纳米复合含能材料的研究进展

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纳米复合含能材料的研究进展

作者：董璐阳王通

来源：《石油研究》2019年第04期

摘要：纳米复合含能材料的研发促进军事以及航空工业的发展，为国防以及航空事业的发展都带来更大的空间。那么纳米复合含能材料的研究情况如何，具体的研究方法有哪些？接下来本文将对纳米复合含能材料的具体研究进展进行分析。

关键词：纳米复合含能材料;研究进展;研究方法

随着纳米材料研发的完善，应用的领域也越来越广泛，并使工业发展获得多个突破。纳米复合含能材料由于其自身的特殊性能而受到各个行业领域的广泛关注。特别是国防科技以及航天火箭推进剂等方面的研发具有突破性的进展。纳米含能材料本身具有普通含能材料的性能，同时具有更多的优越性，比如能够改善晶体的外形，提升能量的释放速率、具有良好的包裹效果，有利于爆炸能量的完全释放，轰炸效应理想等。因此当前大部分国家都将纳米含能材料纳入到国防以及能源等方面的发展规划中。

一、纳米含能复合材料研究的现状

纳米复合材料指的是由2种或者以上材料复合形成的一种新型材料，在这种材料中至少有一种材料为纳米量级，纳米是在上世纪80年代提出来的概念。纳米含能复合材料指的是燃料或者氧化剂等含能的材料可以分散到纳米的尺度上，并通过相应的技术手段，对个不同组分的物质在纳米的量级上进行复合，并根据材料组分的性能对具体的分散情况和复合尺度进行调整，这也是含能领域中提出的一种新的概念，当前尚处于认识、初步研究和转化的阶段[1]。

当前美国、俄罗斯以及欧洲国家都开始将纳米含能复合材料的制备和研发纳入到材料研究的重点工程中，国内的材料研究人员也开始对纳米含能复合材料进行初步的研究和探索，但是由于研究的时间短，大部分的研究还处于理论研究以及实验室的初步研究期，通过对相关文献的分析，可以将纳米含能复合材料的进展概括如下：

1.将火箭推进剂中的一些常规的材料与纳米级的AI粉进行复合形成纳米含能复合材料，

进而提升推进剂的性能和作用。

2.用纳米量级级别的金属粉末进行包裹，防止表层氧化，提升使用寿命，降低存储要求。

3.通过三维结构纳米含能材料的研究，对具体的结构形式进行严格的控制，有利于对物质的反应活性进行控制，实现对物质工艺性和力学性能的改善。

4.结合当前新材料的发展形式，利用纳米多孔材料以及碳纳米管等作为反应气体以及含能材料等的支撑，并以此为骨架制备新型纳米复合材料。

复合电镀工艺的简介

复合电镀工艺的简介 现代电镀网讯： 1、复合电镀的发展历程及特点 复合电镀是20世纪20年代发展起来的一种新的电镀镀种，到1949年才出现了第一个专利，这就是美国人西蒙斯(Simos)利用金刚石与镍共沉积制作切削工具的金刚石复合镀技术。此后复合镀获得各国电镀技术工作者的重视，研究和开发都十分活跃，发展到今天则成为电镀技术中一个非常重要的分支领域。 复合电镀的特点是以镀层为基体而将具有各种功能性的微粒共沉积到镀层中，来获得具有微粒特征功能的镀层。根据所用微粒不同而分别有耐磨镀层、减摩镀层、高硬度切削镀层、荧光镀层、特种材料复合镀层、纳米复合镀层等。 几乎所有的镀种都可以用作复合镀层的基础镀液，包括单金属镀层和合金镀层。但是常用的复合镀基础镀液多以镀镍为主，近来也有以镀锌和合金电镀为基础液的复合镀层用于实际生产。 复合微粒早期是以耐磨材料为主，比如碳化硅、氧化铝等，现在则发展为有多种功能的复合镀层。特别是纳米概念出现以来，冠以纳米复合材料的复合镀层时有出现。这正是复合镀层具有巨大潜力的表现。 2、复合电镀原理 复合电镀也叫包覆镀、镶嵌镀，是在金属镀层中包覆固体微粒而改善镀层性能的一种新工艺。根据被包覆的固体微粒的性质，而制作出不同功能的复合镀层。 在研究复合电镀共沉积的过程中，人信曾提出3种共沉积机理，即机械共沉积、电泳共沉积和吸附共沉积。目前较为公认的是由N.Guglielmi在1972年提出的两段吸附理论。Guglielmi提出的模型认为，镀液中的微粒表面为离子所包围，到达阴极表面后，首先松散地吸附(弱吸附)于阴极表面，这是物理吸附，是可逆过程，微粒逐步进入阴极表面，继而被沉积的金属所埋入。 该模型对弱吸附步骤的数学处理采用Langmuir吸附等温式的形式。对强吸附步骤，则认为微粒的强吸附速率与弱吸附的覆盖度和电极与溶液界面的电场有关。一些研究耐磨性镍金刚石复合镀层的共沉积过程显示，镍-金刚石共沉积机理符合Guglielmi的两步吸附模型，其速度控制步骤为强吸附步骤。到目前为止，复合电沉积和其他新技术、新工敢一样，实践远远地走在理论的前面，其机理的研究正在不断的发展中。 3、复合电镀的添加剂 复合电镀的基体镀层往往可以采用本镀种原有的添加剂系列，比如镀镍为载体的复合镀层，可以用到低应力的镀镍光亮剂等。但是根据复合电镀的原理，复合电镀本身也需要用到一些添加剂，以促进复合和微粒的共沉积，这些添加剂依其作用而分别有微粒电性能调整剂、表面活性剂、抗氧化剂、稳定剂等。 (1).电荷调整剂 由于微粒在电场作用下与镀层共沉积是复合镀的重要过程，让微粒带有正电荷有利于共沉积，但是大多数微粒是电中性的，需要通过一定处理让其表面吸附带正电荷的离子，从而成为荷电微粒，某些金属离子如Ti+、Rb+等可以在氧化铝等表面吸附，从而形成带正电荷的微粒，有利于与镀层共沉积。某些络盐、大分子化合物也有调整微粒电荷的功能。为了使微粒表面能与相应的化合物有充分的结合，所有复合镀都要求添加到镀液中的微粒进行表面处理，类似电镀过程中的除油和表面活化，以利以获得有利于共沉积的电性能。 (2).表面活性剂 在以碳化硅为复合微粒的复合镀中，加入氟碳型表面活性剂，有利于微粒的共沉积。因此有些表面活性剂也是一种电位调整剂。但表面活性剂还有分散剂的作用，这对于微粒在镀液中的均匀分布也是很重要的。还有一些表面活性剂由于有明显的电位特征而在特定的电位下才有明显的作用，这对梯度结构的复合镀是有利的。 (3).辅助添加剂 还有一些络合剂、抗氧化剂等对基础液有稳定作用的添加剂，在有利于复合镀液的稳定性的同时，可以有利于微粒的共沉积。同时，电镀过程中的添加剂与许多复配添加剂一样，

