一种碳化硼颗粒的表面镀铜方法技术

本发明专利技术涉及一种碳化硼颗粒的表面镀铜方法，是针对碳化硼颗粒表面断裂韧性低、烧结温度高、抗氧化性差、与金属界面复合润湿性差的情况，通过对碳化硼颗粒酸洗净化、碱洗净化、粗化处理、敏化处理、活化处理、化学镀铜，使碳化硼颗粒表面均匀镀有铜层，碳化硼颗粒直径≤40μm，颗粒表面铜层厚度达100nm，提高了碳化硼颗粒表面的润湿性和匹配性能，此镀铜方法工艺先进，数据准确翔实，所镀颗粒覆层厚度均匀牢固，扩展了碳化硼颗粒的应用范围，是十分理想的碳化硼颗粒的表面镀铜方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碳化硼颗粒的表面镀铜方法，属陶瓷材料的表面处理及应用的

技术介绍
碳化硼颗粒是一种具有优良性能的陶瓷材料，具有高熔点、高硬度、高模量、密度小、耐磨性好、耐酸碱性强及中子吸收性能,由于碳化硼中存在大量硼同位素，同位素具有较大的中子吸收截面，使碳化硼可吸收大量的中子而不会形成放射性同位素，可用作核发电厂的中子吸收剂，中子吸收剂的主要作用是控制核分裂速率。碳化硼也存在缺陷，例如断裂韧性低、烧结温度高、抗氧化能力差，限制了其在工业上的应用；有色金属具有优良的导电、导热性能及延展性，易于加工，如果将碳化硼与铝进行复合，制成铝基碳化硼复合材料，可扩展碳化硼的应用范围。但是，碳化硼与铝的复合润湿性较差，当加工温度过高时，会与铝发生反应生成有害物质，反而会降低力学性能和机械性能，如果在碳化硼表面镀铜，使碳化硼表面实现金属化，就可提高碳化硼与铝基体的结合强度。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的是针对
技术介绍
的不足，针对碳化硼与金属间界面润湿性差、结合强度低的弊端，通过对碳化硼颗粒的微波活化、表面敏化，使碳化硼颗粒表面获得催化活性，用化学镀的方法在碳化硼颗粒表面进行镀铜，以提高碳化硼颗粒与金属的界面结合强度，扩大碳化硼的应用范围。技术方案本专利技术使用的化学物质材料为：碳化硼、硫酸、过硫酸铵、氯化亚锡、盐酸、硝酸银、氨水、碳酸钠、酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸钠、硫酸铜、氢氧化钠、甲醛、亚铁氰化钾、硼酸、去离子水、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位制备方法如下：(1)配制溶液①配制硫酸水溶液量取硫酸10mL±0.01mL、去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成1.8mol/L的硫酸水溶液；②配制氢氧化钠水溶液称取氢氧化钠20g±0.01g，量取去离子水200mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成2.5mol/L的氢氧化钠水溶液；③配制过硫酸铵水溶液称取过硫酸铵20g±0.01g，量取去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.88mol/L的过硫酸铵水溶液；④配制盐酸水溶液量取盐酸5mL±0.01mL、去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成1.6mol/L的盐酸水溶液；⑤配制硝酸银水溶液称取硝酸银1g±0.01g，量取去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.06mol/L的硝酸银水溶液；⑥配制硫酸铜水溶液称取硫酸铜1g±0.01g，量取去离子水50mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.01mol/L的硫酸铜水溶液⑦配制碳酸钠水溶液称取碳酸钠1g±0.01g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.94mol/L的碳酸钠水溶液⑧配制酒石酸钾钠水溶液称取酒石酸钾钠2g±0.01g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.95mol/L的酒石酸钾钠水溶液；⑨配制乙二胺四乙酸钠水溶液称取乙二胺四乙酸钠2.5g±0.01g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.67mol/L的乙二胺四乙酸钠水溶液；⑩配制亚铁氰化钾水溶液称取亚铁氰化钾0.015g±0.001g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合搅拌5min，成0.004mol/L的亚铁氰化钾水溶液；(2)预处理碳化硼粉①将碳化硼粉6g±0.01g加入烧杯中，加入去离子水200mL，然后将烧杯置于超声波分散仪中，进行超声分散清洗，超声波频率28KHZ，超声分散时间10min；②抽滤，将超声分散清洗后的混合液，置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；③真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；(3)酸洗净化处理碳化硼粉①将清洗干燥后的碳化硼粉置于烧杯中，加入硫酸水溶液100mL，浸泡5min；②抽滤，将浸泡碳化硼粉的硫酸水溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去酸洗液；③去离子水清洗、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水200mL，搅拌洗涤5min，然后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；④真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；(4)碱洗净化处理碳化硼粉①将酸洗后的碳化硼粉末置于烧杯中，加入氢氧化钠水溶液100mL，浸泡5min；②抽滤，将浸泡碳化硼粉的氢氧化钠水溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去碱洗液；③去离子水清洗、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水200mL，搅拌洗涤5min，然后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；④真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；(5)粗化处理碳化硼粉①配制粗化液，将过硫酸铵水溶液100mL、硫酸10mL加入烧杯中，搅拌5min，成粗化液；将碳化硼粉加入盛有粗化液的烧杯中，进行浸泡，然后将烧杯置于超声分散仪中进行超声分散，超声波频率28KHZ，超声分散时间15min；③抽滤，将超声分散后的粗化液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去粗化液；④去离子水清洗、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水200mL，搅拌清洗5min；然后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；⑤真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