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場發(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。鎳的生長過程如下：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氧

2、化還原反應(yīng)在碳化硅粉末的表面缺陷處成核。鎳核在三維方向生長形成單元鎳粒子,積累形成薄膜。在鎳層薄膜的表面,鎳層通過疊加類型生長。1.介紹SiC陶瓷粉末有顯著的優(yōu)勢,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復(fù)合材料（例如鋁，鐵，鈦和鎂）的準(zhǔn)備過程中化學(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以下過

3、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、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)通過活化催化處理的化學(xué)鍍完成了對銅鍍層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

4、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程的研究和報(bào)告是可取的。Ni鍍層氧化鋁粉末的預(yù)處理是一個例子,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。本研究討論

5、預(yù)處理過程和鎳層增長機(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Na3C6H5O7·2H2O46–63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

6、一定數(shù)量的水溶液用來活化預(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?；?/p>

7、學(xué)鍍后,離子水用來清洗粉末。然后,干燥粉末。本研究包括預(yù)處理前后通過日立SU8020高分辨率場發(fā)射掃描電子顯微鏡和頻譜分析器來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過程。圖1最初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。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(

8、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)也說明粉末表面腐蝕和折疊(所示于圖2