[发明专利]一种酸性置换镀铜液包覆铝粉的方法

说明书

一种酸性置换镀铜液包覆铝粉的方法，属于表面处理技术领域。将铝粉放入镀铜液中，铝表面氧化膜溶解，铝金属表面直接与Cu²⁺置换反应，使得铝充分地被Cu²⁺置换，然后利用自身的反应放热升高镀液温度及铜的自催化作用，继续在新生成的铜金属表面自催化施镀金属铜，在溶液中Cu²⁺消耗殆尽时，部分铝金属与水反应生成H₂，溶液中有气泡产生，此时及时补充镀液，使得可继续维持铜的自催化镀铜反应，但补充的镀液不宜过多，以镀液中气泡消失为宜，否则镀液中过多的Cu²⁺会生成细小的氧化亚铜微粒弥散在镀液中，这样反复添加镀液，直到停止添加镀液，待镀液中的Cu²⁺消耗殆尽溶液蓝色全部消失后，便可以获得较厚镀层的铜包覆粉。

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种可循环使用的酸性置换铜液包覆铝粉的化学镀铜液及化学镀方法。

背景技术

铜包铝粉是在铝粉表面镀铜形成包覆型材料,既能使铝粉具备铜的优良导电特性，而且又具备比铜粉质量轻的特点，价格又比单一贵金属粉末低廉。这种粉末材料可以广泛用于导电材料、银包覆铝粉过渡材料、电磁屏蔽材料以及吸波材料等许多领域，本发明工艺操作简单、成本低、清洁、节能、实用性强，具有很好的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的问题是简化了以往铜包覆铝粉的繁琐工艺问题，提供一种工艺简单操作便利，降低能源消耗和制造成本以及废液处理排放问题，且能获得较厚镀层的铜包覆铝粉的化学镀液及化学镀方法。

本发明进行化学镀的方法，包括以下步骤：将化学镀铜液倒入盛有铝粉的容器中并浸没粉料，在40℃～80℃水浴中加热搅拌，当溶液中有气体产生时之后的0～2min之内，移出水浴，注入镀液搅拌，记反应器中包含铝粉的镀液为B，注入的镀液为A，则A的加入速率为：每毫升B对应注入A的速率为0.1～0.5ml/s，直至气泡消失为止，待溶液中再次产生气体时，重复上述过程直到将镀液全部加入，待溶液中有气体产生后溶液中蓝色完全消失，迅速将镀液及粉料倒入布氏漏斗进行真空抽滤，滤出的粉体用H₂SO₄水溶液(优选3wt％～5wt％的浓度)洗涤、烘干过筛即可。

所述的化学镀铜液的组成：CuSO₄·5H₂O 40～100g/L；C₆H₈O₇ 80～150g/L；FeSO₄·7H₂O 50～100g/L；NH₄F 0.5～2.0g/L；H₃PO₄ 20～40ml/L；浓H₂SO₄30～50ml/L，用CuSO₄或KOH调节pH值为1.5～4.5；其中浓H₂SO₄的质量百分比浓度为98％。

过滤后的溶液按原镀液配比的CuSO₄·5H₂O的量再次添入CuSO₄·5H₂O，并滴加H₂O₂1.5ml/l～3.5ml/l，镀液循环使用3～5次。

总的化学镀铜液与铝粉的用量关系，根据需要镀层铜的量计算，一般镀液总体积量与添加铝粉重量的关系为80～90g/l。

本发明技术方案为：(1)在加热的酸性置换镀液中，铜离子可以与铝发生置换反应，生成的铜金属沉积在铝表面，因此铝置换铜的反应方程式为:

2Al+3Cu²⁺→2Al³⁺+3Cu↓