；(6)敏化处理碳化硼粉①配制敏化液，量取盐酸水溶液100mL±0.01mL，称取氯化亚锡2g±0.01g，加入烧杯中，搅拌5min，成敏化液；②将粗化处理后的碳化硼粉置于烧杯中，加入敏化液100mL±0.01mL，搅拌5min；③抽滤，将敏化液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去敏化液；④去离子水清洗、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水100mL，搅拌清洗5min；清洗后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；⑤真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度50℃，真空度10Pa，干燥时间15min；(7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硼颗粒的表面镀铜方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：碳化硼、硫酸、过硫酸铵、氯化亚锡、盐酸、硝酸银、氨水、碳酸钠、酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸钠、硫酸铜、氢氧化钠、甲醛、亚铁氰化钾、硼酸、去离子水、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位制备方法如下：(2)配制溶液①配制硫酸水溶液量取硫酸10mL±0.01mL、去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成1.8mol/L的硫酸水溶液；②配制氢氧化钠水溶液称取氢氧化钠20g±0.01g，量取去离子水200mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成2.5mol/L的氢氧化钠水溶液；③配制过硫酸铵水溶液称取过硫酸铵20g±0.01g，量取去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.88mol/L的过硫酸铵水溶液；④配制盐酸水溶液量取盐酸5mL±0.01mL、去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成1.6mol/L的盐酸水溶液；⑤配制硝酸银水溶液称取硝酸银1g±0.01g，量取去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.06mol/L的硝酸银水溶液；⑥配制硫酸铜水溶液称取硫酸铜1g±0.01g，量取去离子水50mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.01mol/L的硫酸铜水溶液⑦配制碳酸钠水溶液称取碳酸钠1g±0.01g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.94mol/L的碳酸钠水溶液⑧配制酒石酸钾钠水溶液称取酒石酸钾钠2g±0.01g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.95mol/L的酒石酸钾钠水溶液；⑨配制乙二胺四乙酸钠水溶液称取乙二胺四乙酸钠2.5g±0.01g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，成0.67mol/L的乙二胺四乙酸钠水溶液；⑩配制亚铁氰化钾水溶液称取亚铁氰化钾0.015g±0.001g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合搅拌5min，成0.004mol/L的亚铁氰化钾水溶液；(2)预处理碳化硼粉①将碳化硼粉6g±0.01g加入烧杯中，加入去离子水200mL，然后将烧杯置于超声波分散仪中，进行超声分散清洗，超声波频率28KHZ，超声分散时间10min；②抽滤，将超声分散清洗后的混合液，置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；③真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；(3)酸洗净化处理碳化硼粉①将清洗干燥后的碳化硼粉置于烧杯中，加入硫酸水溶液100mL，浸泡5min；②抽滤，将浸泡碳化硼粉的硫酸水溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去酸洗液；③去离子水清洗、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水200mL，搅拌洗涤5min，然后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；④真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；(4)碱洗净化处理碳化硼粉①将酸洗后的碳化硼粉末置于烧杯中，加入氢氧化钠水溶液100mL，浸泡5min；②抽滤，将浸泡碳化硼粉的氢氧化钠水溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去碱洗液；③去离子水清洗、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水200mL，搅拌洗涤5min，然后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；④真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；(5)粗化处理碳化硼粉①配制粗化液，将过硫酸铵水溶液100mL、硫酸10mL加入烧杯中，搅拌5min，成粗化液；将碳化硼粉加入盛有粗化液的烧杯中，进行浸泡，然后将烧杯置于超声分散仪中进行超声分散，超声波频率28KHZ，超声分散时间15min；③抽滤，将超声分散后的粗化液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去粗化液；④去离子水清洗、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水200mL，搅拌清洗5min；然后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；⑤真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；(6)敏化处理碳化硼粉①配制敏化液，量取盐酸水溶液100mL±0.01mL，称取氯化亚锡2g±0.01g，加入烧杯中，搅拌5min，成敏化液；②将粗化处理后的碳化硼粉置于烧杯中，加入敏化液100mL±0.01mL，搅拌5min；③抽滤，将敏化液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去敏化液；④去离子水清洗、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水100mL，搅拌清洗5min；清洗后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；⑤真空干燥，将滤饼置于石英...

