一种铝基复合材料的化学镀镍方法技术

一种铝基复合材料的化学镀镍方法，它涉及一种铝基复合材料的化学镀镍方法。本发明专利技术的目的是要解决现有的碳化硅颗粒增强铝基复合材料和高硅铝材料的表面化学镀镍技术存在实施成本高，应用范围较窄的问题。化学镀镍方法；将化学镀液的pH值调至9～11，在化学镀液温度为70～90℃持续镀覆，即完成化学镀镍；所述的化学镀液的溶剂为去离子水，溶质为NiSO4·6H2O、NaH2PO2·H2O、C6H5Na3O7·2H2O和NH4Cl，优点：1、镀镍层外观良好，内部组织致密，结合力强；2、工艺简单，可重复性强，镀覆时间短，不需要外加直流电源；3、镀镍成本低；4、不对焊缝、玻璃构件等造成腐蚀。本发明专利技术主要用于化学镀镍。

A method of electroless nickel plating on Aluminum Matrix Composites

A method of electroless nickel plating on aluminum matrix composites, which involves a electroless nickel plating method for aluminum matrix composites. The aim of the present invention is to solve the problems of high cost and narrow application range of the surface chemical nickel plating technology of the existing SiC particle reinforced aluminum matrix composite and high silicon aluminum material. The method of electroless nickel plating; chemical plating solution of pH = 9 ~ 11, in the chemical bath temperature is 70 to 90 DEG C for plating, electroless nickel electroless plating is completed; the liquid solvent is deionized water, NiSO4, 6H2O, NaH2PO2 solute H2O, C6H5Na3O7, 2H2O and NH4Cl, the advantages of 1, the nickel layer with good appearance, compact microstructure, strong binding force; 2, simple process, high repeatability, plating time is short, does not require an external DC power supply; 3, cost is low; 4, no weld and glass components caused by corrosion. The present invention is mainly used for electroless nickel plating.

