243A publication Critical patent/CN107419243A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107419243B publication Critical patent/CN107419243B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/22—Roughening, e.g. by etching
    • C23C18/24—Roughening, e.g. by etching using acid aqueous solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1635—Composition of the substrate
    • C23C18/1639—Substrates other than metallic, e.g. inorganic or organic or non-conductive
    • C23C18/1641—Organic substrates, e.g. resin, plastic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
    • C23C18/1648—Porous product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/32—Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/38—Coating with copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

本发明提供了一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，涉多孔材料领域，将开孔的聚氨酯泡沫依次置于碱液和酸液中清洗后置于粗化液中进行粗化处理，在聚氨酯泡沫表面浸涂一层导电胶并进行热处理，并在聚氨酯泡沫表面交替镀铜和镀镍，将镀镍和镀铜后的聚氨酯泡沫进行烧结处理即可得到开孔泡沫铜镍。本发明制备出的开孔泡沫铜镍复合材料孔隙率高、孔径大、孔分布均匀，同时兼具铜的优良导电能力和镍的抗腐蚀能力，具有广阔的应用前景，采用浸涂导电胶法对聚氨酯泡沫进行导电化处理，与传统表面处理和化学镀相比，简化了工艺流程，降低了制备成本，而且本发明工艺简单、安全，对环境基本无污染。

Description

一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉多孔材料领域，尤其是一种泡沫铜镍复合材料的制备方法。。
背景技术
泡沫金属是指含有气体孔隙，具有一定强度和刚度的多孔金属，具有比重小、比表面大、能量吸收性好,阻焰、耐热耐火、抗热震、气敏、能再生、加工性好等优点。泡沫金属材料可分为通孔体泡沫金属和闭孔体泡沫金属，通孔体泡沫金属具有换热散热能力高、吸声性好、渗透性优、电磁波吸收性好的优点，而闭孔体泡沫金属具有导热率低等优点。作为一种新型功能材料,多孔泡沫金属在电子、通讯、化工、冶金、机械、建筑、交通运输业中,甚至在航空航天技术中有着广泛的用途。
目前,已经商品化生产的泡沫金属有泡沫铝、泡沫铜、泡沫镍和泡沫铁镍等，主要的制备方法有以下六种：铸造法、粉末冶金法、电沉积法、烧结法、熔融金属发泡法和共晶定向凝固法。电沉积法将离子态金属电镀于开孔聚合物泡沫基体上，经过热处理去除聚合物制得。
专利CN104087975A发明了一种泡沫铜的制备方法，该工艺采用聚氨酯泡沫作为基体，经过除油、一次粗化、二次粗化、敏化、活化、解胶等表面处理后进行化学镀铜，再经过电镀加厚镀层，最后热处理得到泡沫铜材料。其不足之处在于，该工艺表面处理过程复杂、成本高，热处理过程中的焚烧产物会污染环境，在氢气中进行高温热处理具有一定危险性，此外，泡沫铜虽然具有一些明显的优点,但是由于铜的耐腐蚀性能较差,导致泡沫铜在耐腐蚀性能上效果不好,从而限制了其应用。文献《电沉积法制备多层泡沫铜/镍》阐述了一种多层泡沫铜、镍的制备方法，主要步骤包括：聚氨酯泡沫基体的预处理、化学镀、电镀，但其预处理过程包括粗化、敏化、活化和解胶等过程，工艺繁杂，且未经热处理，聚氨酯泡沫基体仍留在金属材料中，影响其导电能力等性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法,以解决现有电沉积技术工艺繁杂、污染环境、安全性差，制备出的单层泡沫材料韧性差、强度低等问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案的详细步骤如下：
