一种金刚石表面化学镀Ni-P镀层工艺及步骤

金刚石本身除了具有硬度高、抗腐蚀、耐磨性等优异性能，还具有优良的光学、声学、热学和电学等性质。半个多世纪以来，人造金刚石的生产及应用技术的发展突飞猛进，其在数量、质量和许多性能上已达到甚至超过了天然金刚石。金刚石及其制品不仅广泛应用于机械、冶金、建工、交通、国防等各个工业技术领域，更已拓展到高性能的耐热件、耐蚀件、导热元件和芯片等重要领域。以金刚石等为主的超硬材料已成为现代制造技术的基本手段，对国有支柱产业和国防工业起着支撑和促进作用。据国外权威人士统计，世界金刚石的需求正以平均8％左右的年增长速度递增，目前工业金刚石50％左右用于制造石材加工工具。可以预见，当金刚石产品普及后，人类的物质文明就会更上一层楼，乃至达到巅峰，进入永恒的金刚石时代。目前，国内外一般采用表面镀覆金属的方法来降低金刚石与基体材料间的界面能，实现金刚石与多种金属材料的浸润，从而提高金刚石与基体的结合强度，以利于充分发挥金刚石的性能。金刚石表面镀覆技术分为化学法(如化学镀和电镀、化学气相沉积等)、物理法(如磁控溅射、物理气相沉积、真空微蒸镀、粉末覆盖烧结)和盐浴法。这些方法中，化学镀的方法具有易于操作，成本低，可大量生产，施镀温度低的优点，并且可在任何形状的微粒上进行镀覆，克服了其他方法因颗粒形貌造成的包覆层不均匀的现象，因而其被广泛应用于镀覆Ni、Co、Cu及其合金等。化学镀Ni金刚石量约占整个镀覆金刚石量的一半，其市场容量相当可观，同时为了增加Ni镀层性能(如耐磨性、耐蚀性和可焊性等)，常常在镀Ni过程中复合镀P，化学镀Ni-P合金工艺应用广泛的原因之一是其镀层具有优良的耐蚀性能，因此，金刚石表面化学镀Ni-P工艺的优劣和成本的高低将直接决定金刚石镀覆行业的质量和利润空间。而现存的各种金刚石表面镀Ni-P工艺仍不理想，如存在镀覆时间长、镀层表面形貌不够光滑、镀层厚薄不均及镀层与金刚石界面结合强度不够等问题，还有改进的空间，而且特别是当镀覆颗粒较细的金刚石微粒时容易造成金刚石颗粒团聚并粘附在一起，很难分散开来，所以改进现有镀Ni-P工艺，开发更为先进的镀Ni-P工艺显得意义重大。

华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项一种金刚石表面化学镀Ni-P镀层工艺及步骤，该技术提出的一种金刚石表面化学镀Ni-P镀层的制备方法中，首先，将金刚石微粉与铁粉、镍粉高温反应，能够使金刚石在高温处理过程中发生石墨化，从而在金刚石表面生长出均匀分布的多层石墨烯纳米层；此后将该表面包覆石墨烯的金刚石微粉进行氧化，石墨烯被很大程度地氧化成含氧官能团，因而在金刚石表面形成大量含氧基团；当将该金刚石微粉加入到敏化-活化水溶液中时，该表面被氧化的金刚石微粉亲水性能大大提高，因而可以在溶液中稳定存在，同时由于其表面的含氧基团能够对Pd2+进行有效吸附，在较低浓度的敏化-活化水溶液中，即可以在金刚石表面沉积反应大量钯金属微粒，即钯质点；最后将该具有大量催化活性钯的金刚石微粉加入到化学镀液中进行化学镀覆，金刚石微粉由于表面分布大量具有针对沉积金属Ni-P有催化活性的钯质点，保证了该Ni-P基金属在金刚石表面的有效沉积，并且金刚石表面具有的含氧基团也还可以作为配位剂，使镀液的性能更加稳定同时也可以对镀覆金属进行有效吸附，进一步加速镀液反应和镀层沉积速率，最终所得Ni-P镀层与金刚石微粉致密结合，而且镀层较厚、平整、光滑、均匀、包覆完整，还具有更高的硬度和更优秀的耐腐蚀性，现将该一种金刚石表面化学镀Ni-P镀层工艺及步骤及技术方案及实施例介绍如下供研究交流参考：（611541  417491 ）