电镀填孔工艺影响因素

科技成果：电镀填孔工艺影响因素 电子产品的体积日趋轻薄短小，通盲孔上直接叠孔(viaonHole或Viaonvia)是获得高密度互连的设计方法。要做好叠孔，首先应将孔底平坦性做好。典型的平坦孔面的制作方法有好几种，电镀填孔(ViaFillingPlating)工艺就是其中具有代表性的一种。 电镀填孔工艺除了可以减少额外制程开发的必要性，也与现行的工艺设备兼容，有利于获得良好的可靠性。 电镀填孔有以下几方面的优点： (1)有利于设计叠孔(Stacked)和盘上孔(via.on.Pad)： (2)改善电气性能，有助于高频设计; (3)有助于散热; (4)塞孔和电气互连一步完成; (5)盲孔内用电镀铜填满，可靠性更高，导电性能比导电胶更好。 电镀填孔是目前各PCB制造商和药水商研究的热门课题。Atotech、Shipley、奥野、伊希特化及Ebara等国外知名药水厂商都已推出自己的产品，抢占市场份额。 2电镀填孔的影响参数 电镀填孔工艺虽然已经研究了很多，但真正大规模生产尚有待时日。其中一个因素就是，电镀填孔的影响因素很多。如图1所示，电镀填孔的影响因素基本上可以分为三类：化学影响因素、物理影响因素与基板影响因素，其中化学影响因素又可以分为无机成分与有机添加剂。下面将就上述三种影响因素一一加以简单介绍。 2.1化学影响因素 2.1.1无机化学成分 无机化学成分包括铜(Cu2+)离子、硫酸和氯化物。

(1)硫酸铜。硫酸铜是镀液中铜离子的主要来源。镀液中铜离子通过阴极和阳极之间的库仑平衡，维持浓度不变。通常阳极材料和镀层材料是一样的，在这里铜既是阳极也是离子源。当然，阳极也可以采用不溶性阳极，Cu2+采用槽外溶解补加的方式，如采用纯铜角、CuO粉末、CuCO3等。但是，需要注意的是，采用槽外补加的方式，极易混入空气气泡，在低电流区使Cu2+处于超饱和临界状态，不易析出。值得注意的是，提高铜离子浓度对通孔分散能力有负面影响。 (2)硫酸。硫酸用于增强镀液的导电性，增加硫酸浓度可以降低槽液的电阻与提高电镀的效率。 但是如果填孔电镀过程中硫酸浓度增加，影响填孔的铜离子补充，将造成填孔不良。在填孔电镀时一般会使用低硫酸浓度系统，以期获得较好的填孔效果。 (3)酸铜比。传统的高酸低铜(Cw+：Ccu2+=8～13)体系适用于通孔电镀，电镀填孔应采用低酸高铜(Cw+：Ccu2+=3～10)镀液体系。这是因为为了获得良好的填孔效果，微导通孔内的电镀速率应大于基板表面的电镀速率，在这种情况下，与传统的电镀通孔的电镀溶液相比，溶液配方由高酸低铜改为低酸高铜，保证了凹陷处铜离子的供应无后顾之忧。 (4)氯离子。氯离子的作用主要是让铜离子与金属铜在双电层间形成稳定转换的电子传递桥梁。 在电镀过程中，氯离子在阳极可帮助均匀溶解咬蚀磷铜球，在阳极表面形成一层均匀的阳极膜。在阴极与抑制剂协同作用让铜离子稳定沉积，降低极化，使镀层精细。 另外，常规的氯离子分析是在紫外可见光分光光度计进行的，而由于电镀填孔镀液对氯离子浓度的要求较严格，同时硫酸铜镀液呈蓝色，对分光光度计的测量影响很大，所以应考虑采用自动电位滴定分析。 2、1.2有机添加剂 采用有机添加剂可以使镀层铜晶粒精细化，改善分散能力，使镀层光亮、整平。酸性镀铜液中添加剂类型主要有三种：载运剂(Carrier)、整平剂(Leveler)和光亮剂(Brighte ner)。

