[發明專利]一種包覆非晶絲的制備方法

有效

• 申請號: 201410176169.2
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103938243A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 喬珺威;任麗微;楊慧君;馬勝國;王永勝;周禾豐;許并社
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C25D7/06
• 分類號: C25D7/06;C25D5/48;C22F1/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術領域

本發明涉及一種包覆非晶絲的制備方法，具體地說，是針對微米尺度的非晶絲狀物，提高其拉伸塑性的方法，屬于材料技術研究領域。

背景技術

非晶絲具有很高的抗拉強度，而且其在納米尺度具有塑性，但是已經充分證明在微米尺度非晶絲在拉伸時仍然是脆性斷裂。非晶合金的拉伸脆斷性阻礙了非晶絲的部分應用，非晶態合金的拉伸斷裂是剪切熱和微觀缺陷演化發展的過程；斷裂源于剪切帶中的剪切熱軟化和結構損傷的共同作用。由于非晶合金的宏觀磁性各向異性，它具有較高的磁導率和電阻率，眾多研究者將目光投降于非晶絲的磁感性能。

迄今為止非晶絲是GMI效應最出色的軟磁功能材料，可直接用于磁傳感器等敏感元件的制備。王成鐸等人在北京科技大學學報.2009,31(11)上發表的“工藝參數對玻璃包覆鐵基合金微絲尺寸、結構和力學性能的影響”，研究了玻璃包覆熔融紡絲法將玻璃包覆于鐵基非晶絲并研究其力學性能，在包覆玻璃后在拉伸過程中產生不均勻的塑性流變現象，但依然是脆性斷裂。塊體非晶材料的塑性為零并且在現階段并沒有找到可以明顯提高非晶絲拉伸塑性的方法，因此找到一種改善非晶絲塑性的方法尤為重要。對于晶體金屬來說，付大軍等人在鑄造技術，2004,25(3)上發表了“稀土元素Ce對純銅導電性及力學性能的影響”，研究了純銅的抗拉強度為178MPa。劉宇星等人在過程工程學報，2004,4(4)上發表了“電沉積制備鎳箔的SEM形貌和抗拉強度”研究了純鎳的抗拉強度為550MPa。

發明內容

本發明旨在提供一種包覆非晶絲的制備方法，基于非晶絲材料本身具有高強度、高硬度，但是其塑性非常低的特點，通過在非晶絲表面鍍上一層晶體金屬，以此來提高非晶絲的拉伸塑性，形成非晶體-晶體復合在拉伸時產生加工硬化且具有拉伸塑性的高強高韌的非晶絲材料。

本發明采用的是在非晶絲表面電鍍晶體金屬的方法并以電鍍金屬銅和金屬鎳為例展開實施。本發明是通過以下技術方案實現的：

一種包覆非晶絲的制備方法，是在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，以相應的金屬板為陽極，而非晶絲作為陰極，通過外加電源的電解作用使溶液中的金屬陽離子向陰極運動并在陰極上沉積，而陽極版不斷地溶解以補充溶液中減少的金屬陽離子來維持溶液中金屬陽離子的濃度穩定，最終在非晶絲表面形成了金屬鍍層。相應的具體步驟為：

（1）采用熔體抽拉法制備非晶絲，并充入氬氣作為保護氣氛，起弧；

（2）將母合金的棒料置于坩堝中，母合金完全熔化后，啟動銅輪充入純度99.97%的氬氣作為保護氣，加熱母合金，待母合金完全熔化后以3100r/min的速度抽絲；

（3）對試樣進行表面處理，用拋光布進行打磨直到達到電鍍要求；

（4）非晶絲連接電源的負極，金屬片連接電源的正極，將正負極放入裝有電鍍液的燒杯中，并將燒杯放入水浴鍋中進行40℃的水浴加熱，開始電鍍；

（5）電鍍過程中不斷攪拌，以驅趕附著在鍍件上的氣泡，記錄相應的電鍍時間，到適當的時間，關閉電源，停止電鍍；

（6）將電鍍好的一部分非晶絲經過軋機壓軋，將每個鍍金屬后的非晶絲軋到52μm-57μm，然后將非晶絲做拉伸測試。

上述方法中，針對不同金屬工藝基本相同，相關參數有差異，下面僅對金屬銅和鎳做進一步說明：

在非晶絲表面鍍銅時，采用的金屬片為銅片，所述的電鍍液為：

?????????????????????????CuSO₄·5H₂O:200g/L

?????????????????????????CuCl₂·2H₂O:72mg/L

?????????????????????????H₂SO₄:60g/L

其中加入CuCl₂·2H₂O是為了加入濃度為30mg/L的Cl^-?，H₂SO₄為98%濃硫酸，CuSO₄·5H₂O為分析純。

具體操作方法為：先用天平稱量硫酸銅和氯化銅的質量，放入燒杯中，然后加入適量的蒸餾水，攪拌直至溶解。濃硫酸稀釋時會放出大量的熱所以加入濃硫酸時要緩慢而且要邊滴加邊攪拌，直至藥品全部溶解再用蒸餾水定容。最后配置好的溶液呈藍色。

在非晶絲表面鍍鎳時，采用的金屬片為鎳片，所述的電鍍液為：