步骤(1)：将开孔的聚氨酯泡沫依次置于碱液和酸液中清洗后置于粗化液中进行粗化处理；
步骤(2)：在聚氨酯泡沫表面浸涂一层导电胶并进行热处理，热处理温度为80-120℃，时间为20-30h；
步骤(3)：在聚氨酯泡沫表面镀铜；
步骤(4)：在镀铜后的聚氨酯泡沫表面镀镍后再镀铜，并依次交替，镀镍和镀铜的总层数为2-6层；
步骤(5)：将步骤(4)中镀镍和镀铜后的的聚氨酯泡沫用蒸馏水冲洗并干燥后放入电阻炉，并不断向电阻炉中注入惰性气体进行烧结处理，将电阻炉的排出气体导入至液体介质中，烧结温度为200-400℃，保温时间为1-5h，电阻炉自然冷却后，将经烧结后的材料取出，用蒸馏水冲洗并干燥后即可得到开孔泡沫铜镍。
步骤(1)中所述聚氨酯泡沫的孔隙率在80％以上。
步骤(1)中所述碱液是浓度为1-5mol/L的NaOH溶液。
步骤(1)中所述酸液是浓度为1-5mol/L的盐酸。
步骤(1)中所述粗化液为1-6g/L的三氧化铬和1-6ml/L的浓硫酸。
步骤(1)中所述粗化处理为将所述聚氨酯泡沫浸泡在所述粗化液中20-30h。
步骤(2)中所述导电胶为能400℃高温下使用的导电胶。
步骤(2)中所述导电胶的浸涂厚度为10-30μm。
步骤(3)和步骤(4)中所述镀铜的镀液主要成分为10-30g/L的无水硫酸铜，60-85ml/L的氨水，70-100g/L的草酸。
步骤(4)中所述镀镍的镀液主要成分为200-300g/L的六水硫酸镍，5-25g/L的氯化镍，10-30ml/L的盐酸。
步骤(5)中所述惰性气体为氩气或氦气，气体流量为1-10ml/min。
步骤(5)中所述液体介质为水或乙醇。
步骤(3)和步骤(4)中所述镀铜的镀液具体配法为：
一、按照如下配比量取镀液所需的10-30g/L的无水硫酸铜，60-85ml/L的氨水，70-100g/L的草酸；
二、将已量取的草酸溶于所需镀液体积的6/10-7/10蒸馏水中充分搅拌溶解作为A液；
三、将已量取的无水硫酸铜溶于所需镀液体积的3/10-4/10蒸馏水中充分搅拌溶解，至溶液稳定后用滴管滴加已量取的氨水体积的1/3-2/3并不断搅拌，溶液中出现乳白色沉淀，滴加至乳白色沉淀恰好全部消失，将其作为B液；
四、将已量取氨水的剩余氨水加至A液中并搅拌，待A液和B液稳定后，将A液缓慢倒入B液，搅拌后即得到所述镀铜所用的镀液。
步骤(3)和步骤(4)中使用所述镀铜的镀液时，阴极电流密度为0.003-0.008A/cm2，时间为1-5h。
步骤(4)中所述镀镍的镀液具体配法为：
一、按照如下配比量取镀液所需的200-300g/L的六水硫酸镍，5-25g/L的氯化镍，10-30ml/L的盐酸；
二、将已量取的六水硫酸镍溶于所需镀液体积的7/10-9/10蒸馏水中，充分搅拌溶解作为A液；
三、将已量取的氯化镍溶于所需镀液体积的1/10-3/10蒸馏水中，充分搅拌溶解作为B液；
四、将B液缓慢倒入A液，形成混合溶液C；
五、将盐酸加入混合溶液C中搅拌后即得到所述镀镍所需的镀液。
步骤(3)和步骤(4)中使用所述镀镍的镀液时，阴极电流密度控制在0.01-0.035A/cm2，时间为2-6h。
本发明的有益效果是由于本发明制备出的开孔泡沫铜镍复合材料孔隙率高、孔径大、孔分布均匀，同时兼具铜的优良导电能力和镍的抗腐蚀能力，具有广阔的应用前景。本发明采用浸涂导电胶法对聚氨酯泡沫进行导电化处理，与传统表面处理和化学镀相比，简化了工艺流程，降低了制备成本。本发明工艺简单、安全，对环境基本无污染。
附图说明
图1为本发明的双层开孔泡沫铜镍复合材料形貌。
图2为不同层数开孔泡沫铜镍复合材料的杨氏模量和压缩强度。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
