專利名稱：Ni-Fe-Ce-P鍍液以及玻璃纖維Ni-Fe-Ce-P合金及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種Ni-Fe-Ce-P鍍液以及玻璃纖維Ni-Fe-Ce-P合金及其制備方法。
背景技術：
目前，國內外對化學鍍三元合金鍍液及其制備方法報道較多，四元以上合金鍍液 和有關稀土元素化學鍍的報道較少，且大部分的鍍液是在金屬基體上進行施鍍。 一般 當稀土元素加入時，鍍液的穩(wěn)定性、沉積速度和鍍層質量能明顯提高，材料可用于制 備磁記錄介質與耐腐蝕鍍層，但只在金屬基體上施鍍無疑限制了材料的使用范圍。近 年來，各種非金屬材料、高分子材料在電子工業(yè)中廣泛應用，而電磁波可以暢通無阻 地通過這些材料，造成嚴重的電磁污染和信息泄漏。為防止電磁污染與信息泄露，對 電磁波進行控制和屏蔽處理顯得尤為重要，而采用金屬填料作導電填料時，存在價格 較貴、涂層重量較大的缺點。
本課題組前期研制的Ni-Co-La-P、Ni-Co-Fe-La-P和Ni-Fe-La-P的四元合金鍍液及 其制備方法，雖然可以實現(xiàn)在玻璃纖維上進行施渡，但是在較高頻率上的損耗正切值 比較低，存在導電玻璃纖維吸波性能較弱的缺點。

發(fā)明內容
要解決的技術問題
為了避免現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明提出了一種Ni-Fe-Ce-P鍍液以及玻璃纖維 Ni-Fe-Ce-P合金及其制備方法，是一種鍍層厚度均勻、表面形貌優(yōu)良、鍍層結合力好 的化學鍍Ni-Fe-Ce-P玻璃纖維的鍍液及其制備方法。
技術方案
一種玻璃纖維表面化學鍍Ni-Fe-Nd-P合金四元合金鍍液，其特征在于鍍液的配方
為硫酸鎳1.8~2.60 g/100ml，次亞磷酸鈉2.1 3.50 g/100ml ，硫酸亞鐵 0.5~1.70g/100ml,硫酸高鈽0.04 0.12g/100ml，檸檬酸鈉3.0-5.50 g/100ml，蘋果酸 0.8 1.70g/100ml， 丁二酸0.6~1.50g/100ml，硫酸銨3.8~5.0g/100ml，蒸餾水lOOml， 硫脲0.008~0.05 g/100ml，尿素0.9~2.10g/100ml，濃鹽酸2.5~5.50g/100ml。
一種制備所述鍍液的方法，其特征在于制備步驟如下
步驟l、將硫酸鎳和硫酸亞鐵放入容器A中，加入蒸餾水總量的95%;
步驟2、將硫酸高鈰放入容器B中，加入蒸餾水總量的5%和濃鹽酸，常溫下在磁
力攪拌器中攪拌溶解，溶解后加入到容器A中；
步驟3、將檸檬酸鈉、蘋果酸、丁二酸，硫酸銨、次亞磷酸鈉、硫脲和尿素，依 次加入容器A中，攪拌至完全溶解，滴入氨水調節(jié)pH二8.0士0.5，即成鍍液。
一種利用所述鍍液制備玻璃纖維Ni-Fe-Ce-P合金的方法，其特征在于步驟如下
步驟1、以活化液、分散液、粗化液和偶聯(lián)液對無堿玻璃纖維進行前處理，然后 放入上述己配好的化學渡液的中，水浴加熱，在50"C 7(TC下反應20 60min;
步驟2、反應結束后取出玻璃纖維，用蒸餾水清洗3次，在溫度為70士5t:的烘箱 中干燥處理半小時。
有益效果
本發(fā)明提出的Ni-Fe-Ce-P鍍液以及玻璃纖維Ni-Fe-Ce-P合金及其制備方、法，與現(xiàn) 有技術相比，在鍍液中加入Ce(S04)2，不僅提高鍍液的穩(wěn)定性和利用率，而且提高了 合金鍍層中金屬元素Ni的含量，并在合金鍍層中引入了稀土元素Ce，大大降低了P 含量，同時還能降低化學鍍的施鍍溫度。在化學鍍液中加入適量的Ce(S04)2，所制得 合金鍍層中磷含量在4%~10%，而傳統(tǒng)以金屬為基體的化學鍍合金層中磷含量在 15%~30%;玻璃纖維有良好的導電性，可作為導電填料與電損耗吸收劑使用。


