一種復(fù)合電鍍液及使用所述復(fù)合電鍍液進行電鍍的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合電鍍液及使用所述復(fù)合電鍍液進行電鍍的方法。所述復(fù)合電鍍液包含：電鍍金屬的鹽；至少一種選自鋁、鐵或銅的硝酸鹽；氨基磺酸；和碳納米纖維。上述組分的復(fù)合電鍍液具有協(xié)同作用，本發(fā)明的復(fù)合電鍍液在鍍件表面可以形成均一的鍍膜，只需要較低濃度的硝酸鹽就能達(dá)到比現(xiàn)有技術(shù)更優(yōu)異的效果。
【專利說明】一種復(fù)合電鍍液及使用所述復(fù)合電鍍液進行電鍍的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電鍍【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種復(fù)合電鍍液及使用所述復(fù)合電鍍液進行 電鍍的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著近些年來對電子設(shè)備的諸如小型化和輕薄化等需求，對電子設(shè)備進行嚴(yán)密密 封的趨勢日益增加，結(jié)果，電子設(shè)備中的散熱器件的安裝空間越來越受到限制。因此，強烈 需要開發(fā)能夠迅速且更有效地輻射由設(shè)置在電子設(shè)備內(nèi)部的電子器件所產(chǎn)生的熱的熱輻 射部件。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)利用高導(dǎo)熱性的金屬對金屬板進行電鍍，從而制成這種熱輻射部件。包 含碳納米材料（例如碳納米纖維）的所謂復(fù)合鍍膜被用作所述金屬，其中所述的碳納米材 料是極其優(yōu)異的熱輻射材料。有文獻描述了，通過加入碳納米纖維等來增加復(fù)合鍍膜的熱 輻射性能和導(dǎo)熱性。從最近的需求角度出發(fā)，需要開發(fā)一種熱輻射特性更加優(yōu)異的熱輻射 部件。
[0004] 本發(fā)明人研究了上述相關(guān)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)利用包含碳納米材料（例如碳納米纖維） 的復(fù)合電鍍液對表面形成有凹形和凸形以優(yōu)化表面積的熱輻射部件進行電鍍時，所述凹/ 凸形表面的電沉積均一性不足。
[0005] 特別是，凹形底面和/或側(cè)面上的電鍍厚度不足，并且這些表面與凸形頂面之間 具有較大的不均一性。
[0006] CN102650072A公開了一種復(fù)合電鍍液，其包含：電鍍金屬的鹽；至少一種選自堿 金屬和堿土金屬中的元素的硫酸鹽；硼酸；碳納米管；和分散劑。雖然，該專利申請宣稱能 夠有效解決均一性的問題，本發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)其均一性還有待提高。
[0007] 基于上述認(rèn)識，本發(fā)明人進行了積極地研究，并且發(fā)現(xiàn)了一種包含碳納米材料 (例如碳納米纖維）的特定的復(fù)合電鍍液，從而完成了本發(fā)明。當(dāng)利用上述復(fù)合電鍍液在表 面具有復(fù)雜的凹/凸形狀的金屬構(gòu)件上進行電鍍時，在整個復(fù)雜的凹/凸形狀上形成了厚 度均一的金屬鍍膜，從而使其含有足夠量的碳納米材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合電鍍液及使用所述復(fù)合電鍍液進行電鍍的方法。 所述復(fù)合電鍍液及方法能夠比現(xiàn)有技術(shù)更好地解決鍍件表面與凸形頂面之間的不均一性 問題。
[0009] 本發(fā)明包括以下技術(shù)方案：
[0010] 在第一方面，本發(fā)明提供一種復(fù)合電鍍液，其特征在于，所述復(fù)合電鍍液包含：
[0011] 電鍍金屬的鹽；
[0012] 至少一種選自鋁、鐵或銅的硝酸鹽；
[0013] 氨基磺酸；和
[0014] 碳納米纖維。
[0015] 作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述復(fù)合電鍍液還包含：分散劑。