以下结合具体实施例对本发明做进一步描述，但本发明不限于以下所述范围。实施例中所用聚氨酯泡沫，石墨导电胶，铜、镍棒，无水硫酸铜，氨水，硫酸镍，氯化镍等实验用品均从市场购买而得，所用实验设备包括30V直流电源、高温管式炉、干燥箱等。
本发明提供的一种开孔泡沫铜镍复合材料材料的制备方法包括以下步骤：
步骤(1)：将开孔的聚氨酯泡沫依次置于碱液和酸液中清洗后置于粗化液中进行粗化处理；
步骤(2)：在聚氨酯泡沫表面浸涂一层导电胶并进行热处理，热处理温度为80-120℃，时间为20-30h；
步骤(3)：在聚氨酯泡沫表面镀铜；
步骤(4)：在镀铜后的聚氨酯泡沫表面镀镍后再镀铜，并依次交替，镀镍和镀铜的总层数为2-6层；
步骤(5)：将步骤(4)中镀镍和镀铜后的的聚氨酯泡沫用蒸馏水冲洗并干燥后放入电阻炉，并不断向电阻炉中注入惰性气体进行烧结处理，将电阻炉的排出气体导入至液体介质中，烧结温度为200-400℃，保温时间为1-5h，电阻炉自然冷却后，将经烧结后的材料取出，用蒸馏水冲洗并干燥后即可得到开孔泡沫铜镍。
步骤(1)中所述聚氨酯泡沫的孔隙率在80％以上。
步骤(1)中所述碱液是浓度为1-5mol/L的NaOH溶液。
步骤(1)中所述酸液是浓度为1-5mol/L的盐酸。
步骤(1)中所述粗化液为1-6g/L的三氧化铬和1-6ml/L的浓硫酸。
步骤(1)中所述粗化处理为将所述聚氨酯泡沫浸泡在所述粗化液中20-30h。
步骤(2)中所述导电胶为能400℃高温下使用的导电胶。
步骤(2)中所述导电胶的浸涂厚度为10-30μm。
步骤(3)和步骤(4)中所述镀铜的镀液主要成分为10-30g/L的无水硫酸铜，60-85ml/L的氨水，70-100g/L的草酸。
步骤(4)中所述镀镍的镀液主要成分为200-300g/L的六水硫酸镍，5-25g/L的氯化镍，10-30ml/L的盐酸。
步骤(5)中所述惰性气体为氩气或氦气，气体流量为1-10ml/min。
步骤(5)中所述液体介质为水或乙醇。
步骤(3)和步骤(4)中所述镀铜的镀液具体配法为：
一、按照如下配比量取镀液所需的10-30g/L的无水硫酸铜，60-85ml/L的氨水，70-100g/L的草酸；
二、将已量取的草酸溶于所需镀液体积的6/10-7/10蒸馏水中充分搅拌溶解作为A液；
三、将已量取的无水硫酸铜溶于所需镀液体积的3/10-4/10蒸馏水中充分搅拌溶解，至溶液稳定后用滴管滴加已量取的氨水体积的1/3-2/3并不断搅拌，溶液中出现乳白色沉淀，滴加至乳白色沉淀恰好全部消失，将其作为B液；
四、将已量取的氨水的剩余氨水加至A液中并搅拌，待A液和B液稳定后，将A液缓慢倒入B液，搅拌后即得到所述镀铜所用的镀液。
步骤(3)和步骤(4)中使用所述镀铜的镀液时，阴极电流密度为0.003-0.008A/cm2，时间为1-5h。
步骤(4)中所述镀镍的镀液具体配法为：
一、按照如下配比量取镀液所需的200-300g/L的六水硫酸镍，5-25g/L的氯化镍，10-30ml/L的盐酸；
二、将已量取的六水硫酸镍溶于所需镀液体积的7/10-9/10蒸馏水中，充分搅拌溶解作为A液；
三、将已量取的氯化镍溶于所需镀液体积的1/10-3/10蒸馏水中，充分搅拌溶解作为B液；
四、将B液缓慢倒入A液，形成混合溶液C；
五、将盐酸加入混合溶液C中搅拌后即得到所述镀镍所需的镀液。
步骤(4)中使用所述镀镍的镀液时，阴极电流密度为0.01-0.035A/cm2，时间为2-6h。
实施例一：
(1)将一块规格为12mm×12mm×30mm的聚氨酯泡沫放入浓度为2mol/L的NaOH溶液，搅拌后用清水冲洗，再放入浓度为2mol/L的盐酸中，搅拌后冲洗。
(2)配制成分为1g/L三氧化铬和2ml/L浓硫酸的粗化液，将聚氨酯泡沫放入粗化液中，浸泡25h后取出用蒸馏水冲洗并干燥。
(3)将聚氨酯泡沫浸入石墨导电胶中，反复挤压后取出，置于80℃环境中25h。
(4)配制镀液：称量35g草酸溶于300ml蒸馏水中搅拌，配成草酸溶液；称量10g无水硫酸铜溶于150ml蒸馏水中搅拌，配成硫酸铜溶液；量取35ml氨水，向硫酸铜溶液中滴加氨水并不断搅拌，溶液中出现乳白色沉淀，继续滴加至乳白色沉淀恰好全部消失，得到铜氨溶液，将剩余氨水加至草酸溶液中并搅拌后，将草酸溶液缓慢倒入铜氨溶液中搅拌即得到镀铜溶液；
