本發明涉及一種在tib2顆粒表面鍍銅的方法，屬于功能材料技術領域。

背景技術：

與sic、a12o3、wc、aln等陶瓷增強體相比，tib2陶瓷相具有與一般金屬相近的優良傳導性能，而且它的熱膨脹系數與許多金屬相近，因而成為金屬基復合材料理想的增強體。

粉末冶金法是制備金屬基復合材料的常用方法之一，但是由于陶瓷顆粒與金屬基體的潤濕性較差，基體與陶瓷顆粒之間無法達到冶金結合，因此需通過陶瓷顆粒表面上包覆金屬從而改善陶瓷顆粒與金屬的界面潤濕性能，同時擴大陶瓷顆粒的總體表面能，從而提高金屬基復合材料的綜合性能。

現有技術中，公開號為cn1923755a的中國發明專利申請文本中公開了一種合金包覆型tib2粉末的制備方法，該方法包括以下步驟：1)粗化和去雜處理：將tib2粉體加入稀鹽酸溶液中攪拌處理，真空抽濾，水洗至中性，干燥，得到經過粗化和去雜處理的粉體；2)敏化處理：將經過步驟1)粗化和去雜處理的粉體加入氯化亞錫溶液中，攪拌處理，真空抽濾，水洗至中性，干燥，得到經過敏化處理的粉體；3)活化處理：將經過步驟2)敏化處理的粉體加入氯化鈀溶液中，攪拌處理，真空抽濾，水洗至中性，干燥，得到經過活化處理的粉體；4)進行化學包覆處理：將經過步驟3)活化處理的tib2粉體加入化學鍍鎳硼溶液中，用ph調節劑控制鍍液ph值≥13，在恒溫水浴箱中攪拌處理，真空抽濾，水洗至中性，干燥后得到鎳硼合金包覆型tib2粉末。采用上述方法對tib2粉末進行有效的表面處理，能夠提高其熱噴涂物理性能。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種在tib2顆粒表面鍍銅的方法，可以提高tib2顆粒與銅間界面的潤濕性，實現tib2顆粒表面均勻鍍銅。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：

一種在tib2顆粒表面鍍銅的方法，包括以下步驟：將粗化處理、敏化處理過的tib2顆粒分散在乙醇中，加入活化液進行活化，然后固液分離，再將固相洗滌至洗滌液呈中性，再將洗滌后的固相分散在乙醇中并加入鍍銅液進行鍍銅；所述活化液是在硝酸銀溶液中加氨水至體系呈透明狀時得到的溶液。

將tib2在乙醇中分散可以避免顆粒聚集，使顆粒表面與鍍液充分接觸，有助于獲得均勻且致密的鍍層，乙醇的分散效果要優于水?；罨安捎玫囊掖嫉捏w積與活化液的體積比為1:1～6。優選的，活化前采用的乙醇的體積與活化液的體積比為1:1～3.5。

在硝酸銀中加入氨水時，氨水要緩慢地加入硝酸銀溶液中。

所述活化的溫度為35～45℃，活化的時間為20～40min。活化過程中還要對反應體系進行攪拌，攪拌的轉速為400～450r/min。攪拌的目的是為了使tib2顆粒懸浮在活化液中，從而保證顆粒表面形成均勻的活化點。不施加攪拌，顆粒容易在溶液底層沉積，從而影響活化質量。

所述硝酸銀溶液中硝酸銀的濃度為10～12g/l。

所述粗化處理是將tib2顆粒分散在乙醇中，然后加入硫酸或硝酸混合均勻，固液分離，再洗滌固相至洗滌液呈中性。粗化處理的溫度為40～50℃，時間為30～40min。粗化處理過程中采用攪拌的方式混合均勻，攪拌的轉速為400～450r/min。攪拌結束后，靜置至tib2顆粒沉淀，除去上層粗化液，再用去離子水將沉淀的tib2顆粒洗滌至中性。一般要洗滌三次以上。