热分析在含能材料中的应用

热分析技术在含能材料中的应用 [摘要]：研究炸药热分解机理随研究炸药的化学稳定性、热爆炸等有重要的意义。本次用ARC测试结果和测试曲线，得到了绝热分解特性参数，并作了简单对比分析。乳化炸药的典型组分对乳化炸药和硝酸铵的热分解的影响，具有很大的相似性; 连续相和油相组分对硝酸铵的影响显著，而对乳化炸药的影响有所下降，乳化剂对乳化炸药的影响则表现明显等。 [关键词]：炸药热分解 ARC测试 1.1炸药热分解的一般规律 工业炸药从制备后到使用时需要经历一定的储存时间，在这段储存期内如何保证炸药的稳定性，这涉及到炸药的安定性问题。炸药的安定性是指在一定的条件下，保持其物理、化学和爆炸性质不发生明显变化的能力。一般分为物理安定性和化学安定性。物理安定性是指在一定的条件下，炸药保持其物理性质不发生明显变化的能力。化学安定性是炸药保持其化学性质不发生明显变化的能力。 炸药的化学安定性主要是指炸药的热安定性，炸药在贮存条件下的化学变化，就是炸药自身的热分解，也就是炸药热分解的性质和速度。炸药的热分解，是指在炸药的发火温度下，由于热作用，其分子发生分解的现象和过程。研究炸药热分解机理随研究炸药的化学稳定性、热爆炸等有重要的意义。 就凝聚炸药而言，热分解动力学过程可分为以下三个阶段: 1)分解初期:分解很缓慢，几乎觉察不出反应的存在，生成的气态产

物也很少，这个阶段称为分解延滞期或感应期; 2)分解加速期:延滞期结束后，分解速度逐渐加快，在某一时刻速度可达到最大值，这个结算称为加速期: 3)降速期:当炸药量较少时，反应速度达到最大值后急剧下降，直到分解结束，这个阶段称为降速期。 但是当炸药量较多时，反应速度也可能一直增长直至爆炸。上述阶段的划分是按照动力学曲线的性质划分的，没有涉及炸药热分解的微观机理。炸药分子在分解时，并不是立即形成最终产物，而是分部分段进行的。 在一般化学反应过程中，随着原始物质浓度下降，反应速度程下降趋势，但是炸药热分解是个放热过程，尽管原始物质不断减少，反应速度随着分解温度的升高而加速。 动力学实验结果表明，大多数炸药热分解的初始反应速度常数只受温度的影响，它与温度的关系可用Arrhenius 方程表示:（1-1）式 式中:k 为一定温度下，初始反应速度常数(1s -);A 为指前因子;T 为温度;R 为普适气体常量(11kJ K mol -- ) ; E 为分解反应的活化能(1kJ mol - )。 对(1-1)式微分，得（1-2）式 对(1-2)式可见，lnk 随温度的变化率与E 值成正比。活化能表

纳米多孔硅粉的制备及其在含能材料中的应用

纳米多孔硅粉的制备及其在含能材料中的应用纳米多孔硅(nano porous silicon, nPS)是一种在硅表面形成微纳米多孔结构的硅基底材料,被广泛应用于电子元件、发光元件、生物传感器以及MEMS含能器件中。自20世纪50年代发明以来,受到了广泛的关注。 1992年Bard教授首先发现了nPS的低温爆炸性能,自此nPS被逐步应用于进纳米含能材料。以多晶硅粉为原料,HF、HNO3、NaNO2混合液为腐蚀体系,利用化学腐蚀法制备了nPS粉。 应用氮吸附技术、SEM、DSC-TG以及FTIR技术分别对nPS粉的比表面积、平均孔径、表面形貌、热性能及官能团进行了表征及分析,研究了HN03浓度、腐蚀时间以及原料Si粉粒径对nPS粉理化性质的影响,优化了化学腐蚀条件,得出nPS粉最佳制备方案。以NaC104为氧化剂,制备了nPS/NaClO4复合含能材料,红外热成像仪对复合含能材料的燃烧温度进行测试,利用DSC-TG以及XRD衍射测试对复合含能材料的燃烧机理进行分析。 利用化学沉淀法制备了nPS/BaCrO4延期药,进行了燃速测试并计算了其延期精度,具体研究内容与结果如下：(1)利用化学腐蚀法制备了nPS粉体,SEM测试结果显示,nPS粉体颗粒表面产生了大量的纳米孔洞,氮吸附实验结果表明比表面积得到大幅度提升,FTIR谱图显示nPS表面产生了较高密度的Si-Hx键。腐蚀液体系中HN03浓度是影响孔径大小及分布的主要原因；在相同的腐蚀液浓度下,延长腐蚀时间、减小原料Si粉粒径可以有效的增大nPS粉的比表面积。 确定了nPS粉的最优腐蚀条件,所制备的nPS粉比表面积最大可达到 72.4m2/g。热分析结果显示,当环境中氧气含量充足时,nPS粉氧化反应提前至400℃；(2)按照1：1的质量配比,利用超声波填充技术,制备了nPS/NaClO4复合

