Способ нанесения металлического покрытия на поверхность диэлектрических порошков

(51) 25 15/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ на них покрытием могут быть использованы для изготовления абразивного инструмента и композиционных материалов типа металл-керамика. Предложен способ получения металлического покрытия на поверхности диэлектрических порошков, который заключается в следующем порошок погружают в раствор сульфата меди,подсушивают, в герметичной камере обрабатывают фосфином. В результате реакции фосфина с поверхностными слоями сульфата меди на поверхности частиц образуется электропроводная пленка, позволяющая далее химическими или гальваническими способами получать металлические покрытия. Способ позволяет предварительную металлизацию абразивных зерен, повышает адгезию матрицы к зерну, а также повышает защиту абразивных зерен при изготовлении изделий методом пропитки.(72) Сатаев Малик Сывамбаевич Кошкарбаева Шайзада Тортаевна Кожакулов Нуржан Курбанович Тасболтаева Айдана Бауржановна Сатаев Марат Исакович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения ЮжноКазахстанский государственный университет им. М. Ауэзова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ(57) Изобретение относится к технологии нанесения металлического покрытия на поверхность диэлектрических порошков. Частицы с нанесенным Изобретение относится к технологии нанесения металлического покрытия на поверхность диэлектрических порошков. Частицы с нанесенным на них покрытием могут быть использованы для изготовления абразивного инструмента и композиционных материалов типа металл-керамика. Известны способов нанесения металлического покрытия на диэлектрические порошки, которые можно разделить на физические и химические. Физические, когда металл вначале превращают в пар или жидкость, наносимые на покрываемую поверхность, где они опять превращаются в компактный твердый металл, образуя покрытие. Химические, когда металл образуется в ходе химической реакции и, оседая на покрываемую поверхность, дает металлическое покрытие. Химические методы более удобны для металлизации порошков, так как в этом случае легче получать покрытия, равномерно распределенные по всей поверхности частиц. Так для металлизации в газовой фазе можно использовать реакции термического разложения карбонилов металлов. В ходе реакции они разлагаются, оставляя на покрываемой поверхности металл и высвобождая окись углерода, которую опять можно использовать для получения карбонила металла (Пат. РФ 2169939. Способ нанесения металлических покрытий на порошки абразивных материалов / А.А. Уэльский, В.Г. Сыркин,А.В. Гребенников Опубл.27.06.2001). В настоящее время с помощью карбонильной технологии можно наносить на диэлектрические порошки покрытия железа, никеля, кобальта, вольфрама, хрома. Недостатком этого способа является необходимость высоких температур, необходимых для разложения карбонильных соединений, и дороговизна карбонилов. Наиболее близким способа является метод, в котором исходный порошок предварительно обрабатывают в растворах солей палладия и олова, с целью получения активных каталитических центров,затем наносят химических способом медное или никелевое покрытие в растворах содержащих соединение соответствующего металла,восстановитель и комплексообразователь.( 5648125 ( . ). Недостатками данного способа являются высокая стоимость солей палладия, используемых для активации поверхности частиц порошка и возможность десорбции палладия с поверхности частиц, приводящая к образованию металла покрытия в растворе вне поверхности частиц порошка. Задачей данного изобретения является получение сплошного металлического покрытия необходимой толщины на поверхности частиц диэлектрических порошков пригодных для изготовления абразивного инструмента и композиционных материалов. Поставленная задача решается тем, что исходные порошки обезжиривают в 15-20-ном растворе гидроксида или карбоната натрия при температуре 40-50 С до полного смачивания поверхности 2 частиц, промывают в горячей проточной воде. Затем на поверхность частиц порошка наносят слой металлоподобного фосфида меди. Для этого порошок погружают в раствор, содержащий 100200 г/л О 452 О. Соотношение объема порошка к объему раствора 11,2-1,5. При концентрациях сульфата меди менее 100 г/л образующаяся впоследствии пленка фосфида меди будет иметь толщину недостаточную для наращивания металла химическим или гальваническим методом. При концентрациях сульфата меди более 200 г/л из-за образования крупных кристаллов сульфата меди при последующей сушке порошка увеличивается неоднородность толщины получаемых пленок. Остатки раствора не адсорбированные поверхностью порошка отделяют фильтрацией. После этого на поверхности частиц порошка образуется сорбционный слой раствора толщиной 50-70 мкм. Порошок подсушивают 40-50 минут при температуре 18-25 С для создания газопроницаемости между отдельными частицами. Подсушенный порошок помещают в герметичную камеру и обрабатывают газообразным фосфином. Фосфин относительно легко получается щелочной обработкой фосфора или кислотной обработкой фосфида цинка. В результате реакции фосфина с сульфатом меди на поверхности частиц порошка образуется пленка электропроводного фосфида меди. Получения пленка позволяет известными химическими или гальваническими способами получать покрытие необходимой толщины. В отличие от прототипа используемые неорганические соединения (фосфор или фосфид цинка, сульфат меди) значительно дешевле используемых в прототипе солей палладия и олова. Пример 1. Навеску 10 г обезжиренного порошка зеленого карборунда залили 10 мл раствора О 45 Н 2 О (200 г/л). После перемешивания в течение 5 минут избыток раствора отфильтровали. Порошок перенесли в чашку Петри и сушили при комнатной температуре до влажного состояния (4050 минут). Обработкой цинка 10-ной серной кислотой получают фосфин и до использования хранился в хлорвиниловой бутыли. Чашку Петри с подсушенным порошком помещали в герметичную камеру. Воздух из свободного пространства камеры вытесняли азотом. Затем в эту камеру подавали фосфин путем вытеснения его из бутыли водой. При этом происходило поглощение фосфина поверхностной пленкой сульфата меди. Процесс обработки фосфином протекал при комнатной температуре в течение нескольких минут. Остатки непрореагировавшего газа пропускают последовательно через слой карбоната меди и окислительный раствор (500 г/л перманганата калия). Затем чашку Петри с порошком покрытым слоем фосфида меди вынимают из камеры, порошок промывают водой и сушат при комнатной температуре. Дальнейшее наращивание металлической пленки проводили путем химического никелирования в растворе следующего состава О 472 О - 30 г/л,22 - 10 г/л, 3 - 10 г/л, при температуре электролита 90 С в течение 30 минут. Изучение металлизированного порошка показывает, что частицы карборунда на 95 покрываются никель-фосфорным покрытием. Пример 2. Брали навеску 10 г синтетического алмаза 5, наносили на него пленку фосфида меди, как в примере 1 и проводили наращивание металлическим хромом гальваническим путем. Для этого порошок алмаза частицы которого были покрыты пленкой фосфида меди помещали на горизонтально расположенный медный электрод,края которого были завальцованы для удержания порошка. Сверху помещали свинцовый анод и проводили электролиз в электролите состава СО 3 100 г/л, 24 - 1 г/л, при комнатной температуре и плотности тока ЗОА/дм 2 в течение 20 минут. При этом плотность тока рассчитывалась видимую поверхность порошка. Порошок периодически помешивали волосяной кисточкой. Способ позволяет предварительную металлизацию абразивных зерен, повышает адгезию матрицы к зерну, а также повышает защиту абразивных зерен при изготовлении изделий методом пропитки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ нанесения металлического покрытия на поверхность диэлектрических порошков,включающий активирование поверхности частиц порошка веществами, образующими каталитические центры,и последующим нанесением металлического слоя, отличающийся тем, что обработку порошка ведут в растворе, содержащем 100-200 г/л 452, при соотношении объема порошка к объему раствора 11,2-1,5.