[发明专利]一种纳米金刚石和镍复合镀层的制备方法及其应用

说明书

本发明属于纳米金刚石复合镀层领域，尤其涉及一种纳米金刚石和镍复合镀层的制备方法及其应用。主要包括以下步骤：S1纳米级金刚石的制备、S2纳米级金刚石的预处理、S3纳米级金刚石的筛分、S4纳米级金刚石的添加、S5镀层电镀，本发明公开的制备方法是在镍在生长沉积过程中不断的捕捉纳米金刚石随着晶格的不断沉积纳米金刚石均匀的分布在镍镀层中，同时金刚石不断的使得晶格错位，进一步是的镀层更加坚硬，的形成一种镍和金刚石深度融合一种合金镀层，电镀在磨头时相比传统的镀膜磨头更加坚硬耐磨。

技术领域

本发明属于纳米金刚石复合镀层领域，尤其涉及一种纳米金刚石和镍复合镀层的制备方法及其应用。

背景技术

纳米金刚石指的是粒径在1～100nm的金刚石晶粒存在形态，其兼有金刚石、纳米材料的特性，例如高硬度、高耐腐蚀性、高热导率、低摩擦系数、低表面粗糙度、大的比表面积、生物相容性、高的表面活性等，具体如下。物质进入纳米尺度后表现出了一些宏观物质不具备或在宏观物质中可忽略的物理效应，如表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等。纳米金刚石颗粒的合成方法主要有静压合成、金刚石单晶粉磨、爆轰法三种，都已应用于工业化生产。爆轰法合成纳米金刚石生产效率相对较高，其原理是通过爆炸时产生的高温高压将爆炸体系的碳元素转变为金刚石。用该方法制备得到热力学稳定的含纳米金刚石的黑粉。黑粉经特殊工艺处理后得灰色的纳米金刚石粉，其回收率约为所用炸药质量的8～10％，金刚石颗粒粒径为5～10nm，经过化学提纯可得到纯度约95～97％。而金刚石微粉被大量运用与金属线锯以及磨头中，在进行金刚石微粉生产过程中，难免会产生更细碎的纳米金刚石粉末，这些粉末由于达不到标准而被当做废料处理，这些废料如果处理不当对环境已经人体都会造成一定伤害，而如果能把这些废料利用起来，并能够用于生产一种性能更好的复合体镀层材料，不仅不会造成浪费，并且产生巨大的经济价值。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种纳米金刚石和镍复合镀层的制备方法及其应用。

本发明的技术方案如下：

一种纳米金刚石和镍复合镀层的制备方法，包括以下步骤：

S1纳米级金刚石的制备：使用静压合成、金刚石单晶粉磨或爆轰法制备纳米级金刚石；

S2纳米级金刚石的预处理：将步骤S1获得的纳米级金刚石先投入浓盐酸中60-100℃加热1-3h，随后过滤，再投入高浓度氢氧化钠中60-80℃加热2-6h，随后过滤将纳米级金刚石冲洗干净，至冲洗液至中性，干燥；

S3纳米级金刚石的筛分：将步骤S2获得的纳米级金刚石使用离心机进行筛分，筛分出平均粒径1-100nm的纳米级金刚石；

S4纳米级金刚石的添加：将步骤S3获得的纳米金刚石按照30-70ct/L的计量添加到波美度为25-30的瓦特镀液中，加热保持温度为45-75℃，并不停的进行空气搅拌形成电镀液；

S5镀层电镀：在步骤S4获得的电镀液中，保持上述温度和空气搅拌，同时使用铜片接阴极，镍板接阳极，按0.5-1.0A/dm²的电流密度进行镍与纳米金刚石的共沉积反应。

优选的，上述一种纳米金刚石和镍复合镀层的制备方法，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S1纳米级金刚石的制备：使用金刚石单晶粉磨法制备纳米级金刚石。

优选的，上述一种纳米金刚石和镍复合镀层的制备方法，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S2纳米级金刚石的预处理：将步骤S1获得的纳米级金刚石先投入浓盐酸中100℃加热2h，随后过滤，再投入高浓度氢氧化钠中70℃加热4h，随后过滤将纳米级金刚石冲洗干净，至冲洗液至中性，真空干燥。

优选的，上述一种纳米金刚石和镍复合镀层的制备方法，所述步骤S3具体包括以下步骤：