專利名稱：一種剝離材料表面鍍覆的金屬薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料表面處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種剝離材料表面附著的金屬薄膜的方法。
背景技術(shù)：
將材料表面鍍覆的金屬薄膜剝離掉是一項(xiàng)重要技術(shù)，有廣闊的應(yīng)用需求，如金屬資源回收、科研等。常規(guī)的剝離材料表面鍍覆的金屬薄膜方法有機(jī)械剝離法、利用溫度差異引入熱應(yīng)力法、粉碎后物理分離、蝕刻與溶解法等。但機(jī)械剝離法往往難以將材料表面附著牢固的金屬薄膜完全剝離，或造成基體的損傷。而采用熱應(yīng)力法則有可能對(duì)不能耐受高溫或低溫的基體材料造成損傷。蝕刻與溶解法又難以用于惰性金屬薄膜，或需要使用特殊的蝕刻劑(中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)01122553. X)，因此成本高，或者有可能對(duì)環(huán)境造成污染。粉碎后物理分離有設(shè)備要求高或粉塵污染的缺點(diǎn)，并且不容易獲得高的分離效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種剝離材料表面鍍覆的金屬薄膜的方法，解決了材料表面鍍覆的金屬薄膜剝離困難的問(wèn)題。一種剝離材料表面附著的金屬薄膜的方法，本發(fā)明所述的金屬薄膜含金屬元素 Ag、Al、Au、Co、Cr、Cu、Er、Fe、Ni、Pd、Pt、Sn、Ti、Y、Zr 中的 1 15 種，金屬薄膜可以具有單一組成，也可以是由這些金屬組成的合金薄膜，或是由這些金屬構(gòu)成的多層薄膜，或是以這些金屬為基質(zhì)的復(fù)合薄膜，其中這些金屬在合金薄膜或復(fù)合薄膜中的摩爾含量大于70% 。金屬薄膜的基體材料可以是無(wú)機(jī)非金屬材料、金屬材料、有機(jī)材料或復(fù)合材料，其中基體材料表面IOnm范圍內(nèi)與金屬薄膜在基體一側(cè)IOnm范圍內(nèi)上述15種金屬元素相同的金屬的總摩爾含量不大于20%。本發(fā)明的剝離材料表面鍍覆的金屬薄膜的方法是以金屬薄膜作為陰極，浸于電解質(zhì)水溶液中，在外接電源驅(qū)動(dòng)下電解水，在金屬薄膜表面上進(jìn)行析氫過(guò)程，從而利用氫造成的機(jī)械作用將金屬薄膜從基體材料上剝離掉。本發(fā)明剝離材料表面涂覆的金屬薄膜的具體方法如下
通過(guò)將材料表面涂覆的金屬薄膜連接到電路中作為陰極，與對(duì)電極聯(lián)用，以外接電源驅(qū)動(dòng)，在電解質(zhì)水溶液中進(jìn)行電解水過(guò)程，使得金屬薄膜上發(fā)生析氫反應(yīng)，陰極電流密度為30安培/平方米 3000安培/平方米，電解質(zhì)摩爾濃度0. OOOIM^IM,電解質(zhì)水溶液溫度為-5° (Γ90° C，通過(guò)析出的氫造成的機(jī)械作用將金屬薄膜從基體上剝離，然后分別收集基體材料和剝離下來(lái)的金屬薄膜，用水將表面附著的電解質(zhì)溶液洗去，即可得到分離的基體材料和金屬膜聚集物。在水中加入電解質(zhì)的目的是提高水溶液的電導(dǎo)率，強(qiáng)電解質(zhì)如硫酸鈉、硫酸鉀、氯化鈉、氯化鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀具有更好的效果。并且，在采用機(jī)械攪拌或采用鋼球進(jìn)行振動(dòng)研磨作用下，金屬薄膜更易于從基體上剝離。