云母和蒙脱土表面金属化的研究

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	云母和蒙脱土表面金属化的研究
	戴洪斌
学位类型	博士
导师	王福会
	2006-12-17
学位授予单位	中国科学院金属研究所
学位授予地点	金属研究所
学位专业	材料学
关键词	金属/无机复合粉电磁屏蔽云母蒙脱土化学镀cu 化学镀ni-p 活化偶联剂沉淀-还原离子交换
摘要	金属/无机复合粉是具有核壳结构的复合材料，这种复合粉具有金属和芯核材料的综合性能，可用于树脂基电磁屏蔽材料（涂料和塑料）、PTC热敏电阻材料和吸波材料的填料，还可用于陶瓷基和金属基复合材料的增强相。金属/无机复合粉的制备方法主要有化学镀、沉淀-还原、气相沉积和电镀等。本工作选用氟金云母和蒙脱土为芯核材料，主要采用化学镀使其表面金属化。基于云母和蒙脱土的结构特性，通过改进现非金属材料化学镀常用的前处理工艺，不需粗化和敏化处理，制备了Cu/云母，Ni-P/云母和Cu/蒙脱土复合粉。此外，还用沉淀-还原工艺，制备了Ni/云母复合粉。所得镀层具有连续，均一，致密等特点。运用扫描电镜/能谱分析仪（SEM/EDX）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等对所制备的金属/无机复合粉的结构和性能进行了表征，并探讨了化学镀的机理。本工作主要研究结果包括： 1. 用相对廉价的AgNO3取代昂贵的PdCl2做活化剂，对云母进行化学镀Cu，制备了Cu/云母复合粉。Cu镀层的晶体结构为面心立方(fcc)晶型， Cu层表面有一层约30nm厚的氧化物，氟金云母对活性阳离子 — [Ag(NH3)2]+的吸附主要通过表面静电作用；在其它工艺相同时，适当的装载量和搅拌对云母粉表面是否能包覆一层均匀致密连续的Cu镀层有重要的影响。 2. 用“一步法”硅烷偶联剂无锡前处理化学镀镍工艺，对表面含羟基的云母进行化学镀Ni-P，制备了Ni-P/云母复合粉。所用的活化剂是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）的水解产物硅醇与Pd（Ⅱ）离子反应形成的配合物。活化时，该活性剂与云母表面的羟基反应，在基体表面形成了分子自组装膜(SAM)，该分子膜通过配位键结合活性Pd（Ⅱ）离子，同时又通过共价键与基体结合，这就完成了非金属材料化学镀的前处理活化过程。在镀态时，Ni-P合金镀层是P在面心立方（fcc）Ni中的过饱和固溶体，这种固溶体是亚稳态的过饱和微晶或非晶，热处理使这种亚稳态向稳定的平衡态转变，最终的平衡相是面心立方的Ni晶体和体心四方的Ni3P化合物二相组织。Ni-P/云母复合粉的电磁性能受镀层P含量和热处理的影响，随着镀层P含量的降低及进行热处理，其导电率和磁化强度都有提高。 3. 用沉淀-还原法，即以氟金云母粉为载体，先用异相沉淀法制备Ni(OH)2/云母复合粉，再用H2还原，制备了Ni/云母复合粉。所包覆的金属Ni呈超细颗粒状，具有面心立方结构，其平均粒径为150nm。金属Ni表面有约6nm厚NiO。 4. 用离子交换法前处理工艺对蒙脱土 (Na-MMT) 进行化学镀Cu，制备了Cu/蒙脱土复合粉。活性离子— [Ag(NH3)2]+通过离子交换反应取代了蒙脱土层间和表面的Na+离子，化学镀时，活性离子被镀液中的还原剂（HCHO）还原成具有催化性能Ag，正是Ag引发了化学镀Cu自催化反应。
页数	160
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16844
专题	中国科学院金属研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	戴洪斌. 云母和蒙脱土表面金属化的研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所,2006.