圖l:玻璃纖維表面合金鍍層的SEM圖
(a) 未添加Ce(S04)2
(b) 添加Ce(S04)2
圖2:鍍態(tài)下非晶態(tài)合金鍍層的電阻率
圖3: NiFeP和NiFeCeP合金鍍層在X-波段的損耗角正切與頻率的關系
具體實施例方式
現(xiàn)結合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述 實施例1:
1、 稱取硫酸鎳2.10g、硫酸亞鐵0.80g放入250ml的容器中，加入95ml的蒸餾水；
2、 稱取硫酸高鈰0.08g放入50ml的容器中，加入5ml蒸餾水和2.50 5.50ml濃 鹽酸，常溫下在磁力攪拌器中攪拌溶解，溶解后加入250ml容器中；
3、 稱取檸檬酸鈉3.50g、蘋果酸0.90g、 丁二酸0.60g、次亞磷酸鈉3.0g、硫酸銨 4.10g、硫脲0.02g和尿素1.35g依次加入250ml的容器中，攪拌至完全溶解，滴入氨 水調節(jié)pH二8.0士0.2，配成化學鍍液；
4、 將玻璃纖維進行前處理，將前處理好的玻璃纖維放入上述已配好的化學渡液的 燒杯中，水浴加熱，在5(TC 7(TC下反應20 60min;
5、 反應結束后，取出玻璃纖維，用蒸餾水清洗3次，在烘箱中干燥半小時處理， 溫度在70±5°C。即制得玻璃纖維表面化學鍍Ni-Fe-Ce-P四元合金鍍層。
前處理采用專利申請?zhí)枮?00710017812.7的申請文件中所提供的方法，以及活化 液、分散液、粗化液和偶聯(lián)液對無堿玻璃纖維進行前處理。 實施例2:1、 稱取硫酸鎳2.50g、硫酸亞鐵1.40g放入250ml的容器中，加入95ml的蒸餾水；
2、 稱取硫酸高鈰0.09g放入50ml的容器中，加入5ml蒸餾水和2.50 5.50ml濃 鹽酸，常溫下在磁力攪拌器中攪拌溶解，溶解后加入250ml.容器中；
3、 稱取檸檬酸鈉5.12g、蘋果酸0.74g、 丁二酸0.45g、次亞磷酸鈉3.10g、硫酸銨 4.12g、硫脲0.02g和尿素1.35g依次加入250ml的容器中，攪拌至完全溶解，滴入氨 水調節(jié)pl^8.0士0.2，配成化學鍍液；
4、 將玻璃纖維進行前處理，將前處理好的玻璃纖維放入上述已配好的化學渡液的 燒杯中，水浴加熱，在5(TC 7(TC下反應20 60min;
5、 反應結束后，取出玻璃纖維，用蒸餾水清洗3次，在烘箱中干燥半小時處理， 溫度在70士5'C。即制得玻璃纖維表面化學鍍Ni-Fe-Ce-P四元合金鍍層。
前處理采用專利申請?zhí)枮?00710017812.7的申請文件中所提供的方法，以及活化 液、分散液、粗化液和偶聯(lián)液對無堿玻璃纖維進行前處理。
利用本方法制成的玻璃纖維Ni-Fe-Ce-P合金鍍層的組成如下表:
元素重量百分數(shù)/%
Ni56~88
Fe4 10
P3 10
Ce0.7~1.5
本發(fā)明研制的化學鍍Ni-Fe-Ce-P導電導磁玻璃纖維的特點在于(1)在鍍液中加 入稀土化合物Ce(S04)2，不僅提高鍍液的穩(wěn)定性和利用率，而且提高了合金鍍層中金 屬元素Ni的含量，并在合金層中引入了稀土元素Ce，大大降低P含量，在化學鍍液 中加入適量的Ce(S04)2，所制得合金鍍層中磷含量在4%~10%，而傳統(tǒng)以金屬為基體 的化學鍍合金層中磷含量在15%~30%，我們所研制的Ni-Fe-Ce-P導電導磁玻璃纖維
的基本組成見表2; (2)在相同化學鍍沉積速率條件下，鍍液中添加稀土元素Ce，可 使施鍍^度降低l(TC左右，在相同溫度條件下，添加稀土元素Ce可使鍍層的最大沉 積速率提高約15%; (3)研制的Ni-Fe-Ce-P四元合金玻璃纖維的表面更加光滑、致密 (見圖l)，且電磁屏蔽性能優(yōu)良(見圖2、圖3)。