將基體材料與電解質(zhì)水溶液隔絕，還可以減少基體材料經(jīng)受氫和電解質(zhì)溶液作用的時(shí)間。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)電解水過(guò)程中產(chǎn)生的氫造成的機(jī)械作用，將金屬薄膜從基體材料上剝離掉，由于所使用的工作介質(zhì)是電解質(zhì)水溶液，并且由于電解工藝條件易于控制，所以具有清潔、快速的優(yōu)點(diǎn)，從而避免或易于抑制剝離過(guò)程對(duì)基體材料造成的損傷。 還具有金屬薄膜剝離效果好、所需設(shè)備投資小、生產(chǎn)維護(hù)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明適用于剝離無(wú)機(jī)非金屬材料、金屬材料、有機(jī)材料或復(fù)合材料的表面鍍覆的金屬薄膜。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
面積為ι平方厘米的316L不銹鋼片共10片，其上鍍覆的Au薄膜厚度為0. 2微米，以直徑Imm的鋼球作為陰極導(dǎo)電介質(zhì)，一起置于吊籃中，將其置入摩爾濃度為0. 0001M氫氧化鈉水溶液中，以其為陰極，以鈦籃為陽(yáng)極，在振動(dòng)條件下電解水溶液，陰極電流密度為90安培/平方米，5分鐘后不銹鋼基體上鍍覆的Au薄膜在陰極析氫的作用下從基體上脫落。接下來(lái)，將剝離的Au薄膜用過(guò)濾方法收集，將不銹鋼基體取出，分別用去離子水清洗，分別得到Au膜聚集物和不銹鋼基體。實(shí)施例2
面積為100平方厘米的玻璃板上鍍覆的多層結(jié)構(gòu)Ag/Er薄膜，Ag和Er的單層厚度為 0. 1微米，總厚度為1微米，將其置入摩爾濃度為IM的氯化鈉溶液中，以其為陰極，與石墨陽(yáng)極聯(lián)用，在攪拌條件下，在一 3° C水溶液中進(jìn)行電解過(guò)程，陰極電流密度為50安培/平方米，5分鐘后玻璃板上鍍覆的多層結(jié)構(gòu)Ag/Er薄膜在陰極析氫的作用下從基體上脫落。接下來(lái)，將剝離的金屬薄膜用過(guò)濾方法收集，將玻璃板取出，分別用去離子水清洗，分別得到Ag/ Er薄膜聚集物和玻璃板基體。實(shí)施例3
面積為4平方厘米的聚乙烯膜，其上鍍覆的Pt膜厚度為0. 5微米，將其置于摩爾濃度為0. 005M的硫酸鉀溶液中，以其為陰極，與鉬陽(yáng)極聯(lián)用，在水溶液中進(jìn)行室溫電解水過(guò)程， 陰極電流密度為3000安培/平方米，10分鐘后聚乙烯膜上鍍覆的Pt膜在陰極析氫的作用下從聚乙烯膜上脫落。接下來(lái)，將剝離的Pt用過(guò)濾方法收集，將聚乙烯膜取出，分別用去離子水清洗，分別得到Pt膜聚集物和聚乙烯膜。實(shí)施例4
面積為10平方厘米的氧化鋁陶瓷片，其上鍍覆的Y薄膜厚度為0. 5微米，將其置入摩爾濃度為IM硫酸鈉水溶液中，接入電路，以Y薄膜為陰極，以Pt片為陽(yáng)極，在機(jī)械振動(dòng)條件下電解水溶液，陰極電流密度為200安培/平方米，5分鐘后陶瓷基體上鍍覆的Y薄膜在陰極析氫的作用下從基體上脫落。接下來(lái)，將剝離的Y薄膜用過(guò)濾方法收集，將陶瓷片基體取出，分別用去離子水清洗，分別得到Y(jié)膜聚集物和陶瓷片基體。
權(quán)利要求
1.一種剝離材料表面附著的金屬薄膜的方法，其特征在于，以金屬薄膜作為陰極，浸于電解質(zhì)水溶液中，在外接電源驅(qū)動(dòng)下電解水，在金屬薄膜表面上進(jìn)行析氫過(guò)程，從而利用氫造成的機(jī)械作用將金屬薄膜從基體材料上剝離掉。