[0016] 作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述分散劑為聚丙烯酸、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚 物、丙烯酸烷基酯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸苯基酯-甲基丙烯酸共聚物、海藻 酸或透明質(zhì)酸。
[0017] 作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述電鍍金屬至少包含鎳。
[0018] 作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述電鍍金屬的鹽的濃度為25g/L至75g/L，所述硝 酸鹽的濃度為l〇〇g/L至500g/L。
[0019] 在第二方面，本發(fā)明提供一種復(fù)合電鍍液，所述復(fù)合電鍍液由以下組分組成：
[0020] 電鍍金屬的鹽；
[0021] 至少一種選自鋁、鐵或銅的硝酸鹽；
[0022] 氨基磺酸；
[0023] 碳納米纖維；和
[0024] 分散劑。
[0025] 在第三方面，本發(fā)明提供一種采用第一方面或第二方面所述的復(fù)合電鍍液對構(gòu)件 進行電鍍的方法。
[0026] 在第四方面，本發(fā)明提供一種通過第三方面所述的電鍍方法形成的復(fù)合鍍膜。
[0027] 在第五方面，本發(fā)明提供一種經(jīng)電鍍的構(gòu)件，所述構(gòu)件包括第四方面所述的復(fù)合 鍍膜。
[0028] 在第六方面，本發(fā)明提供一種熱輻射部件，所述熱輻射部件包括：
[0029] 其上具有多個溝槽的第一表面；和
[0030] 第四方面所述的復(fù)合鍍膜，該復(fù)合鍍膜形成在所述第一表面的整個表面上，且所 述復(fù)合鍍膜的厚度在所述第一表面上是均一的。
[0031] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的復(fù)合電鍍液包含電鍍金屬的鹽；至少一種選自 鋁、鐵或銅的硝酸鹽；氨基磺酸；和碳納米纖維。由于上述組分的協(xié)同作用，本發(fā)明的復(fù)合 電鍍液在鍍件表面可以形成均一的鍍膜，只需要較低濃度的硝酸鹽就能達(dá)到比現(xiàn)有技術(shù)更 優(yōu)異的效果。

【具體實施方式】
[0032] 下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理 解，以下實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，以便于更好地理解本發(fā)明，因而不應(yīng)視為限定本 發(fā)明的范圍。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0033] 復(fù)合電鍍液
[0034] 本發(fā)明的復(fù)合電鍍液為水溶性復(fù)合電鍍液，其包含電鍍金屬的鹽；至少一種選自 鋁、鐵或銅的硝酸鹽；氨基磺酸；和碳納米纖維。任選地，還包括分散劑。
[0035] 電鍍金屬的鹽是利用本發(fā)明的電鍍液進行沉積的金屬的鹽。對電鍍金屬的種類不 進行特別限制，并且根據(jù)電鍍的目的，可以選擇合適的金屬。具體而言，對于電子設(shè)備或電 子器件的熱輻射而言，可以選擇導(dǎo)熱性高的金屬。其具體的例子為諸如鎳、銀、金、鈷、銅和 鈀等金屬，或者鐵系金屬與磷和/或硼的合金。
[0036] 對電鍍金屬的鹽不進行特別限制，其可以為所用金屬的任何水溶性鹽。具體的例 子為硫酸鹽、氨基磺酸鹽和鹵化物。當(dāng)金屬為鎳時，水溶性金屬鹽的優(yōu)選例子為硫酸鎳、溴 化鎳、氯化鎳和氨基磺酸鎳。齒化物是特別優(yōu)選的鹽，并且溴化物是最好的。
[0037] 對電鍍金屬的鹽的含量不進行特別限制?？捎玫臐舛确秶c通常所使用的電鍍金 屬的鹽相同，并且可以為l〇g/L至400g/L。優(yōu)選的濃度范圍為10g/L至200g/L，更加優(yōu)選 的是l〇g/L至100g/L。當(dāng)電鍍金屬的鹽的濃度在此范圍內(nèi)時，不會發(fā)生所謂的焦燒，并且如 下文所述，可以獲得高的電沉積均一性。
[0038] 本發(fā)明的復(fù)合電鍍液為還包含至少一種選自鋁、鐵或銅的硝酸鹽的電鍍液。硝酸 鹽用作所謂的導(dǎo)電鹽。其具體的例子為硝酸鋁、硝酸鐵和硝酸銅。在本發(fā)明中，出于獲得高 的電沉積均一性的目的，優(yōu)選使用硝酸鋁、硝酸鐵。
