[發(fā)明專利]一種銅包鋁復(fù)合導(dǎo)電材料制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110041372.5
• 申請(qǐng)日: 2011-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102154634A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 管從勝;金麗勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C18/38
• 分類號(hào): C23C18/38;H01B1/02
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力和電子工業(yè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種銅包鋁復(fù)合導(dǎo)電材料制備方法，具體地說(shuō)就是通過(guò)化學(xué)置換鍍方法在鋁導(dǎo)電材料表面包覆一層銅而得到銅包鋁復(fù)合導(dǎo)電材料。

背景技術(shù)

銅材料由于具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能而廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)和電子工業(yè)，但是銅資源匱乏和價(jià)格高，大面積應(yīng)用受到一定限制。鋁材料資源豐富和價(jià)格低廉，密度僅為銅材料的1/3，單位質(zhì)量導(dǎo)電能力是銅材料的兩倍，鋁材料已成為銅材料的替代產(chǎn)品而應(yīng)用于電力和電子工業(yè)。在電子工業(yè)中應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，鋁材料表面氧化膜增加了導(dǎo)線之間或?qū)Ь€與電器之間的接觸電阻，很容易出現(xiàn)斷路故障。在電力工業(yè)中應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，鋁材料導(dǎo)線、導(dǎo)流排、連接排等表面氧化膜和腐蝕產(chǎn)物嚴(yán)重影響其導(dǎo)電性能，在沿海地區(qū)和工業(yè)污染區(qū)影響更明顯。用銅包鋁復(fù)合導(dǎo)電材料代替純鋁導(dǎo)電材料，可以將鋁材料和銅材料的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合為一體，有效防止鋁導(dǎo)電材料的表面氧化和腐蝕問(wèn)題，大大改善其導(dǎo)電性能。申請(qǐng)?zhí)枮?00420010427.1的中國(guó)專利公開(kāi)了一種銅包鋁導(dǎo)體電纜，銅層占導(dǎo)線截面積的15％；申請(qǐng)?zhí)枮?8112410.0的中國(guó)專利公開(kāi)了一種銅鋁復(fù)合導(dǎo)線及生產(chǎn)工藝，銅層占導(dǎo)線截面積的5～25％，這兩種技術(shù)都屬于充芯連鑄法，其不足之處是銅和鋁之間的結(jié)合強(qiáng)度低、銅鋁界面上容易析出雜質(zhì)和銅層太薄時(shí)容易出現(xiàn)裸露鋁材料現(xiàn)象；申請(qǐng)?zhí)枮?00910103875.3的中國(guó)專利公開(kāi)了一種用滾動(dòng)電沉積法制造銅包鋁線的方法，利用該技術(shù)可以獲得薄銅層銅包鋁導(dǎo)電材料，但不足之處是工藝復(fù)雜、結(jié)合強(qiáng)度低和鍍層均勻性不易控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有銅包鋁復(fù)合導(dǎo)電材料制備技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、操作方便和性能優(yōu)異的銅包鋁復(fù)合導(dǎo)電材料制備方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下方式實(shí)施的：

一種銅包鋁復(fù)合導(dǎo)電材料制備方法，以鋁導(dǎo)電材料為基體，采用化學(xué)置換鍍方法在其表面上包覆一層厚度均勻、致密和結(jié)合強(qiáng)度高的銅層，通過(guò)調(diào)整置換鍍?nèi)芤航M成、酸度、溫度和施鍍時(shí)間控制包覆銅層厚度；置換鍍銅溶液組成：植酸10～30g/L，硫酸銅5～15g/L，8-羥基喹啉0.5～1.5g/L，磺基水楊酸2～5g/L，十二烷基苯磺酸鈉0.01～0.05g/L，糖精1.0～3.0g/L，聚乙二醇10～30g/L，溶液pH?0.5～2.0，pH用氫氧化鈉、氫氧化銅和乙醇胺中的任意一種調(diào)整；置換鍍銅工藝參數(shù)為：溫度20～40℃，鍍速5～8um/h；銅包覆層的技術(shù)參數(shù)為：厚度10～30um，結(jié)合強(qiáng)度大于1級(jí)；通過(guò)熱處理消除銅層內(nèi)應(yīng)力，熱處理工藝參數(shù)為：溫度180～250℃，時(shí)間10～30min；銅包鋁復(fù)合導(dǎo)電材料制備工藝流程為：鋁導(dǎo)電材料→除油→水洗→酸洗活化→水洗→置換鍍銅→水洗→干燥→熱處理→銅包鋁復(fù)合導(dǎo)電材料。

本發(fā)明銅包覆鋁導(dǎo)電材料方法的優(yōu)點(diǎn)在于：

在酸性條件下，植酸不僅可以與銅離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，而且又能使三價(jià)鋁離子定量沉淀，通過(guò)補(bǔ)加植酸銅可使置換鍍銅溶液長(zhǎng)期穩(wěn)定；銅鍍層薄、均勻、致密和結(jié)合強(qiáng)度高；熱處理溫度低，節(jié)約能源；該鍍銅層既可以用作最終功能鍍層，也可以用作電鍍銅和電鍍錫的預(yù)鍍層；本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、操作方便和節(jié)約能源，特別適合于薄銅包覆鋁復(fù)合導(dǎo)電材料的制備。

具體實(shí)施方式

下面給出本發(fā)明的三個(gè)最佳實(shí)施例：

實(shí)施例1

以3mm直徑鋁導(dǎo)線為基體材料，經(jīng)過(guò)表面除油、酸洗活化、置換鍍銅和熱處理等工序得到銅包鋁復(fù)合導(dǎo)線材料，用于生產(chǎn)架空鋼芯鋁絞線導(dǎo)線。置換鍍銅溶液組成：植酸10g/L，硫酸銅5g/L，8-羥基喹啉0.5g/L，磺基水楊酸2g/L，十二烷基苯磺酸鈉0.01g/L，糖精1.0g/L，聚乙二醇10g/L，溶液pH?1.5，pH用氫氧化銅調(diào)整；置換鍍銅工藝參數(shù)為：溫度40℃，平均鍍速7um/h，時(shí)間4h；銅包覆層技術(shù)參數(shù)為：厚度28um，結(jié)合強(qiáng)度大于1級(jí)；熱處理工藝參數(shù)為：溫度250℃，時(shí)間10min；制備工藝流程為：鋁導(dǎo)線→除油→水洗→酸洗活化→水洗→置換鍍銅→水洗→干燥→熱處理→銅包鋁復(fù)合導(dǎo)線材料→包裝→入庫(kù)。

實(shí)施例2