【技术实现步骤摘要】
一种铝基复合材料的化学镀镍方法
本专利技术涉及一种铝基复合材料化学镀镍方法。
技术介绍
铝及铝合金因特有的物理、化学性质，在电子、航空航天、国防等诸多领域得到广泛的应用，但其硬度低、耐磨耐蚀性差，应用范围受到限制。因此，铝基复合材料(在铝合金基体上加入增强相)因其高的比强度、比刚度、高耐磨性和尺寸稳定性越来越受到关注和广泛应用。特别是在电子行业，高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料和高硅铝因其轻质、导热性好、膨胀系数小而受到格外青睐。然而，由于增强相的存在，给表面镀镍镀金工艺带来极大的困难。镀金之前必须用镀镍打底，而由于复合材料导电性差，难以实施电镀，化学镀镍成为其技术关键。目前，虽然现有的铝基复合材料表面化学镀镍技术实现了该材料的化学镀镍，通过化学镀便能得到外观良好，组织致密，具有一定的结合强度的镍层，但是，这些工艺采用的化学药品稀有昂贵，镀覆时间较长，耐热冲击温度较低，造成生产成本高，产品使用温度低而导致应用范围受到限制等问题。铝基复合材料用于电子产品封装过程中，伴随有低温玻璃融封接口的零部件，化学处理不当也会给该种玻璃接口造成腐蚀损伤，这比单纯铝基复合材料化学镀技术增加了更为复杂的技术难度。化学镀镍过程就其本质而言，是一自催化沉积过程。材料表面的脏物或缺陷，使基体的表面破坏而不能形成活性的覆盖层，因此不能得到合格的镀镍层。由于铝是一种比较活泼的金属，在大气中其表面极易生成一层薄而致密的氧化膜，且电极电位较负，在镀液中与多种金属离子发生置换反应，在铝基表面形成疏松粗糙的接触性镀层，严重地影响镀层与基体间的结合强度。另外，铝属于两性金属，在酸、碱溶液中都不稳定，给化学镀镍造成很大的困难。况且，当环境温度发生变化时，由于铝基体与镀镍层的膨胀系数不一样，极易产生内应力导致镀镍层剥离或脱落。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有的铝基复合材料的表面化学镀镍技术存在应用成本高，应用范围较窄的问题，而提供一种铝基复合材料的化学镀镍方法。一种铝基复合材料的化学镀镍方法，具体是按以下步骤完成的；利用氨水将化学镀液的pH值调至9～11，然后将铝基复合材料在化学镀液温度为70℃～90℃持续镀覆40min～120min，即完成化学镀镍；所述的化学镀液的溶剂为去离子水，溶质为NiSO4·6H2O、NaH2PO2·H2O、C6H5Na3O7·2H2O和NH4Cl，且化学镀液中NiSO4·6H2O的浓度为20g/L～35g/L，NaH2PO2·H2O的浓度为20g/L～30g/L，C6H5Na3O7·2H2O的浓度为25g/L～40g/L，NH4Cl的浓度为50g/L～60g/L。所述的铝基复合材料为碳化硅颗粒增强铝基复合材料或高硅铝材料。本专利技术优点：通过对镀镍层的检验证明，本专利技术化学镀镍方法，实现了铝基复合材料表面化学镀镍，其优点是：1、镀镍层外观良好，内部组织致密，结合力强，使用划痕仪测试镀层与基体结合强度时，采用声发射测量方式，加载载荷为50N，加载速率为50N/min,实验结果表明镀层并没有发生划破和剥落现象。在400℃条件下热冲击后无脱皮等现象；2、工艺简单，可重复性强，镀覆时间短，不需要外加直流电源，降低镀镍成本；3、只要经过适当的预处理，可以在金属、非金属或半导体材料上直接镀覆。4、不对焊缝、玻璃构件等造成腐蚀。本专利技术主要用于化学镀镍。附图说明图1是实施例1得到的镀镍碳化硅颗粒增强铝基复合材料的电镜扫描图图2是镀镍焊接后碳化硅颗粒增强铝基复合材料实物图；图3是经过热震试验后镀镍焊接后碳化硅颗粒增强铝基复合材料实物图；图4是镀镍高硅铝材料实物图；图5是经过热震试验后镀镍高硅铝材料实物图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式是一种铝基复合材料的化学镀镍方法，具体是按以下步骤完成的；利用氨水将化学镀液的pH值调至9～11，然后将铝基复合材料在化学镀液温度为70～90℃持续镀覆40min～120min，即完成化学镀镍；所述的化学镀液的溶剂为去离子水，溶质为NiSO4·6H2O、NaH2PO2·H2O、C6H5Na3O7·2H2O和NH4Cl，且化学镀液中NiSO4·6H2O的浓度为20g/L～35g/L，NaH2PO2·H2O的浓度为20g/L～30g/L，C6H5Na3O7·2H2O的浓度为25g/L～40g/L，NH4Cl的浓度为50g/L～60g/L。本实施方式所述的铝基复合材料为碳化硅颗粒增强铝基复合材料或高硅铝材料。本实施方式所述的化学镀液按以下步骤混合而成：(1)准确称量NiSO4·6H2O、NaH2PO2·H2O、C6H5Na3O7·2H2O和NH4Cl，并分别用去离子水溶解，得到NiSO4·6H2O水溶液、NaH2PO2·H2O水溶液、C6H5Na3O7·2H2O水溶液和NH4Cl水溶液；(2)将C6H5Na3O7·2H2O水溶液与NH4Cl水溶液相互混合，然后在搅拌下加入NiSO4·6H2O水溶液，待NiSO4·6H2O溶解后再加入NaH2PO2·H2O水溶液，然后利用氨水调节pH至9～11，再用去离子水稀释，最后进行过滤，得到的滤液即为化学镀液；所述的化学镀液的溶剂为去离子水，溶质为NiSO4·6H2O、NaH2PO2·H2O、C6H5Na3O7·2H2O和NH4Cl，且化学镀液中NiSO4·6H2O的浓度为20g/L～35g/L，NaH2PO2·H2O的浓度为20g/L～30g/L，C6H5Na3O7·2H2O的浓度为25g/L～40g/L，NH4Cl的浓度为50g/L～60g/L。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：一种铝基复合材料的化学镀镍方法具体过程如下：先利用丙酮对铝基复合材料清洗除油，再用去离子水洗净，然后进行酸洗或者碱洗，再次利用去离子水洗净，然后氨水将化学镀液的pH值调至9～11，并在化学镀液温度为70℃～90℃持续镀覆40min～120min，镀镍完成后利用去离子水洗净并吹干，即完成用于焊接铝基复合材料化学镀镍。其他与具体实施方式一相同。为了确保化学镀镍沉积量，与浸镀液相接触的被镀件表面必须是基体材料本身，零件表面不含任何油脂等层的质污物，采用丙酮将工件置于超声波仪中清洗10min，再用离子水洗干净，置于去离子水中待用。镀镍层外观良好，组织致密，结合力强，在400℃条件下热冲击后无脱皮等现象。工艺简单，可重复性强，镀覆时间短，使用试剂廉价，获得的镀层使用温度范围广。该技术降低了实施成本，扩大了应用范围。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同点是：所述的铝基复合材料为碳化硅颗粒增强铝基复合材料时，采用质量分数为15％～25％的硫酸进行酸洗，酸洗时间为3min～10min。其他与具体实施方式一或二相同。本实施方式所述碳化硅颗粒增强铝基复合材料为55％～65％SiCp/A356或55％～65％SiCp/6061。酸洗是将金属工件浸入酸溶液中，去除金属的氧化膜，为了化学镀镍基体与镍层有着更好的结合，一般采用硫酸。硫酸对金属基体的溶解能力强，对去除氧化皮有着更好的剥蚀作用，酸雾小。其浓度控制15％～25％最为适宜，酸洗速率快，也避免发生强烈腐蚀。酸洗时间为3min～10min。对碳化硅颗粒增强铝基复合材料采用质量分数为15％～25％的硫酸进行酸洗，可获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝基复合材料的化学镀镍方法，其特征在于一种铝基复合材料的化学镀镍方法是按以下步骤完成的；利用氨水将化学镀液的pH值调至9～11，然后将铝基复合材料在化学镀液温度为70～90℃持续镀覆40min～120min，即完成化学镀镍；所述的化学镀液的溶剂为去离子水，溶质为NiSO4·6H2O、NaH2PO2·H2O、C6H5Na3O7·2H2O和NH4Cl，且化学镀液中NiSO4·6H2O的浓度为20g/L～35g/L，NaH2PO2·H2O的浓度为20g/L～30g/L，C6H5Na3O7·2H2O的浓度为25g/L～40g/L，NH4Cl的浓度为50g/L～60g/L。