[0039] 對導(dǎo)電鹽的含量不進行特別限制。可用的濃度范圍與常規(guī)的電鍍液所使用的導(dǎo)電 鹽相同。在本發(fā)明中，為了獲得高的電沉積均一性，優(yōu)選的是，導(dǎo)電鹽的含量（濃度）大于常 規(guī)的電鍍液中的含量，并且在150g/L至800g/L的范圍內(nèi)。為了獲得更高的電沉積均一性， 優(yōu)選的是，導(dǎo)電鹽的含量在200g/L至500g/L的范圍內(nèi)。為了獲得更高的電沉積均一性，優(yōu) 選的是，電鍍金屬的鹽與導(dǎo)電鹽之間的重量比在1 : 3至1 : 10的范圍內(nèi)。
[0040] 本發(fā)明的復(fù)合電鍍液的一個重要特征為，除上述成分以外，其還包含氨基磺酸。氨 基磺酸用作緩沖劑。因此，對氨基磺酸的含量不進行特別限制，但其含量應(yīng)當(dāng)能夠使其有效 地用作緩沖劑?？捎玫臐舛确秶鸀?0g/L至60g/L。為了獲得更高的電沉積均一性，優(yōu)選的 是，電鍍金屬（例如鎳離子）與氨基磺酸之間的重量比在1 : 1至1 : 5的范圍內(nèi)。
[0041] 本發(fā)明的復(fù)合電鍍液的另一個重要的特征為，其包含碳納米纖維。碳納米纖維包 含在通過電鍍而形成的金屬鍍膜中。包含有碳納米纖維是使用術(shù)語"復(fù)合"的原因。
[0042] 在本發(fā)明中，如下文所述，術(shù)語"碳納米纖維"屬于"碳納米顆粒"，并且是指厚度為 lnm至5 μ m (優(yōu)選為10nm至500nm)且長度為0. 5 μ m至1000 μ m (優(yōu)選為1 μ m至100 μ m) 的纖維狀碳納米顆粒。
[0043] 術(shù)語"纖維狀碳納米顆粒"包括狹義的碳納米纖維、包含諸如金屬等特定物質(zhì)的碳 納米纖維、碳納米角（厚度（直徑）從一端至另一端連續(xù)增加的角狀體）、碳納米線圈（線 圈狀彎曲體）、疊杯狀碳納米纖維（杯狀石墨板的多層體）、碳納米纖維、碳納米線（在碳納 米纖維的中心存在有碳鏈）等。
[0044] 對如何獲得本發(fā)明所使用的碳納米纖維不進行特別限制。可以利用常規(guī)的方法 (例如電弧放電法、激光燒蝕法或CVD)合成碳納米纖維。還可以按原樣使用市售的碳納米 纖維。
[0045] 對碳納米纖維的含量不進行特別限制?？梢赃m當(dāng)?shù)乜紤]復(fù)合鍍膜中所需的碳納米 纖維的含量來設(shè)定復(fù)合電鍍液中的碳納米纖維的含量。例如，可以考慮碳納米纖維的大小 和形狀、它們是單層還是多層、每個顆粒表面上的官能團的種類和量、以及其他成分的種類 和量等來適當(dāng)設(shè)定復(fù)合電鍍液中的碳納米纖維的含量。
[0046] 相對于總質(zhì)量，水性分散劑的含量可以為0. 0001質(zhì)量％至20質(zhì)量％，優(yōu)選為0. 01 質(zhì)量％至5質(zhì)量％。如果含量小于0. 0001質(zhì)量％，則水性分散液可能表現(xiàn)出不足的性質(zhì)。 如果含量大于20質(zhì)量％，則可能發(fā)生碳納米纖維凝集或沉淀的問題。當(dāng)電鍍金屬為鎳時， 為了增強熱輻射特性，理想的是，復(fù)合鍍膜包含0. 1重量％至10重量％的碳納米纖維。
[0047] 本發(fā)明的復(fù)合電鍍液的另一個重要的特征是，使用了合適的分散劑。由于本發(fā)明 所使用的碳納米纖維通常是水不可潤濕的，因此優(yōu)選的是，利用分散劑使其分散于水溶性 電鍍液中。即，由于在很多情況下，上文所描述的碳納米纖維難以充分地分散在水溶性電鍍 液中，因此，優(yōu)選使用分散劑來使它們分散。
[0048] 在本發(fā)明中，對分散劑的種類不進行特別限制。合適的分散劑可以選自已知的用 于碳納米材料的分散劑。分散劑的例子為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子型 表面活性劑、非離子型水溶性有機聚合物、兩性表面活性劑、兩性水溶性有機聚合物、多種 水溶性有機聚合物分散劑、有機聚合物陽離子和環(huán)糊精。
[0049] 特別是，優(yōu)選使用水溶性有機聚合物分散劑。其具體的例子為聚丙烯酸、苯乙 烯-甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸烷基酯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸苯基酯-甲基 丙烯酸共聚物、海藻酸和透明質(zhì)酸。
