化学镀镍-磷-超微金刚石复合镀层初探

电镀与精饰990503

电镀与精饰

PLATING AND FINISHING

1999年　第21卷　第5期　Vol.21　No.5　1999

化学镀镍-磷-超微金刚石复合镀层初探

顾宝珊　纪晓春　张启富　仝　毅　恽寿榕　黄风雷

摘　要　超微金刚石是从负氧平衡炸药爆轰后固相产物中提纯得到的，平均粒径4～8 nm，比表面积高达390 m2/g，是一种兼具金刚石和纳米颗粒特性的新型材料。简述了超微金刚石的性能，初步探讨化学镀Ni-P-超微金刚石复合镀层的制备和特性。

关键词　化学复合镀，金刚石，纳米颗粒，Ni-P合金

A Tentative Study of Electroless Ni-P-Ultrafine

Diamond Composite Coating

Gu Baoshan, Tong Yi, Ji Xiaochun, Yun Shourong, Huan Fengli, Zhang Qifu

Abstract　Ultrafine diamond (UFD) was synthesized by using the detonation method. Its particle size is 4～8 nm and specific surface area is as large as 390 m2/g. It is a new material with properties of diamond and nanometer particle. This article gives a brief introduction of the properties of UFD and makes a tentative study of the preparation and characterization of electroless Ni-P-UFD composite coating.

Keywords　electroless composite plating, diamond, nanometer particle, Ni-P alloy

1　前言

化学镀镍-磷合金具有一系列独特的物理、化学和机械性能，经过几十年的发展，这项技术已广泛应用于航天、电子、石油化学和机械等工业部门。随着复合镀技术的开发和利用，向功能化方向的发展，使Ni-P合金化学镀发挥更大的效用，展示出良好的应用前景〔1〕。在合金化学镀液中，添加第二相不溶性微粒，形成复合镀层。利用基质和不同微粒的性质互补且组合，使复合镀层的性能和用途多样化。而超微金刚石(Ultrafine Diamond，简称UFD)则是前苏联在1984年首次报道在爆轰实验中得到的。我国的北京理工大学从1992年开始爆炸合成金刚石的研究工作，在合成机理、合成工艺、应用开发等方面进行广泛的研究，并已具备年产1吨的生产能力〔2〕。由于兼备超硬材料和纳米颗粒的双重特性，具有减摩耐磨，自润滑性，在刀具、研磨、复合镀、润滑、摩擦等方面将会有广泛的应用，预期会得到巨大的理论进展和经济效益〔3，4〕。

2　UFD性能

爆轰生成金刚石是利用爆轰产生的高温、高压条件，使游离碳以该热力学条件下稳定的金刚石相存在，然后骤冷至室温，使得金刚石以亚稳态保存下来。表1是北京理工大学生产的UFD晶格参数〔2〕。可见UFD的面间距和晶格常数偏大，真密度偏低，原因在于颗粒表面存在非碳元素和官能团；晶体内部可能存在大量缺陷和微空隙，使得密度下降。四圆小角射线衍射仪测得颗粒范围在1～50 nm，平均粒径8.7 nm，其中90%颗粒在1～16 nm范围内。高分辩率透射电镜观测UFD形貌，颗粒呈凸多边形或类球形，少数呈较规则的立方形，单晶粒径约5 nm。测得UFD的比表面积为390 m2/g。若按粒径5 nm球计算比表面积为171 m2/g，说明颗粒偏离球形，或者表面不平。总之UFD拥有巨大的表面积，这是其主要特征之一。

表1　UFD晶格常数

file:///E|/qk/ddjs/ddjs99/ddjs9905/990503.htm（第 1／4 页）2010-3-22 16:41:32