本文關(guān)鍵詞：金剛石化學(xué)鍍鎳工藝研究及電化學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《鄭州大學(xué)》 2014年

金剛石化學(xué)鍍鎳工藝研究及電化學(xué)分析

黃世玲  

【摘要】：金剛石粉體具硬度高、熱導(dǎo)率高、密度低、熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體相匹配等優(yōu)點，已經(jīng)成為新一代電子封裝行業(yè)中重點研發(fā)的材料之一。然而金剛石與基體潤濕性較差，表面能較高，結(jié)合力較弱，嚴(yán)重影響了金剛石在封裝行業(yè)中的廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外研究者長期以來一直千方百計地采用各種手段對金剛石進(jìn)行表面處理，以提高其與基體之間潤濕性。表面處理行業(yè)中化學(xué)鍍技術(shù)所占的地位在不斷地提高，其在電子、機(jī)械、航空航天等各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，化學(xué)鍍也叫無電解鍍或自催化鍍，其實質(zhì)是一個氧化還原反應(yīng)。本文主要介紹了用化學(xué)鍍鎳的方法對金剛石表面進(jìn)行改性和不同工藝及參數(shù)對化學(xué)鍍鎳的影響。并用電化學(xué)方法研究了這些參數(shù)對陽極極化曲線的影響。 本研究所使用的金剛石粉體粒徑規(guī)格約為10um，首先要對金剛石粉體進(jìn)行預(yù)處理，活化敏化是預(yù)處理的關(guān)鍵，本實驗采用的是活化敏化(膠體鈀)一步法，然后通過正交實驗得出化學(xué)鍍鎳液的最佳配方為：NiSO4·6H2O25g/l，次亞磷酸鈉30g/l，乳酸15ml/L，乙酸鈉15g/l，硫脲20mg/l，溫度為85oC，pH值為5.5。 化學(xué)鍍的影響因素有pH值，溫度，裝載量，主鹽含量，次亞磷酸鈉含量，絡(luò)合劑含量和穩(wěn)定劑含量等。本文著重研究了次亞磷酸鈉含量，硫脲含量，pH值，溫度變化對反應(yīng)時間，增重比和鍍層形貌的影響規(guī)律。 通過研究，本文得到的主要結(jié)論有： (1)化學(xué)鍍鎳過程可以分為三個階段，反應(yīng)初期(形核孕育期)、反應(yīng)中期(形核期)和反應(yīng)后期，整個反應(yīng)過程中，溫度越高，反應(yīng)速率越快，90℃時的增重比是70℃的時候的4倍。 (2)當(dāng)穩(wěn)定劑硫脲在20mg/l時能有效抑制金屬沉積速率，使鎳鍍層表面的鎳泡減少。 (3)次亞磷酸鈉濃度的增加，以及溫度和pH值的升高，都能縮短反應(yīng)時間，提高金剛石增重比。 (4)金剛石鍍鎳層的表面形貌受次亞磷酸鈉濃度及pH值的影響較大。次亞磷酸鈉濃度為20g/l時，鍍鎳層出現(xiàn)明顯的漏鍍現(xiàn)象；次亞磷酸鈉濃度為30g/l時，，鎳層質(zhì)量較好；濃度為35g/l時，金剛石鍍鎳層表面有大量的鎳堆積，而且溶液中有游離的鎳出現(xiàn)。當(dāng)pH值為4時，鍍鎳層較薄而且有漏鍍現(xiàn)象；pH值為6.5時，出現(xiàn)游離鎳現(xiàn)象，表層有多余的鎳沉積；pH值為5.5時，鍍層包覆完整致密均勻。 (5)鍍覆時間對鍍層厚度的影響也很明顯，鍍覆5分鐘時，鍍層較薄，不能對金剛石完整包覆；時間超過30分鐘時，鍍層較厚，而且表層有鎳泡產(chǎn)生。因此選擇最佳的施鍍時間為15~25分鐘之間。 (6)預(yù)處理、攪拌速率、裝載量以及雜質(zhì)對金剛石化學(xué)鍍鎳也有一定的的影響。 (7)次亞磷酸鈉陽極極化曲線的測定中，隨著pH值和溫度的升高，陽極極化曲線峰電流密度增大，說明較高的pH值和溫度增強(qiáng)了次亞磷酸鈉的還原能力；隨著次亞磷酸鈉濃度的增加，峰電位右移，峰電流密度增大，說明次亞磷酸鈉濃度越高，還原能力越強(qiáng)；加入適量的硫脲后，陽極極化曲線峰電流密度降低，說明硫脲對鍍液起穩(wěn)定的作用。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ163;TB306
【目錄】：

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