纳米复合电镀

纳米复合电镀 1208030123侯天润 引言：随着技术的发展，对材料性能的要求更为严格和挑剔，单一材料难以满足工业生产的某些特殊性能，需要多种材料复合。因此开发各种新型结构与功能材料，是目前材料科学中的一个重要研究方向。近年来，高速发展起来的复合镀层以其独特的物理、化学、生物及机械性能，成为复合材料的一枝新秀，正日益过得广泛的关注和应用。复合电镀技术自20世纪60年代开始应用于工业领域以来，日益受到人们的重视。复合电镀又称为分散电镀、镶嵌电镀，是用电镀的方法使金属(如Ni，Cu,Ag,Co,Cr等）与不溶性固体微粒（如Al2O3、SiC、ZrO2、WC.SiO2、BN、Cr2O3、SiN4、B4C等）共沉积获得复合材料的一种工业过程。不仅电沉积复合镀层在不断发展，而且利用复合化学镀技术也可以制备出一系列性能广泛变化的复合镀层，复合镀层在强化材料表面性能方面具有显著的效果[1]。但由于其加入的固体颗粒多为微米级，其性能不能满足科技的飞速发展的要求，应用范围受到了一定的限制。自纳米材料诞生以来，国内复合镀的研究逐渐增多，随着认识的深入和纳米材料科学的迅猛发展，人们意识到纳米微粒具有很多独特的物理及化学性能，包括表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和一些奇异的光、点、磁性质[2]，若化合物颗粒尺寸减小到纳米量级，理论上将可以大幅度提高镀层中的化合物复合量，更重要的是纳米颗粒的引入将有可能给镀层性能带来意想不到的改变，这一性能的改变将有可能更多的体现功能性能特性上。现已支出包括金属、非金属、有机、无机和生物等各种纳米复合材料[3]，成为科技发展前沿具有挑战性的研究点。 纳米复合电镀工艺研究： 镀工艺主要包括镀液 PH，搅拌速度，镀液温度、电流密度。电流特性、电镀速度和纳米电镀沉积技术这些参数的不同，会对复合镀层的表面形貌、结构及性质产生很大的影响 [4]。 纳米电镀沉积技术：电镀的基本原理就是在电场作用下,带电离子沉积在被镀物上镀层质量与镀液中的离子浓度和工艺参数密切相关。沉积的原理为吸附，第一步镀液中的颗粒在阴极表面形成吸附层;第二步颗粒在强力搅拌下通过流动层；第三步颗粒通过扩散层到阴极表面;第四步弱吸附;第五步为强吸附。随着工业生产自动化程度的日渐提高、工艺参数的选择及各种添加剂的合理使用,一种所谓纳米晶镀层结构已经得到实际应用,使得镀层的硬度、耐磨性有显著提高,光洁度和致密性得到改善,气孔率大幅度下降,出现“无气孔镀层”概念,这对于用于电接触材料的贵金属镀层有着重要意义[5]。镀液的PH:镀液的PH会造成纳米微粒表面不同的带电情况，进而影响复合镀层的表面形貌甚至结构，最终导致复合镀层性质的显著变化。例如，PH=4.8时得到的镀层的孔隙度要低于其它试样，但晶界容积率达到最大，就使得纳米微粒在Ni矩阵中得到很好的分散，进而提高了复合镀层的机械性质。镀液的搅拌速度：电镀过程中，为了使微粒在镀液中达到充分、均匀的悬浮状态以及便于微粒向阴极表面的输送，必须依靠搅拌的作用，因此搅拌速度即转速的大小对微粒在复合镀层中的含量、镀层的表面结构和性能的影响较大。镀液温度：一般在20℃(常温)-65℃范围内进行调整,温度高,沉积

填孔电镀品质可靠性的研究和探讨.

2011秋季国际PcB技术/信息论坛孔化与电镀Hole Processing and Plating 填孔电镀品质可靠性的研究和探讨 Paper Code:S-021 彭涛田维丰刘晨姜雪飞彭卫红刘东 深圳崇达多层线路板有限公司 摘要填孔电镀是满足PCB高密度化、更小化、更便宜的一种重要途径。随着电子行业和PCB 行业的高速发展,填孔电镀的需求量增长迅速,填孔电镀的应用也日广泛,填孔电镀 的生产难度也相应增加。填孔电镀是一种新工艺流程,相对普通电镀铜而言,其反应 机理复杂,过程控制更难监控,品质可靠性低。本文主要讲述填孔电镀反应机理,并 通过DOE试验来探讨如何提升填孔电镀工艺能力和品质可靠性。 关键词填孔电镀i填充率 中图分类号:TN41文献标识码:A 文章编号:1009—0096(2011增刊-0153-06 The research and investigation of filling plating quality and reliability PENG Tao TIAN Wei-feng L1UChert JIANGXue-fei PENG Wei-hong L1UDong

Abstract In the process of PCB jointing brigade,the via air ladder Call bring on the jointing solder air and it will debase the jointing intension and quailty dependability,because of above.more and more customers require the via ofHDl circuitry board should be done by filling?in plating.In the relafiv9ly ofnormal plating,the reaction mechanism offilling—in plating is more complex,the process control is moFe difficult to be watched,and the quailty dependability is worse.The letterpress tell of the reaction mechanism of filling—in plating,discuss the way how to step up the technical ability offilling—in plating by DOE experiment and quailty dependability. Key words filling plating;filling ratio 1为什么需要填孔 1.1PCB高密度化、高精细化的发展趋势 随着电子产业的高密度、高精细化,HDI板焊盘直径和间距的逐渐减小,使盲孔孑L径也逐渐减小,盲孔厚径 比随之加大,普通的电镀药水和传统的电镀工艺不能达到盲孔镀铜的效果,为保证盲孔d6质的可靠性,更多生 产厂家选择专用盲孔电镀药水或增加填孔流程。 .】53. 孔化与电镀HoIeProcessing and Plaling 2011秋季国际PcB技术,信息论坛 圉1盲孔高厚径比使品质可靠性降低

含能材料力学性能的多尺度模拟系统开发

含能材料力学性能的多尺度模拟系统开发数值模拟是含能材料力学性能研究的重要手段。常用的模拟软件中,分子动力学模拟能够模拟含能材料分子水平相关性质,但由于计算资源的限制,只限于研究尺度小于纳米的微观体系;物质点法能在接近含能材料颗粒的细观尺度上模拟其性质,但该方法还处于起步阶段,应用并不成熟;而有限元方法可以接近工程的宏观尺度上对含能材料的性质进行研究,但有着不能考虑含能材料微观结构的缺点,直接应用效果不佳。近年来,多尺度模拟方法受到广泛关注,这种方法能将各尺度下的性质联系起来,但尚未有成熟的软件,急需开发使用方便的多尺度模拟软件。针对上述问题,设计并实现了基于分步式模拟的含能材料力学性能的多尺度模拟系统,逐级递推地计算含能材料的力学行为。 在系统的微观尺度计算模块,用分子动力学方法求解含能材料的各种性质,包括组分的状态方程和粘弹性的本构关系,这些性质作为参数输入到细观尺度的模拟计算;在系统的细观尺度计算模块,采用物质点法求解含能材料的力学性质,获得其状态方程式和力学性质的本构关系;在系统的宏观尺度计算模块,基于细观尺度的计算结果应用有限元方法计算宏观含能材料力学性能变化。本系统可为研究含能材料压制过程的力学行为提供一种有效的工具。由于微观尺度和宏观尺度的模拟有比较成熟的软件可用,论文重点研究了细观尺度计算模块。利用了模型近似方法,建立了含能材料细观模型;运用Java3D虚拟场景数据动态存储技术,实现了虚拟场景数据的动态存取,解决了模型建立过程中一个场景一旦建立就不能重复使用,只能在下一次建模时按照流程重复原先的创建步骤的问题;采用基于Vis It的模拟数据并行可视化技术,解决了单机环境下由于计算机资源限制,无法对结果进行高性能可视化显示的问题。 测试结果表明,系统能在1s之内做出响应,并不间断运行5×24小时,其响应能力和稳定性等方面均达到设计目标。该系统能够为含能材料压制工艺提供了理论依据,对优化和改进含能材料质量提供一种有效工具。

