專利名稱：一種用于電鍍液中納米微粒的分散方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合電鍍技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
復(fù)合鍍又稱分散鍍、彌散鍍，是用電沉積或化學(xué)鍍的方法使金屬與微粒共沉積獲得鍍層的工藝過程。復(fù)合鍍層是由基質(zhì)金屬與分散微粒組成的多相復(fù)合材料，依據(jù)分散微粒的不同可以賦予復(fù)合鍍層高硬度、耐磨、自潤滑、耐腐蝕及其它特殊功能，因此受到人們的重視，尤其隨納米微粒制備技術(shù)的發(fā)展，納米微粒復(fù)合電鍍技術(shù)也日益受到關(guān)注。但納米微粒由于其自身比表面積大，表面能高，使得納米微粒在電鍍分散液中容易團(tuán)聚長大，同時進(jìn)入鍍層的納米微粒也會發(fā)生團(tuán)聚而使鍍層組成不均勻。解決納米微粒在鍍液中穩(wěn)定分散的主要方法是對納米微粒進(jìn)行表面改性。CN 1552952A“一種提高金屬表面耐高溫和耐磨損的電沉積復(fù)合電鍍方法”在瓦特型鎳電鍍液中使用糖精、1，4-丁炔二醇對Al2O3、WC、SiC等納米微粒進(jìn)行分散，納米微粒用量大，分散效果差，即使在超聲波振蕩攪拌情況下也會產(chǎn)生大量納米微粒的團(tuán)聚沉淀。CN 1414144A“一種納米復(fù)合電鍍漿料及其制備和電鍍方法”先將Al2O3用金屬氧化物進(jìn)行表面包覆，再加入季銨鹽、絡(luò)合劑進(jìn)行分散懸浮，這種分散懸浮方法由于納米微粒表面包覆大量其它金屬氧化物而影響復(fù)合鍍層的機(jī)械性能，并且在酸性電鍍液中納米微粒表面的金屬氧化物會溶解而失去保護(hù)作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，降低納米復(fù)合電鍍電鍍液中納米微粒的團(tuán)聚沉積，本發(fā)明提供一種納米微粒的穩(wěn)定分散方法。
本發(fā)明分散方法的步驟為步驟1，將陽離子表面活性劑與陰離子表面活性劑摩爾比為10∶1～30∶1混合物放入水中，加熱煮沸15分鐘；步驟2，冷卻至40～50℃后，加入納米微粒，攪拌24小時，即得納米微粒的分散液；每分散1g納米微粒，需要水50～200mL、表面活性劑混合物0.0167～0.0250g。
上述所說納米微粒是粒徑小于100nm的Al2O3或者SiC或者WC，或者是它們中兩種或三種的混合物。
上述所說的陽離子表面活性劑為6-18碳鏈的季銨鹽或弱酸性條件下可以形成銨離子的乙二胺、三乙醇胺或這幾種混合使用；陰離子表面活性劑是十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。
上述所說的納米微粒分散處理的攪拌方法和鍍液攪拌方法可以采用電動攪拌器攪拌，或者采用空氣攪拌，或者用機(jī)械泵循環(huán)攪拌，或者采用超聲波振蕩進(jìn)行超聲攪拌，以及上述幾種攪拌方式的組合攪拌。
本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果是，實現(xiàn)了在電鍍液中單種和多種納米微?；旌衔锏姆€(wěn)定分散，因而可以使復(fù)合鍍層表現(xiàn)出多種功能。
選用的表面活性劑不僅可保證納米微粒穩(wěn)定分散，而且不影響鍍層的附著力和機(jī)械性能，納米微粒在鍍液中的用量少。
具體實施例方式
根據(jù)陽離子表面活性劑與陰離子表面活性劑摩爾比為10∶1～30∶1，計算分散一定質(zhì)量的納米微粒所需要的陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的質(zhì)量。
實施方式一SiC納米微粒分散液的制備。
稱取陽離子表面活性劑十二烷基溴化銨0.0846g，陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0.0060g，溶于50毫升水中加熱煮沸15分鐘；冷卻至40～50℃后，加入SiC納米微粒1g，用電動攪拌器攪拌24小時，即得SiC納米微粒分散液。
實施方式二Al2O3納米微粒分散液的制備。
稱取陽離子表面活性劑三乙醇胺0.0409g(用20％HCl調(diào)pH至7以下)，陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉0.0050g，溶于200毫升水中加熱煮沸15分鐘；冷卻至40～50℃后加入Al2O3納米微粒1g，用超聲波振蕩攪拌24小時，即得Al2O3納米微粒分散液。
實施方式三WC與Al2O3混合物分散液的制備。
稱取陽離子表面活性劑乙二胺0.0082g(用20％HCl調(diào)pH至7以下)，十二烷基溴化銨0.0423g，陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉0.0025g，十二烷基苯磺酸鈉0.0030g，溶于200毫升水中加熱煮沸15分鐘；冷卻至40～50℃后加入WC與Al2O3納米微?；旌衔?g，電動攪拌24小時，即得WC與Al2O3混合物納米微粒分散液。
實施復(fù)合電鍍時，根據(jù)電鍍液中納米微粒的濃度要求配制鍍液。
例如，實施高頻脈沖復(fù)合電鍍時，是將陽離子表面活性劑和陰離子表面活性劑混合物分散的SiC(見實施方式一)添加于瓦特型鎳鍍液中，NiSO4·7H2O250g/L；NiCl2·6H2O 30g/L；H3BO335g/L，SiC 2g/L，電動攪拌器攪拌，轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分，溫度50℃，以鎳作陽極，受鍍件作陰極，施加脈沖電流，頻率100MHz，占空比42％，平均電流密度1A/dm2。鍍層鍍態(tài)顯微硬度大于1000Hv。
權(quán)利要求
1.一種用于電鍍液中納米微粒的分散方法，其特征在于，該分散方法的步驟為步驟1，將陽離子表面活性劑與陰離子表面活性劑摩爾比為10∶1～30∶1混合物放入水中，加熱煮沸15分鐘；步驟2，冷卻至40～50℃后，加入納米微粒，攪拌24小時，即得納米微粒的分散液；每分散1g納米微粒，需要水50～200mL、表面活性劑混合物0.0167～0.0250g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電鍍液中納米微粒的分散方法，其特征在于，陽離子表面活性劑為6-18碳鏈的季銨鹽或弱酸性條件下可以形成銨離子的乙二胺、三乙醇胺或這兩種混合使用；陰離子表面活性劑是十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。
全文摘要
一種用于電鍍液中納米微粒的分散方法，該分散方法的步驟為將陽離子表面活性劑與陰離子表面活性劑摩爾比為10∶1～30∶1混合物放入水中，加熱煮沸15分鐘；冷卻至40～50℃后，加入納米微粒，攪拌24小時，即得納米微粒的分散液；每分散1g納米微粒，需要水50～200mL、表面活性劑混合物0.0167～0.0250g。該方法實現(xiàn)了在電鍍液中單種和多種納米微?；旌衔锏姆€(wěn)定分散，因而可以使復(fù)合鍍層表現(xiàn)出多種功能。選用的表面活性劑不僅可保證納米微粒穩(wěn)定分散，而且不影響鍍層的附著力和機(jī)械性能，納米微粒在鍍液中的用量少。
文檔編號C25D15/00GK1737213SQ20051001204
公開日2006年2月22日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者楊玉國, 劉為霞, 許韻華, 程志明, 鐵軍, 余明詳 申請人:北京交通大學(xué)