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基于炭黑导电碳层电镀制备泡沫铜

常龙飞 , 茹红强 , 张衡 , 王伟 , 张坤

电镀与涂饰

以聚氨酯泡沫为基体,先浸渍炭黑浆料在聚氨酯泡沫表面制备导电碳层,再依次通过预镀铜和酸性镀铜得到镀铜层,最后焚烧得到泡沫铜.利用数码显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察聚氨酯泡沫表面导电碳层和镀铜层的形貌,研究了炭黑浸渍次数对聚氨酯泡沫导电性的影响,以及预镀铜工艺参数对电镀泡沫铜形貌的影响.结果表明:通过浸渍2次炭黑浆料制备的导电碳层可明显增加聚氨酯的导电性.预镀铜的较佳工艺条件为:CuSO4·5H2O 100 g/L,NaC1 0.6 g/L,浓硫酸25 mL/L,十二烷基硫酸钠0.05 g/L,PEG600 0.15 g/L,DETU 0.01 g/L,电流0.5 A,温度25℃,搅拌速率10 r/min.在最优条件下,通过15 min的预镀铜和10 min酸性镀铜后,铜层厚度为60~110 μm.本工艺利用炭黑浆料浸渍法制备导电层,可简化泡沫铜的制备过程.

关键词: 泡沫铜 , 电镀 , 导电层 , 炭黑 , 浸渍 , 电阻 , 表面形貌

泡沫复合相变材料储放热过程的实验数值模拟研究

盛强 , 邢玉明

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.15.009

以框架状泡沫铜为载体,Ba(OH)2·8H2O 为相变储热材料,利用多孔泡沫金属骨架材料良好的吸附性能,制备出泡沫金属复合相变储能材料.采用差示扫描量热法测量Ba(OH)2·8H2O的相变温度和相变潜热,搭建了含泡沫铜和未含泡沫铜相变储能装置的实验台,根据焓-多孔介质模型数值模拟固液相变传热过程.结果表明,泡沫铜的填充不仅增加了相变材料的导热系数,而且缩短了相变材料熔化和凝固时间.数值计算与实验结果吻合良好,验证了该数学模型的可靠性,研究结果对相变储能装置在实际应用中具有一定的指导意义.

关键词: 相变材料 , 泡沫铜 , 传热 , 数值模拟

银铜枝晶的生长及其表面增强拉曼散射

牛建平 , 陈福义 , 张金生

贵金属 doi:10.3969/j.issn.1004-0676.2012.02.005

通过电沉积方法在铜箔上制备了泡沫铜,将该泡沫铜放入AgNO3溶液中沉积银铜枝晶.采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对枝晶形貌、元素及相组成做了分析,并研究了枝晶的表面增强拉曼散射(SERS).研究表明:沉积电流密度和铜离子浓度都会显著影响银铜枝晶的生长,随着电流密度的增加,二次枝晶长度增加.当电流密度超过1.5A/cm2时,电流密度的增大会抑制二次枝晶的生长,随着电解液中铜离子浓度的增加,二次枝晶长大,当铜离子浓度超过0.2mol/L时,二次枝晶的生长会受到抑制,且发生粗化.与铜箔相比,银铜枝晶有更好的SERS效应,同一银铜枝晶薄膜不同点处的SERS强度明显不同.

关键词: 电沉积 , 泡沫铜 , 银铜枝晶 , 表面增强拉曼散射

电沉积泡沫铜孔径与渗透性能的关系研究

乔瑞华 , 赵鹏 , 朱黎冉 , 浦玉萍

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.06.007

以电沉积方法制备了孔隙率相同的5种不同孔径的泡沫铜,采用统计的方法测得孔径尺寸并通过扫描电子显微镜(SEM)对其结构与形貌进行观察,在PBR-1型渗透性测定仪上测定单向稳态气流通过泡沫铜时产生的压降,计算材料的渗透性能参数及其与孔径间的关系.研究结果表明,在实验流速范围内,流体通过泡沫铜产生压差随流速的变化遵循Forchheimer定律,即压差随流速的增大而增大,与流速呈二次方关系,流动状态属于层流-紊流转捩区,即有局部紊流存在的层流态.实验测算出了5种不同孔径d泡沫铜的渗透性能参数(渗透率K1、惯性系数K2及形状系数f),分析了各参数随孔径d改变的变化趋势,确定孔径与渗透性能间关系的有关参量,获得电沉积泡沫铜在层流-紊流转捩区的孔径-渗透性经验方程,对电沉积泡沫铜的设计、制备及在相关应用领域的应用具有实际意义.

关键词: 泡沫铜 , 孔径 , 渗透率 , 惯性系数 , 形状系数

铜基多孔材料的制备及组织与性能研究

周芸 , 罗晓阳 , 黄晓慧 , 左孝青

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.06.007

以铜粉和碳酸盐为原料,按比例混料,经过粉末压制、烧结、去除碳酸盐等工艺步骤制备各种孔隙率的铜基多孔材料.分析了铜粉和碳酸盐的粉料配比、铜粉末粒度、压制压力、烧结温度等工艺参数对制备的铜多孔材料孔隙率的影响;借助SEM,EDS研究烧结过程中粉末颗粒的结合及微观组织演变过程,并对制备的铜基多孔材料进行力学性能测试.研究表明:采用该工艺技术可以成功制备出孔隙率为60%~85%的铜基多孔材料,基体中分布着大孔和微孔,大孔孔径在100~ 300 μm之间,微孔孔径在1~5μm之间;通过研究压制压力对孔隙率的影响,发现孔隙率随着压力的增大而减小,压坯中铜粉所占的体积分数越低,压制压力变化对烧结试样孔隙率的影响越大;铜粉尺寸大小对孔隙率也有一定的影响,在其他条件相同的情况下,铜粉粒度越小,烧结越容易进行,烧结后孔隙率越低;孔隙率为65%铜基多孔材料其压缩强度可达40 MPa,孔隙率为85%铜基多孔材料的压缩强度为20 MPa.