用天平称量100g六水硫酸镍溶于400ml蒸馏水中，充分搅拌溶解，得到硫酸镍溶液；称量3g氯化镍溶于90ml蒸馏水中，充分搅拌溶解，得到氯化镍溶液；待硫酸镍溶液和氯化镍溶液稳定后，将氯化镍溶液液缓慢倒入硫酸镍溶液中并搅拌，得到硫酸镍溶液和氯化镍溶液的混合溶液；用量杯量取5ml盐酸加入混合溶液中即得镀镍溶液。
(5)以步骤(3)处理后的聚氨酯泡沫为阴极，铜棒为阳极，在镀铜溶液中镀铜，阴极电流密度控制在0.006A/cm2，时间为3h，镀铜后在清水下冲洗并干燥；以聚氨酯泡沫为阴极，镍棒为阳极，在镀镍溶液中镀镍，阴极电流密度控制在0.01A/cm2，时间为4h，镀后清洗并干燥。
(6)将镀铜和镀镍后的聚氨酯泡沫放入高温管式炉中，通入氩气，启动管式炉，设定程序为：2h升温至320℃，保温1.5h，气流量1ml/min，随炉冷却后即得双层开孔泡沫铜镍复合材料。
图1即该实施案例制备获得的双层开孔泡沫铜镍复合材料3D光镜照片，是在阴极电流密度0.006A/cm2下镀铜3h，阴极电流密度0.01A/cm2下镀镍4h，320℃下保温1.5h后得到，可以看出，由本工艺制备的开孔泡沫铜镍复合材料镀层平整光亮，孔分布均匀。
实施例二：
(1)将一块规格为15mm×15mm×40mm的聚氨酯泡沫放入浓度为2.5mol/L的NaOH溶液，搅拌后用清水冲洗，放入浓度为2.5mol/L的盐酸中，搅拌后冲洗。
(2)配制成分为2g/L三氧化铬和2ml/L浓硫酸的粗化液，将聚氨酯泡沫放入粗化液中，浸泡25h后取出用蒸馏水冲洗并干燥。
(3)将聚氨酯泡沫浸入石墨导电胶中，反复挤压后取出，置于90℃环境中25h。
(4)配制镀液：称量37g草酸溶于300ml蒸馏水中搅拌，配成草酸溶液；称量12g无水硫酸铜溶于150ml蒸馏水中搅拌，配成硫酸铜溶液；量取37ml氨水，向硫酸铜溶液中滴加氨水并不断搅拌，溶液中出现乳白色沉淀，继续滴加至乳白色沉淀恰好全部消失，得到铜氨溶液，将剩余氨水加至草酸溶液中并搅拌；将草酸溶液液缓慢倒入铜氨溶液中搅拌即得到镀铜溶液；
用天平称量120g六水硫酸镍溶于400ml蒸馏水中，充分搅拌溶解，得到硫酸镍溶液；称量5g氯化镍溶于90ml蒸馏水中，充分搅拌溶解，配成氯化镍溶液；待硫酸镍溶液和氯化镍溶液稳定后，将氯化镍溶液液缓慢倒入硫酸镍溶液中并搅拌，得到硫酸镍溶液和氯化镍溶液的混合溶液；用量杯量取7ml盐酸加入混合溶液中即得镀镍溶液。
(5)以处理后的聚氨酯泡沫为阴极，铜棒为阳极，在镀铜溶液中镀铜，阴极电流密度控制在0.0065A/cm2，时间为3h，镀铜后在清水下冲洗并干燥；以聚氨酯泡沫为阴极，镍棒为阳极，在镀镍溶液中镀镍，阴极电流密度控制在0.013A/cm2，时间为3h，镀后清洗并干燥；以泡沫为阴极，铜棒为阳极，在镀铜溶液中镀铜，阴极电流密度控制在0.0065A/cm2，时间为3h，镀铜后清洗并干燥。
(6)将镀铜和镀镍后的聚氨酯泡沫放入高温管式炉中，通入氩气，启动管式炉，设定程序为：2.5h升温至350℃，保温2h，气流量2ml/min，随炉冷却后即得三层开孔泡沫铜镍复合材料。
实施例三：
(1)将一块规格为20mm×20mm×40mm的聚氨酯泡沫放入浓度为3mol/L的NaOH溶液，搅拌后用清水冲洗，放入浓度为3mol/L的盐酸中，搅拌后冲洗。
(2)配制成分为3g/L三氧化铬和2ml/L浓硫酸的粗化液，将聚氨酯泡沫放入粗化液中，浸泡20h后取出用蒸馏水冲洗并干燥。
(3)将聚氨酯泡沫浸入石墨导电胶中，反复挤压后取出，置于100℃环境中20h。
(4)配制镀液：称量40g草酸溶于300ml蒸馏水中搅拌，配成草酸溶液；称量15g无水硫酸铜溶于150ml蒸馏水中搅拌，配成硫酸铜溶液；量取40ml氨水，向硫酸铜溶液中滴加氨水并不断搅拌，溶液中出现乳白色沉淀，继续滴加至乳白色沉淀恰好全部消失，得到铜氨溶液，将剩余氨水加至草酸溶液中并搅拌；将草酸溶液液缓慢倒入铜氨溶液中搅拌即得到镀铜溶液；用天平称量150g六水硫酸镍溶于400ml蒸馏水中，充分搅拌溶解，配成硫酸镍溶液；称量7g氯化镍溶于90ml蒸馏水中，充分搅拌溶解，配成氯化镍溶液；待硫酸镍溶液和氯化镍溶液稳定后，将氯化镍溶液液缓慢倒入硫酸镍溶液中并搅拌，得到硫酸镍溶液和氯化镍溶液的混合溶液；量杯量取10ml盐酸加入混合溶液中即得镀镍溶液。
