电沉积铜-纳米石墨复合材料及其性能的研究-论文.pdf

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1、孙凤梅等电沉积铜一纳米石墨复合材料及其性能的研究电沉积铜一纳米石墨复合材料及其性能的研究孙凤梅，张旭海，徐随春(1．南京信息职业技术学院微电子学院，南京210046；2．东南大学材料科学与工程学院，南京2l1102)[摘要]在酸性硫酸铜镀液中，采用复合电沉积技术制备了铜一纳米石墨复合材料。观察了复合镀层的微观形貌，测试了复合镀层的硬度和摩擦磨损性能。研究发现：纳米石墨的添加量为7～10g／L时，镀层具有优良的摩擦磨损性能，且镀层的制备成本较低。[关键词]复合电沉积；铜一纳米石墨；微观形貌；摩擦磨损[中图分类号]TQ153．1[文献标识码]A[文章编号]1

2、ooi一3660(2012)05—0034—04PreparationofCopperNano‘graphiteCompositesbyElectr0depOsiti0nandStudyonTheirPropertiesSUNFeng—mei，ZHANGXu—hai，XUSui—chun(1．DepartmentofMicro—electronicsEngineering，NanjingCollegeofInformationTechnology，Nanjing210046，China；2．SchoolofMaterialScienceandEngine

3、ering，SoutheastUniversity，Nanjing211102，China)[Abstract]Coppernano—graphitecompositematerialswerepreparedbye1ectrodepositioninanacidiccoppersulfatesolution．Morphologyofthesurfacecoatingwasobserved．Thehardnessandfrictionandwearpropertiesweretested．Experimentalresultsshowthatthecom

4、positematerialshavegoodfrictionandwearpropertiesandthecostsarelowerwhentheadditionofnano—graphiteis7～10g／L_[-Keywords]compositeelectrodeposition；coppernano—graphite；morphology；frictionandwear铜一石墨复合材料具有良好的导电性、导热性、自润滑性、耐磨性，且无污染，在氧化性气氛和非氧化性1实验气氛中的使用温度分别可达370℃和925℃，已应用于缝制机械、制药机械和食品机械

5、工业中的摩擦零件1．1制备方法的制造。近年来，有关铜一石墨复合材料的研究较镀液预分散_8]：先将纳米石墨粉(颗粒粒径<8o多]，其主要制备方法是粉末冶金[2-3]，但该方法需nm，南京冠业化工有限公司提供)用少量去离子水润要昂贵的设备，并存在微粒分布不均匀、孔隙率大等缺湿，并用KQ^250B型超声震荡机震荡10min，然后加点。电沉积方法已用于制备复合材料，该方法所需设入表面活性剂，用超声波分散30min，再将该纳米微备简单，便于操作。不过，国内关于用电沉积方法制备粒混合液加入镀液中，继续用超声波搅拌60min。铜一石墨复合材料的报道并不多见，且其复合镀

6、液中所镀液配方如下：硫酸铜8Og／L，硫酸60g／L，十二添加的固体颗粒通常为微米级石墨粉l6]。众所周烷基硫酸钠0．1g／L，OP乳化剂2mL／L，纳米石墨粉知，纳米颗粒往往具有比普通颗粒更加优良的物理性添加量分别为1，4，7，10，2O，30g／L。复合电沉积采能，纳米石墨粉的润滑性能、导电性能、吸附性能等均用wYK一1502型直流稳压稳流电源，阳极为磷铜板，非常优异，而查阅国内文献，没有发现有关添加纳米石阴极为铜板，工艺条件如下：阴极电流密度(J)2～3墨粉制备铜基复合材料的报道。基于此，文中通过添A／dm，镀液温度3O℃，电动搅拌500r／min

7、，电沉积加纳米石墨粉，电沉积制备铜一纳米石墨复合材料，并时间3Omin。所得样品根据石墨粉添加量由小到大，对该镀层的微观结构、摩擦性能等进行研究。依次记为2—7。为作比较，同时制备了未添加石墨粉的样品，记为1。[收稿日期]2012—05—02_[修回日期]2012—07～13[基金项目]江苏省摩擦学重点实验室开放基金(kjsmcxl003)[作者简介]孙凤梅(1980一)，女，山东人，硕士，讲师，主要研究方向为表面处理。[3]陈岁元，刘义杰，梁京，等．高石墨铜基复合自润滑材料的L“元素质量分数原子数分数／％lurJ)I组织结构与性能I-J]．东北大学学报

8、(自然科学版)，2010，CK14．6747．632llOOO628CuK4O8