[发明专利]一种金刚石表面化学镀Ni-W-P镀层的制备方法

说明书

本发明公开了一种金刚石表面化学镀Ni‑W‑P镀层的制备方法，该制备方法通过在金刚石颗粒表面包覆石墨烯层，该石墨烯层氧化后可以在金刚石表面形成大量含氧基团，该含氧官能团可以对钯活性微粒进行有效吸附，并在镀覆过程中作为配位剂，有利于Ni‑W基金属在金刚石表面有效沉积，最终得到具有良好质量且和金刚石结合致密的均匀Ni‑W‑P镀层。

技术领域

本发明涉及化学镀技术领域，尤其涉及一种金刚石表面化学镀Ni-W-P镀层的制备方法。

背景技术

金刚石本身除了具有硬度高、抗腐蚀、耐磨性等优异性能，还具有优良的光学、声学、热学和电学等性质。半个多世纪以来，人造金刚石的生产及应用技术的发展突飞猛进，其在数量、质量和许多性能上已达到甚至超过了天然金刚石。金刚石及其制品不仅广泛应用于机械、冶金、建工、交通、国防等各个工业技术领域，更已拓展到高性能的耐热件、耐蚀件、导热元件和芯片等重要领域。以金刚石等为主的超硬材料已成为现代制造技术的基本手段，对国有支柱产业和国防工业起着支撑和促进作用。据国外权威人士统计，世界金刚石的需求正以平均8％左右的年增长速度递增，目前工业金刚石50％左右用于制造石材加工工具。可以预见，当金刚石产品普及后，人类的物质文明就会更上一层楼，乃至达到巅峰，进入永恒的金刚石时代。

目前，国内外一般采用表面镀覆金属的方法来降低金刚石与基体材料间的界面能，实现金刚石与多种金属材料的浸润，从而提高金刚石与基体的结合强度，以利于充分发挥金刚石的性能。金刚石表面镀覆技术分为化学法(如化学镀和电镀、化学气相沉积等)、物理法(如磁控溅射、物理气相沉积、真空微蒸镀、粉末覆盖烧结)和盐浴法。这些方法中，化学镀的方法具有易于操作，成本低，可大量生产，施镀温度低的优点，并且可在任何形状的微粉上进行镀覆，克服了其他方法因颗粒形貌造成的包覆层不均匀的现象，因而其被广泛应用于镀覆Ni、Co、Cu及其合金等。

化学镀Ni金刚石量约占整个镀覆金刚石量的一半，其市场容量相当可观，同时为了增加Ni镀层性能(如耐磨性、耐蚀性和可焊性等)，常常在镀Ni过程中复合镀P，化学镀Ni-P合金工艺应用广泛的原因之一是其镀层具有优良的耐蚀性能，随着社会的发展，某些应用领域会对Ni镀层的硬度及耐腐蚀性有较高的要求，此时化学镀Ni-P将不能满足。这时，化学镀Ni-W-P镀层中，W的共沉积改变了镀层微观结构，使得其热稳定性及耐蚀性相较于Ni-P镀层有了相当的提升，无论是在镀态下还是经过热处理之后，Ni-W-P镀层的结合力都高于Ni-P镀层，因此Ni-W-P镀层拥有更高的硬度和更优秀的耐腐蚀性，可在更严酷的腐蚀环境中，特别是在酸性环境中作为防护性涂层，来保护基体免受腐蚀。

而现存的各种金刚石表面镀Ni-W-P工艺仍不理想，如存在镀覆时间长、镀层表面形貌不够光滑、镀层厚薄不均及镀层与金刚石界面结合强度不够等问题，还有改进的空间，所以改进现有镀Ni-W-P工艺，开发更为先进的镀Ni-W-P工艺显得意义重大。

发明内容

基于背景技术中存在的问题，本发明提出了一种金刚石表面化学镀Ni-W-P镀层的制备方法，该制备方法通过在金刚石颗粒表面包覆石墨烯层，该石墨烯层氧化后可以在金刚石表面形成大量含氧基团，该含氧官能团可以对钯活性微粒进行有效吸附，并在镀覆过程中作为配位剂，有利于Ni-W基金属在金刚石表面有效沉积，最终得到具有良好质量且和金刚石结合致密的均匀Ni-W-P镀层。

本发明提出的一种金刚石表面化学镀Ni-W-P镀层的制备方法，包括如下步骤：

S1、将粒径为50-200μm的金刚石微粉加入到稀硫酸溶液中，在60-80℃下浸泡1-3h，过滤后与粒径为20-30μm铁粉以及粒径为1-5μm镍粉混匀，在0.1-1×10^-3Pa的真空条件下升温至1200-1300℃，保温反应1-2h后得到粉体，去除粉体中过剩的铁镍粉后，放入稀硫酸溶液中浸泡1-3h，过滤，洗涤，烘干后，得到表面包覆石墨烯的金刚石微粉；