【技术特征摘要】
1.一种碳化硼颗粒的表面镀铜方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：
碳化硼、硫酸、过硫酸铵、氯化亚锡、盐酸、硝酸银、氨水、碳酸钠、酒石酸
钾钠、乙二胺四乙酸钠、硫酸铜、氢氧化钠、甲醛、亚铁氰化钾、硼酸、去离
子水、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位
制备方法如下：
(2)配制溶液
①配制硫酸水溶液
量取硫酸10mL±0.01mL、去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，
成1.8mol/L的硫酸水溶液；
②配制氢氧化钠水溶液
称取氢氧化钠20g±0.01g，量取去离子水200mL，加入烧杯中混合，搅
拌5min，成2.5mol/L的氢氧化钠水溶液；
③配制过硫酸铵水溶液
称取过硫酸铵20g±0.01g，量取去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅
拌5min，成0.88mol/L的过硫酸铵水溶液；
④配制盐酸水溶液
量取盐酸5mL±0.01mL、去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，
成1.6mol/L的盐酸水溶液；
⑤配制硝酸银水溶液
称取硝酸银1g±0.01g，量取去离子水100mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，
成0.06mol/L的硝酸银水溶液；
⑥配制硫酸铜水溶液
称取硫酸铜1g±0.01g，量取去离子水50mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，
成0.01mol/L的硫酸铜水溶液
⑦配制碳酸钠水溶液
称取碳酸钠1g±0.01g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合，搅拌5min，
成0.94mol/L的碳酸钠水溶液
⑧配制酒石酸钾钠水溶液
称取酒石酸钾钠2g±0.01g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合，搅拌
5min，成0.95mol/L的酒石酸钾钠水溶液；
⑨配制乙二胺四乙酸钠水溶液
称取乙二胺四乙酸钠2.5g±0.01g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合，
搅拌5min，成0.67mol/L的乙二胺四乙酸钠水溶液；
⑩配制亚铁氰化钾水溶液
称取亚铁氰化钾0.015g±0.001g，量取去离子水10mL，加入烧杯中混合搅
拌5min，成0.004mol/L的亚铁氰化钾水溶液；
(2)预处理碳化硼粉
①将碳化硼粉6g±0.01g加入烧杯中，加入去离子水200mL，然后将烧
杯置于超声波分散仪中，进行超声分散清洗，超声波频率28KHZ，超声分散时
间10min；
②抽滤，将超声分散清洗后的混合液，置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用
微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去滤液；
③真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，
干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；
(3)酸洗净化处理碳化硼粉
①将清洗干燥后的碳化硼粉置于烧杯中，加入硫酸水溶液100mL，浸
泡5min；
②抽滤，将浸泡碳化硼粉的硫酸水溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用
微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去酸洗液；
③去离子水清洗、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水200mL，

\t搅拌洗涤5min，然后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；
④真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥
温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；
(4)碱洗净化处理碳化硼粉
①将酸洗后的碳化硼粉末置于烧杯中，加入氢氧化钠水溶液100mL，
浸泡5min；
②抽滤，将浸泡碳化硼粉的氢氧化钠水溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗
中，用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去碱洗液；
③去离子水清洗、抽滤，将滤饼置于烧杯中，加入去离子水200mL，
搅拌洗涤5min，然后用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去清洗液；
④真空干燥，将滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中，干燥
温度80℃，真空度10Pa，干燥时间15min；
(5)粗化处理碳化硼粉
①配制粗化液，将过硫酸铵水溶液100mL、硫酸10mL加入烧杯中，
搅拌5min，成粗化液；
将碳化硼粉加入盛有粗化液的烧杯中，进行浸泡，然后将烧杯置于超声分
散仪中进行超声分散，超声波频率28KHZ，超声分散时间15min；
③抽滤，将超声分散后的粗化液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用微孔滤

【专利技术属性】
技术研发人员：王文先，武翘楚，王保东，陈洪胜，陈焕明，李宇力，张鹏，
申请(专利权)人：太原理工大学，山西中通高技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西;14