一种用于SiCp/Al材料表面化学镀Ni-B/GO复合镀层的化学镀液及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料科学技术领域，具体的说，涉及一种用于SiCp/Al材料表面化学镀 Ni-B/G0复合镀层的化学镀液及其应用。
【背景技术】
[0002] 碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al复合材料)是由碳化硅和颗粒状的铝复合 而成，具有高比强度、高比模量、低热膨胀系数、抗磨损能力强、高尺寸稳定性、高耐磨性及 良好的导热导电性、高温性能与疲劳性能。碳化硅颗粒增强铝基复合材料在航空航天、船 舶、汽车、电子及空间技术等领域具有广泛的工程应用前景，是目前普遍公认的最有竞争力 的金属基复合材料品种之一。然而，由于材料中SiC颗粒体积分数较高，其焊接性能较差，且 在焊接过程中容易发生氧化，对保护气体纯度要求较高。为此，提出在其表面镀覆一层金属 保护层的设想。表面覆盖的金属层既要与复合材料基体结合牢固，其自身又必须具有耐高 温、抗氧化等特性，还要与焊料润湿良好。
[0003] 如今，随着对碳化硅颗粒增强铝基复合材料的深入研究，在碳化硅颗粒增强铝基 复合材料表面进行化学镀的方法众多，目前还没有人在碳化硅颗粒增强铝基复合材料表面 进行化学镀镍硼合金。
[0004] WU Mao小组对化学镀镍磷SiCp/Al复合材料与锡2.5Ag-2. ONi焊料之间的界面反 应做了研究，发现不同的P含量将导致不同的焊点微观结构。当P的含量为10%时，Ni以高速 扩散到焊料中，产生Ni 3Sn4。从这我们可以发现，P在焊接反应中发挥了巨大的作用。 E. Correa小组在AZ91D镁合金上和纯镁上进行化学镀Ni-B，并对两个镀层进行表征，检测其 耐磨性和耐腐蚀性，发现在镁合金上镀层的效果比在纯镁上边的效果好。说明B对镀层的耐 腐蚀和耐摩擦性有很大的帮助。而且石墨烯是以其独特的二维结构和优异的电学、光学、热 血和机械性能，倍受科研机构的大力关注，已经成为化学、物理等领域的热点研究课题。大 量理论和实验研究表明，石墨烯及其衍生物在纳米器件、半导体材料、生物传感器、信息存 储、太阳能电池和储氢材料等领域具有潜在的重要应用价值。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于SiCp/Al材料表面化 学镀Ni-B/G0复合镀层的化学镀液及其应用。本发明的化学镀液组成简单，用于SiCp/Al材 料表面化学镀Ni-B/G0复合镀层，得到的复合材料有良好的焊接性能和耐腐蚀性能。
[0006] 本发明的技术方案具体如下。
[0007] 本发明提供一种用于SiCp/Al材料表面化学镀Ni-B/G0复合镀层的化学镀液，化学 镀液按每升计算，其组成及含量如下： 乙酸镍 35-45g 硼氢化钠 0,3-0.7g 乙二胺 40-50g
[0008] 氢氧化钠 30-40g 硼酸 8-15g 十二烷基硫酸钠 0.2-0.4g 氧化石墨烯 0.25-lg
[0009] 余量为蒸馏水。
[0010]本发明中，上述用于SiCp/Al材料表面化学镀Ni-B/G0复合镀层的化学镀液的制备 方法，具体步骤如下：
[0011] (1)将氧化石墨烯用十二烷基硫酸钠进行表面改性后，超声分散待用；
[0012] (2)将乙酸镍、硼氢化钠、乙二胺、硼酸、十二烷基硫酸钠和步骤（1)中的改性过的 氧化石墨烯在蒸馏水中溶解，得到混合溶液；
[0013] ⑶将步骤⑵的混合溶液用氢氧化钠调节pH值至10-14,即得到化学镀液。
[0014] 本发明还提供一种上述用于SiCp/Al材料表面化学镀Ni-B/G0复合镀层的化学镀 液的应用。应用方法的具体步骤如下：
[0015] ①采用无钯活化的预处理工艺，对SiCp/Al材料表面进行预处理；
[0016]②将步骤①经预处理后的SiCp/Al材料放入化学镀液中，通入空气20-40min后，取 出，用蒸馏水清洗，再在15_25°C温度下干燥，即得到表面化学镀Ni-B/G0复合镀层的SiCp/ A1复合材料。
[0017] 上述步骤①中，SiCp/Al材料表面经过的预处理步骤包括除油、粗化和活化三步 骤。
[0018] 本发明的有益效果在于：
[0019] 1、硼氢化物是用于化学镀镍中最强的还原剂，任何一种水溶性硼氢化物都可以使 用，硼氢化物的相对分子质量不大，但能用于还原的当量却很高。一般情况下，硼氢化物的 还原当量比次磷酸盐高，1个硼氢化物分子相当于4个次磷酸盐分子，因此，以硼氢化钠为还 原剂进行化学镀镍比较经济。在碱性溶液中Ni-B镀层具有较高的耐蚀性和良好的焊接能 力；
[0020] 2、石墨烯是以其独特的二维结构和优异的电学、光学、热血和机械性能，倍受科研 机构的大力关注，已经成为化学、物理等领域的热点研究课题。大量理论和实验研究表明， 石墨烯及其衍生物在纳米器件、半导体材料、生物传感器、信息存储、太阳能电池和储氢材 料等领域具有潜在的重要应用价值；
[0021] 3、SiCp/Al材料表面化学镀Ni-B合金，提高材料焊接性能，对于材料的应用有很大 的帮助;采用化学镀法，镀层的分散能力好，无明显的边缘效应；
[0022] 4、SiCp/Al材料具有较高的比强度、比刚度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数 等优良的物理性能，比单一的材料具有很多优点，而且成本低。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的描述，但本发明并不限于 下述实施例。
[0024]本发明各实施例中所用的各种原料，如无特殊说明，均为市售。
[0025] 实施例1
[0026] 一种用于SiCp/Al材料表面化学镀Ni-B/G0复合镀层的化学镀液，按每升计算，其 组成及含量如下： 乙酸镍 3? 硼氢化钠 〇.3g 乙二胺 40g
[0027] 氢氧化钠 30g 硼酸 8g 十二烷基硫酸钠 〇.2g 氧化石墨烯 0.25g
[0028] 余量为蒸馏水；
[0029] 上述的化学镀镍硼镀液通过如下的步骤的方法制备：
[0030] 将氯化镍、硼氢化钠、乙二胺、十二烷基硫酸钠、氧化石墨烯依次加入蒸馏水中溶 解，然后用10%氢氧化钠调节pH值至10-13,即得到化学镀液。
[0031] 应用实施例1
[0032]将实施例1的镍硼化学镀液应用于碳化硅颗粒增强铝基复合材料表面以形成Ni-B/G0复合镀镀层的方法，具体包括如下步骤：
[0033] (l)SiCp/Al材料工件表面的预处理
[0034]首先将SiCp/Al材料表面依次经1