圖1 (a)和(b)分別為在某一鍍液配方下未添加和添加Ce(S04)2合金鍍層的表 面形貌關系圖?？梢钥闯?，玻璃纖維表面形成了完整的合金鍍層，且鍍液中加入 Ce(S04)2后所得鍍層更加均勻、光滑和致密。
在化學鍍Ni-Fe-Ce-P上述鍍液配方組成中保持其它組分不變的條件下，改變 Ce(S04)2濃度，對所制得Ni-Fe-Ce-P合金鍍層的電阻率進行了研究，結果如圖2所示。
用矢量網(wǎng)絡分析儀，對在上述條件下所制得Ni-Fe-P和Ni-Fe-Ce-P合金鍍層的電 磁參數(shù)進行了測定，研究稀土元素對導電玻璃纖維電磁參數(shù)的影響，選定頻率范圍為 8.2-12.4GHz，實驗結果見圖3。
由圖3可知，Ni-Fe-Ce-P合金鍍層的損耗正切值tanS在較高頻率上明顯比Ni-Fe扁P 合金鍍層的大，且前者的峰值也比后者的高。這說明稀土元素Ce能提高合金鍍層的 電磁屏蔽和微波吸波能力。
權利要求
1.一種Ni-Fe-Ce-P鍍液，其特征在于鍍液的配方為硫酸鎳1.8～2.60g/100ml，次亞磷酸鈉2.1～3.50g/100ml，硫酸亞鐵0.5～1.70g/100ml，硫酸高鈰0.04～0.12g/100ml，檸檬酸鈉3.0～5.50g/100ml，蘋果酸0.8～1.70g/100ml，丁二酸0.6～1.50g/100ml，硫酸銨3.8～5.0g/100ml，蒸餾水100ml，硫脲0.008～0.05g/100ml，尿素0.9～2.10g/100ml，濃鹽酸2.5～5.50g/100ml。
2.. —種制備權利要求1所述鍍液的方法，其特征在于制備步驟如下步驟l、將硫酸鎳和硫酸亞鐵放入容器A中，加入蒸餾水總量的95%;步驟2、將硫酸高鈰放入容器B中，加入蒸餾水總量的5%和濃鹽酸，常溫下在磁力攪拌器中攪拌溶解，溶解后加入到容器A中；步驟3、將檸檬酸鈉、蘋果酸、丁二酸，硫酸銨、次亞磷酸鈉、硫脲和尿素，依次 加入容器A中，攪拌至完全溶解，滴入氨水調節(jié)pl^8.0士0.5，即成鍍液。 3. —種利用權利要求1和2所述鍍液制備玻璃纖維Ni-Fe-Ce-P合金的方法，其特征 在于步驟如下步驟l、以活化液、分散液、粗化液和偶聯(lián)液對無堿玻璃纖維進行前處理，然后放 入上述己配好的化學渡液的中，水浴加熱，在5(TC 7(TC下反應20 60min;步驟2、反應結束后取出玻璃纖維，用蒸餾水清洗3次，在溫度為70士5。C的烘箱中 干燥處理半小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種Ni-Fe-Ce-P鍍液以及玻璃纖維Ni-Fe-Ce-P合金及其制備方法，其特征在于鍍液以硫酸鎳和硫酸亞鐵為主鹽，次亞磷酸鈉為還原劑，檸檬酸鈉、蘋果酸和丁二酸為復合絡合劑，尿素和硫脲為復合穩(wěn)定劑，硫酸銨為緩沖劑，稀土化合物Ce(SO₄)₂，氨水和鹽酸為原料。以前處理過的玻璃纖維為基體，利用化學鍍技術制備玻璃纖維Ni-Fe-Ce-P合金。與現(xiàn)有技術相比，在鍍液中加入Ce(SO₄)₂，不僅提高鍍液的穩(wěn)定性和利用率，而且提高了合金鍍層中金屬元素Ni的含量，并在合金鍍層中引入了稀土元素Ce，大大降低了P含量，同時還能降低化學鍍的施鍍溫度。制備的玻璃纖維有良好的導電性，可作為導電填料與電損耗吸收劑使用。
文檔編號C03C25/46GK101353790SQ20081015086
公開日2009年1月28日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權日2008年9月9日
發(fā)明者英 黃, 黃永輝, 齊暑華 申請人:西北工業(yè)大學