纳米复合镀技术

!!!!!!!!!!!!!!!!" " " " 知识介绍 纳米复合镀技术 王为郭鹤桐 （天津大学化工学院应用化学系 天津 300072） 王 为 女，40岁，博士，教授，从事纳米材料和功能材料的制备技术及应用研究，E-maiI ：wwangg200l@https://www.docsj.com/doc/7415891534.html, 国家自然科学基金资助项目（5007l040）2002-08-22收稿，2002-09-26修回 摘 要纳米粒子具有的量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，使其表现出很多独特的 物理及化学性能。采用液相金属电沉积技术，通过将纳米粒子引入金属镀层中形成的纳米复合镀层，显示出优越的机械性能、电催化性能、耐腐蚀性能等，正逐渐成为研究的热点。本文介绍了纳米复合镀层的制造技术及纳米复合镀层的结构以及纳米复合镀层的研究现状。 关键词 纳米微粒 纳米复合镀技术 纳米复合镀层 Development of Nano-composite Plating Technoloyg Wang Wei ，Guo Hetong （Department of AppIied Chemistry ，SchooI of ChemicaI Engineering and TechnoIogy ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ） Abstract When the size of particIes is decreased to nano-scaIe ，the particIes wiII possess many speciaI characteristics as guantum size effect ，surface effect ，macro-guantum tunneI effect.Liguid eIectrodeposition technoIogy can be used to fabricate nano-composite pIating by adding the nano-particIes into the eIectrodeposition soIution.Nano-composite pIating is showing more and more exceIIent performance ，such as mechanicaI performance ，cataIytic performance ，corrosive protective performance and so on.AII of this has bought a wide range investigation on it.In this review ，a smaII part is given to introduce the manufacture technoIogy and the structure of nano-composite pIating ，and the attention wiII be put on its recent deveIopment. Key words Nano-particIes ，Nano-composite pIating ，Manufacture technoIogy 采用电镀或化学镀的方法，在普通镀液中加入纳米微粒，搅拌状态下使纳米粒子与基质金属共沉积而得到的复合镀层，称为纳米复合镀层。纳米复合镀层的制造技术称为纳米复合镀技术。 随着纳米材料学的发展，人们对纳米粒子性质的认识不断深化。纳米粒子具有很多独特的物 理及化学性能［l ，2］ ，包括量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应等，如何使其得 到开发及实际应用，正日益成为研究的重点。将纳米微粒引入金属镀层中赋予金属镀层以纳米粒子独特的物理及化学性能的纳米复合镀技术，是纳米材料技术与复合镀技术完美结合的结果，是复合镀技术发展进程中的一次质的飞跃。尽管纳米复合镀技术的研究始于20世纪90年代，但纳米复合镀层所表现出的诸多优异性能已使纳米复合镀技术迅速成为电镀技术发展的又一热点。在表

激光表面表面处理技术及进展

激光表面表面处理技术及进展 摘要：激光具有巨大的技术潜力，在冶金和材料加工中发展迅速，应用广泛。激光表面处理由于其对工业和生产作出了巨大贡献，已成为飞速成长的重要加工技术领域。本文较系统地介绍了国内外激光表面处理技术的研究与应用近况，指出了这项技术今后需解决的问题。 关键字：激光；表面处理；进展 0 前言 激光的出现时近代物理学的一个重大进展。第一台激光器于60年代初问世，对激光表面热处理工艺的研究早在激光器诞生后不久就已经开始，但直到60年代末、70年代初才在热处理生产中获得应用。 激光在金属热处理方面取得成功，标志此技术的应用进人了新灼阶段。随着大功率激光器的研制成功与不断完善，这一新工艺用于汽车转向器表面处理的生产线[1]。国内经过“六五”计划的联合攻关，已在汽缸套等零部件的表面热处理上获得成功，取得了一批科研成果。随之而发展的表面涂覆(cladding)，表面上釉(Glazing)及表面合金化(SurfaeeAlloing)等工艺[2]也取得了相当大的进展。与上述工艺相比较，激光表面热处理是当前比较成熟、应用比较广泛的工艺。 1 激光表面处理技术的特点[3] 1)通过选择激光波长调节激光功率等手段，能灵活地对复杂 形状工件或工件局部部位实施非接触性急热、急冷。该技术易控制处理范围，热影响区小，工件产生的残余应力及变形很小。 2)可在大气、真空及各种气氛中处理，制约条件少，且不造成 化学污染。 3)通常，激光表面处理的改性效果比普通处理方法更显著 4)激光束能量集中，密度大，速度快，效率高，成本低。 5)可缩短工艺流程，处理过程中工件可以运动，故特别适合组织自动化处理线。 6)激光束便于通过导光系统准确地输人与定位，亦能导向多个工作台，可大大提高激光的使用率和处理的效率。 7)激光表面处理尤其适用于大批量处理生产线，其成本比传统的表面热处理低。 2 激光表面相变应化(LTH) 不论激光束是如户J产生的，激光束仅是一加热金属的热源，金属经激光热处理后，一般不出现异常的治全变化。相变硬化是一种儿乎无尺寸变化而能达到冶金相变的加工技术。利用激光束可以选择小面积加热和对需要部位硬化。实现激光相变硬化有三个基本条件仁:第一，金属硬化