[0050] 特別是，優(yōu)選使用聚丙烯酸。對聚丙烯酸的聚合度不進行特別限制?？梢愿鶕?jù)所 使用的碳納米纖維的種類和用量來采用合適的聚合度。聚丙烯酸的分子量范圍的例子為 1，000 至 100, 000。
[0051] 當(dāng)有必要時，本發(fā)明的復(fù)合電鍍液還可以包含任意多種添加劑。添加劑的例子為 pH調(diào)節(jié)劑，例如碳酸鎳；防止凹坑的表面活性劑；以及增亮劑，例如糖精鈉。
[0052] 對本發(fā)明的復(fù)合電鍍液的生產(chǎn)/制備方法不進行特別限制。可以這樣制備復(fù)合電 鍍液：將上文所描述的成分混合到一起使它們具有所需的含量，并且如有必要，利用攪拌器 或超聲波裝置使碳納米纖維分散?？梢栽谑褂弥爸苽鋸?fù)合電鍍液，并且將其儲存。還可 以在使用時制備復(fù)合電鍍液。當(dāng)在使用之前制備復(fù)合電鍍液并將其儲存時，如有必要，可以 在使用（電鍍）之前和/或使用期間采用合適的方法攪拌電鍍液，從而增加碳納米纖維的 分散程度。
[0053] 對用于分析本發(fā)明的復(fù)合電鍍液的成分及其含量的方法不進行特別限制。優(yōu)選使 用常規(guī)的分析方法。例如，可以按原樣使用水溶性金屬離子的常規(guī)定性/定量分析方法來 分析金屬成分。其具體的例子為一般的金屬離子定性分析法以及諸如離子層析法和原子吸 收分析等定量分析法?？梢允固技{米纖維從電鍍液中析出從而測量它們的量，或者使用電 子顯微鏡測量碳納米纖維的形狀，從而對碳納米纖維（它們的種類、量等）進行分析。
[0054] 可以利用常規(guī)的吸附型、離子交換型等填充劑進行柱層析，從而將分散劑（例如 聚丙烯酸）分離，之后進行任意多種儀器分析（NMR、IR、UV-VIS等），從而定性或定量地對 分散劑進行分析。
[0055] 復(fù)合電鍍方法
[0056] 本發(fā)明的復(fù)合電鍍方法是利用上文所述的本發(fā)明的復(fù)合電鍍液，以復(fù)合的方式對 電鍍目標(biāo)構(gòu)件進行電鍍的方法。
[0057] 對能夠應(yīng)用本發(fā)明的復(fù)合電鍍方法的電鍍目標(biāo)構(gòu)件的材料、大小、或形狀不進行 特別限制。例如，當(dāng)本發(fā)明的復(fù)合電鍍方法使用鎳作為電鍍金屬時，本發(fā)明的復(fù)合電鍍方法 可以用于在常規(guī)鍍鎳中使用的多種電鍍目標(biāo)構(gòu)件。
[0058] 特別是，本發(fā)明的復(fù)合電鍍方法具有這樣的特征：即使是電鍍目標(biāo)構(gòu)件的待電鍍 的表面具有復(fù)雜的凹/凸形狀（微觀尺度上或者宏觀尺度上），也能夠形成具有均一的、所 需厚度的鍍膜，從而與形狀一致。下面對利用本發(fā)明的電鍍方法所形成的鍍膜進行更加詳 細(xì)地描述。
[0059] 電鍍目標(biāo)構(gòu)件的材料的具體的例子為各種金屬、金屬合金、樹脂以及由樹脂與非 樹脂形成的復(fù)合材料。特別是，本發(fā)明的電鍍方法可以合適地用于金屬和金屬合金。對電 鍍目標(biāo)材料的大小不進行特別限制，并且通過根據(jù)電鍍目標(biāo)構(gòu)件的大小來設(shè)定合適的電鍍 條件（下文將對電鍍條件進行描述），從而可以合適地使用本發(fā)明的電鍍方法。
[0060] 表達(dá)方式"電鍍目標(biāo)構(gòu)件的待電鍍的表面具有復(fù)雜的凹/凸形狀"的含義不僅包 括這樣的情況：例如，電鍍目標(biāo)構(gòu)件的表面作為整體（在宏觀上）與陽極不是等距的，而是 曲形的，或者具有彎曲的部分或者背面；而且還包括這樣的情況：雖然電鍍目標(biāo)構(gòu)件在宏 觀上與陽極是等距的，但其表面在微觀上具有諸如凹凸形狀之類的復(fù)雜形狀。
[0061] 術(shù)語"諸如凹凸形狀之類的復(fù)雜形狀"是指，與陽極之間具有幾微米至幾毫米的距 離差（近端部分與遠(yuǎn)端部分之間，例如，凸形頂部與凹形底部之間）的形狀。凹/凸形狀的 長徑比是指，凹部的深度與其開口的大小之間的比例。具有這樣的表面形狀的電鍍目標(biāo)構(gòu) 件的具體例子為，電子設(shè)備或電子器件的其表面具有凹/凸形狀（溝槽、格子等）以增加表 面積的熱輻射部件（熱沉、散熱器等）。
