[发明专利]一种制备膨胀石墨电镀铜的设备和方法

说明书

一种制备膨胀石墨电镀铜的设备包括电解槽(8)、铜阳极电极(2)和石墨板阴极电极(3)，其特征在于电解槽(8)内有塑料网箱(6)，电解槽(8)内且塑料网箱(6)之外有铜阳极电极(2),在塑料网箱(6)上端有石墨板阴极电极(3)，在塑料网箱(6)内有机械搅拌(4)。本发明具有结构简单、工艺简单、镀铜稳定性高、镀铜效率高和成本低的优点。

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种制备膨胀石墨电镀铜的设备和方法。

背景技术

铜/膨胀石墨复合材料即具有铜的高导电、高强度和良好的延展性，又具有膨胀石墨的良好的润滑性，耐腐蚀性、低膨胀系数等特点，广泛的应用于粉末冶金、自润滑轴承和电刷等电工部件。但由于石墨与铜的润湿角即便在1100℃也高达140°，且比重相差太大，所以铜和膨胀石墨存在混合不匀，容易产生偏析等问题。随着石墨含量的增多，复合材料的致密度急剧下降，严重破坏复合材料的力学性能及导电、导热性，需对膨胀石墨表面镀铜提高复合材料的综合性能。

在膨胀石墨表面镀铜的主要研究方向包括电镀法和化学镀法，化学镀镀覆工艺复杂，工艺控制比较麻烦，且化学镀价格也比较昂贵；由于膨胀石墨密度低，有较强的疏水性，电镀效果差，工艺控制较为复杂，产品性能不稳定。

发明内容

本发明的目的针对现有膨胀石墨镀铜工艺存在的不足和缺陷，提供一种设备结构简单、工艺简单、镀铜稳定性高、镀铜效率高和成本低的膨胀石墨电镀铜的制备设备和制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种制备膨胀石墨电镀铜的设备，它包括电解槽、铜阳极电极和石墨板阴极电极，其特征在于电解槽内有塑料网箱，电解槽内且塑料网箱之外有铜阳极电极,在塑料网箱上端有石墨板阴极电极，在塑料网箱内有机械搅拌。

所述塑料网箱的孔径要小于膨胀石墨的粒径，孔径范围：100～600μm。

本发明一种制备膨胀石墨电镀铜的的方法，包括如下步骤：

(1)预处理：向膨胀石墨中加入浓度为5～40wt％的浓硝酸溶液超声10～60min后抽滤，用去离子水洗至中性后,得到预处理物；

(2)配置电镀液；

按CuSO₄：20～500g/L，Na₂H₂PO₂：5～50g/L，CH₃COOH：1～15g/L，浓H₂SO₄：10～100g/L组成配置电镀液；

(3)将电镀液加入电解槽内，将预处理物加入塑料网箱内进行电渡，其中电渡条件为：电流密度1～15A·dm^-2，电镀时间20～120min，预处理在电镀液中所占的比例为0.5～5g/L，同时进行间歇性搅拌，每次搅拌时间为10s～90s，搅拌速率50～250r/min，间隔时间为10～40min；电镀的过程中搅拌能降低电镀液的浓差极化，提高电流密度，改善镀层的均匀性，有利于微粒沉积。

(4)待电镀完成后，取出塑料网箱，对塑料网箱中的镀铜膨胀石墨用去离子水洗净；抽滤所得镀铜膨胀石墨；

(5)将镀铜膨胀石墨加入浓度为0.5～5wt％的苯丙三氮唑(BTA)酒精溶液中进行钝化，钝化时间为1～30min；对钝化后的镀铜膨胀石墨进行抽滤，将所得产物于30～80℃下进行烘干，得到产品。

本发明的优点和有益效果为：

本发明的一种电镀设备，设备结构简单，不仅简化制备工艺，而且提高镀铜的稳定性，节约设备和成本，进一步提高膨胀石墨镀铜的效率。

附图说明

图1为本发明膨胀石墨电镀铜的制备设备的结构示意图。