关键词: 铜基多孔材料 , 泡沫铜 , 多孔铜 , 孔隙率

聚氨酯海绵浸渗法制备高孔隙率泡沫铜

吴成 , 乔冠军 , 王红洁 , 金志浩

稀有金属材料与工程

采用聚氨酯海绵浸渗法制备了具有高孔隙率(85%~95%)、通孔结构的泡沫铜.根据聚氨酯海绵浸渗法的工艺特点讨论了泡沫铜的烧结制度,分析检测了泡沫铜成分,并对一次浸渗和二次浸渗两种工艺流程制备得到的泡沫铜的孔隙形貌和压缩性能进行了对比.结果表明,通过二次浸渗工艺可以改变泡沫铜孔壁微观组织结构,并在孔隙率下降不大的情况下使泡沫铜的压缩应力平台从0.5 MPa提高到1 MPa,这对改善材料的能量吸收性能具有重要意义.

关键词: 泡沫铜 , 烧结 , 浸渗 , 孔隙率

Ba(OH)2·8H2O/泡沫铜相变复合材料的制备及传热性能

盛强 , 邢玉明

复合材料学报

采用SEM和X射线能谱仪分析方法研究了50次热循环后Ba(OH)2·8H2O与铝合金和紫铜的相容性,发现Ba(OH)2·8H2O对铝合金有一定的腐蚀性,与紫铜具有优良的相容性.以简单的真空吸附填充方法制备了Ba(OH)2·8H2O/泡沫铜相变复合材料.搭建了含和未含泡沫铜相变储能装置实验台,对Ba(OH)2·8H2O/泡沫铜相变复合材料进行室温下稳态和瞬态的传热实验.结果表明:Ba(OH)2·8H2O/泡沫铜相变复合材料比纯Ba(OH)2·8H2O传热速率快,导热性能好,有效地降低了Ba(OH)2·8H2O的过冷度.高温恒温箱的传热实验表明:Ba(OH)2·8H2O/泡沫铜相变复合材料的蓄热能力随外界环境温度的升高而降低,当环境温度高于材料相变点温度时,应考虑对相变复合材料采取一些保温措施.

关键词: Ba(OH)2·8H2O , 泡沫铜 , 相变 , 复合材料 , 传热性能

涤纶长丝成型针织浸渍法制备高气孔率泡沫铜的研究

薛涛 , 魏东 , 孟家光 , 吴成

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.08.018

采用涤纶长丝为原料,以成型针织技术与有机材料浸渍法成功制备了具有高孔隙率(>80%)、开孔结构的泡沫铜.根据有机材料浸渍法的工艺特点讨论了金属浆料性能和烧结工艺的影响因素.同时分析检测了泡沫铜孔隙形貌和压缩性能,并对一次浸渍和二次浸渍两种工艺流程制备得到的泡沫铜结构性能进行了对比.结果表明:金属浆料的pH值对浆料的流变特性有很大的影响;通过二次浸渍工艺可以改变泡沫铜的微观组织结构,二次浸渍后泡沫铜材料孔隙率变化不大,这对改善材料的能量吸收性能具有重要意义.

关键词: 涤纶长丝 , 成型针织 , 泡沫铜 , 烧结 , 浸渍 , 孔隙率

热氧化法在泡沫铜上制备CuO纳米线及其光催化性能研究

于晶晶 , 廖斌 , 张旭 , 周福增 , 伏开虎 , 吴先映

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.XY15040101

采用热氧化方法,在泡沫铜上制备了高度有序的三维CuO纳米线(CuO NWs)阵列;利用扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对CuO NWs阵列的形貌、成分以及结构等进行了表征.重点研究了不同氧化温度对CuO NWs形貌和氧化物平均晶粒尺寸的影响,讨论了纳米线的生长机制.结果表明:CuO NWs直径随温度升高而增大,密度随Cu20平均晶粒尺寸增大而减小,CuO NWs的最佳生长温度为400℃,直径在50~ 120 nm,长度可达5μm,长径比最大,不易脱落.同时也研究了CuO NWs阵列光催化降解甲基橙的能力.结果表明:CuO NWs在可见光和紫外光照射下对甲基橙进行光催化降解时,其降解效率分别高达76.6%和87.2%.

关键词: 热氧化法 , 泡沫铜 , CuO纳米线 , 光催化降解 , 甲基橙

泡沫铜/聚酰亚胺互穿型复合材料的制备及其热稳定性和力学与摩擦性能

王立鹏 , 张涛 , 张雷 , 吴集思 , 王艳 , 周科朝

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64355-8

采用压力浸渍和真空渗透的工艺制备了泡沫铜/聚酰亚胺互穿型复合材料,并重点研究了其作为滑动电接触材料的热稳定性,力学性能与摩擦磨损等方面性能。实验结果表明:该互穿型复合材料具备良好的耐热性,同时与不含泡沫铜的聚酰亚胺树脂基复合材料相比,其布氏硬度及抗弯强度等力学性能有一定的提高,滑动电接触性能从电压降的角度来说则有显著的改善。其次,研究发现该材料的磨损机制主要为疲劳磨损,同时伴随着轻微的磨粒磨损和氧化磨损。该材料在不同实验条件下都显示出较好的耐磨性,这表明泡沫铜与聚酰亚胺复合后的互穿型结构起了关键作用。

关键词: 泡沫铜 , 加压浸渍 , 热稳定性 , 力学性能 , 摩擦性能

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