电积法制备泡沫铅研究

论文摘要

泡沫铅是一种重要的具有三维独特网状结构的泡沫金属材料。其孔隙率高,比表面积大,在电池行业具有广泛的应用前景。本文以聚氨酯泡沫为基体,经脱脂、粗化、导电化、镀铜、镀铅等工艺制备出开孔状结构的泡沫铅金属材料。首先对聚氨酯泡沫进行有机溶剂脱脂和化学脱脂,然后再进行粗化、除膜,最后涂覆导电胶进行导电化处理。在聚氨酯泡沫基体上镀铜工艺实验研究中,首先通过霍尔槽实验选择镀铜体系,得出酸性光亮镀液最佳；然后,对酸性镀铜的添加剂进行实验研究,实验发现以NaCl和OP乳化剂为添加剂得到的铜镀层光亮、细致,韧性好；最后探讨了镀液各组分浓度、镀液温度、阴极表观电流密度、异极距、电镀时间等工艺条件对电流效率及槽电压的影响,得到了最佳的镀铜工艺参数,即镀液组成为CuSO4 180g/L、H2SO4 54g/L、NaCl 0.6g/L、OP乳化剂0.4mL/L、异极距为3.5cm、阴极电流密度为3.0A/dm2、镀液温度为25℃、电镀时间为35min。在此优化条件下,电流效率高,槽电压低,且得到的铜镀层光亮性好、韧性好。镀铜泡沫基体上镀铅工艺实验研究中,主要研究了镀铅体系各组分浓度、阴极电流密度、镀液温度、电镀时间等工艺条件对镀铅过程参数及镀层质量的影响。得到了最佳镀铅工艺参数,即镀液组成为pb2+115g/L、游离HBF445g/L、硼酸浓度饱和、添加剂0.5g/L、阴极表观电流密度为3.0A/dm2、镀液温度为25℃、电镀时间为30-50min。在此优化条件下,电流效率高,槽电压低,且得到的泡沫铅镀层结晶细密、均匀,且韧性和光亮性都较好,孔隙率高,具有三维网状结构。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 泡沫金属的发展历史
• 1.2 泡沫金属的主要性能和用途
• 1.2.1 泡沫金属的主要性能
• 1.2.2 泡沫金属的用途
• 1.3 泡沫铅的应用及其制备方法
• 1.3.1 泡沫铅的应用
• 1.3.2 泡沫铅制备方法
• 1.4 本研究的意义及主要内容
• 1.4.1 本研究的意义
• 1.4.2 本研究的主要内容
• 第二章 聚氨酯泡沫基体预处理研究
• 2.1 聚氨酯泡沫预处理工艺概述
• 2.1.1 聚氨酯泡沫选择
• 2.1.2 实验仪器和试剂
• 2.2 聚氨酯泡沫脱脂工艺研究
• 2.2.1 有机溶剂脱脂处理
• 2.2.2 化学脱脂
• 2.3 粗化-除膜工艺研究
• 2.3.1 粗化处理工艺
• 2.3.2 除膜工艺
• 2.4 导电化工艺
• 2.4.1 实验流程
• 2.4.2 实验过程
• 2.4.3 实验结果与讨论
• 2.5 本章小结
• 第三章 聚氨酯泡沫镀铜工艺研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验试剂与实验仪器
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 电流效率计算
• 3.3 镀液体系的选择与研究
• 3.3.1 霍尔槽实验
• 3.3.2 镀铜体系的选择
• 3.4 铜镀液最佳配方探索实验
• 3.4.1 镀铜添加剂的选择
• 3.4.2 主盐浓度优化实验
• 3.4.3 硫酸浓度优化实验
• 3.4.4 氯化钠浓度优化实验
• 3.4.5 OP乳化剂浓度优化实验
• 3.4.6 酸性铜镀液最佳配方确定
• 3.5 镀铜工艺条件优化实验
• 3.5.1 阴极表观电流密度优化实验
• 3.5.2 镀液温度优化实验
• 3.5.3 异极距优化实验
• 3.5.4 电镀时间优化实验
• 3.5.5 镀铜最佳工艺条件确定
• 3.6 最佳配方和优化工艺条件下镀铜
• 3.7 本章小结
• 第四章 预镀铜泡沫基体镀铅工艺研究
• 4.1 铅镀体系概述
• 4.2 实验试剂和仪器
• 4.2.1 实验仪器与试剂
• 4.2.2 镀铅电流效率
• 4.3 铅镀液最佳配方探索实验
• 4.3.1 主盐浓度优化实验
• 4.3.2 游离氟硼酸浓度优化实验
• 4.3.3 硼酸浓度优化实验
• 4.3.4 蛋白胨浓度优化实验
• 4.3.5 铅镀液最佳配方确定
• 4.4 镀铅工艺条件优化实验
• 4.4.1 阴极表观电流密度优化实验
• 4.4.2 镀液温度优化实验
• 4.4.3 电镀时间优化实验
• 4.4.4 镀铅最佳工艺条件确定
• 4.5 最佳配方和优化工艺条件下镀铅
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果