[发明专利]一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法

权利要求书

1.一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）制备层状纳米结构铜电镀液；

（2）对阴极基体材料表面预处理；

（3）阳极板的表面预处理；

（4）制备层状纳米晶铜。

2.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中铜电镀液配置如下：按每升电镀液计算，其组成包括硫酸铜 180-240g、硫酸50-75g、氯化铜40-80mg和余量为蒸馏水。

3.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法，其特征在于：步骤（1）的铜电镀液中还添加有添加剂，添加剂包括二疏基苯并咪唑0.6-1.0mg/L、乙撑硫脲0.4-0.8mg/L、聚二硫二丙烷磺酸钠16-20 mg/L、聚乙二醇0.04-0.1 mg/L。

4.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法，其特征在于：所述铜电镀液的制备方法如下：二疏基苯并咪唑采用沸腾的蒸馏水配制成0.5g/L；乙撑硫脲用热蒸馏水配制成0.5g/L；聚二硫二丙烷磺酸钠用热蒸馏水配制成10 g/L；聚乙二醇用热蒸馏水配制成10 g/L，将硫酸铜、硫酸、氯化铜依次加入蒸馏水中混合溶解，即得到层状纳米结构铜电镀液。

5.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法，其特征在于：步骤（2）预处理具体步骤为：选择普通碳钢工件作为基体金属，对普通碳钢工件依次使用80#、320#、800#和1500#砂纸打磨，之后用去离子水清洗碳钢表面，之后用1.5#金刚石研磨膏进行抛光，再用质量百分比浓度为20%的氢氧化钠水溶液在温度为70-80℃条件下浸泡10-15min脱脂除油，然后，依次用自来水清洗冲洗和蒸馏水清洗以获得表面平整无污染的表面；然后，用质量百分比浓度为10%的盐酸水溶液酸洗30-60s进行表面活化，再依次用自来水和蒸馏水将表面酸液冲洗干净，并将经过上述处理的普通碳钢工件浸泡蒸馏水里备用。

6.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法，其特征在于：步骤（3）具体处理步骤为：首先阳极板的选择，硫酸盐光亮镀铜的阳极板都采用的是含磷铜板；其含磷量不能太低，太低会导致阳极表面黑膜层保持发生困难，使阳极溶解速度加快；含磷太高会导致阳极黑膜增多，导电能力下降；选用的铜含磷量为0.1-0.3%，然后选用800#砂纸打磨去除其表面铜锈，之后用去离子水清洗表面砂纸磨粒。

7.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法，其特征在于：步骤（4）具体步骤为：将预处理过的普通碳钢工件作为阴极和纯的含磷铜作为阳极放入上述硫酸铜镀液中并分别与直流稳压稳流电源负极和正极连接，在室温和鼓气条件下，采用两种不同的电流密度进行循环电沉积，即在小电流密度和大电流密度以间隔一定沉积时间进行循环交替式电沉积一段时间，即得到一种层状纳米结构铜镀层。

8.根据权利要求7所述的一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法，其特征在于：所述在电沉积过程中采用的小电流密度为1.5 A/dm²；采用的大电流密度为10 A/dm²。

9.根据权利要求7所述的一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法，其特征在于：所述沉积时间为：1.5 A/dm²沉积2min，10 A/dm²沉积5min，交替沉积8小时。