超聲流動(dòng)鍍銅制備銅包石墨粉的研究.pdf

1、銅包石墨粉是一種新型的多相復(fù)合的粉末冶金材料,它性能獨(dú)特,已廣泛應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)、機(jī)械制造、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域。銅包石墨粉的制備方法主要有化學(xué)鍍法和電沉積法?；瘜W(xué)鍍銅法運(yùn)用比較廣泛,但石墨前處理工藝復(fù)雜,鍍液不穩(wěn)定,鍍液成分復(fù)雜且制備成本高。電鍍有很多化學(xué)鍍不可比擬的優(yōu)點(diǎn),如沉積速度快、鍍液穩(wěn)定性好、成本低廉等。因此,電沉積制備銅包石墨復(fù)合粉體是一種清潔、環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù),符合可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略的要求。
　　 本文通過(guò)設(shè)計(jì)一種超聲流動(dòng)鍍銅

2、裝置,解決了傳統(tǒng)的石墨粉電鍍裝置存在的電流效率低下、鍍液中顆粒團(tuán)聚、陰極表面結(jié)塊等問(wèn)題。
　　 試驗(yàn)采用微米級(jí)鱗片石墨為原料,利用自行設(shè)計(jì)的電鍍裝置進(jìn)行超聲流動(dòng)電沉積,制備出電鍍銅包石墨復(fù)合粉體。研究結(jié)果表明:
　　 1.電沉積制備銅包石墨粉體的最佳鍍液配方和工藝參數(shù)為:CuSO425g·dm-3,CH3COOH10 cm3·dm-3,濃H2SO410 cm3·dm-3,NaH2PO2·H2O10 g·dm-3,十二烷基

3、苯磺酸鈉100 mg·dm-3,石墨粉15 g·dm-3,陰極電流密度30 A·dm-2,超聲頻率20 kHz,鍍液溫度60℃,電解液的流速12 dm3·min-1。
　　 2.次亞磷酸鈉加入到電鍍液中,能夠減小電沉積的極化阻力,使石墨表面形成更多、更密的銅晶核,優(yōu)化了銅包石墨粉的鍍層結(jié)構(gòu),使銅鍍層更加致密、均勻。
　　 3.20 kHz超聲能使石墨顆粒均勻的分散在鍍液中,有效防止了銅包石墨粉與銅在陰極表面共沉積所引起的

4、結(jié)塊現(xiàn)象,同時(shí)超聲空化射流形成了對(duì)溶液的強(qiáng)烈攪拌作用,降低濃差極化。
　　 4.以銅包石墨粉為原料制備的電刷樣品中,形成了連續(xù)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使其擁有更低的電阻率和更好的耐磨損性能；增強(qiáng)了銅、石墨間的界面結(jié)合力,降低了材料的孔隙度,提高了材料的抗彎強(qiáng)度。
　　 5.與傳統(tǒng)的電沉積裝置及工藝相比,運(yùn)用超聲流動(dòng)電沉積技術(shù)生產(chǎn)銅包石墨粉大大縮短了工藝流程,提高了電流效率,節(jié)約了將近30％生產(chǎn)成本,使電沉積技術(shù)制備復(fù)合粉體的大規(guī)