ZrO-,2-陶瓷表面化學鍍鎳工藝及性能研究.pdf

1、ZrO<,2>是一種耐高溫、耐磨損、耐腐蝕的無機非金屬材料,目前廣泛地應用于電子陶瓷、功能陶瓷和結構陶瓷等高科技領域.化學鍍是實現(xiàn)非金屬材料表面金屬化的一種重要手段,鍍鎳后進一步擴展其用途,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用.該文用原子氫理論和電化學理論解釋了化學鍍鎳的機理,系統(tǒng)介紹了化學鍍鎳溶液的組成及各組分的作用,討論了影響化學鍍鎳溶液的穩(wěn)定性因素,在此基礎上成功地實現(xiàn)了在ZrO<,2>陶瓷表面化學鍍鎳.同

2、時,對鍍層進行了外觀、結合力和耐蝕性測試,并用SEM、EDXA、X射線衍射和XPS等測試方法對鍍層結構和成分進行了分析,結果表明:鍍層與基體結合力的好壞,關鍵是粗化處理的效果.高溫燒結后的ZrO<,2>陶瓷的化學穩(wěn)定性很高,除HF外不溶于任何酸堿,傳統(tǒng)的粗化液對它沒有粗化作用,筆者通過大量的實驗,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.在化學鍍鎳的工藝中,研究了次亞磷酸鈉和絡合劑乳酸的濃

3、度、pH值、穩(wěn)定劑和溫度等工藝參數(shù)等對沉積速度和鍍鎳層含磷量的影響,找出了合理的化學鍍鎳工藝:還原劑的濃度為25 g/l~ 30g/l,絡合劑乳酸的濃度為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>陶瓷表面的化學鍍鎳層光滑、致密、細膩、光澤度好,沒有任何針孔、麻點、起皮、卷皮等現(xiàn)象發(fā)生.用不同的方法對鍍層進行結合力和耐蝕性試

4、驗,結果表明其結合強度高,耐蝕性良好.通過對不同沉積時間的試樣進行SEM、EDXA和X射線衍射分析,發(fā)現(xiàn)鎳的沉積過程是: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,晶核長大成一個個的胞體,最后連成一片,成為排列緊密的胞狀體結構.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構的重要因素,基體粗糙度越小,鍍層的胞體結構越小,且越致密平整.化學鍍鎳的工藝參數(shù)也對鍍