2.按照權(quán)利要求1所述剝離材料表面附著的金屬薄膜的方法，其特征在于，剝離材料表面附著的金屬薄膜方法的工藝為通過(guò)將材料表面涂覆的金屬薄膜連接到電路中作為陰極，與對(duì)電極聯(lián)用，以外接電源驅(qū)動(dòng)，陰極電流密度為30安培/平方米-3000安培/平方米， 電解質(zhì)水溶液溫度為_(kāi)5°C -90°C;然后分別收集基體材料和剝離下來(lái)的金屬薄膜，用水將表面附著的電解質(zhì)溶液洗去，得到分離的基體材料和金屬膜聚集物。
3.按照權(quán)利要求2所述剝離材料表面附著的金屬薄膜的方法，其特征在于，電解質(zhì)摩爾濃度 0. 0001M-1M。
4.按照權(quán)利要求2所述剝離材料表面附著的金屬薄膜的方法，其特征在于，在水中加入電解質(zhì)的為硫酸鈉、硫酸鉀、氯化鈉、氯化鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
5.按照權(quán)利要求2所述剝離材料表面附著的金屬薄膜的方法，采用機(jī)械攪拌或采用鋼球進(jìn)行振動(dòng)研磨。
6.按照權(quán)利要求2所述剝離材料表面附著的金屬薄膜的方法，其特征在于，將基體材料與電解質(zhì)水溶液隔絕，減少基體材料經(jīng)受氫和電解質(zhì)溶液作用的時(shí)間。
7.如權(quán)利要求1或2所述剝離材料表面附著的金屬薄膜的方法，其特征是所述的金屬薄膜含金屬元素 Ag、Al、Au、Co、Cr、Cu、Er、i^e、Ni、Pd、Pt、Sn、Ti、Y、Zr 中的 1 15 種，金屬薄膜由單一金屬元素組成，或者是由這些金屬組成的合金薄膜，或是由這些金屬構(gòu)成的多層薄膜，或是以這些金屬為基質(zhì)的復(fù)合薄膜，其中這些金屬在合金薄膜或復(fù)合薄膜中的摩爾含量大于70% ；金屬薄膜的基體材料為無(wú)機(jī)非金屬材料、金屬材料、有機(jī)材料或復(fù)合材料，其中基體材料表面IOnm范圍內(nèi)與金屬薄膜在基體一側(cè)IOnm范圍內(nèi)上述15種金屬元素相同的金屬的總摩爾含量不大于20%。
全文摘要
一種剝離材料表面附著的金屬薄膜的方法，屬于材料表面處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)將材料表面涂覆的金屬薄膜連接到電路中作為陰極，與對(duì)電極聯(lián)用，以外接電源驅(qū)動(dòng)，在電解質(zhì)水溶液中進(jìn)行電解水過(guò)程，使得金屬薄膜上發(fā)生析氫反應(yīng)，陰極電流密度為30安培/平方米—3000安培/平方米，電解質(zhì)摩爾濃度0.0001M—1M，電解質(zhì)水溶液溫度為-5℃—90℃，通過(guò)析出的氫造成的機(jī)械作用將金屬薄膜從基體上剝離，然后分別收集基體材料和剝離下來(lái)的金屬薄膜，用水將表面附著的電解質(zhì)溶液洗去，得到分離的基體材料和金屬膜聚集物。本發(fā)明具有金屬薄膜剝離效果好、所需設(shè)備投資小、生產(chǎn)維護(hù)簡(jiǎn)單、清潔、快速的優(yōu)點(diǎn)，避免或抑制了剝離過(guò)程對(duì)基體材料造成的損傷。
文檔編號(hào)C25F5/00GK102251270SQ201110131920
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者曹江利 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)