(5)以处理后的聚氨酯泡沫为阴极，铜棒为阳极，在镀铜溶液中镀铜，阴极电流密度控制在0.007A/cm2，时间为2h，镀铜后在清水下冲洗并干燥；以聚氨酯泡沫为阴极，镍棒为阳极，在镀镍溶液中镀镍，阴极电流密度控制在0.015A/cm2，时间为2h，镀后清洗并干燥；以聚氨酯泡沫为阴极，铜棒为阳极，在镀铜溶液中镀铜，阴极电流密度控制在0.007A/cm2，时间为2h，镀后清洗并干燥；以聚氨酯泡沫为阴极，镍棒为阳极，在镀镍溶液中镀镍，阴极电流密度控制在0.015A/cm2，时间为2h，镀后清洗并干燥。
(6)将镀铜和镀镍后的聚氨酯泡沫放入高温管式炉中，通入氩气，启动管式炉，设定程序为：2.5h升温至350℃，保温1h，气流量3ml/min，随炉冷却后即得四层开孔泡沫铜镍复合材料。
实施例四：
(1)将一块规格为20mm×20mm×30mm的聚氨酯泡沫放入浓度为2.5mol/L的NaOH溶液，搅拌后用清水冲洗，放入浓度为2.5mol/L的盐酸中，搅拌后冲洗。
(2)配制成分为2g/L三氧化铬和1.5ml/L浓硫酸的粗化液，将聚氨酯泡沫放入粗化液中，浸泡20h后取出用蒸馏水冲洗并干燥。
(3)将泡沫浸入石墨导电胶中，反复挤压后取出，置于90℃环境中20h。
(4)配制镀液：称量35g草酸溶于300ml蒸馏水中搅拌，配成草酸溶液；称量12g无水硫酸铜溶于150ml蒸馏水中搅拌，配成硫酸铜溶液；量取35ml氨水，向硫酸铜溶液中滴加氨水并不断搅拌，溶液中出现乳白色沉淀，继续滴加至乳白色沉淀恰好全部消失，得到铜氨溶液；将剩余氨水加至草酸溶液中并搅拌；将草酸溶液液缓慢倒入铜氨溶液中搅拌即得到镀铜溶液；用天平称量130g六水硫酸镍溶于400ml蒸馏水中，充分搅拌溶解，配成硫酸镍溶液；称量5g氯化镍溶于90ml蒸馏水中，充分搅拌溶解，配成氯化镍溶液；待硫酸镍溶液和氯化镍溶液稳定后将氯化镍溶液液缓慢倒入硫酸镍溶液中并搅拌，得到硫酸镍溶液和氯化镍溶液和混合溶液；量杯量取10ml盐酸加入混合溶液中即得镀镍溶液。
(5)以处理后的聚氨酯泡沫为阴极，铜棒为阳极，在镀铜溶液中镀铜，阴极电流密度控制在0.006A/cm2，时间为3h，镀铜后在清水下冲洗并干燥；以聚氨酯泡沫为阴极，镍棒为阳极，在镀镍溶液中镀镍，阴极电流密度控制在0.012A/cm2，时间为3h，镀后清洗并干燥；以泡沫为阴极，铜棒为阳极，在镀铜溶液中镀铜，阴极电流密度控制在0.006A/cm2，时间为3h，镀后清洗并干燥；以聚氨酯泡沫为阴极，镍棒为阳极，在镀镍溶液中镀镍，阴极电流密度控制在0.012A/cm2，时间为3h，镀后清洗并干燥；以聚氨酯泡沫为阴极，铜棒为阳极，在镀铜溶液中镀铜，阴极电流密度控制在0.006A/cm2，时间为3h，镀后清洗并干燥。
(6)将镀铜和镀镍后的聚氨酯泡沫放入高温管式炉中，通入氩气，启动管式炉，设定程序为：2.5h升温至350℃，保温2h，气流量2ml/min，随炉冷却后即得五层开孔泡沫铜镍复合材料。
如图2所示，测量不同镀层数样品的杨氏模量和压缩强度，结果表明，随着镀层层数的增加，开孔泡沫铜镍复合材料的杨氏模量提升383％，压缩强度提升607％。说明开孔泡沫铜镍复合材料的力学性能随着镀层层数的增加有明显提升，这是由于镀层层数的增加会增大镀层厚度，提高样品中金属所占比重。另一方面，铜层与镍层之间的原子扩散使镀层的结合力提升，因而样品的强度增大。

Claims (10)

1.一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤(1)：将开孔的聚氨酯泡沫依次置于碱液和酸液中清洗后置于粗化液中进行粗化处理；
步骤(2)：在聚氨酯泡沫表面浸涂一层导电胶并进行热处理，热处理温度为80-120℃，时间为20-30h；
步骤(3)：在聚氨酯泡沫表面镀铜；
步骤(4)：在镀铜后的聚氨酯泡沫表面镀镍后再镀铜，并依次交替，镀镍和镀铜的总层数为2-6层；
步骤(5)：将步骤(4)中镀镍和镀铜后的的聚氨酯泡沫用蒸馏水冲洗并干燥后放入电阻炉，并不断向电阻炉中注入惰性气体进行烧结处理，将电阻炉的排出气体导入至液体介质中，烧结温度为200-400℃，保温时间为1-5h，电阻炉自然冷却后，将经烧结后的材料取出，用蒸馏水冲洗并干燥后即可得到开孔泡沫铜镍。
2.根据权利要求1所述的一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述聚氨酯泡沫的孔隙率在80％以上。
