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缺陷诱导非活性基底表面化学镀金属层研究

缺陷诱导非活性基底表面化学镀金属层研究

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作者：卢泽龙合肥工业大学

学位级别：硕士

非活性基体表面金属化,综合了金属和非金属的性能,广泛的应用在材料、机械、电子等行业。但由于基底本身不具备活性,与金属性质差别大,要实现表面金属化必须经过一系列处理,现有的表面金属化工艺包括了真空镀膜法、喷涂法、化学镀和电... 详细信息

非活性基体表面金属化,综合了金属和非金属的性能,广泛的应用在材料、机械、电子等行业。但由于基底本身不具备活性,与金属性质差别大,要实现表面金属化必须经过一系列处理,现有的表面金属化工艺包括了真空镀膜法、喷涂法、化学镀和电镀等。其中采用化学镀工艺不仅镀层质量稳定,且设备简单、成本低,是最为常见的一种表面金属化工艺。但长期以来,对化学镀前的预处理始终是重点也是难点,传统的工艺有活化敏化、一步活化敏化等;高新技术辅助贵金属活化工艺例如微波辅助多元醇活化、紫外线处理等;非贵金属活化工艺包括嫁接有机介质中间层、激光处理、等离子辅助活化等工艺,这些工艺都较为复杂,对设备、操作人员要求较高,而且成本也相对高昂。本文主要通过一种新型的简化预处理手段在非活性基底表面获得缺陷,获得一定活性后,通过化学镀方法制备具有致密、均匀金属镀层。具体成果如下：1)针对PC塑料,通过活化预处理,在塑料表面获得台阶、褶皱等表面缺陷。经过直接的化学镀之后,获得了均匀致密的化学镀金属层。其镀层的生长机理可以概括如下：①分布在镀液中具有一定自催化能力的铜离子反应,吸附在塑料表面的缺陷处,其中铜离子还原为铜颗粒沉积;②所有沉积的铜颗粒作为形核中心不断生长(反应过程中涉及了纳米铜颗粒的不断聚集成团),最后所有颗粒紧密结合,形成均匀排布的镀层。2)对氧化铝陶瓷基板,利用超声波和预处理溶液辅助化学镀成功在氧化铝表面获得了致密的镀铜层,但是由于预处理液本身的局限性,化学镀后镀层仍存在一些缺陷。之后,一种处理为将一次化学镀的镀层经过二次化学镀,通过提高镀液稳定剂的使用能够有效的改善镀层性能,在氧化铝表面形成均匀致密的铜镀层。另一种后续处理包括了不同热处理工艺对镀层的改性作用。其中800℃的热处理工艺能够有效的提高镀层的性能,但是会和基体产生较大热应力,很容易发生起皮、脱落,不利于镀层和基底的结合。最合适的热处理工艺选择在500℃。3)对碳化硅粉末进行活化预处理,在粉体表面获得缺陷,然后采用化学镀镍处理,成功制备了具有均匀致密镍包覆碳化硅复合粉体。

关键词：非活性基底活化预处理化学镀金属化生长机理

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