专利名称：包覆有金属层的氧化锌晶须的制作方法
技术领域：
本发明属于氧化锌晶须与金属形成的复合材料，特别涉及一种在氧化锌晶须表面包覆一层或多层金属的复合材料。
氧化锌晶须是一种单晶体，呈单针状、三针状或四针状等形态。鉴于其形态特点，现已应用于复合材料领域，在金属基复合材料、高分子树脂基复合材料、陶瓷基复合材料中起着补强增韧、导电和吸收电磁波、微波和红外线等作用。但由于氧化锌是一种具有半导体性质的金属氧化物，因而电阻率较高、不具有磁性、与金属基体的相容性差，这直接影响复合材料的性能，同时使氧化锌晶须的应用受到限制。
本发明的目的在于克服氧化锌晶须的上述不足，提供一种包覆有金属层的氧化锌晶须，以得到一种既具有良好的导电性、金属相容性及磁性能，又具有针状形态的材料。
本发明的目的是这样实现的通过热分解-气相沉积或化学镀或电化学方法将金属沉积在氧化锌晶须表面，从而形成包覆有金属层的氧化锌晶须。
本发明提供的包覆有金属层的氧化锌晶须，其表面至少包覆有一种纯金属或合金层，即可以根据需要决定在氧化锌晶须表面所包覆的金属的种类和层数，既可以沉积一种纯金属或合金形成单包覆层，又可以沉积两种或两种以上的纯金属或合金形成复合包覆层。纯金属或合金层的层数和厚度根据需要确定，一般为10纳米～10微米。
氧化锌晶须表面所包覆的纯金属或合金，从理论上讲，可以选用各种纯金属或合金，但根据成本、工艺性及金属基、高分子树脂基、陶瓷基复合材料的需要等因素综合考虑，纯金属最好选用Fe、Ni、Co、Cu、Ag、Zn、Sn、Ti和Cr，合金最好选用(1)上述两种或两种以上的纯金属组成的合金；(2)上述一种或一种以上的纯金属与硼或磷元素组成的合金。
本发明提供的包覆有金属层的氧化锌晶须与氧化锌晶须相比，具有以下优点1．由于其表面包覆有一种或多种金属层，因而与金属基体形成复合材料时，相容性得到了根本性改善。
2．由于其表面所包覆的纯金属或合金层可根据需要确定，因而可得到导电性强、磁性能好的晶须，以满足复合材料制备及生产、科研的需要。
实施例1本实施例提供一种包覆一层纯铁的氧化锌晶须，采用热分解-气相沉积法制备，操作如下1．将氧化锌晶须放入气氛炉内，并使ZnO晶须作三维振动。
2．向气氛炉内通入羰基铁气体和N2气的混合气体，炉内羰基铁气体的浓度控制在30％左右。
3．加热至250℃保温30分钟左右，羰基铁气体热分解，即可获得厚度为300纳米左右的纯铁层包覆的氧化锌晶须。
实施例2本实施例提供一种包覆一层纯镍的氧化锌晶须，采用热分解-气相沉积法制备，操作如下1．将氧化锌晶须放入气氛炉内，并使ZnO晶须作三维振动。
2．向气氛炉内通入羰基镍气体和N2气的混合气体，炉内羰基镍气体的浓度控制在50％左右。
3．加热至350℃保温20分钟左右，羰基镍气体热分解，即可获得厚度为280纳米左右的纯镍包覆层。
实施例3本实施例提供一种包覆Ni/Cu复合层的氧化锌晶须，采用电化学方法制备，操作如下1．将包覆有一层纯镍的氧化锌晶须装入金属网中，然后将装有氧化锌晶须的金属网放入常规电解镀铜液中。
2．通电电解沉积铜，电流密度控制在0.5mA/cm2，电解液温度30℃±3℃，电解时间为5分钟，过滤、洗涤即可得到包覆有Ni、Cu纯金属复合层的氧化锌晶须，其中Cu层的厚度约200纳米。
实施例4本实施例提供一种包覆Ni-Fe合金层的氧化锌晶须，采用热分解-气相沉积法制备，操作如下1)将ZnO晶须放入气氛炉中，并使ZnO晶须三维振动。
2)向炉内通入羰基镍、羰基铁和氮气的混和气体，在250℃的条件下，30min后即可在ZnO晶须表面获得一层Ni-Fe合金的包覆层，Ni-Fe合金中镍和铁的比例视需要通过混和气体中的羰基镍和羰基铁的比例控制。
实施例5本实施例提供一种包覆Ni-P合金层的氧化锌晶须，采用化学镀法制备，操作如下1．将经过活化处理后的ZnO晶须放入由硫酸镍、次亚磷酸钠、氯化铵组成的化学镀Ni-P合金溶液中，pH=7.0左右。
2．在50℃施镀20分钟后过滤、洗涤后烘干即可获包覆有Ni-P合金层的ZnO晶须，Ni-P合金中镍、磷的含量主要由Ni-P合金的化学镀液的组成控制。
权利要求
1．一种包覆有金属层的氧化锌晶须，其特征是氧化锌晶须表面至少包覆有一种纯金属或合金层。
2．根据权利要求1所述的包覆有金属层的氧化锌晶须，其特征是氧化锌晶须表面包覆的纯金属或合金层的厚度为10纳米～10微米。
3．根据权利要求1或2所述的包覆有金属层的氧化锌晶须，其特征是(1)包覆氧化锌晶须的纯金属有Fe、Ni、Co、Cu、Ag、Zn、Sn、Ti和Cr，(2)包覆氧化锌晶须的合金由上述两种或两种以上的纯金属组成，也可以由上述一种或一种以上的纯金属与磷或硼元素组成。
全文摘要
一种包覆有金属层的氧化锌晶须,其表面至少包覆有一种纯金属或合金层。纯金属或合金层的厚度根据需要确定,一般为10纳米～10微米。此种晶须与金属基体形成复合材料时,相容性好,能有效地提高金属基复合材料的强度;此种晶须与氧化锌晶须相比,导电性与磁性能大幅度提高,因而可广泛用于导电性、磁性能有特定要求的高分子树脂基、陶瓷基复合材料的制作。
文档编号C30B29/10GK1298039SQ9911740
公开日2001年6月6日 申请日期1999年12月1日 优先权日1999年12月1日
发明者刘颖 申请人:肖猛, 刘颖