[发明专利]一种空心微珠/Ni-Fe-P/Cu复合镀层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空心微珠复合镀层及其制备方法。

背景技术

电磁波危害人体健康，对精密电子仪器、航空电子产品、导航设备、科学测量、医疗保健及重要工程的电子系统造成电磁干扰，同时容易造成军事、政治和经济等方面机密信息的泄露，因此必须对电磁波采取相应的屏蔽和防护措施。

导电涂料是电磁屏蔽材料的一个重要分支，银粉、铜粉、镍粉、碳粉是导电涂料中最广泛使用的导电填料，但它们密度大、易沉降。因此常选用质轻价廉的空心微珠为芯材，在其表面包覆耐腐蚀、导电性好的导电膜层，如镀银、镀铜、镀镍等，代替银粉、铜粉、镍粉等作为导电填料，可降低材料比重，得到轻质导电涂料。

若在空心微珠表面包覆复合镀层，内层为非晶软磁材料，外层为高导电材料，也具有轻质特性。非晶软磁材料具有良好的软磁性能，磁导率高，从而具有良好的低频磁屏蔽作用，同时在中高频电磁屏蔽中对电磁波高吸收、低反射。高导电材料具有良好的导电性，电导率高，对中高频电磁波高反射。此外独特的层状结构引入了多个界面，从而增强了对电磁波的吸收和多次反射。因此空心微珠复合镀层具有轻质、提高电磁屏蔽、实现宽频屏蔽的作用，同时还可应用于吸波领域。专利CN202399593U报道了一种红外-微波-红外隐身空心微珠复合涂层，实际上仍为空心微珠表面化学镀覆单层金属。CN102504758A报道了一种空心多层核壳材料，但属于有机-无机复合材料范畴，与本发明金属-金属材料所属领域不同，制备方法也不同。

在空心微珠表面包覆金属层一般采用化学镀法，相对于其他表面包覆方法(如磁控溅射、真空蒸镀、溶胶凝胶等)，化学镀法可以制备出其他方法无法制得的材料，可在任意复杂形状的零部件、金属或非金属基体上获得连续、厚度均匀的镀层。专利CN102311233A、CN1792928、CN102010136A等报道了在空心微珠表面化学镀Cu、Ni-P、Ag等金属的制备方法，相对于在空心微珠表面化学镀单元或二元金属而言，化学镀Ni-Fe-P三元合金更不易沉积，对前处理和化学镀液要求更高，此外，它们均为化学镀覆单层镀层。本发明在空心微珠/Ni-Fe-P表面继续包覆Cu镀层，工艺简单，无需前处理工艺，最终制备得到空心微珠/Ni-Fe-P/Cu复合镀层。

发明内容

本发明提供了一种空心微珠/Ni-Fe-P/Cu复合镀层及其制备方法。

本发明的一种空心微珠/Ni-Fe-P/Cu复合镀层由内至外的组成为：基体空心微珠、非晶Ni-Fe-P软磁镀层和纳米Cu导电镀层。

本发明的空心微珠复合镀层从内至外形成了三个界面：空腔内半真空空间与空心微珠球壁、空心微珠球壁和Ni-Fe-P镀层和Ni-Fe-P镀层和Cu镀层。空心微珠/Ni-Fe-P/Cu复合镀层兼具两单镀层特性，同时增加了界面，有利于宽频屏蔽并提高材料电磁屏蔽性能。

上述的一种空心微珠/Ni-Fe-P/Cu复合镀层的制备方法是按以下步骤进行：

一、清洗：以NaOH和Na₂CO₃为原料配制碱性清洗液，配制后的碱性清洗液中NaOH的浓度为10～30g/L，Na₂CO₃的浓度为15～40g/L，将粒径为1～100μm的空心微珠加入到上述碱性清洗液中，在温度为20～40℃下磁力搅拌或机械搅拌清洗20～50min，静置取上层漂浮玻璃微珠，然后用去离子水或蒸馏水清洗1～3次至溶液为中性，最后在温度为40～70℃的干燥箱内干燥30～70min，得到表面干净、粗化的空心微珠；

二、敏化：以质量浓度为37％的浓HCl为原料配制浓度为20～50mL/L的稀盐酸溶液，然后加入SnCl₂，搅拌至SnCl₂全部溶解，配制敏化液，配制后的敏化液中SnCl₂的浓度为8～20g/L，然后将步骤一得到的表面干净、粗化的空心微珠加入上述敏化液中，在温度为20～40℃下磁力搅拌或机械搅拌20～70min，然后用去离子水或蒸馏水清洗1～2次后抽滤，得到敏化后的空心微珠；