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1、第54卷第4期有色金属Vol154,No142002年11月NONFERROUSMETALSNovember2002泡沫铜制备工艺研究罗远辉(北京有色金属研究总院,北京100088)摘要:研究泡沫铜制备工艺并确定最佳工艺条件。结果表明,强氧化粗化、三配合体系化学镀、适宜电流密度和总添加剂浓度电镀、合适的热处理温度与气氛是泡沫铜材料质量和使用性能的保障。影响因素从强到弱的顺序为:氢还原退火温度、电流2+密度、添加剂总浓度、Cu浓度(CuSO4浓度)和电镀液pH值。制得了合格样品。关键词:泡沫铜;化学镀;电镀;热处理+
2、+中图分类号:TG146116;TB383;TQ153114文献标识码:A文章编号:1001-0211(2002)04-0017-0420世纪50～60年代,采用铸锭冶金(I/M)和粉变得亲水,然后进行敏化和活化处理。经活化处理[1]末冶金(P/M)方法制取多孔或泡沫金属材料,以后的泡沫塑料片表面吸附了钯微晶,具有催化活性,节省金属或应用于特殊场合。用这些方法所制得的置于化学镀铜液中进行化学镀铜,化学镀铜层厚约多孔或泡沫金属材料孔隙率低、韧性差,工艺复杂,210～510μm,化学镀铜反应为:2++成本高。20世纪8
3、0年代以来,采用湿法冶金和电Cu+H2O+HCHOvCu+HCOOH+2H化学方法生产泡沫金属材料的工艺趋于成孰,较有化学镀铜后的泡沫塑料片具有导电性,置于电代表性的就是泡沫镍,泡沫镍主要用于制备氢镍和镀槽中进行电镀,电镀反应为铜阳极的溶解和铜在镉镍电池的负极材料[2-3]。采用这种技术生产泡阴极的析出:2+沫金属的优点在于:成本低,工艺流程简单,过程易阴极Cu+2evCu2+于控制,特别是能够制造出高孔隙率、高强度和韧性阳极Cu-2evCu好的泡沫金属材料[3]。根据所需要的面密度确定电流密度和电镀时随着材料和电
4、子工业的发展,对金属材料提出间。电镀后洗净,烘干,经液化石油气明火灼烧,使了更高的要求,如:要求孔隙率控制在95%～98%基体分解,然后放入氢还原退火炉中进行热处理。之间或更高;要求纤维连续,断裂少,网孔连续均匀;2试验结果与讨论要求导电性接近纯金属;韧性要求多次卷绕而不断[4]211预处理裂等。而要满足这些要求,只能从制造工艺入预处理过程为:泡沫塑料→氧化粗化→清洗→手,提高产品质量和性能指标。还原→敏化→活化。传统工艺是采用CrO3+H2SO4泡沫铜的制备成本比泡沫镍低,导电性能更好,溶液直接粗化,研究中采用强
5、氧化粗化法(KMnO2可用于制备电池负极(载体)材料、催化剂载体和电[5]氧化-C2H2O4还原)。表1显示了两种方法在处理磁屏蔽材料。通过试验确定泡沫铜制备工艺流效果上的区别。CrO3粗化工艺耗时长,溶液成分浓程,对主要工艺技术环节进行深入研究,结合对有关度变化不易确定,而强氧化粗化溶液稳定,成分变化影响因素的分析,确定合理的制备工艺条件。易于掌握,粗化结果令人满意。1实验方法表1传统CrO3粗化与强氧化粗化工艺的区别泡沫铜制备工艺流程主要包括4个环节:聚氨Table1Distinguishofintensifi
6、edandconventional酯泡沫塑料预处理→化学镀→电镀→热处理。coarsenizationtechnology软质聚醚型或聚酯型聚氨酯泡沫塑料片被切成1cm2面积闭孔数,厚度均为115mm工艺名称厚110～210mm的薄片,先经粗化液处理,使其表面粗化前粗化后传统CrO3粗化工艺94收稿日期:2001-12-07强氧化粗化工艺90作者简介:罗远辉(1968-),男,河南罗山县人,高级工程师,硕士注:浸水后用显微镜可观察到闭孔。81有色金属第54卷敏化液为SnCl2+HCl体系,活化液为PdCl2+HCl
7、体系,这与一般工业上所用的化学镀铜没有大的区别。212化学镀铜这是全流程中的关键,只有化学镀合格的基片,才能进行后续加工。合适的镀层厚度为2～10μm。化学镀铜液的主要要求是:多次使用溶液不分解,不产生铜粉;镀层均匀,光亮;镀层与纤维结合紧密,不脱落。图1抗拉强度随电流密度的变化表2几种不同化学镀体系的比较Fig11InfluenceofcurrentdensityTable2Comparisonofsomeelectroless2platingsystemontensilestrength镀层厚度连续使用20次体
8、系配合剂(5min)/μm产生铜粉量/g单配合体系酒石酸钾钠61501067酒石酸钾钠+51801044棕檬酸双配合体系酒石酸钾钠+51201025EDTA酒石酸钾钠+三配合体系41801007EDTA+棕檬酸试验结果表明,三配合体系化学镀液最为稳定。化学镀铜过程中容易产生铜粉,较为有效的解决方法是按比例加入适当的配合剂,增强溶液的稳定性,图2孔隙率随电流密