3.根据权利要求1所述的一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述碱液是浓度为1-5mol/L的NaOH溶液。
4.根据权利要求1所述的一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述酸液是浓度为1-5mol/L的盐酸。
5.根据权利要求1所述的一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，其特征在于：
所述粗化液为1-6g/L的三氧化铬和1-6ml/L的浓硫酸，所述粗化处理为将所述聚氨酯泡沫浸泡在所述粗化液中20-30h。
6.根据权利要求1所述的一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述导电胶为能400℃高温下使用的导电胶，所述导电胶的浸涂厚度为10-30μm。
7.根据权利要求1所述的一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，其特征在于：
步骤(3)和步骤(4)中所述镀铜的镀液主要成分为10-30g/L的无水硫酸铜，60-85ml/L的氨水，70-100g/L的草酸；
所述镀铜的镀液具体配法为：
一、按照如下配比量取镀液所需的10-30g/L的无水硫酸铜，60-85ml/L的氨水，70-100g/L的草酸；
二、将已量取的草酸溶于所需镀液体积的6/10-7/10蒸馏水中充分搅拌溶解作为A液；
三、将已量取的无水硫酸铜溶于所需镀液体积的3/10-4/10蒸馏水中充分搅拌溶解，至溶液稳定后用滴管滴加已量取的氨水体积的1/3-2/3并不断搅拌，溶液中出现乳白色沉淀，滴加至乳白色沉淀恰好全部消失，将其作为B液；
四、将已量取氨水的剩余氨水加至A液中并搅拌，待A液和B液稳定后，将A液缓慢倒入B液，搅拌后即得到所述镀铜所用的镀液；
使用所述镀液镀铜时，阴极电流密度为0.003-0.008A/cm2，时间为1-5h。
8.根据权利要求1所述的一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，其特征在于：
步骤(4)中所述镀镍的镀液主要成分为200-300g/L的六水硫酸镍，5-25g/L的氯化镍，10-30ml/L的盐酸；
所述镀镍的镀液具体配法为：
一、按照如下配比量取镀液所需的200-300g/L的六水硫酸镍，5-25g/L的氯化镍，10-30ml/L的盐酸；
二、将已量取的六水硫酸镍溶于所需镀液体积的7/10-9/10蒸馏水中，充分搅拌溶解作为A液；
三、将已量取的氯化镍溶于所需镀液体积的1/10-3/10蒸馏水中，充分搅拌溶解作为B液；
四、将B液缓慢倒入A液，形成混合溶液C；
五、将盐酸加入混合溶液C中搅拌后即得到所述镀镍所需的镀液；
使用所述镀液镀镍时，阴极电流密度控制在0.01-0.035A/cm2，时间为2-6h。
9.根据权利要求1所述的一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述惰性气体为氩气或氦气，气体流量为1-10ml/min。
10.根据权利要求1所述的一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述液体介质为水或乙醇。
CN201710532207.7A 2017-07-03 2017-07-03 一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法 Active CN107419243B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710532207.7A CN107419243B (zh) 2017-07-03 2017-07-03 一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710532207.7A CN107419243B (zh) 2017-07-03 2017-07-03 一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107419243A true CN107419243A (zh) 2017-12-01
