[发明专利]一种β-CuSCN包覆对铜质金属表面改性的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属抗氧化技术领域，具体涉及一种包覆对金属表面改性的方法。

背景技术

铜的表面改性主要有以下两个方面技术：一，表面转化技术，该技术用物理化学方法处理表面，使材料本身组成结构发生变化，从而使性能得到改变，常见的有磷化，钝化，电化学氧化等。该技术可以提高基体的耐腐蚀抗氧化等性能，但用该技术处理后基体的导电性没有保证；二，表面包覆技术，按包覆材料不同有表面活性剂处理，表面渗镀金属、偶联剂处理和高分子表面包覆、半导体渗镀等技术。表面镀金属可以提高基体耐腐蚀抗氧化等性能，是目前较多使用的方法，但该法需要消耗贵金属，成本较高；此外在保护过程中一旦保护层有破损基体将加速腐蚀。偶联剂包覆可以提高金属基体的耐腐蚀，抗氧化性；但该方法的不足在于基体导电性将受到影响。缓蚀剂、表面活性剂表面改性可以提高铜在常温大气中耐腐蚀性，多用于金属的保存。

发明内容

本发明目的在于提供一种成本低、工艺简单易实现的β-CuSCN包覆对铜质金属表面改性的方法。

本发明提出的β-CuSCN包覆对铜质金属表面改性的方法，具体步骤如下：

对基体材料进行预处理，将预处理后的基体浸入水、KSCN溶液中，或将KSCN溶液喷涂于预处理后的基体上，通过添加酸性溶液或缓冲溶液控制KSCN溶液的pH值为5-9，反应时间为10分钟-120分钟，反应温度为0℃-60℃，即得到β-CuSCN保护层。

本发明中，所述基体为铜件，包括铜及其各种铜合金。铜件可以为大尺寸物件或微米，纳米小颗粒。

本发明中，所述酸性溶液为盐酸、硫酸或磷酸等中任一种，所述缓冲溶液为磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液或磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液。

本发明中，所述KSCN溶液的浓度在饱和范围内。

本发明对基体预处理是除去基体表面的油脂，氧化物。包覆层厚度可通过调节KSCN溶液的浓度、反应时间等实现。

本发明具有以下几个方面显著优点：

1)、工艺简单，生产过程污染小，生产成本低。

2)、工艺对设备要求不高，易于实现。

3)、改性后产物不需特别处理，存储方便。

4)、改性后产物在低温到中高温温度范围内抗氧化性能优良。

5)、由于表面包覆层为半导体，产物导电性较好。

附图说明

图1为未处理铜粉的SEM图。

图2为未处理铜粉的TEM图。

图3为处理后铜粉的SEM图。

图4为处理后铜粉的TEM图。

图5为处理后铜粉的XRD谱图。

图6为铜粉及处理后铜粉产物在空气中的TG/DTG结果对比图。

图7为铜粉(a)及不同浓度KSCN溶液处理铜粉后产物在空气中的TG/DTG结果；其中溶液中KSCN含量：b，0.05g，c，0.1g，d，0.15g，e，0.25g。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1：

室温25℃下，取经去除氧化层的铜粉3克投入20ml去离子水中，在剧烈搅拌下加入0.15克KSCN。然后在20分钟内将10mL 0.075mol/L的H₂SO₄于20分钟分钟内缓慢滴加到上述悬浊液中，滴加完成后继续反应15分钟后，过滤出固体产物，用去离子水洗涤后80℃烘干即完成了对铜粉的处理。图3，图4分别为处理后铜粉的SEM，TEM图；图5为处理后铜粉的XRD谱图；图6为处理后铜粉的与未处理铜粉在空气中的TG/DTG结果对比图。从图6中可以看出处理后的铜粉可以在350℃前保持稳定，其抗氧化性质明显优于未处理铜粉。

实施例2：

采用实施例1的方法，改变添加KSCN的用量，并始终保持KSCN与H⁺的摩尔比为1∶1，制备添加0.05克，0.10克，0.15克，0.25克的产物。其TG/DTG结果对比图如图7所示。从图中可以看出，经处理后的铜粉抗氧化性能明显提高，同时增加KSCN用量有助于铜粉抗氧化性能的提高。

实施例3：

室温25℃下，取100mL pH值为6的乙酸，乙酸钠缓冲溶液，加入0.6克的KSCN制备相应溶液，将预处理过的铜片浸入上述KSCN溶液1小时后取出，即完成了对铜片的处理。