提高镍金属表面能的方法、镍铜二元金属材料及其应用技术

本发明专利技术提供了一种提高镍金属表面能的方法、镍铜二元金属材料及其应用。所述方法包括：在由第一金属组成的金属基体的表面沉积由第二金属组成的改性金属层，所述第一金属和第二金属中的一者为金属镍，并且所述第一金属能与第二金属形成固溶体，之后在保护性气氛中进行短时间热处理，使第一金属原子与第二金属原子均匀混合而不发生元素的偏析与分相，从而制得表面能介于30mJ/m<supgt;2</supgt;至80mJ/m<supgt;2</supgt;之间的镍基二元金属材料。本发明专利技术的提高镍金属基体表面能的方法简单易推广，制得的镍基二元金属材料具有高表面能，亲水性良好，在电解水制氢等领域有广阔应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合金，具体涉及一种提高镍金属表面能的方法、镍铜二元金属材料及其应用。

技术介绍

1、镍金属是近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属，常被用来制作磁性合金和形状记忆合金。其广泛应用于电镀行业与制造各种合金，以其制备的合金耐腐蚀性优异。镍是一种不易氧化的金属，能够形成致密的氧化膜，对大多数酸、碱、盐类介质具有较强的耐蚀能力。其次，镍合金在高温下表现出极高的强度和韧性，能够承受高温的热膨胀和机械应力，因此广泛应用于化工、石油、核电、航空等领域。此外，镍合金还具有良好的机械性能，可以轻松进行加工和焊接，是一种非常易于加工的金属材料。由于镍金属本身所具备的析氢活性，镍金属材料也广泛应用于电解水制氢领域。但是由于其表面能较低(＜30mj/m2)，使其亲水性较差，无法满足实际应用的需求。

2、表面原子无序度，即表面原子混乱度与表面熵呈正相关，而表面熵与表面能也呈正相关，提高表面的原子无序度可以有效的增加表面能，进而增加材料表面的亲水性。近年来，有大量研究表明，亲水表面在电解水方面具有巨大的促进作用，已经广泛的应用于电解水领域。亲水材料有利于本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种提高镍金属表面能的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述镍基二元金属材料的表面能大于30mJ/m2而小于等于80mJ/m2。

3.根据权利要求1所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述第二金属包括铜、铁、钴、锰中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述第二金属为铜。

5.根据权利要求1所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于，具体包括：至少采用电镀或化学镀工艺在经过预处理的金属基体表面沉积改性金属层形成复合金属材料。</p>

6.根据...

【技术特征摘要】

1.一种提高镍金属表面能的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述镍基二元金属材料的表面能大于30mj/m2而小于等于80mj/m2。

3.根据权利要求1所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述第二金属包括铜、铁、钴、锰中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述第二金属为铜。

5.根据权利要求1所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于，具体包括：至少采用电镀或化学镀工艺在经过预处理的金属基体表面沉积改性金属层形成复合金属材料。

6.根据权利要求5所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于，所述电镀工艺的条件包括：温度为20～50℃，电压为-0.1～-1.5v，时间为5～30min，电镀液所含金属源浓度为0.01～1mol/l，络合剂浓度为0.01～1mol/l。

7.根据权利要求6所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于，所述电镀工艺的条件包括：温度为20～40℃，电压为-0.3～-1v，时间为5～15min，电镀液所含金属源浓度为0.1～1mol/l，络合剂浓度为0.1～1mol/l。

8.根据权利要求5所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于，所述化学镀工艺的条件包括：化学镀液包含0.01～1mol/l金属源、0.01～1mol/l络合剂和0.01～1mol/l还原剂，化学镀时间为5～30min。

9.根据权利要求8所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于，所述化学镀工艺的条件包括：化学镀液包含0.1～1mol/l金属源、0.1～1mol/l络合剂和0.1～1mol/l还原剂，化学镀时间为5～15min。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述金属源包括含第二金属元素的硫酸盐、硝酸盐、氯化盐中的至少一种。

11.根据权利要求6-9中任一项所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述络合剂包括酒石酸钠、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸、焦磷酸钠中的至少一种。

12.根据权利要求6-9中任一项所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述金属源为含第二金属元素的硫酸盐，所述络合剂为柠檬酸钠。

13.根据权利要求8-9中任一项所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述还原剂包括次亚磷酸钠、硼氢化钠、硼烷中的至少一种。

14.根据权利要求8-9中任一项所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所述金属源为含第二金属元素的金属氯化盐，所述络合剂为柠檬酸钠，所述还原剂为硼氢化钠。

15.根据权利要求1所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于，所述的热处理包括：在保护性气氛中将所述复合金属材料以2～10℃/min的升温速度加热至100～1100℃，并保温20～480min。

16.根据权利要求1所述的提高镍金属表面能的方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆之毅，伊理，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：