电沉积法制备铜基金刚石复合材料

admin · 发表于 2022-9-13 16:59:52

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铜基金刚石复合材料有望结合铜的良好导热性和金刚石的轻质、高导热、低膨胀性能，获得轻质、高导热、低膨胀的复合材料。复合电沉积是一种制备铜基金刚石复合材料的可行方法。本文对粒径范围为0.1 -10µm和20-330µm金刚石分别采用悬浮复合电沉积和埋砂复合电沉积的方法在酸性硫酸铜镀液中制备铜基金刚石复合材料。通过对复合电沉积相关工艺的考察优化工艺参数，近净形制备铜基金刚石复合材料；通过对获得复合材料形貌、金相组织、晶体结构的观察，分析金刚石的加入对电沉积过程铜生长方式的影响。从复合电沉积工艺的考察中发现：悬浮复合电沉积过程中，镀液中添加粒径为2-4µm金刚石浓度为20g/L，同时添加氟碳表面活性剂（FC-4）40mg/L时，在阴极电流密度4A/dm2的条件下可获得金刚石质量分数最高的铜基金刚石复合材料；埋砂复合电沉积中，在阴极电流密度为2A/dm2的条件下，粒径范围在20~330µm金刚石最佳埋砂工艺与金刚石粒径关系为：预镀时间10min，ts =0.006d2 + 0.28d，tp = -0.0094d2 + 2.78d。悬浮复合电沉积过程中，亚微米金刚石加入镀液后，由于亚微米金刚石与铜(200)面结合具有较低的能量，复合镀层生长过程中铜晶粒择优面由(111)面逐渐转化为(200)面，电沉积过程阴极过电位逐渐减小，从而使铜晶粒生长表现为晶粒大小随镀层厚度变化的梯度生长；在粒径为20-150µm金刚石埋砂复合电沉积过程中，电沉积过程阴极过电位较高，从而使铜晶粒细化，并且铜生长过程中晶粒的择优面(111)面保持不变。

电沉积法制备铜基金刚石复合材料

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