纳米含能材料的概念与实践

纳米含能材料的概念与实践 莫红军9赵凤起 (西安近代化学研究所9陕西西安710065) 摘要:纳米含能材料目前正处于从概念向实践发展的过程中,在分析其概念产生背景和概念内涵的基础上9介绍和总结了纳米含能材料的制备~表征~性能以及结构与性能之间关系的研究进展9评述了其应用优越性和可预见的应用领域9也展望了今后深层次研究中的一些主题和在弹药中应用的远景,附参考文献13篇, 关键词:应用化学;纳米含能材料;概念;制备;表征 中图分类号:T@56;TJ55文献标识码:文章编号:1007-7812(2005)03-0079-04 The Concept and Practice of Energetic Nanomaterials MO Hong-jun9ZH O Feng-gi (Xi/an Modern Chemistry research Institute9Xi/an7100659China) Abstract:Energetic nanomaterials offer the potential of extremely high energy release9extraordinary combustion efficiency9high degree of tailorability with regards to rate of energy release9and reduced sensitivity.In this article9the concept issue(background and connotation)of energetic nanomaterials was introduced9and its recent progress in preparation9characterization9properties9relationship between structure and properties was summarized9and its superiority9possible and practical applications was reviewed with13references respectively. In addition9some major problems in further research of energetic nanomaterials and their application in ammunition were also prospected. Key words:applied chemistry;energetic nanomaterials;concept;preparation;characterization 引言 含能材料及其在武器系统中的应用是国防科技的核心9是武器弹药具备高性能的重要基础,高性能武器弹药的发展对含能材料的综合性能要求越来越高9更强大的功效性能~能量释放的高度可控性~钝感和环境友好是要求的4个主要方面[1~3]9而传统含能材料难以满足这些要求9这是目前含能材料界面临的普遍性问题,一些专家认为发展新型的先进含能材料是解决问题的根本出路[2~3]9在各种新型含能材料的探讨和研究中9含能材料的纳米化技术思路日益为人们所认识和了解9纳米含能材料的概念正逐步形成9其探索实践正深入发展,2001年4月9美国化学会召开了主题为纳米材料的国防应用的第221届全国会议9探讨的四个专题之一就是纳米含能材料[4],美国在纳米含能材料领域的研究工作大约已进行了10年9美国空军2001年在纳米含能材料领域投入的研究经费占其整个纳米技术研究经费的11%[5],美国陆军研究实验室武器与材料研究部的Miziolek博士指出9纳米含能材料正成为美国一个新兴的国家重要技术领域[6],美国陆军在寻求下一代火炸药的基础研究工作框架[2]中9也将纳米含能材料列为重要的研究领域,研究[1~6]表明9纳米含能材料将提供如下潜在性能优势:极高的能量释放速率~超常的燃烧(能量转化)效率~能量释放的高度可调性和降低敏感性9纳米含能材料也可以增强火炸药的力学性能, 1纳米含能材料概念产生的背景 1.1含能材料的共性及发展趋势 所有含能材料在组成上的共性为:都是氧化剂和燃料成分(基团)的组合;在功效发挥过程方面的共性是能量释放过程都以氧化还原反应为基础,含能材料的性能除了与化学组成有关外9还与能量释放过程密切相关,国内文献[7]对当今含能材料的发展趋势给出了如下表述:在武器系统新需求的推动 收稿日期:2005-05-27 作者简介:莫红军(1973-)9男9工程师9从事火炸药及应用技术情报研究,97 第28卷第3期2005年8月 火炸药学报 Chinese Jo!rnal of E"plosi#es$Propellants

霍尔槽实验在电镀填孔中的应用

霍尔槽实验在电镀填孔中的应用 程军 (麦德美(苏州)科技有限公司，江苏苏州：215121) 摘要通过对霍尔槽规格设置和填孔铜槽液调整，用霍尔槽实验确认电镀铜填孔糟光泽和 和整平剂深度。 关键词霍尔槽；电镀填孔：标准片：光泽剂；整平剂 中图分类号：T-1，TN41文献标识码一A文童编号:1009-0096(2013)01—0024—03 1前言 随着HDT板的发展。电镀填孔成为PCB重要的艺制程之一。电镀填孔的有机光泽剂有湿润剂、泽剂、整平剂一般的霍尔槽实验无法判断光剂的浓度。目前电镀填孔光泽剂采用CVS （循环伏安剥离法)分析，但由于分析时间较长，准确性也不稳定。且成本较高，因此使用受到定限制。本文主要介绍通过规范霍尔槽规格以及标净化铜槽槽液浓度，用霍尔槽实验判断填扎槽液中光泽剂和整平剂的浓度，为管控槽浓度提供方法。 2霍尔槽介绍 霍尔槽又称“哈氏槽”、“赫尔槽”，是一种对电镀溶液既简单又实用的试验槽，0，Huil先生在1939年所发明的。有267ml、534ml及1000ml二种型式，以267m1最为常用。可用以实验各种镀液，在各种电流密度下所呈现的镀层情形，以找出实际操作最佳的电流密度，属于一种“经验性”的试验[1]。霍尔槽已成为电镀研究、电镀工艺控制不可缺少的工具。 霍尔槽常用有机玻璃或硬聚氯二烯等等绝缘材料制成，底面呈梯形，阴、阳极分别置于不平行的两边(见图1)。 图1霍尔槽俯视图（体积：267mI，深底：／75Cm) 目前普通电镀使用霍尔槽对打气量没有管控，只要有打气效果即可。本实验所使用崔尔槽要求打气孔在0.2mm~0.4mm之间，打气泵可以从无到大调整气量。在制作霍尔片时必须选择合适的气量，目的是得到均匀、稳定、持续的打气效果。 3普通铜槽霍尔片制作及判断 普通电镀霍尔槽实验一般是取生产中铜槽槽液直接测试，不需要做调整即可得到实验结果，然后判断光泽剂浓度，对槽液进行调整。实验如下。 (1)试验需求。铜槽槽液、少许光泽剂、霍尔槽、整流器、打气泵、秒表、阳极磷铜块、霍尔片、微量取样器及吸管。 (2)试验方法。 ①将铜槽槽液装入267ml霍尔槽中，液位平齐标线； ②霍尔片酸洗1mini： ③将霍尔片作为阴极，铜板作为阳极，接打气泵并打开，电流强度为2A，镀5min，等待槽液霍尔片完成后水洗、吹干。 (3)判断。 ①霍尔片左侧为高电流区，在此区域，烧焦宽度小于5mm为合格，若烧焦宽度大于5mm，则可以以微量吸管添加光泽剂，再重复试验(注：铜槽药水一次最多只能镀(3～4)次，再多则失效[2])。 ②若高电流区完全没有烧焦，而霍尔片右侧低电流区现云雾状态，说明光泽剂过量。 4电镀填孔铜槽霍尔片制作及判断 电镀填孔槽液一般采用高铜低酸型(硫酸铜：200g／L；硫酸：100g／L；氯离子：70×10-6)，而光剂成分较为复杂，一般为三剂型，分别为润湿剂、光泽剂和整平剂。其中湿润剂相对比

