碳纖維復(fù)合材料化學(xué)鍍鎳1翻譯

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1、在SiC陶瓷粉末上一個(gè)特定的化學(xué)活化預(yù)處理的化學(xué)鍍鎳摘要SiC陶瓷粉末的化學(xué)預(yù)處理通過(guò)特定的化學(xué)活化預(yù)處理和室溫超聲波輔助化學(xué)沉積方法可以導(dǎo)致碳化硅陶瓷粉末表面形成鎳層。鎳層的增長(zhǎng)機(jī)制，最初的表面形態(tài)和碳化硅粉末成分、碳化硅粉末預(yù)處理和碳化硅粉末上的鎳鍍層通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)和能量色散譜(EDS)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,均勻鎳鍍層SiC復(fù)合粉末是成功的合成，在常溫超聲波輔助化學(xué)鍍下沒(méi)有傳統(tǒng)敏感和激活步驟。鎳層單元致密均勻的分布在粉末的表面。鎳的生長(zhǎng)過(guò)程如下：反應(yīng)物的化學(xué)沉積溶液吸收表面缺陷附近的碳化硅粉和鎳的微粒通過(guò)氧化還原反應(yīng)在碳化硅粉末的表面缺陷處成核。鎳核

2、在三維方向生長(zhǎng)形成單元鎳粒子,積累形成薄膜。在鎳層薄膜的表面,鎳層通過(guò)疊加類(lèi)型生長(zhǎng)。1.介紹SiC陶瓷粉末有顯著的優(yōu)勢(shì),比如優(yōu)越硬度、耐磨性和耐蝕性使它在金屬基復(fù)合材料中成為理想的增強(qiáng)材料,如鐵,鋁，鎂基材料[1,2]。盡管碳化硅粉末是共價(jià)鍵的陶瓷制品且具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),在碳化硅粉末或金屬?gòu)?fù)合材料（例如鋁，鐵，鈦和鎂）的準(zhǔn)備過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)容易發(fā)生在SiC金屬表面使復(fù)合材料的性能惡化。因此,碳化硅粉末金屬表面改性通常是用來(lái)控制界面反應(yīng)和提高界面結(jié)合力(4、5)。金屬包覆碳化硅粉末一般通過(guò)以下過(guò)程產(chǎn)生：機(jī)械混合、高能球磨、自蔓延高溫合成、反應(yīng),和化學(xué)鍍等。在這些方法中,化學(xué)鍍[6、

3、7]是一種最高效的生產(chǎn)金屬包覆碳化硅粉末。一些工作已經(jīng)通過(guò)活化催化處理的化學(xué)鍍完成了對(duì)銅鍍層SiC復(fù)合粉末[8],Ni鍍層SiC復(fù)合粉末[9]和Co鍍層SiC復(fù)合粉末[10]的制備工作。SiC和其他的陶瓷粉末由于表面催化活性差需要在化學(xué)鍍前預(yù)處理。目前,最受歡迎的是貴金屬催化活化預(yù)處理技術(shù)，這些主要涉及Pd,Sn,和Ag的敏化和活化，一步法和鈀的膠體活化方法。盡管上述激活過(guò)程已經(jīng)成熟的,目前用于生產(chǎn),且在化學(xué)鍍行業(yè)起著重要的作用,但它們涉及的鈀和其他一些成分的貴金屬的利用，再某種程度上使流程變得復(fù)雜。因此,研究替代貴金屬有著廣闊的前景。幾項(xiàng)關(guān)于替代貴金屬活化過(guò)程的研究和報(bào)告是可取

4、的。Ni鍍層氧化鋁粉末的預(yù)處理是一個(gè)例子,其中包括一定量的硝酸鎳添加到蒸餾水然后在干燥與電鍍之前與5g氧化鋁混合。這種預(yù)處理的目的是在微粒表面形成一層氧化鎳層。引入氣相沉積、離子注入，激光輻射、超聲波等先進(jìn)設(shè)備來(lái)探索新的激活流程(15-17)。本論文介紹了用一種特殊的化學(xué)活化預(yù)處理的方法對(duì)碳化硅陶瓷粉末進(jìn)行化學(xué)鍍，這可能誘發(fā)碳化硅粉末的表面缺陷并造成在室溫超聲波輔助化學(xué)鍍下，金屬鎳在粉末表面生長(zhǎng)。本研究討論預(yù)處理過(guò)程和鎳層增長(zhǎng)機(jī)制(表1)。表1化學(xué)鍍鎳槽的成分化學(xué)成分分子式濃度/(g/L)硫酸鎳NiSO4·6H2O25–30次磷酸鈉NaH2PO2·H2O23–40檸檬酸鈉Na3C

5、6H5O7·2H2O46–63硼酸H3BO326–422.實(shí)驗(yàn)步驟室溫超聲波輔助化學(xué)鍍方法被用來(lái)制備鎳涂層SiC復(fù)合粉末。在最初的階段,研究小組采用了一定數(shù)量的氫氟酸(40%)、硝酸(65%)和氟化銨(NH4F)的水溶液組成的活化預(yù)處理;鎳涂層成功的鍍覆在WC表面[18]。在SiC陶瓷粉末電鍍前,研究小組采用了成分為氫氟酸溶液(40%)、硝酸(65%)和苯并三唑的一定數(shù)量的水溶液用來(lái)活化預(yù)處理。制備(1升溶液)是用于0.5g苯并三唑在0.5L去離子水中溶解,之后是混合著20毫升30毫升氫氟酸和60毫升至70毫升硝酸。然后補(bǔ)充1L電離水。活化預(yù)處理如下所示。陶瓷粉末被安置在室溫下活

6、化液中然后在超聲波下增強(qiáng)20-30分鐘。超聲波的影響如下:一方面,粉末化學(xué)鍍鎳可以在室溫下進(jìn)行。另一方面,超聲波可以加速化學(xué)鍍反應(yīng)。靜態(tài)沉降后,活化液分離然后用離子水清潔鍍粉三次。從室溫超聲波輔助化學(xué)鍍獲得的電鍍液如圖1所示。氫氧化鈉被用來(lái)調(diào)整鍍液的pH值到10至11且使超聲波輔助沉積在正常溫度達(dá)到50分鐘至60分鐘?；瘜W(xué)鍍后,離子水用來(lái)清洗粉末。然后,干燥粉末。本研究包括預(yù)處理前后通過(guò)日立SU8020高分辨率場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡和頻譜分析器來(lái)觀察和分析碳化硅陶瓷粉末的形態(tài)和成分。研究還探討了在化學(xué)鍍鎳下鎳在碳化硅粉末成核和成長(zhǎng)過(guò)程。圖1最初的碳化硅粉末表面形態(tài)(a)低倍鏡下放大

7、圖;(b)高倍鏡下放大圖。圖2活化預(yù)處理后的碳化硅粉末表面形態(tài)(a)低倍鏡下放大圖;(b)高倍鏡下放大圖3.結(jié)果與討論圖1展示了原始SiC陶瓷粉末的SEM形貌。圖1表明,在預(yù)處理前SiC陶瓷粉末的表面上沒(méi)有進(jìn)行獨(dú)特的步驟而且粉末主要是多邊形粒子。基于大功率SEM，圖1(a)和(b)表明粉末有光滑的機(jī)械表面形態(tài)。圖2展示了碳化硅陶瓷粉末預(yù)處理后的SEM形貌。圖2(a)表明了預(yù)處理后該粉末保持他們的多邊形形狀,和原始粒子的機(jī)械性表面更少。圖2(a)也說(shuō)明粉末表面腐蝕和折疊(所示于圖2