所述敏化處理是將粗化處理后的tib2顆粒分散在乙醇中，然后加入敏化溶液混合均勻，固液分離，再洗滌固相至洗滌液呈中性。敏化處理的溫度為40～50℃，時間為30～40min。敏化處理過程中采用攪拌的方式混合均勻，攪拌的轉速為400～450r/min。攪拌結束后，靜置至tib2顆粒沉淀，除去上層敏化液，再用去離子水將沉淀的tib2顆粒洗滌至中性。一般也要洗滌三次以上。

所述敏化溶液是氯化亞錫和鹽酸的混合溶液?；旌先芤褐新然瘉嗗a(以sncl2·2h2o計)的質量濃度為20～40g/l和hcl的物質的量濃度為0.2～0.5mol/l。

所述鍍銅液的組分及含量如下：硫酸銅：4～6g/l；na2co3：8～10g/l；甲醛水溶液：8～12ml/l；氫氧化鈉：5～7g/l；酒石酸鉀鈉：12～15g/l；穩定劑：30～50mg/l；溶劑為水。甲醛水溶液的質量分數為30～45％。

所述鍍銅液的制備方法包括以下步驟：在硫酸銅溶液中加酒石酸鉀鈉溶液、na2co3溶液至溶液變為深藍色，再加氫氧化鈉溶液至溶液變為澄清透明的藍色；然后加入甲醛，再加入穩定劑，混合均勻即得。硫酸銅溶液、酒石酸鉀鈉溶液和na2co3溶液的溫度基本相同。在向體系中加入酒石酸鉀鈉和氫氧化鈉時，需要控制加入速度，緩慢地加入。naoh的加入量不可過量，加入速度也不可過快，否則會有黃色沉淀析出。

所述穩定劑為2,2-聯吡啶。

將沉淀分散在乙醇中并加入鍍銅液后，先調整體系的ph為11.5～12.5，再開始鍍銅。調整體系的ph時采用的是naoh溶液。

所述鍍銅的溫度為55～65℃。鍍銅的時間為60～80min。鍍銅過程中還要對反應體系不斷地進行攪拌，攪拌的轉速為450～500r/min。鍍銅的溫度是指鍍銅過程中鍍銅液的溫度。

本發明的在tib2顆粒表面鍍銅的方法，通過氧化還原反應在顆粒表面預先沉積一層基體金屬，在隨后燒結過程中，顆粒與基體金屬的界面就相當于基體與基體的結合，能夠顯著提高tib2顆粒與金屬間界面的潤濕性，實現tib2顆粒表面均勻鍍銅，鍍銅后的tib2顆粒可廣泛用于金屬基復合材料及陶瓷材料的制備中。

附圖說明

圖1為實施例1制備得到的表面鍍銅的tib2顆粒的表面形貌分析測試圖；

圖2為實施例1制備得到的表面鍍銅的tib2顆粒的xrd圖譜。

具體實施方式

以下結合具體實施方式對本發明的技術方案作進一步的說明。

各實施例中采用的鍍銅液按照以下方法進行制備：將裝有cuso4濃溶液的燒杯放置在50～60℃的水浴鍋中，在燒杯中逐滴加入溫度為50～60℃酒石酸鉀鈉溶液至溶液變為深藍色，隨后緩慢加入na2co3溶液，再緩慢加入溫度為50～60℃的氫氧化鈉溶液至溶液變為澄清透明的藍色；然后加入甲醛，再加入穩定劑，混合均勻，待用。硫酸銅溶液、na2co3溶液和酒石酸鉀鈉溶液時分別將cuso4·5h2o、na2co3和酒石酸鉀鈉溶液50～60℃的蒸餾水中得到的。

實施例1

本實施例的在tib2顆粒表面鍍銅的方法，包括以下步驟：

1)制備敏化液：將氯化亞錫和鹽酸進行混合溶液，得到氯化亞錫(以sncl2·2h2o計)的質量濃度為30g/l、hcl的物質的量濃度為0.3mol/l的混合溶液，即得；

