[发明专利]一种微纳米复合多孔铜表面结构及其制备方法与装置

权利要求书

1.一种微纳米复合多孔铜表面结构的制备方法，其特征在于所述的制备方法 为氢气模板法电沉积，具体包含如下步骤：

(1)配制由H₂SO₄和CuSO₄的水溶液及添加剂组成的电沉积液；

(2)分别采用紫铜柱和紫铜板做阴极基体和阳极，紫铜柱的圆顶面用于电 沉积；

(3)将步骤(1)的电沉积液、步骤(2)的紫铜柱和紫铜板置于电沉积槽， 紫铜柱和紫铜板水平放置，紫铜柱置于电沉积槽底部，紫铜柱用于电沉积的圆顶 面朝上，紫铜板位于紫铜柱的上部，电沉积液浸没紫铜柱和紫铜板；

(4)将紫铜板、紫铜柱分别与直流电源的正极、负极相连，开通电源进行 电沉积；

(5)取出电沉积样品先后用去离子水和乙醇浸泡后晾干得到微纳米复合多 孔铜表面结构；

将制备得到的多孔铜表面结构在氢气氛围中进行400～600℃热处理。

2.根据权利要求1所述的微纳米复合多孔铜表面结构的制备方法，其特征在 于：

步骤(1)中所述的添加剂为HCl；

步骤(1)所述的电沉积液的成分为：CuSO₄ 0.2～0.6mol/L，H₂SO₄ 1.0～ 1.5mol/L，HCl 10～20mmol/L；

步骤(2)中所述的紫铜柱经过如下处理：将紫铜柱的圆顶面用800～1000 目的砂纸打磨、电解抛光和稀硫酸活化，以提高电沉积铜的结合力；紫铜柱的不 进行电沉积的面用室温硫化硅橡胶涂封；

步骤(2)中所述的紫铜板的面积足够大以使紫铜柱获得均匀的电流密度。

3.根据权利要求2所述的微纳米复合多孔铜表面结构的制备方法，其特征在 于：

所述的稀硫酸为10wt％稀硫酸；

所述的室温硫化硅橡胶为704硅胶。

4.根据权利要求1所述的微纳米复合多孔铜表面结构的制备方法，其特征在 于：

步骤(4)中所述的电沉积的电流密度为2～4A/cm²，电沉积时间为10～15s。

5.根据权利要求1所述的微纳米复合多孔铜表面结构的制备方法，其特征在 于：

步骤(5)中所述的先后用去离子水和乙醇浸泡为用去离子水浸泡1～2min， 重复两次，再用乙醇浸泡30～60s。

6.一种制备微纳米复合多孔铜表面结构的电沉积装置，包括电沉积槽、电沉 积液、直流电源、阴极基体和阳极，阳极和阴极基体分别与直流电源的正负极相 连，电沉积液、阴极基体和阳极置于电沉积槽中，电沉积液浸没阴极基体和阳极， 其特征在于：所述的阴极基体和阳极分别为紫铜柱和紫铜板，阴极基体置于电沉 积槽底部，阴极基体朝上的顶面为电沉积层，阳极位于阴极基体的上方。

7.根据权利要求6所述的制备微纳米复合多孔铜表面结构的装置，其特征在 于：

所述的阴极基体和阳极均水平放置；

所述的阳极面积足够大以使阴极基体获得均匀的电流密度。

8.一种微纳米复合多孔铜表面结构，其特征在于通过权利要求1～5任一项 所述的制备方法制备得到。

9.根据权利要求8所述的微纳米复合多孔铜表面结构，其特征在于：所述的 微纳米复合多孔铜表面结构的孔径逐级增大，结构均一，为微米尺度孔径结构与 壁面纳米枝状晶结构叠加的微纳米复合结构。