金納米粒子在非金屬化學(xué)鍍中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，新材料不斷產(chǎn)生，非金屬材料金屬化成為研究熱點(diǎn)。在材料本身性能的基礎(chǔ)上，通過金屬化技術(shù)使其具有導(dǎo)電導(dǎo)磁、耐沖擊力、抗高溫氧化及電催化等性能。由于非金屬材料不具有自催化活性，被視為難鍍基材。因此非金屬材料施鍍前需進(jìn)行嚴(yán)格的前處理，使其表面形成利于金屬原子沉積的活性點(diǎn)。納米粒子比表面積大，表面原子數(shù)多，表面原子配位不飽和性導(dǎo)致其具有大量的懸空鍵，因此有很強(qiáng)的催化活性及吸附能力，與其它納米粒子相比，金納米粒子易于制備，相對(duì)穩(wěn)定。

2、本課題將金納米粒子應(yīng)用于塑料和陶瓷化學(xué)鍍前處理活化工藝，制備性能優(yōu)異的化學(xué)鍍銅層和化學(xué)鍍鎳層。
　　 在油酸鈉保護(hù)下，用液相還原法制備金納米溶液；采用紫外-可見光譜儀和透射電子顯微鏡表征金納米粒子，結(jié)果顯示金納米粒子呈類球形，粒徑分布均勻，平均粒徑約為50nm；金納米粒子溶液濃度低，為3.3×10-4mol/L，用作活化溶液處理塑料和陶瓷基體時(shí)，可反復(fù)使用，方便經(jīng)濟(jì)。
　　 采用H2O2/H2SO4溶液對(duì)ABS塑料進(jìn)行化

3、學(xué)粗化，然后再用金納米粒子活化處理，與傳統(tǒng)鈀活化工藝相比，簡化了前處理工藝，將“粗化-敏化-活化”三步簡化為“粗化-金納米活化”兩步。以上過程均在室溫下進(jìn)行，節(jié)約了能源；同時(shí)避免了粗化步驟中Cr6+及活化步驟中貴金屬鈀的使用，環(huán)境友好。X射線光電子能譜儀(XPS)對(duì)活化后的基體進(jìn)行測試，證實(shí)金納米粒子成功吸附在ABS塑料表面。以化學(xué)鍍銅沉積速度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過正交試驗(yàn)，得出了ABS塑料化學(xué)鍍銅工藝的最佳配方及參數(shù)，沉積速度達(dá)5.027μ

4、m/h，且鍍層均勻平整，有金屬光澤。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)及X射線光電子能譜儀(XPS)分析銅鍍層的微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)及成分，結(jié)果表明鍍層致密均勻，具有晶態(tài)結(jié)構(gòu)，為銅單質(zhì)。劃痕試驗(yàn)顯示鍍層結(jié)合力優(yōu)異。以上結(jié)果表明，金納米粒子具有很強(qiáng)的催化性能，吸附在塑料基體表面形成大量活性中心，為銅原子的沉積提供成核中心。
　　 陶瓷基體通過氫氧化鈉(NaOH)堿性粗化和濃硫酸(H2SO4)/氫氟酸(HF)酸性粗化

5、，增加表面微觀粗糙度，實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍所需要的“鎖扣效應(yīng)”，為活性中心及鍍層的形成提供重要基礎(chǔ)。利用金納米溶液進(jìn)行活化，金納米粒子吸附在陶瓷表面，為化學(xué)鍍銅及鍍鎳提供沉積中心。通過單因素試驗(yàn)，控制鍍液各組分的濃度、施鍍溫度及裝載量，研究各工藝參數(shù)對(duì)化學(xué)鍍銅及鍍鎳沉積速度的影響，確定了陶瓷化學(xué)鍍的最佳工藝條件。對(duì)鍍層進(jìn)行SEM、XRD、EDS、XPS及結(jié)合力測試。與傳統(tǒng)鈀活化工藝相比，金納米活化后所得鍍層微觀形貌更加致密均勻且結(jié)合力優(yōu)異。SEM