[0062] 本發(fā)明的電鍍方法即使是在長徑比大的整個凹/凸形狀上都能夠獲得高的電沉 積均一·I"生。
[0063] 對本發(fā)明的電鍍方法的電鍍條件不進行特別限制?？梢酝ㄟ^按原樣使用或適當(dāng)?shù)?改變以下條件來容易地設(shè)定電鍍條件，其中所述的條件為在使用水溶性電鍍液的任意多種 常規(guī)的電鍍?。ɡ?，Watts浴）中采用的條件。
[0064] 具體而言，對用于本發(fā)明的電鍍方法的電鍍浴的大小或形狀不進行限制?？梢愿?據(jù)電鍍目標(biāo)構(gòu)件的大小和形狀、陽極的大小和形狀、電鍍液的量以及其他因素來合適地確 定電鍍浴的大小和形狀。可以根據(jù)目的使用合適的氣氛，例如空氣或者惰性氣體。
[0065] 對用于本發(fā)明的電鍍方法的陽極的類型、大小或形狀不進行特別限制。在通常的 情況中，可以根據(jù)電鍍金屬的類型、電鍍量、電鍍時間以及其他因素使用合適的陽極。在鎳 電鍍的情況中，可以合適地使用由電解鎳等制成的陽極。
[0066] 上文所描述的各電鍍目標(biāo)構(gòu)件都可以以通常的方式用作陰極。優(yōu)選的是，在電鍍 槽中，使陰極與陽極保持平行。
[0067] 對本發(fā)明的電鍍方法的溫度不進行特別限制。本發(fā)明的電鍍方法可以在常規(guī)的金 屬電鍍方法的溫度范圍（例如10°c至90°C)內(nèi)進行。如有必要，可以在電鍍過程中適當(dāng)改 變電鍍溫度。
[0068] 對本發(fā)明的電鍍方法的pH范圍不進行特別限制。本發(fā)明的電鍍方法可以在常規(guī) 的金屬電鍍方法的pH范圍（例如pHl至pH13)內(nèi)進行。在電鍍過程中，pH既可以保持恒 定，也可以適當(dāng)改變。可以通過合適地選擇用于本發(fā)明的電鍍方法的分散劑來設(shè)定pH?；?者可以加入合適的pH調(diào)節(jié)劑來調(diào)節(jié)pH。當(dāng)分散劑為聚丙烯酸時，可以使用其部分堿金屬鹽 (例如聚丙烯酸鈉）。
[0069] 對本發(fā)明的電鍍方法的電流密度和電鍍時間不進行特別限制?？梢愿鶕?jù)電鍍目標(biāo) 構(gòu)件的大小和形狀、電鍍液的成分和所需的電鍍品質(zhì)（例如，鍍膜的厚度、流平性能和電沉 積均一性）來采用合適的電流密度和電鍍時間。本發(fā)明的電鍍方法可以在（例如）〇.1Α/ dm2至10A/dm2的電流密度范圍內(nèi)進行。為了獲得高的電沉積均一性，lA/dm2至5A/dm 2的范 圍是優(yōu)選的。
[0070] 復(fù)合鍍膜
[0071] 利用本發(fā)明的復(fù)合電鍍方法在上述條件下形成的復(fù)合鍍膜是一種碳納米纖維被 埋入所需的金屬鍍膜中的鍍層，并且所述復(fù)合鍍膜具有以下特征。
[0072] 可以將鍍膜的厚度設(shè)定在亞微米至幾毫米的范圍內(nèi)。鍍膜的厚度在電鍍目標(biāo)構(gòu)件 的整個表面形狀（包括復(fù)雜的凹/凸形狀）上顯示出高的均一性（電沉積均一性）?？梢?根據(jù)待混入的碳納米纖維的形狀（特別是長度）和/或電鍍金屬的所需厚度來合適地選擇 所述厚度。
[0073] 例如，可以確定在熱傳遞方面是優(yōu)選的鎳金屬層的厚度，之后合適地確定碳納米 纖維的大小和量，從而使得能夠?qū)崿F(xiàn)充分的熱傳遞和熱輻射。通過這種方式，可以使熱傳導(dǎo) 和熱輻射效率最佳化。
[0074] 可以通過多種常規(guī)的方法來改變（例如縮短）碳納米纖維的各種尺寸（特別是長 度）。
[0075] 使用電子顯微鏡可以容易地測量本發(fā)明所形成的復(fù)合鍍膜的特征和厚度，以及電 沉積均一性。此方法使得能夠觀察復(fù)合鍍膜的表面和切面。
[0076] 在鍍膜中包含的金屬的種類和量可以利用常規(guī)的微米級金屬分析法（例如X射線 熒光分析）測量。
[0077] 在鍍膜中包含的碳納米纖維的種類和量可以通過常規(guī)的微米級元素分析法（例 如X射線熒光分析）進行測量，或者通過以下方法進行測量，該方法利用酸將表面部分溶 解，從而獲得溶液樣品，而后利用常規(guī)方法對該溶液樣品進行元素分析。
[0078] 經(jīng)電鍍的構(gòu)件和熱輻射部件
