[发明专利]铁酸镍陶瓷材料表面无敏化无活化制备化学镀镍层的方法

说明书

一种铁酸镍陶瓷材料表面无敏化无活化制备化学镀镍层的方法，包括以下步骤：(1)准备Fe₂O₃、NiO、Ni、MnO₂和V₂O₅的粉末，湿磨混合后加入有机粘结剂研磨造粒，筛分出粘结物料；模压成型后烧结粉碎筛分出陶瓷颗粒；(2)将NiCl₂、NaH₂PO₂、柠檬酸三钠、乙酸钠和乳酸混匀，加氨水制成化学镀镍溶液；(3)化学镀镍溶液加热后将陶瓷颗粒浸入，添加氨水并进行化学镀镍，然后过滤水洗烘干。本发明方法通过高温合成过程中添加Ni粉制备复合陶瓷，以大量均匀分布的Ni为活性催化中心，无需粗化、敏化、活化等工艺，工艺流程简化，缩短时间，降低生产成本。

技术领域

本发明属于材料表面改性技术领域，特别涉及一种铁酸镍陶瓷材料表面无敏化无活化制备化学镀镍层的方法。

背景技术

NiFe₂O₄陶瓷属于立方晶系离子型化合物，尖晶石结构中Ni-O、Fe-O是较强的离子键，各键静电强度相等，结构牢固，导热性和热膨胀性在各个方向上都相同，且热膨胀系数小，具有强度大、熔点高、化学稳定性和气敏性好、催化活性高、软磁特性等优点，在结构陶瓷、电极材料、催化剂、气体传感器、磁流体和微波吸收材料等领域广泛应用。

NiFe₂O₄陶瓷属于高温半导体材料，室温下导电性相对较差，表面可焊性较差，严重制约其应用，因此需要对其进行表面金属化改性处理。陶瓷表面金属化改性方法有很多种，如真空蒸镀法、磁控溅射法、电镀法、化学镀法等。其中，化学镀镍由于镍镀层具有优良的均匀性、高硬度、耐蚀性、导电性及可焊性等综合物理化学性能，并且施镀不受基体形状限制、镀层厚度可调、工艺简单、适用范围广等特点，在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。陶瓷本身对金属的化学还原不具催化活性，如不作预处理则不可能在陶瓷表面实现化学镀，化学镀前必须进行活化处理。传统的SnCl₂-PdCl₂敏化-活化工艺处理过程复杂，钯的价格较贵，成本高，而且PdCl₂具有很强毒性，污染大。因此，研究者们一直研究新的无钯活化工艺，其中以镍作催化剂的活化工艺成为当前研究热点。文献“陶表面化学镀Ni-P合金工艺的研究”（李丽波、李东平、张书华等）将陶瓷片浸入由NiSO₄·6H₂O、NaH₂PO₂和C₂H₆O组成的活化液中，通过280℃热处理12min使镍盐被还原为活性中心，化学镀后得到覆盖完整、均匀、致密的镍镀层。文献“玻璃表面无钯活化化学镀镍的研究”（ 傅圣利、李义和、王本根等）研究了以Ni(Ac)₂、NaH₂PO₂和CH₃OH为组成的混合溶液的活化工艺，该工艺水合肼作还原剂，在165~170℃温度下活化30min，通过热还原分解法制取活性镍作为后续化学镀的活性中心。专利“一种氧化铝陶瓷表面无钯活化化学镀镍工艺” （张萍萍、张宝泉）将粗化后的氧化铝陶瓷在硼盐溶液中浸泡20~30秒，冲洗后在镍胶体中浸泡20~30秒，能形成较多且分布均匀的表面活性中心，化学镀后氧化铝表面获得了平整连续致密的镍镀层。虽然以镍为催化剂的活化工艺已经有了初步进展，但都需要在镍盐溶液或胶体中进行，活化前需要除油、粗化等处理，工艺相对较复杂，容易引起污染等问题。

发明内容