ZrO-,2-陶瓷表面化學(xué)鍍鎳工藝及性能研究.pdf

1、ZrO<,2>是一種耐高溫、耐磨損、耐腐蝕的無(wú)機(jī)非金屬材料,目前廣泛地應(yīng)用于電子陶瓷、功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷等高科技領(lǐng)域.化學(xué)鍍是實(shí)現(xiàn)非金屬材料表面金屬化的一種重要手段,鍍鎳后進(jìn)一步擴(kuò)展其用途,使其在集成電路、電力電容器、壓電陶瓷和裝飾材料等方面得以應(yīng)用.該文用原子氫理論和電化學(xué)理論解釋了化學(xué)鍍鎳的機(jī)理,系統(tǒng)介紹了化學(xué)鍍鎳溶液的組成及各組分的作用,討論了影響化學(xué)鍍鎳溶液的穩(wěn)定性因素,在此基礎(chǔ)上成功地實(shí)現(xiàn)了在ZrO<,2>陶瓷表面化學(xué)鍍鎳.同

2、時(shí),對(duì)鍍層進(jìn)行了外觀、結(jié)合力和耐蝕性測(cè)試,并用SEM、EDXA、X射線(xiàn)衍射和XPS等測(cè)試方法對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:鍍層與基體結(jié)合力的好壞,關(guān)鍵是粗化處理的效果.高溫?zé)Y(jié)后的ZrO<,2>陶瓷的化學(xué)穩(wěn)定性很高,除HF外不溶于任何酸堿,傳統(tǒng)的粗化液對(duì)它沒(méi)有粗化作用,筆者通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn),找到了ZrO<,2>陶瓷粗化液的配方,它能在ZrO<,2>表面腐蝕出大量均勻的微坑和凹槽.在化學(xué)鍍鎳的工藝中,研究了次亞磷酸鈉和絡(luò)合劑乳酸的濃

3、度、pH值、穩(wěn)定劑和溫度等工藝參數(shù)等對(duì)沉積速度和鍍鎳層含磷量的影響,找出了合理的化學(xué)鍍鎳工藝:還原劑的濃度為25 g/l~ 30g/l,絡(luò)合劑乳酸的濃度為8ml/l~12 ml/l,pH值的范圍為4.6~4.9,選擇(NH<,4>)<,2>,MoO<,4>作穩(wěn)定劑,溫度為85℃左右.從外觀上觀察,ZrO<,2>陶瓷表面的化學(xué)鍍鎳層光滑、致密、細(xì)膩、光澤度好,沒(méi)有任何針孔、麻點(diǎn)、起皮、卷皮等現(xiàn)象發(fā)生.用不同的方法對(duì)鍍層進(jìn)行結(jié)合力和耐蝕性試

4、驗(yàn),結(jié)果表明其結(jié)合強(qiáng)度高,耐蝕性良好.通過(guò)對(duì)不同沉積時(shí)間的試樣進(jìn)行SEM、EDXA和X射線(xiàn)衍射分析,發(fā)現(xiàn)鎳的沉積過(guò)程是:先是鎳原子的沉積,再是P在鎳催化作用下發(fā)生Ni與P的共沉積,形成晶核,隨著溶液中的Ni、P的不斷沉積,晶核長(zhǎng)大成一個(gè)個(gè)的胞體,最后連成一片,成為排列緊密的胞狀體結(jié)構(gòu).比較不同陶瓷基體鍍鎳后的表面形貌,發(fā)現(xiàn)基體表面狀況也是影響鍍鎳層結(jié)構(gòu)的重要因素,基體粗糙度越小,鍍層的胞體結(jié)構(gòu)越小,且越致密平整.化學(xué)鍍鎳的工藝參數(shù)也對(duì)鍍