制備活化液：在11g/l的硝酸銀溶液中緩慢滴加氨水至體系呈透明狀，即得；

2)粗化處理：在10ml乙醇溶液中加入0.06gtib2顆粒并進行超聲波分散，然后加入10ml濃度為2.3mol/l的硝酸，采用電磁攪拌器加熱至50℃，在450r/min的轉速下攪拌30min，然后靜置至tib2顆粒粉末沉淀，傾倒出上層粗化液，用去離子水將沉淀的tib2顆粒粉末清洗至洗滌液呈中性；

3)敏化處理：將步驟2)得到的中性tib2顆粒粉末加入10ml乙醇中并進行超聲波分散，然后加入10ml的敏化溶液，采用電磁攪拌器加熱至40℃，在450r/min的轉速下攪拌30min，然后靜置至tib2顆粒粉末沉淀，傾倒出上層敏化液，用去離子水將沉淀的tib2顆粒粉末清洗至洗滌液呈中性；

4)活化處理：取采用步驟3)的方法得到的中性tib2顆粒粉末0.2g加入10ml乙醇中并進行分散，然后加入35ml活化液，采用電磁攪拌器加熱至40℃，在450r/min的轉速下攪拌30min，然后靜置至tib2顆粒粉末沉淀，傾倒出上層活化液，用去離子水將沉淀的tib2顆粒粉末清洗至洗滌液呈中性；

5)鍍銅處理：將步驟4)得到的中性tib2顆粒粉末加入10ml乙醇中進行分散，然后加入35ml的鍍銅液，用naoh溶液調整ph值至11.5，采用電磁攪拌器加熱至60℃，在450r/min的轉速下攪拌60min，然后靜置至顆粒沉淀，傾倒出上層鍍銅液，用去離子水將沉淀清洗至中性，即得到表面鍍銅的tib2顆粒；鍍銅液的組成和含量如下：硫酸銅：4.8g/l；na2co3：9g/l；質量分數為37％的甲醛水溶液：10ml/l；氫氧化鈉：5g/l；酒石酸鉀鈉：14g/l；穩定劑：40mg/l；溶劑為蒸餾水；穩定劑為2,2-聯吡啶。

對實施例1得到的鍍銅的tib2顆粒進行表面形貌分析測試和xrd測試，顆粒鍍銅后表面形貌圖見圖1，由圖1可知鍍銅顆粒包覆的比較完整，鍍銅后的顆粒宏觀呈紅色，由于cu2o(cu2o的產生會影響鍍層的致密性，甚至使鍍液發生分解)也是呈現紅色，而且它是可能出現在化學鍍銅中的副反應產物；xrd測試得到的xrd圖譜如圖2圖所示，從圖中可以看出，在tib2表面成功鍍覆了銅層，未有cu2o及其它副產物的生成，因此，可以確定鍍銅后的顆粒表面未生成cu2o，包覆效果良好。

實施例2

本實施例的在tib2顆粒表面鍍銅的方法，包括以下步驟：

1)制備敏化液：將氯化亞錫和鹽酸進行混合溶液，得到氯化亞錫(以sncl2·2h2o計)的質量濃度為20g/l、hcl的物質的量濃度為0.2mol/l的混合溶液，即得；

制備活化液：在10g/l的硝酸銀溶液中緩慢滴加氨水至體系呈透明狀，即得；

2)粗化處理：在10ml乙醇溶液中加入0.06gtib2顆粒并進行超聲波分散，然后加入10ml濃度為1.9mol/l的硫酸，采用電磁攪拌器加熱至45℃，在430r/min的轉速下攪拌35min，然后靜置至tib2顆粒粉末沉淀，傾倒出上層粗化液，用去離子水將沉淀的tib2顆粒粉末清洗至洗滌液呈中性；