表面处理新技术-----纳米复合镀

表面处理新技术-----纳米复合镀 摘要：自纳米材料诞生以来，已制备出包括金属、非金属、有机、无机和生物等各种材料，成为科技发展前沿积极挑战性的研究热点。随着纳米材料科学的发展，人们对纳米粒子的性质认识不断深化。纳米微粒具有很多独特的物理及化学性能,包括表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和一些奇异的光、电、磁等性质。纳米材料具有这些奇特的性能，它的引入对复合镀工艺产生了重大影响，因此纳米复合镀技术已成为研究热点之一。纳米复合镀是在复合镀基础上发展起来的一种新工艺，它用纳米颗粒代替了传统复合镀中使用的微米颗粒。这里主要介绍纳米复合镀的研究现状及发展的前景和存在哪些问题。 关键词：纳米复合镀新技术研究现状发展问题 几种材料合理地组合后如果能做到综合各自的优点并弥补各自的缺点，就能产生一种更加优异的新型材料。复合镀层就是适应航空、电子、海洋、化工等工业对各种新型结构材料和功能材料的需求而迅速发展起来的，并在工程技术领域获得了广泛的应用。复合镀层是通过金属沉积的方法，将一种或数种不溶性固体颗粒、惰性颗粒、纤维等均匀地夹杂到镀液中，使之与金属离子共沉积而形成特殊镀层的一种沉积技术。基质金属与不溶性固体微粒之间的相界面基本上是清晰的，几乎不发生相互扩散现象，但确具备基质金属与不溶固体颗粒的综合性能。复合镀技术是改善材料表面性能的有效途径之一，而具有工艺简单、成本低、可常温操作、不影响主体材料内部性质等优点，因而在材料科学研究和开发中占有重要的地位。 纳米材料科学的发展给复合镀技术带来了新的契机。纳米材料是指由极细晶粒组成（一般在1-100纳米之间）的固体材料，由于纳米材料具有尺寸效应、表面效应、巨磁电阻效应、宏观隧道效应和量子尺寸效应等特性，使其呈现出比普通材料高得多的硬度、耐磨性、自润滑性和耐腐蚀性等优异性能。目前已经研究制备出多种不同的纳米复合镀层，常用的纳米粒子有Al2O3、ZrO2、MoS2、Si、SiC、Si3N4、和TiO2等，常用的金属有Ni、Cu、Cr和Co等。 纳米复合镀层即在镀液中加入纳米固体颗粒，通过与金属共沉积获得镀层，从而使镀层复合了纳米材料的特异功能。将纳米材料和复合镀技术相组合，获得具有耐磨、减磨、耐高温等特殊性能的纳米复合镀层，有利于纳米材料的扩大应用，进一步提高涂层技术，同时纳米颗粒在复合镀层中的应用也将有力的促进复合镀层的发展。 纳米粒子的分散性：表面活性剂有利于提高纳米微粒分散性。纳米微粒高的表面活性使其极易以团聚状态存在。团聚状态的纳米微粒往往也将失去其特有的物理及化学性能。它是纳米复合电镀关键技术之一。 在纳米复合镀液中添加表面活性剂，可在纳米微粒表面吸附，降低纳米微粒的表面能，能有效地减少纳米微粒的团聚，以及改善纳米微粒在镀液及镀层中的分散状况。对化学复合镀Ni-TiO2纳米复合镀体系中，从阳离子型、阴离子型和非离子型表面活性剂对TiO2纳米微粒分散性的研究结果表明：随添加表面活性剂的种类不同，镀液中纳米微粒的分散性相差很大，同样也显著影响镀层中纳米微粒的分散状况。添加非离子型表面活性剂的镀液及镀层中，

VCP填孔电镀工艺配方介绍

线路板VCP电镀铜添加剂的应用实例 (周生电镀导师) 六年前本人写过一篇文章《ST-2000镀铜光亮剂配方的应用实例》，其中写道：ST2000最早是日本公司配方，后被乐思收购。经过多年的应用和不断改进，ST2000已经成为最常用和应用最广泛的PCB镀铜光亮剂之一，更有后来的高深镀能力镀铜光亮剂，专门针对高纵横比的微小孔的通孔镀铜。当时的切片数据如下： 当时的结论如下：

