压电复合材料表面化学镀镍工艺及镀层性能

周亚男

(沈阳师范大学，辽宁 沈阳 110034)



压电复合材料表面化学镀镍工艺及镀层性能

周亚男

(沈阳师范大学，辽宁 沈阳 110034)

摘要：压电复合材料的定义是说由一种或多种压电材料与另一种或多种非压电材料按照一定的方式进行连接组合从而形成的具有特殊压电效应的新型复合材料。而随着近几年来，化工领域在镀镍行业的飞速发展，化学镀镍已经从原本单一的针对铁质基体以及其他金属基体表面，逐渐延伸到了非金属的材料。而这两项技术的融合则又是一大领域的进步，即压电复合材料的镀镍工艺，这种材料具有许多的优势，更适合在雷达等技术上进行应用，下文便主要从压电复合材料镀镍工艺的阐述以及对镀层的性能的研究效果，希望可以对读者有一定的帮助。

关键词：压电复合材料；表面化学工艺；镀镍工艺；镀层性能

压电复合材料是一种应用十分广泛的现代复合材料工艺，主要是在高科技的电动方面有主要的贡献，例如在机器人的制造上，在生物的传感器制造上以及在医疗设备的制造上都有着不可磨灭的贡献，而化学的镀镍业也有着广泛的应用，镀镍工业也从原本的传统镀金属材料升级为非金属材料的镀层，而其镀层的性质在电学、声学上都有着较高的评价，下文便从具体的实验进行压电复合材料镀镍工艺以及镀层性能进行简要的阐述。

1实验材料与镀镍化学工艺

1.1材料准备

基底准备材料为双酚A环氧树脂以及PZT-5型陶瓷和锆钛酸铅压电陶瓷共同制备的1-3型环氧树脂压电符合材料。

1.2化学镀镍工艺

化学镀镍工艺是一项复杂的工艺制作，其主要的步骤分为以下的6步。第一，对准备的上述压电符合材料进行打磨。第二，将压电复合材料浸入粗化液中，在10℃以上40℃以下的温度范围内处理大约半个小时，之后将压电复合材料取出并用沸水进行冲洗，目的是将粗化液以及油脂等杂物去除干净。第三，将压电复合材料放入敏化液中，室温处理10分钟左右，取出用去离子水清洗。第四，压电复合材料放入活化液中，在25℃至35℃之间处理5分钟左右，取出用去离子水清洗。第五，压电复合材料再放入镀镍液中，在25-50℃下进行镀镍的过程，此时需要不停的搅拌，使得镀镍得以完整均匀。第六，压电复合材料的两侧是不需要覆盖电极的，仅此需要将多余的镍除去。

整体的步骤看起来似乎还是比较简单易行的，几种液体的分别浸泡与清洗，将原本不符合镀镍条件的压电复合材料变成具有活化效应且干净无污染的材料。

1.3实验性能测试

实验中会将活化工艺的质量浓度、温度以及活化时间等等进行测量，作为判断镀镍效果的鉴定手段，因为镀镍液的温度、酸碱性以及时间都会影响压电复合材料镀镍后的性能以及产品质量，因此通过实验就可以知道何种压电复合材料需要在何种条件下才会变得更为完整且高效。

2压电复合材料镀镍工艺对镀层性能的影响

2.1镀液温度对镀层性能的影响

温度的升高有利于加快分子的热运动，因此可以有效的提高化学的反应速率，但是过高的温度也会使得材料以及其他反应物出现变化，导致反应的变质，在实验过程中可以观测到，随着温度的升高，镍的沉积速率会大大的加快，但是当温度大于50℃的时候，镀层变得非常不光滑，且镀液也会出现不同程度的问题，而当温度小于35℃的时候，会出现压电复合材料上竟还有未镀上镍的部位，且光泽度也很低，非常不平滑。因此通过上述的实验，我们可以知道压电复合材料最佳的温度是在35-50℃之间。

2.2镀液酸碱性对镀层性能的影响

镀镍液的反应环境是弱碱性的，因此实验便直接从pH为8开始，通过实验现象可以看出，当pH增加时，镍的沉积速率先增大后减小的趋势，最高点大致出现在pH为9.0的位置，且当pH大于9.5的时候，镀镍的速度大幅度的减小，可以看出过碱的环境会破坏镀镍液的存在，因为在理论上当镀镍液的环境为强碱性时，会出现亚磷酸氢盐沉淀，且由于碱性过强，甚至会出现镀层起皮、起泡以及不平整的现象。因此通过阶梯实验，我们可以得出压电复合材料最佳的反应pH值为8.5-9.2 。

通过本文的简要叙述，相信读者已经可以大致的感受到了压电复合材料镀镍工艺的过程以及镀层性能受各方面的条件的影响因素有哪些。事实上这个过程就是一个化学反应的过程，是需要相对稳定的环境才可以很好的进行下去，而稳定的环境对于不同的反应有不同的要求，通过实验究可以很好的将这一条件很好的找出，通过对镀层性能的测定，就可以找出最优的方式。对镀镍的研究还有一些问题以及推广的范围需要解决，但我相信在不久的将来压电复合材料的镀镍工艺会更为成熟，在化工领域的作用也会越来越多，为人们的生活、工作、健康等等方面都作出应有的贡献。

参考文献：

[1]谷新，王周成，林昌健.陶瓷表面化学镀的前处理工艺新进展[J]. 材料保护，2011,36(09)：111 - 114.

[2]沈伟，沈晓丹，张钦京.化学镀镍行业近年的发展状况[J].材料保护 ,2010，40(02)：150 - 154.

[3]赵鹏，王维德.化学镀镍技术及其研究进展[J]. 材料与表面处理技术,2012，7(08)：100 -102.

中图分类号:TG146

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)08-0015-01

作者简介：周亚男，沈阳师范大学，化学化工学院，化学教育。