CN107419243B CN107419243B (zh) 2020-03-20

Family

ID=60426786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710532207.7A Active CN107419243B (zh) 2017-07-03 2017-07-03 一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107419243B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108193234A (zh) * 2017-12-06 2018-06-22 常州鼎众冷暖设备工程有限公司 一种耐久型抗氧化泡沫铜的制备方法
CN108456904A (zh) * 2018-04-02 2018-08-28 无锡荣峻环保科技有限公司 一种超高比表面积泡沫金属制备方法
CN111197126A (zh) * 2020-02-11 2020-05-26 西北工业大学 一种多孔三元Cu-ZnNi合金材料及其制备方法和应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1147030A (zh) * 1996-06-18 1997-04-09 武汉市三合实业公司 泡沫型金属铜及其生产技术
CN1553766A (zh) * 2003-12-19 2004-12-08 吉林大学 电磁波屏蔽吸收散热合金无序网、窗及制备方法
CN1896333A (zh) * 2006-06-14 2007-01-17 菏泽天宇科技开发有限责任公司 超厚泡沫镍或铜的制备方法
CN1995470A (zh) * 2006-12-15 2007-07-11 七二国际股份有限公司 多孔泡沫金属材料的制造方法
CN100999825A (zh) * 2006-01-09 2007-07-18 谢家忠 一种环保型金属缺陷修复再生液及其生产方法
CN101270489A (zh) * 2008-05-21 2008-09-24 哈尔滨工业大学 一种低能耗快速电沉积泡沫铁的方法
CN202724975U (zh) * 2012-06-28 2013-02-13 阜宁澳洋科技有限责任公司 一种粘胶纤维塑化浴废气回收装置
CN104087975A (zh) * 2013-12-19 2014-10-08 浙江工商大学 一种泡沫铜的制备方法
CN205751550U (zh) * 2016-06-01 2016-11-30 益阳市菲美特新材料有限公司 一种全方位导电海绵
CN106540518A (zh) * 2016-11-02 2017-03-29 中国科学院地质与地球物理研究所 污水及锅炉烟气处理零排放辅助蒸汽热采的装置及方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1147030A (zh) * 1996-06-18 1997-04-09 武汉市三合实业公司 泡沫型金属铜及其生产技术
CN1553766A (zh) * 2003-12-19 2004-12-08 吉林大学 电磁波屏蔽吸收散热合金无序网、窗及制备方法
CN100999825A (zh) * 2006-01-09 2007-07-18 谢家忠 一种环保型金属缺陷修复再生液及其生产方法
CN1896333A (zh) * 2006-06-14 2007-01-17 菏泽天宇科技开发有限责任公司 超厚泡沫镍或铜的制备方法
CN1995470A (zh) * 2006-12-15 2007-07-11 七二国际股份有限公司 多孔泡沫金属材料的制造方法
CN101270489A (zh) * 2008-05-21 2008-09-24 哈尔滨工业大学 一种低能耗快速电沉积泡沫铁的方法
CN202724975U (zh) * 2012-06-28 2013-02-13 阜宁澳洋科技有限责任公司 一种粘胶纤维塑化浴废气回收装置
CN104087975A (zh) * 2013-12-19 2014-10-08 浙江工商大学 一种泡沫铜的制备方法
