[发明专利]一种间歇式柱形反应器及金属包覆重质粉体的电沉积方法

说明书

一种间歇式柱形反应器及金属包覆重质粉体的电沉积方法，所述反应器为圆柱形；所述反应器的顶部开口；所述反应器的底部为阴极板；所述反应器的阳极悬于反应器中；所述阴极板与阳极通过直流电源连接；所述反应器中设搅拌装置。所述电沉积方法是将金属镀液置于所述间歇式柱形反应器中，再加入重质粉体，通过间歇式搅拌与电沉积的交替，进行金属包覆，抽滤，干燥，即成。本发明间歇式柱形反应器有利于粉体沉降和分散；所得金属包覆重质粉体的包覆层与粉体结合能力强，包覆完整，镀层厚薄均匀、致密、纯净，粉体不团聚，分散均匀，且金属含量和包覆率高；本发明方法工艺简单，成本低，生产效率高，适宜于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种反应器及电沉积方法，具体涉及一种间歇式柱形反应器及金属包覆重质粉体的电沉积方法。

背景技术

CN107513750A公开了一种间歇式电沉积核壳式粉体电镀装置及其处理方法，是针对现有粉体电镀装置无法适用于纳米级到亚毫米尺寸粉体，并且镀层均匀性不理想等问题，适用于粒径比较小的或易悬浮的粉体电镀。但是，由于其阴极板是垂直于底面的，不适用重质粉体施镀。

CN107552779A公开了一种间歇式电沉积制备微米级和/或毫米级包覆型粉体的装置及其处理方法，是结合微米级和/或毫米级球形粉体自身的特点，通过电镀槽的转动，使微米级和/或毫米级粉体得到充分搅拌，得到镀层的厚度均匀可控。但是，该电沉积装置与通用的滚镀装置十分相似，阴极需要滚动，粉体不易分散开，操作繁琐。

CN107876756A公开了一种电沉积法同步生产不同种类包覆型粉体的装置及方法，阴极板铺设于电镀槽的底部，阳极组合件通过动力组件的连接置于电镀槽的上方，电源通过导线与阳极组合件和阴极板相连接。所述阳极组合件包括阳极夹持结构和阳极棒，电机通过电机传动轴连接于阳极夹持结构上，带动阳极棒进行运动。但是，阳极棒与已镀粉体的碰撞可能使镀上的金属溶解，另外，通过阳极棒的旋转搅拌效果是非常差的，不能有效使粉体分散开。

随着科学技术和工业不断的发展进步，对材料机械性能的要求也逐渐提高。金属包覆型复合材料兼具“核”和“壳”材料的优点，凭借其优良的性能引起了广大研究者的关注，关于核壳包覆结构的复合材料的报道越来越多。

镍、铜、钴等金属包覆重质粉体的复合粉体可同时兼具表面金属和粉体的高耐磨性、高硬度、延展性以及磁性能等，受到了广大的关注。但是，由于这些电镀包覆的金属与大部分被包覆的粉体存在界面能相差太大，润湿性差或金属间互不相溶等问题，若仅用一般的机械混合法很难将两者均匀混合，且其致密化程度、结构分布、成分及形状、尺寸控制也都难以达到理想状态，即使制成了复合粉体，也极易在储存和使用过程中发生金属包覆层的剥离和脱落。因此，传统类型的粉末涂层方法并不适用于用来制备这样的金属和粉体的复合材料。另外，由于粉末镀的特殊性，需要在比表面积较大的粉末上进行镀膜，而受限于粉末密度和镀液的密度的差异，粉末特别是重质粉末在金属镀过程中呈堆积状态，这样电镀出来的粉末，要么团聚，要么镀层不均匀，最终产品难以实现商业价值。

CN103014798A公开了一种铁基粉末冶金件的电镀铬处理方法，CN104328463A公开了一种铁基粉末冶金件的电镀铬处理方法，它们均是对粉体材料压制粘结后的多孔块材工件进行电镀，与普通电镀技术相同，并不是通过粉体电镀制备金属包覆重质粉体产品。

CN103611931A公开了一种适用于实验室的电镀制备镍包覆铜复合粉末的方法，是采用阴极镍网或阴极镍板，配以磁力搅拌，在实验室条件下，快速高效的实现镍包覆铜粉的制备。但是，该方法只适用于实验室制备少量的镍包覆铜粉，并不适用于大规模化的生产应用。