紧固件电刷镀大块纳米铜的制备及力学性能研究

　　研究工作得到了如下结论:

　　1.利用改进的电刷镀技术制备了高冶金质量,具有真正纳米晶结构的大块纳米铜样品。镀笔由棉花和丙纶布包裹的不锈钢(AISI304)构成。镀液由CuSO_4·5H_2O, NH_4NO_3, C_6H_8O_7·H_2O和少量添加剂组成。电刷镀时镀液中的[Cu(NH_3)_6]~(2+)络合物离子在超电压的作用下,获得电子而还原,形成纳米铜沉积。沉积层首先以二维形式形核张大,然后以三维方式成长。电刷镀纳米铜沉积结构受基体表面状态影响,高的表面质量有益于得到高质量的纳米铜沉积结构。添加剂的使用可控制沉积层的晶粒尺寸,抑制粗大晶粒簇等结构的形成。镀笔与沉积表面摩擦作用增加形核率,并有净化表面的作用。适当地控制直流电压、温度、镀笔运动速度和镀液流量等工艺参数可获得高质量的大块纳米铜样品。

　　2.利用X-衍射分析、扫描电子显微镜、场发射扫描电子显微镜,透射电子显微镜的设备,对电刷镀纳米铜表面沉积形态、显微结构、成分、密度等进行全面表征工作。结果显示,电刷镀纳米铜为等轴晶 粒结构,平均晶粒尺寸为26nm,且尺寸分布均匀,主要为大角度晶界结构,不存在微观裂纹和微孔和明显的晶体织构,平方根微应变为0.28%。电刷镀纳米铜沉积表面光滑,粗糙度低,具有良好的覆盖性和平整性。电刷镀纳米铜的密度为8.93g/cm3,纯度为99.73wt%。表明研制的电刷镀纳米铜是一种真正意义上的纳米晶材料。