【技术特征摘要】
1.一种铝基复合材料的化学镀镍方法，其特征在于一种铝基复合材料的化学镀镍方法是按以下步骤完成的；利用氨水将化学镀液的pH值调至9～11，然后将铝基复合材料在化学镀液温度为70～90℃持续镀覆40min～120min，即完成化学镀镍；所述的化学镀液的溶剂为去离子水，溶质为NiSO4·6H2O、NaH2PO2·H2O、C6H5Na3O7·2H2O和NH4Cl，且化学镀液中NiSO4·6H2O的浓度为20g/L～35g/L，NaH2PO2·H2O的浓度为20g/L～30g/L，C6H5Na3O7·2H2O的浓度为25g/L～40g/L，NH4Cl的浓度为50g/L～60g/L。2.根据权利要求1所述的一种铝基复合材料的化学镀镍方法，其特征在于一种铝基复合材料的化学镀镍方法具体过程如下：先利用丙酮对铝基复合材料清洗除油，再用去离子水洗净，然后进行酸洗或碱洗，再次利用去离子水洗净，然后氨水将化学镀液的pH值调至9～11，并在化学镀液温度为70℃～90℃持续镀覆40min～120min，镀镍完成后利用去离子水洗净并吹干，即完成用于焊接铝基复合材料化学镀镍。3.根据权利要求2所述的一种铝基复合材料的化学镀镍方法，其特征在于所述的铝基复合材料为碳化硅颗粒增强铝基复合材料时，采用质...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛济泰，张璐璐，冯建广，
申请(专利权)人：河南晶泰航空航天高新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41