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【簡介】
將納米SiC應(yīng)用于電鍍非晶Ni-P合金中。以鎳電鍍液為分散介質(zhì)，研究了幾種典型類型表面活性劑的分散效果。通過沉降實驗觀察分散體系的懸浮穩(wěn)定性，利用透射電鏡(TEM)及掃描電鏡(SEM)分別測定了鍍液中SiC顆粒的粒度及粒度分布，以及觀察了納米顆粒在復(fù)合鍍層表面的分布。實驗結(jié)果表明，含氟型表面活性劑以及陽離子聚合物聚乙烯亞胺能有效阻止顆粒的團(tuán)聚；當(dāng)其含量分別為0.6～0.7 g／L及0.7 g／L時，獲得了穩(wěn)定懸浮的鍍液和顆粒均勻分布的復(fù)合鍍層。
關(guān)鍵詞：復(fù)合鍍層；Ni．P合金；納米SiC顆粒；含氟型表面活性劑；聚乙烯亞胺；沉降實驗；分散
中圖分類號：TQ153．12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004—227X(2006)03—0004—04
1 前言
電鍍液中納米固體顆粒與合金共沉積制得納米復(fù)合鍍層。其中納米粒子的彌散分布效應(yīng)大大改善了鍍層的性能，具有比普通鍍層高的硬度、耐磨性、減摩性。但由于納米粒子大的比表面積和表面能，具有互相團(tuán)聚以降低其表面能的趨勢，同時納米顆粒在液體介質(zhì)中無序的布朗運動也使得顆粒之間極易發(fā)生碰撞，從而形成大的團(tuán)聚體從懸浮液巾沉降下來。因此，在納米復(fù)合鍍中，納米粒子的分散、鍍液的均勻懸浮是非常重要的。而通過添加合適的表面活性劑使顆粒表面帶上相同電荷或吸附上某種高分子物質(zhì)，能起到阻止顆粒團(tuán)聚的作用。本工作研究了在鎳一磷復(fù)合鍍液中幾種典型類型的表面活性劑對納米SiC顆粒的分散作用，以獲得分散均勻、穩(wěn)定懸浮的復(fù)合電鍍液[1]。
2 試驗
2．1 復(fù)合鍍液的組成及工藝條件
分散體系為復(fù)合電鍍液，其化學(xué)組成及工藝條件(鍍液為分析純試劑與蒸餾水配制)為:
SiC粉體為國內(nèi)購買。鍍前經(jīng)丙酮清洗，再用熱的稀硝酸浸泡2 h后，用蒸餾水洗至中性。
表面活性劑：① 陽離子表面活性劑：十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、含氟型表面活性劑(以下簡稱F)、聚乙烯亞胺(PEI，分子量50000)；② 陰離子表面活性劑：十二烷基硫酸鈉(SDS)；③非離子型表面活性劑：聚氧乙烯醚類(OP，分子量646)
2．2 復(fù)合鍍液中微粒的沉降試驗
稱取一定量納米SiC粉體放人50 mL燒杯中，用移液管移人適量表面活性劑，加入電鍍液作為分散介質(zhì)，超聲分散30 min，再把超聲分散好的溶液加入到25 mL刻度試管中搖勻，編號。
按照常用的評價懸浮液穩(wěn)定性的方法[2]，在粉體質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的條件下，通過一定時問里觀察、測量粉體沉降的高度或體積來說明懸浮液穩(wěn)定性的好壞，沉降物高度或體積小的分散效果好，當(dāng)上層懸浮液澄清時停止觀察。
用JEOL TEM—l OOCX I1型透射電鏡測試顆粒粒度及分布，用Cambridge$360型掃描電鏡觀察鍍層表面形貌，用附帶EDS能譜測量鍍層微觀區(qū)域元素含量[3]。用Malvern Zetasizer 2000型Zeta電位分析儀測量SiC顆粒表面ξ電位。
3 試驗結(jié)果及分析
3．1 含氟型表面活性劑作為分散劑
此陽離子型含氟活性劑被顆粒吸附，使得顆粒表面帶上同種正電荷，通過靜電穩(wěn)定作用，彼此互相排斥來阻止粒子的團(tuán)聚[4]。
實驗中活性劑F的加入量依次為0．1、0．2、0．3、0．4、0．5、0．6、0．7、0．8、1．0 g／L，另外放置一組無分散劑的做為對比。
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