CN205751550U (zh) * 2016-06-01 2016-11-30 益阳市菲美特新材料有限公司 一种全方位导电海绵
CN106540518A (zh) * 2016-11-02 2017-03-29 中国科学院地质与地球物理研究所 污水及锅炉烟气处理零排放辅助蒸汽热采的装置及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
上岗就业百分百系列丛书编委会 组编: "《电镀工上岗就业百分百》", 31 July 2011, 机械工业出版社 *
张秋利等: "电沉积法制备多层泡沫铜/镍", 《有色金属（冶炼部分）》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108193234A (zh) * 2017-12-06 2018-06-22 常州鼎众冷暖设备工程有限公司 一种耐久型抗氧化泡沫铜的制备方法
CN108456904A (zh) * 2018-04-02 2018-08-28 无锡荣峻环保科技有限公司 一种超高比表面积泡沫金属制备方法
CN108456904B (zh) * 2018-04-02 2019-08-23 无锡荣峻环保科技有限公司 一种超高比表面积泡沫金属制备方法
CN111197126A (zh) * 2020-02-11 2020-05-26 西北工业大学 一种多孔三元Cu-ZnNi合金材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107419243B (zh) 2020-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108570703B (zh) 基于钨片表面纳米化的钨/铜层状复合材料制备方法
CN107419243A (zh) 一种开孔泡沫铜镍复合材料的制备方法
CN105556001A (zh) 具有低热容量和低热导率的热阻挡材料和涂层
CN104562128B (zh) 一种在金属或金属复合材料表面制备热防护陶瓷层的方法
CN101649477A (zh) 一种金属碳气凝胶复合材料的制备方法
CN108834309A (zh) 一种石墨烯金属化溶液及其制备方法与应用
CN104233316A (zh) 氧化硅填充的金属多孔材料及其制法与用途
CN107034498A (zh) 一种石墨烯钢基合金的制备方法
CN105803457A (zh) 一种镁合金表面微弧氧化-化学镀铜复合涂层的制备方法
CN103132111A (zh) 三维微米级多孔铜薄膜的制备方法
CN104818503A (zh) 一种三维网络结构多孔铜全透膜的制备方法
CN108193234A (zh) 一种耐久型抗氧化泡沫铜的制备方法
CN109440025A (zh) 一种复合金属层镀覆泡沫铜/碳纤维复合材料的制备方法
CN102383115B (zh) 一种渗透镀制备功能梯度复合涂层的方法
CN106064241B (zh) 一种内径可控泡沫金属的制备方法
CN111197126B (zh) 一种多孔三元Cu-ZnNi合金材料及其制备方法和应用
Zhou et al. Effect of Ni2+ concentration on microstructure and bonding capacity of electroless copper plating on carbon fibers
CN107268038A (zh) 一种开孔泡沫铜的制备方法
CN110396659A (zh) 一种多孔材料与涂层制备方法
CN102643097A (zh) 氧化铝包覆SiC颗粒增强镍基复合材料的制备方法
CN103243357A (zh) 三维多孔镍薄膜的制备方法
CN101831645B (zh) 硬质合金钢制件表面化学镀铜的方法
CN102041543B (zh) 金属表面富勒烯/金属复合薄膜的制备方法
CN104269223B (zh) 利用电镀污泥-蛋壳膜制备电极材料的方法
CN107937900B (zh) 一种镁合金原位生长耐蚀表面处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant