[發明專利]一種制備膨脹石墨電鍍銅的設備和方法

有效

• 申請號: 201711063366.3
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107858713B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 劉犇;張東卿;劉占軍;張俊鵬;郭全貴
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38;C25D17/02;C25D5/54;C25D7/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

一種制備膨脹石墨電鍍銅的設備包括電解槽(8)、銅陽極電極(2)和石墨板陰極電極(3)，其特征在于電解槽(8)內有塑料網箱(6)，電解槽(8)內且塑料網箱(6)之外有銅陽極電極(2),在塑料網箱(6)上端有石墨板陰極電極(3)，在塑料網箱(6)內有機械攪拌(4)。本發明具有結構簡單、工藝簡單、鍍銅穩定性高、鍍銅效率高和成本低的優點。

技術領域

本發明涉及電鍍技術領域，具體涉及一種制備膨脹石墨電鍍銅的設備和方法。

背景技術

銅/膨脹石墨復合材料即具有銅的高導電、高強度和良好的延展性，又具有膨脹石墨的良好的潤滑性，耐腐蝕性、低膨脹系數等特點，廣泛的應用于粉末冶金、自潤滑軸承和電刷等電工部件。但由于石墨與銅的潤濕角即便在1100℃也高達140°，且比重相差太大，所以銅和膨脹石墨存在混合不勻，容易產生偏析等問題。隨著石墨含量的增多，復合材料的致密度急劇下降，嚴重破壞復合材料的力學性能及導電、導熱性，需對膨脹石墨表面鍍銅提高復合材料的綜合性能。

在膨脹石墨表面鍍銅的主要研究方向包括電鍍法和化學鍍法，化學鍍鍍覆工藝復雜，工藝控制比較麻煩，且化學鍍價格也比較昂貴；由于膨脹石墨密度低，有較強的疏水性，電鍍效果差，工藝控制較為復雜，產品性能不穩定。

發明內容

本發明的目的針對現有膨脹石墨鍍銅工藝存在的不足和缺陷，提供一種設備結構簡單、工藝簡單、鍍銅穩定性高、鍍銅效率高和成本低的膨脹石墨電鍍銅的制備設備和制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種制備膨脹石墨電鍍銅的設備，它包括電解槽、銅陽極電極和石墨板陰極電極，其特征在于電解槽內有塑料網箱，電解槽內且塑料網箱之外有銅陽極電極,在塑料網箱上端有石墨板陰極電極，在塑料網箱內有機械攪拌。

所述塑料網箱的孔徑要小于膨脹石墨的粒徑，孔徑范圍：100～600μm。

本發明一種制備膨脹石墨電鍍銅的的方法，包括如下步驟：

(1)預處理：向膨脹石墨中加入濃度為5～40wt％的濃硝酸溶液超聲10～60min后抽濾，用去離子水洗至中性后,得到預處理物；

(2)配置電鍍液；

按CuSO₄：20～500g/L，Na₂H₂PO₂：5～50g/L，CH₃COOH：1～15g/L，濃H₂SO₄：10～100g/L組成配置電鍍液；

(3)將電鍍液加入電解槽內，將預處理物加入塑料網箱內進行電渡，其中電渡條件為：電流密度1～15A·dm^-2，電鍍時間20～120min，預處理在電鍍液中所占的比例為0.5～5g/L，同時進行間歇性攪拌，每次攪拌時間為10s～90s，攪拌速率50～250r/min，間隔時間為10～40min；電鍍的過程中攪拌能降低電鍍液的濃差極化，提高電流密度，改善鍍層的均勻性，有利于微粒沉積。

(4)待電鍍完成后，取出塑料網箱，對塑料網箱中的鍍銅膨脹石墨用去離子水洗凈；抽濾所得鍍銅膨脹石墨；

(5)將鍍銅膨脹石墨加入濃度為0.5～5wt％的苯丙三氮唑(BTA)酒精溶液中進行鈍化，鈍化時間為1～30min；對鈍化后的鍍銅膨脹石墨進行抽濾，將所得產物于30～80℃下進行烘干，得到產品。

本發明的優點和有益效果為：

本發明的一種電鍍設備，設備結構簡單，不僅簡化制備工藝，而且提高鍍銅的穩定性，節約設備和成本，進一步提高膨脹石墨鍍銅的效率。

附圖說明

圖1為本發明膨脹石墨電鍍銅的制備設備的結構示意圖。