[0079] 在本發(fā)明中，術(shù)語"經(jīng)電鍍的構(gòu)件"是指其至少部分表面上形成有本發(fā)明的復(fù)合鍍 膜（上文所述）的構(gòu)件。術(shù)語"熱輻射部件"是指具有熱輻射或者熱傳導(dǎo)功能的部件，例如 散熱器、熱沉、熱導(dǎo)管、均熱板、或者熱交換器。本發(fā)明所制備的熱輻射部件的特征在于，其 至少部分表面上形成有本發(fā)明的復(fù)合鍍膜。因此，本發(fā)明所制備的熱輻射部件的特征在于， 其至少部分表面通過電沉積而形成有鍍膜，這使得形成了在宏觀上和微觀上都高度均一的 鍍層。
[0080] 利用本發(fā)明的電鍍方法，使得其表面具有復(fù)雜形狀（微觀上的凹/凸形狀，或者長 徑比大的凹/凸形狀）以獲得大的表面積的電鍍目標(biāo)構(gòu)件在其整個復(fù)雜的形狀上都形成有 厚度均一的金屬鍍層，并且該金屬鍍層均勻地包含足夠量的碳納米纖維。由于這些特征，所 制備的經(jīng)電鍍的構(gòu)件能夠用作熱輻射部件（例如熱沉），當(dāng)該熱輻射部件用于電子設(shè)備或 電子器件中時，其表現(xiàn)出極其優(yōu)異的導(dǎo)熱性和高的熱輻射效率。
[0081] 雖然下文利用實施例以具體的方式對本發(fā)明進行描述，但本發(fā)明的范圍不限于這 些實施例。
[0082] 實施例
[0083] (1)電鍍的一般條件
[0084] 陰極：由銅制成的電鍍目標(biāo)構(gòu)件（在下面的實施例中對其形狀進行描述）
[0085] 陽極：電解鎳板（50mmX50mm)
[0086] 電鍍溫度：50°C
[0087] 電流密度：2A/dm2
[0088] 處理時間：25分鐘
[0089] (2)鍍膜的電子顯微鏡測量條件：
[0090] 利用SEM以2, 000的放大率對表面進行測量。對鍍層的橫截面進行拋光和切割， 并且利用SEM以2, 000的放大率測量所得切斷面。
[0091] (3)熱輻射特性的測量：
[0092] 將陶瓷加熱器安裝到指定的銅塊上，并且利用粘合劑將銅板（測量樣品）固定到 該銅塊上。在所述銅塊中形成溫度計插入孔，將溫度計插入該孔，當(dāng)將恒定的電壓施加至加 熱器60分鐘時測量溫度。
[0093] 實施例1
[0094] 電鍍目標(biāo)構(gòu)件的制備：通過切割，在方形無氧銅板的一個表面上形成具有凹/凸 形狀的溝槽（凹形底部寬：1. 〇mm，壁高：〇· 8mm，凸形頂部寬：2. 0mm)，所述方形無氧銅板的 邊長為16mm至49mm，厚度為1. 27mm至3mm。通過脫脂來清潔該板。表面積為31. 62cm2。
[0095] 復(fù)合電鍍液的制備：攪拌由三水合溴化鎳（50g/L)、硝酸鋁（10g/L)、氨基磺酸 (40g/L)和分子量為5, 000的聚丙烯酸（分散劑：0. lg/L)組成的溶液，同時加入直徑為 100nm至150nm且長度為10 μ m至15 μ m的碳納米纖維（2g/L)，并使其分散。
[0096] 將所得電鍍液（250mL)保存在鍍槽中。在攪拌電鍍液的同時，用上文所描述的陽 極板進行電鍍，該陽極板的朝向與上文所描述的陰極板的具有凹/凸形狀的表面相對。電 鍍液的pH為4.8。
[0097] 利用電子顯微鏡觀察復(fù)合鍍膜（厚度：10 μ m)。
[0098] 電子顯微鏡觀察：在凸形頂部沉積有足夠量的金屬鎳，并且存在有足夠量的碳納 米纖維（厚度：1〇 μ m)。還可知在凹形底部沉積有大約與凸形頂部的量相同的金屬鎳，并且 存在有足夠量的碳納米纖維（厚度：1〇 μ m)。側(cè)面上沉積有大約與凸形頂部的量和凹形底 部的量相同的金屬鎳，并且存在有足夠量的碳納米纖維（厚度：1〇μπι)。這些結(jié)果表明，實 施例1的電鍍方法能夠獲得非常高的電沉積均一性。
[0099] 熱輻射特性的測量：在上文所描述的測量條件下，實施例1的復(fù)合鍍膜所表現(xiàn)出 的熱輻射特性比對比例1的復(fù)合鍍膜的熱輻射特性低2 °C。
[0100] 對比例1
[0101] 照與實施例1相同的方式進行電鍍和電子顯微鏡觀察，不同之處在于使所制備的 電鍍液具有如下組成。
[0102] 復(fù)合電鍍液的制備：攪拌由六水合硫酸鎳（240g/L)、硫酸鈉（45g/L)、硼酸（30g/ L)、糖精鈉（增亮劑：2g/L)、2_ 丁炔-1，4-二醇（增亮劑：0. 2g/L)和分子量為5, 000的聚 丙烯酸（分散劑：〇· lg/U組成的溶液，同時加入直徑為l〇〇nm至150nm且長度為10 μ m至 15 μ m的碳納米纖維（2g/L)，并使其分散。
