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电沉积锡镍合金电磁屏蔽织物的制备及其性能研究

作　者: 楚克静
导　师: 王炜
学　校: 东华大学
专　业: 应用化学
关键词: 电沉积锡镍合金电磁防护电磁屏蔽织物
分类号: TQ153
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文研究了在化学镀铜的聚酯纤维织物表面采用焦磷酸盐体系电沉积锡镍合金的工艺条件以及合金镀层织物的性能。用正交试验的方法,研究了镀液组成、温度、pH值等对镀层表面得色深度和电磁屏蔽织物表面方阻值的影响;在镀液中保持硫酸镍和氯化亚锡浓度不变,讨论了不同因素对织物表面K/S值和表面方阻值的影响,确定了在织物表面电沉积锡镍合金的基本工艺。在电沉积过程中,其它条件不变,主盐浓度增加或减少,都会对电沉积过程及最后的镀层组织有影响。在已确定的基本工艺的基础上,在每组试验中确定硫酸镍的浓度不变,变换镀液中氯化亚锡的浓度,研究了改变主盐浓度对织物表面镀层性能的影响,最后获得电沉积锡镍合金的最佳工艺条件。从镀层金属含量和颜色相关性推知,改变镀液中锡、镍金属离子的浓度可以获得不同锡含量、不同色泽的锡镍合金镀层。在获得的基本工艺的基础上改变镀液中添加剂,即把甘氨酸改变成L-半胱氨酸,可以获得性能优异,具有良好装饰性的枪黑色锡镍合金电磁屏蔽织物。对锡镍合金电磁屏蔽织物进行中性盐雾试验和耐摩擦试验,腐蚀前后、摩擦前后织物的表面电阻变化很小,K/S值、反光率变化微小,织物表现出较好的耐摩擦和耐腐蚀性能。从锡镍合金电磁屏蔽织物的SEM照片可以看出锡镍合金镀层表面均匀致密、结晶细致、光滑,呈现出致密均匀的外观形貌。在化学镀铜的织物上电镀锡、电镀镍、电镀锡镍合金,从SEM照片和电子显微镜图像可以看出,锡镍合金镀层与镍镀层、锡镀层一样具有柔和的光泽和优良的外观,增加镀层中的含锡量,镀层的颜色变浅。从X衍射分析中得出,在锡镍合金电沉积的过程中,镀层是以合金相的形式沉积的。对获得的电磁屏蔽织物试样送上海测试中心进行功能测试,试样获得优异的表面电阻和屏蔽效能。锡镍合金镀层无致敏性,从而减少传统的镍镀层材料对人体的危害;减少镍的用量,降低了生产成本,具有明显的现实意义与广阔的应用前景。研究结果对其它金属化电磁屏蔽织物的研制有理论指导作用。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第1章绪论  12-30
  1.1 前言  12-13
  1.2 电磁波屏蔽基本原理  13-15
  1.3 电磁屏蔽织物概况  15-21
    1.3.1 电磁屏蔽织物的发展  16-17
    1.3.2 化学镀电磁屏蔽织物  17-19
    1.3.3 复合镀电磁屏蔽织物  19-20
    1.3.4 电磁屏蔽织物发展趋势  20-21
  1.4 合金电镀的概述  21-25
    1.4.1 合金电镀的应用及分类  21-22
    1.4.2 合金的电沉积的条件  22-23
    1.4.3 合金电沉积的类型  23-25
  1.5 电镀锡及其合金概况  25-28
    1.5.1 锡镍合金镀层特点  26-27
    1.5.2 锡镍合金发展  27-28
  1.6 课题的研究意义及本论文的研究内容  28-30
第2章试验方法和条件  30-34
  2.1 试验条件  30-31
    2.1.1 试验药品  30
    2.1.2 试验材料  30
    2.1.3 试验仪器  30-31
  2.2 试验方法  31-32
    2.2.1 试验装置及电镀工艺  31
    2.2.2 电镀溶液的配制  31-32
  2.3 表面性能测试与表征  32-34
第3章电沉积锡镍合金基本工艺的确定  34-45
  3.1 引言  34
  3.2 正交试验结果与讨论  34-36
    3.2.1 正交试验方案选择  34-35
    3.2.2 正交试验极差分析  35-36
  3.3 各因素对锡镍合金电磁屏蔽织物镀层性能的影响  36-43
    3.3.1 焦磷酸钾浓度对镀层性能的影响  36-39
    3.3.2 氯化铵浓度对镀层性能的影响  39-40
    3.3.3 甘氨酸浓度对镀层性能的影响  40-41
    3.3.4 电流密度对镀层性能的影响  41
    3.3.5 温度对镀层性能的影响  41-42
    3.3.6 pH值对镀层性能的影响  42-43
  3.4 本章小结  43-45
第4章电沉积锡镍合金最佳工艺确定  45-55
  4.1 引言  45
  4.2 结果与讨论  45-50
    4.2.1 主盐浓度对镀层性能的影响  45-48
    4.2.2 镀层中锡含量与镀层颜色相关性  48-50
  4.3 枪黑色锡镍合金电磁屏蔽织物  50-53
    4.3.1 L-半胱氨酸浓度对镀层性能的影响  51-52
    4.3.2 硫酸镍浓度对镀层性能的影响  52
    4.3.3 氯化亚锡浓度对镀层性能的影响  52-53
  4.4 锡镍合金电磁屏蔽织物的后整理  53
  4.5 本章小结  53-55
第5章锡镍合金电磁屏蔽织物性能研究  55-69
  5.1 前言  55
  5.2 试验方案  55-56
    5.2.1 电镀工艺配方  55
    5.2.2 耐摩性能测试  55-56
    5.2.3 耐腐蚀性能测试  56
    5.2.4 物性测试与表征  56
  5.3 锡镍合金镀层表面性能研究  56-61
    5.3.1 锡镍合金腐蚀前后表面得色深度与光反射率的变化  56-58
    5.3.2 锡镍合金摩擦前后表面得色深度与光反射率的变化  58-60
    5.3.3 锡镍合金的外观形貌  60-61
  5.4 锡镍合金与金属锡、金属镍的外观、性能比较  61-67
    5.4.1 K/S值与光反射率比较  61-63
    5.4.2 电镀锡镍合金、电镀锡、电镀镍外观形貌比较  63
    5.4.3 显微图象观察与比较  63-64
    5.4.4 X-衍射测试结果分析与比较  64-67
  5.5 电磁屏蔽性能测试  67-68
  5.6 本章小结  68-69
第6章结论  69-71
参考文献  71-74
攻读学位期间发表的学位论文  74-75
致谢  75

电沉积锡镍合金电磁屏蔽织物的制备及其性能研究

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