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最新品类碳材细微管装置混合电镀

放大字体  缩小字体发布日期:2013-02-21  浏览次数:639
核心提示:试验方法配制镀液体系:镀液体系的选择对复合镀层的质量有着重要影响。

试验方法配制镀液体系:镀液体系的选择对复合镀层的质量有着重要影响。复合镀层必须表面光亮平整,而碳纳米管及碳纳米纤维则必须在基体中均匀分散、结合良好。这就要求镀液的主盐、光亮剂及分散剂具有合理的配比,既能使碳纳米管及碳纳米纤维稳定地溶解于镀液之中,并且能得到表面光亮平整复合镀层。如所示,对8种不同配方的Ag镀液进行比较。每种Ag镀液取2份,分别添加6g/LVGCF(碳纳米纤维)或4g/LL.

样品观察与分析:对碳纳米管及碳纳米纤维在不同镀液中的分散状态,及在不同镀液中制备的样品的表观质量进行系统比较,筛选出最优化的镀液成分。利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对在经过优化选择后的样品进行观察分析。

结果与讨论镀液体系的选择对碳纳米管及碳纳米纤维在不同镀液中的分散状况和添加增强相物质后不同镀液的电镀质量进行比较。通过比较发现,在所配制的8种镀液体系中,较高的主盐及复合光亮剂含量(No.1,No.2)有利于提高镀层的表观质量,但不利于碳纳米管及碳纳米纤维在镀液中的分散;较低的盐及复合光亮剂含量(No.4)不利于提高镀层的表观质量,但有利于碳纳米管及碳纳米纤维在镀液中的分散。此外,分散剂虽然能有助于碳纳米管及碳纳米纤维在镀液中的分散(No.6No.8),但过量地添加会导致镀层的表观质量变差。在8种镀液体系中No.3(50g/L氰化银钾;250mL/L恩森SilverJS-2;2mL/L聚丙烯酸;0.5g/L十二烷基磺酸钠)可以在保证镀层表观质量良好的前提下,实现碳纳米管(4g/LL.MWNTS-60100)及碳纳米纤维(6g/LVGCF)在镀液中的均匀稳定。因此,选择No.3镀液体系配合超声振荡制备的样品,利用SEM及TEM进行观察分析。

不同镀液体系的效果比较NoVGCF在镀液中的分散状况添加VGCF后镀液的电镀质量L.MWNTS-60100在镀液中的分散状况添加LMWNTS-60100后镀液的电镀质量1不均匀,不稳定光亮平整不均匀,不稳定光亮平整2不均匀,不稳定光亮平整不均匀,不稳定光亮平整3均匀稳定光亮平整均匀稳定光亮平整4均匀稳定不光亮平整均匀稳定不光亮平整5不均匀,不稳定不光亮平整不均匀,不稳定不光亮平整6均匀稳定不光亮平整均匀稳定不光亮平整7均匀稳定不光亮平整均匀稳定不光亮平整8均匀稳定不光亮平整均匀稳定不光亮平整对复合镀层VGCF进行拉伸变形,使之产生裂纹。b为复合电镀层VGCF拉伸裂纹处的SEM照片。VGCF被深深埋入Ag基体,并牢固地被基体所包覆,它在裂纹两端能形成桥联,有效承受载荷,限制裂纹的进一步扩展,在拉伸过程中对复合电镀层起到强化作用。

复合电镀过程中,Ag晶粒是从镀液中还原,重新生长而成,因此,当Ag在晶体或有序结构表面沉积时,存在外延生长的可能性,从而形成有效的界面结合。对VGCF与Ag基体的结合状态进一步进行分析。VGCF表面光滑,每根VGCF表面没有明显的粗度变化,其根部机械镶嵌在Ag基体之中。VGCF是在电镀过程中,随着银晶粒的沉积,逐渐被机械埋覆在Ag基体之中的,它与Ag基体并未形成有效的界面结合。Ag不能在VGCF表面外延生长,形成有效的界面结合,这是因为VGCF作为碳纳米纤维表面沉积着一层热解碳,这层非晶热解碳阻断了Ag与VGCF内部碳纳米管内核可能的界面结合。

结语1)通过优化镀液体系,超声振荡辅助复合电镀实现了碳纳米管及碳纳米纤维在复合电镀层中的均匀分散,解决它们常见的团聚问题,并且使它们弥散分布于Ag基体之中。

2)以碳纳米管及碳纳米纤维为增强相物质的Ag基复合电镀层,增强相物质均被深深埋入Ag基体,并牢固地被基体所包覆,其中,Ag能在碳纳米管表面外延生长。形成有效的界面结合,获得比普通机械镶嵌更好的结合效果。

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