3)敏化處理：將步驟2)得到的中性tib2顆粒粉末加入10ml乙醇中并進行超聲波分散，然后加入10ml的敏化溶液，采用電磁攪拌器加熱至50℃，在400r/min的轉速下攪拌35min，然后靜置至tib2顆粒粉末沉淀，傾倒出上層敏化液，用去離子水將沉淀的tib2顆粒粉末清洗至洗滌液呈中性；

4)活化處理：取采用步驟3)的方法得到的中性tib2顆粒粉末0.2g加入10ml乙醇中并進行分散，然后加入10ml活化液，采用電磁攪拌器加熱至35℃，在400r/min的轉速下攪拌40min，然后靜置至tib2顆粒粉末沉淀，傾倒出上層活化液，用去離子水將沉淀的tib2顆粒粉末清洗至洗滌液呈中性；

5)鍍銅處理：將步驟4)得到的中性tib2顆粒粉末加入10ml乙醇中進行分散，然后加入35ml的鍍銅液，用naoh溶液調整ph值至12.5，采用電磁攪拌器加熱至55℃，在480r/min的轉速下攪拌70min，然后靜置至顆粒沉淀，傾倒出上層鍍銅液，用去離子水將沉淀清洗至中性，即得到表面鍍銅的tib2顆粒；鍍銅液的組成和含量如下：硫酸銅：4g/l；na2co3：8g/l；質量分數為45％的甲醛水溶液：8ml/l；氫氧化鈉：5g/l；酒石酸鉀鈉：12g/l；穩定劑：30mg/l；溶劑為蒸餾水；穩定劑為2,2-聯吡啶。

實施例3

本實施例的在tib2顆粒表面鍍銅的方法，包括以下步驟：

1)制備敏化液：將氯化亞錫和鹽酸進行混合溶液，得到氯化亞錫(以sncl2·2h2o計)的質量濃度為40g/l、hcl的物質的量濃度為0.5mol/l的混合溶液，即得；

制備活化液：在12g/l的硝酸銀溶液中緩慢滴加氨水至體系呈透明狀，即得；

2)粗化處理：在10ml乙醇溶液中加入0.06gtib2顆粒并進行超聲波分散，然后加入10ml濃度為1.9mol/l的硫酸，采用電磁攪拌器加熱至40℃，在400r/min的轉速下攪拌40min，然后靜置至tib2顆粒粉末沉淀，傾倒出上層粗化液，用去離子水將沉淀的tib2顆粒粉末清洗至洗滌液呈中性；

3)敏化處理：將步驟2)得到的中性tib2顆粒粉末加入10ml乙醇中并進行超聲波分散，然后加入10ml的敏化溶液，采用電磁攪拌器加熱至45℃，在400r/min的轉速下攪拌40min，然后靜置至tib2顆粒粉末沉淀，傾倒出上層敏化液，用去離子水將沉淀的tib2顆粒粉末清洗至洗滌液呈中性；

4)活化處理：取采用步驟3)的方法得到的中性tib2顆粒粉末0.2g加入10ml乙醇中并進行分散，然后加入10ml活化液，采用電磁攪拌器加熱至45℃，在420r/min的轉速下攪拌20min，然后靜置至tib2顆粒粉末沉淀，傾倒出上層活化液，用去離子水將沉淀的tib2顆粒粉末清洗至洗滌液呈中性；

5)鍍銅處理：將步驟4)得到的中性tib2顆粒粉末加入10ml乙醇中進行分散，然后加入35ml的鍍銅液，用naoh溶液調整ph值至12，采用電磁攪拌器加熱至65℃，在500r/min的轉速下攪拌80min，然后靜置至顆粒沉淀，傾倒出上層鍍銅液，用去離子水將沉淀清洗至中性，即得到表面鍍銅的tib2顆粒；鍍銅液的組成和含量如下：硫酸銅：6g/l；na2co3：10g/l；質量分數為30％的甲醛水溶液：12ml/l；氫氧化鈉：7g/l；酒石酸鉀鈉：15g/l；穩定劑：50mg/l；溶劑為蒸餾水；穩定劑為2,2-聯吡啶。