[0103] 電子顯微鏡觀察：在凸形頂部沉積有足夠量的金屬鎳，并且存在有足夠量的碳納 米纖維（厚度：10 μ m)。然而，可知在凹形底部幾乎沒有金屬鎳沉積，并且?guī)缀鯖]有碳納米 纖維存在。側(cè)面上幾乎沒有金屬鎳沉積，并且?guī)缀鯖]有碳納米纖維存在。
[0104] 實施例2
[0105] 電鍍目標(biāo)構(gòu)件的制備：通過切割，在方形無氧銅板的一個表面上形成具有凹/凸 形狀的溝槽（凹形底部寬：1. 〇mm，壁高：〇· 8mm，凸形頂部寬：2. 0mm)，所述方形無氧銅板的 邊長為16mm至49mm，厚度為1. 27mm至3mm。通過脫脂來清潔該板。表面積為31. 62cm2。
[0106] 復(fù)合電鍍液的制備：攪拌由三水合溴化鎳（50g/L)、硝酸鐵（10g/L)、氨基磺酸 (40g/L)和分子量為5, 000的聚丙烯酸（分散劑：0. lg/L)組成的溶液，同時加入直徑為 100nm至150nm且長度為10 μ m至15 μ m的碳納米纖維（2g/L)，并使其分散。
[0107] 將所得電鍍液（250mL)保存在鍍槽中。在攪拌電鍍液的同時，用上文所描述的陽 極板進行電鍍，該陽極板的朝向與上文所描述的陰極板的具有凹/凸形狀的表面相對。電 鍍液的pH為4.8。
[0108] 利用電子顯微鏡觀察復(fù)合鍍膜（厚度：10 μ m)。
[0109] 電子顯微鏡觀察：在凸形頂部沉積有足夠量的金屬鎳，并且存在有足夠量的碳納 米纖維（厚度：1〇 μ m)。還可知在凹形底部沉積有大約與凸形頂部的量相同的金屬鎳，并且 存在有足夠量的碳納米纖維（厚度：1〇 μ m)。側(cè)面上沉積有大約與凸形頂部的量和凹形底 部的量相同的金屬鎳，并且存在有足夠量的碳納米纖維（厚度：1〇 μ m)。這些結(jié)果表明，實 施例2的電鍍方法能夠獲得非常高的電沉積均一性。
[0110] 熱輻射特性的測量：在上文所描述的測量條件下，實施例2的復(fù)合鍍膜所表現(xiàn)出 的熱輻射特性比對比例2的復(fù)合鍍膜的熱輻射特性低2 °C。
[0111] 對比例2
[0112] 照與實施例2相同的方式進行電鍍和電子顯微鏡觀察，不同之處在于使所制備的 電鍍液具有如下組成。
[0113] 復(fù)合電鍍液的制備：攪拌由六水合硫酸鎳（240g/L)、硫酸鉀（45g/L)、硼酸（30g/ L)、糖精鈉（增亮劑：2g/L)、2_ 丁炔-1，4-二醇（增亮劑：0. 2g/L)和分子量為5, 000的聚 丙烯酸（分散劑：〇· lg/U組成的溶液，同時加入直徑為l〇〇nm至150nm且長度為10 μ m至 15 μ m的碳納米纖維（2g/L)，并使其分散。
[0114] 電子顯微鏡觀察：在凸形頂部沉積有足夠量的金屬鎳，并且存在有足夠量的碳納 米纖維（厚度 ：i〇ym)。然而，可知在凹形底部幾乎沒有金屬鎳沉積，并且?guī)缀鯖]有碳納米 纖維存在。側(cè)面上幾乎沒有金屬鎳沉積，并且?guī)缀鯖]有碳納米纖維存在。
[0115] 實施例3
[0116] 電鍍目標(biāo)構(gòu)件的制備：通過切割，在方形無氧銅板的一個表面上形成具有凹/凸 形狀的溝槽（凹形底部寬：1. 〇mm，壁高：〇· 8mm，凸形頂部寬：2. 0mm)，所述方形無氧銅板的 邊長為16mm至49mm，厚度為1. 27mm至3mm。通過脫脂來清潔該板。表面積為31. 62cm2。
[0117] 復(fù)合電鍍液的制備：攪拌由三水合溴化鎳（50g/L)、硝酸銅（10g/L)、氨基磺酸 (40g/L)和分子量為5, 000的聚丙烯酸（分散劑：0. lg/L)組成的溶液，同時加入直徑為 100nm至150nm且長度為10 μ m至15 μ m的碳納米纖維（2g/L)，并使其分散。
[0118] 將所得電鍍液（250mL)保存在鍍槽中。在攪拌電鍍液的同時，用上文所描述的陽 極板進行電鍍，該陽極板的朝向與上文所描述的陰極板的具有凹/凸形狀的表面相對。電 鍍液的pH為4.8。
[0119] 利用電子顯微鏡觀察復(fù)合鍍膜（厚度：10 μ m)。
[0120] 電子顯微鏡觀察：在凸形頂部沉積有足夠量的金屬鎳，并且存在有足夠量的碳納 米纖維（厚度：1〇 μ m)。還可知在凹形底部沉積有大約與凸形頂部的量相同的金屬鎳，并且 存在有足夠量的碳納米纖維（厚度：1〇 μ m)。側(cè)面上沉積有大約與凸形頂部的量和凹形底 部的量相同的金屬鎳，并且存在有足夠量的碳納米纖維（厚度：1〇 μ m)。這些結(jié)果表明，實 施例3的電鍍方法能夠獲得非常高的電沉積均一性。