在6年前，88%的深镀能力已经可以保证当时的高端PCB的生产，对于垂直电镀线TP值达到88%就是一款优良的PCB镀铜添加剂了。但是ST2000已经不能满足今天高端PCB的生产要求了，特别是VCP贯孔要求TP值100%甚至更高，填孔电镀更是要求TP值大于200%。PCB镀铜的主要目的是加厚通孔中的铜层厚度，如果TP值低于100%，则大量的金属铜被加厚在铜面上了。对于填孔而言，要求铜面镀1微米厚度的铜层，孔里能达到2微米以上的铜厚。这就对镀铜光亮剂提出了新的要求，ST2000显然是做不到的。 目前市场上能够满足上述要求的有麦德美的VF100、VF200、OMG的PC630等产品，都具有高TP值特征，TP值在100-250%。 我们对比实验结果如下：（通常电流不会这么大，一般30ASF就是大电流了） 4ASD大电流镀铜30分钟，板厚2毫米，孔径0.25毫米，厚径比8;1,测试结果： 孔中央铜厚度与面铜厚度比值（TP） 乐思镀铜 40-41% 赛伦巴斯 43-44% OMG 52-53% 4ASD的超大电流对小孔镀铜是极大考验，对比结果能看出OMG的优势，在OMG基础上改进的配方可以做到70-75%的TP，正常20-30ASF的电流，TP值轻松超过100%。 VCP镀铜可使用单剂型生产补充及极低的消耗量(0.075-0.2ml /Amp.Hr) 。 若为生产高阶产品，也可改用双剂型控制，且可以CVS 及Hull Cell 进行分析控制管理。此类添加剂中不含任何染料，且添加剂本身之稳定性

含能材料处理

摘要 各国每年都会有大量的含能材料等待销毁或者再利用。这些含能材料的分类比较广泛，主要包括固体火箭推进剂和高能炸药，它们主要来源于生产产生的废弃物以及武器系统的升级换代。是特殊性质的危险品，对人类安全健康构成很大威胁，必须妥善处理。 传统的处理方法是燃烧法，资源不仅没有得到充分利用，且造成环境污染。因此，各国均开展了再利用的研究。在环境保护法规的要求下，传统的处理方法逐渐被废止，需要由环境污染较少的方法来代替。人们对废弃含能材料的处理进行了多方面的探索研究，并取得了一些研究成果，但是由于多方面因素的限制，一些方法并没有得到实际应用，有的还处于实验室研究阶段。我国在弃含能材料方面也做了大量的研究工作，但是目前的处理能力还非常有限，造成大量含能材料不得不采用焚烧法进行处理，发达国家早在20 世纪70 年代，就逐步废止了这些处理方法。为了满足环境法规的要求，以美国为首的西方国家开辟了许多非含能化技术。 关键词：废弃含能材料；资源化利用；处理技术 Abstract The countries all over the world every year have a lot of can contain materials waiting for destroyed or again used.These can contain materials are widely distributed which mainly contain solid rocket propellant and high explosives .They are mainly comes from retired weapons and equipments.These materials constitute a great threat to human beings and should be properly proposed.The traditional method is incinerating.This method is waste for resources and is harm for the environment . The traditional method should be replaced by a better one.Many scientists all over the world devoted to the scientific research and have acquired some achievements.But other methods are not so success for some factors. Our country also has a lot of research in this field. Developed countries opened new technology which called not including can turn the processing technology to protect the environment. Keywords：abandoned can contain materials;resource utilization; processing

填孔镀铜配方组成,工艺流程及技术研究进展

填孔镀铜配方组成，工艺流程及技术研究进展 摘要：文章简述了填孔电镀的概况、工艺以及填孔工艺中的镀铜添加剂 关键词：电镀；填孔；镀铜添加剂； 1前言 从20世纪60年代开始，PCB行业就采用孔金属化和电镀技术来解决层间连接或导通的问题。实际上过去、现在和将来，在PCB进行电镀铜的最核心问题是解决孔内镀铜连通、镀铜厚度均匀性和填孔镀铜方面等问题。随着PCB行业产品的高密度化和结构多样化的发展，PCB电镀技术有了飞快的进步，但是电镀铜的核心问题仍然没有得到有效的解决。到目前为止，PCB行业电镀经历了常规直流电镀—直接电镀—脉冲电镀—新型直流电镀等过程，核心仍然是围绕着PCB层间“孔”导通的问题。 在孔金属化过程中，采用填铜工艺可以提高电路板层间的导通性能，改善产品的导热性，减少孔内孔洞，降低传输信号的损失，这将有效的提高电子产品的可靠性和稳定性。在填孔镀铜工艺中添加剂组分之间的相互作用直接影响着填铜工艺的顺利进行，因此，了解镀铜添加剂的作用原理对填孔电镀工艺非常重要。 禾川化学是一家专业从事精细化学品以及高分子分析、研发的公司，具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师

解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！ 2填孔电镀的工艺流程 2.1填孔镀铜的机理 填孔电镀添加剂由三类组份组成：光亮剂（又称加速剂），其作用减小极化，促进铜的沉积、细化晶粒；载运剂（又称抑制剂），增加阴极极化，降低表面张力，协助光亮剂作用；整平剂，抑制高电流密度区域铜的沉积。微盲孔孔底和孔内沉积速率的差异主要来源于添加剂在孔内不同位置吸附分布，其分布形成过程如下： 1、由于整平剂带正电，最易吸附在孔口电位最负的位置，并且其扩散速率较慢因此在孔底位置整平剂浓度较低； 2、加速剂最易在低电流密度区域富集，并且其扩散速率快，因此，孔底加速剂浓度较高； 3、在孔口电位最负，同时对流最强烈，整平剂将逐渐替代抑制剂加强对孔口的抑制，最终使得微孔底部的铜沉积速率大于表面沉积速率，从而达到填孔的效果。 2.2填孔镀铜的过程 填孔镀铜过程主要分为四个时期：起始期、爆发期、回复期、平衡期。 （1）起始期：在此阶段，分散于电镀液中的各添加剂，如抑制剂因分子