[0121] 熱輻射特性的測量：在上文所描述的測量條件下，實施例3的復(fù)合鍍膜所表現(xiàn)出 的熱輻射特性比對比例3的復(fù)合鍍膜的熱輻射特性低2 °C。
[0122] 對比例3
[0123] 照與實施例3相同的方式進行電鍍和電子顯微鏡觀察，不同之處在于使所制備的 電鍍液具有如下組成。
[0124] 復(fù)合電鍍液的制備：攪拌由六水合硫酸鎳（240g/L)、硫酸鎂（80g/L)、硼酸（30g/ L)、糖精鈉（增亮劑：2g/L)、2_ 丁炔-1，4-二醇（增亮劑：0. 2g/L)和分子量為5, 000的聚 丙烯酸（分散劑：〇· lg/U組成的溶液，同時加入直徑為l〇〇nm至150nm且長度為10 μ m至 15 μ m的碳納米纖維（2g/L)，并使其分散。
[0125] 電子顯微鏡觀察：在凸形頂部沉積有足夠量的金屬鎳，并且存在有足夠量的碳納 米纖維（厚度 ：i〇ym)。然而，可知在凹形底部幾乎沒有金屬鎳沉積，并且?guī)缀鯖]有碳納米 纖維存在。側(cè)面上幾乎沒有金屬鎳沉積，并且?guī)缀鯖]有碳納米纖維存在。
[0126] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)特征以及詳細(xì)方法，但 本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)特征以及詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)特征 以及詳細(xì)方法才能實施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā) 明選用組分的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍 和公開范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)合電鍍液，其特征在于，所述復(fù)合電鍍液包含： 電鍍金屬的鹽； 至少一種選自鋁、鐵或銅的硝酸鹽； 氨基磺酸；和 碳納米纖維。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合電鍍液，其特征在于，所述復(fù)合電鍍液還包含：分散劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合電鍍液，其特征在于，所述分散劑為聚丙烯酸、苯乙 烯-甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸烷基酯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸苯基酯-甲基 丙烯酸共聚物、海藻酸或透明質(zhì)酸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的復(fù)合電鍍液，其特征在于，所述電鍍金屬至少包含 鎳。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的復(fù)合電鍍液，其特征在于，所述電鍍金屬的鹽的濃 度為25g/L至75g/L，所述硝酸鹽的濃度為100g/L至500g/L。
6. -種復(fù)合電鍍液，其特征在于，所述復(fù)合電鍍液由以下組分組成： 電鍍金屬的鹽； 至少一種選自鋁、鐵或銅的硝酸鹽； 氨基磺酸； 碳納米纖維；和 分散劑。
7. -種米用權(quán)利要求1-6任一項所述的復(fù)合電鍍液對構(gòu)件進行電鍍的方法。
8. -種通過權(quán)利要求7所述的電鍍方法形成的復(fù)合鍍膜。
9. 一種經(jīng)電鍍的構(gòu)件，其特征在于，所述構(gòu)件包括權(quán)利要求8所述的復(fù)合鍍膜。
10. -種熱輻射部件，其特征在于，所述熱輻射部件包括： 其上具有多個溝槽的第一表面；和 權(quán)利要求8所述的復(fù)合鍍膜，該復(fù)合鍍膜形成在所述第一表面的整個表面上，且所述 復(fù)合鍍膜的厚度在所述第一表面上是均一的。
【文檔編號】C25D3/12GK104195619SQ201410474945
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】朱忠良 申請人:朱忠良