專利名稱：Ni-Fe-Pr-P鍍液以及玻璃纖維Ni-Fe-Pr-P合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Ni-Fe-Pr-P鍍液以及玻璃纖維Ni-Fe-Pr-P合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)化學(xué)鍍?nèi)辖疱円杭捌渲苽浞椒▓?bào)道較多，四元以上合金鍍液 和有關(guān)稀土元素化學(xué)鍍的報(bào)道較少，且大部分的鍍液是在金屬基體上進(jìn)行施鍍。 一般 當(dāng)稀土元素加入時(shí)，鍍液的穩(wěn)定性、沉積速度和鍍層質(zhì)量能明顯提高，材料可用于制 備磁記錄介質(zhì)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(yīng)用，而電磁波可以暢通無阻 地通過這些材料，造成嚴(yán)重的電磁污染和信息泄漏。為防止電磁污染與信息泄露，對(duì) 電磁波進(jìn)行控制和屏蔽處理顯得尤為重要，而采用金屬填料作導(dǎo)電填料時(shí)，存在價(jià)格 較貴、涂層重量較大的缺點(diǎn)。
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(shí)現(xiàn)在玻璃纖維上進(jìn)行施渡，但是在較高頻率上的損耗正切值 比較低，存在導(dǎo)電玻璃纖維吸波性能較弱的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題
為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種Ni-Fe-Pr-P鍍液以及玻璃纖維 Ni-Fe-Pr-P合金及其制備方法， 技術(shù)方案
一種Ni-Fe-Pr-P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，硝酸鐠0.12 0.24 g/100ml，
檸檬酸鈉:3.0 5.50 g/100ml，蘋果酸0.8~1.70g/100ml， 丁二酸0.6 1.50 g/100ml， 硫酸銨3.8~5.0g/100ml，蒸餾水100ml,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、將硝酸鐠放入容器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(diào)節(jié)pH-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(duì)無堿玻璃纖維進(jìn)行前處理，然后 放入上述已配好的化學(xué)渡液的中，水浴加熱，在50"C 7(TC下反應(yīng)20 60min;
步驟2、反應(yīng)結(jié)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(shí)。
有益效果
本發(fā)明提出的Ni-Fe-Pr-P鍍液以及玻璃纖維Ni-Fe-Pr-P合金及其制備方法，在鍍 液中加入Pr (N03) 3，不僅提高鍍液的穩(wěn)定性和利用率，而且在合金鍍層中引入了稀 土元素Pr，同時(shí)還能降低化學(xué)鍍的施鍍溫度。在化學(xué)鍍液中加入適量的Pr (N03) 3， 所制得合金鍍層中鎳含量在40%~60%;玻璃纖維有良好的導(dǎo)電性，可作為導(dǎo)電填料 與電損耗型吸收劑使用。


圖1:玻璃纖維表面合金鍍層的SEM圖 (a)未添加Pr(NOih
(b)為添加Pr(N03)3
圖2:鍍態(tài)下非晶態(tài)合金鍍層的電阻率 Q cm'1 圖3:不同種類的導(dǎo)電玻璃纖維在X-波段的tan5
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 實(shí)施例h
1、 稱取硫酸鎳2.10g、硫酸亞鐵0.80g放入250ml的燒杯中，加入95ml的蒸餾水。
2、 稱取硝酸鐠0.12g放入50ml的燒杯中，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，溶解后加入上述l中250ml燒杯中。
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依次加入上述1中250ml的燒杯中，攪拌至完全溶解， 滴入氨水調(diào)節(jié)pH-8.0士0.2，配成化學(xué)鍍液。
4、 將玻璃纖維進(jìn)行前處理，將前處理好的玻璃纖維放入上述1中盛有已配好的化 學(xué)渡液的燒杯中，水浴加熱，在5(TC 7(TC下反應(yīng)20 60min。
5、 反應(yīng)結(jié)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(shí)處理， 溫度在70±5°C。即制得玻璃纖維表面化學(xué)鍍Ni-Fe-Pr-P四元合金鍍層。
前處理釆用專利申請(qǐng)?zhí)枮?00710017812.7的申請(qǐng)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(duì)無堿玻璃纖維進(jìn)行前處理。 實(shí)施例2:
1、 稱取硫酸鎳2.50g、硫酸亞鐵1.40g放入250ml的燒杯中，加入95ml的蒸餾水。
2、 稱取硝酸鐠O.lOg放入50mi的燒杯中，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，溶解后加入上述l中250ml燒杯中。
3、 稱取檸檬酸鈉4.60g、蘋果酸0.62g、 丁二酸0.50g、次亞磷酸鈉2.96g、硫酸銨4.12g g、硫脲0.02g和尿素1.35g依次加入上述l中250ml的燒杯中，攪拌至完全溶 解，滴入氨水調(diào)節(jié)pH-8.0士0.2，配成化學(xué)鍍液。
4、 將玻璃纖維進(jìn)行前處理，將前處理好的玻璃纖維放入上述1中盛有已配好的化 學(xué)渡液的燒杯中，水浴加熱，在5(TC 70。C下反應(yīng)20 60min。
5、 反應(yīng)結(jié)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(shí)處理， 溫度在70±5°C 。即制得玻璃纖維表面化學(xué)鍍Ni-Fe-Pr-P四元合金鍍層。
前處理采用專利申請(qǐng)?zhí)枮?00710017812.7的申請(qǐng)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(duì)無堿玻璃纖維進(jìn)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?jǐn)?shù)/%
Ni 40 60 Fe 3~5 P 20 30 Pr 10~20
本發(fā)明研制的化學(xué)鍍Ni-Fe-Pr-P導(dǎo)電導(dǎo)磁玻璃纖維的特點(diǎn)在于(1)在鍍液中加入 稀土化合物Pr (N03) 3，不僅提高鍍液的穩(wěn)定性和利用率，而且在合金鍍層中引入了 稀土元素Pr，在化學(xué)鍍液中加入適量的Pr(N03)3，所制得合金鍍層中鎳含量在40%~60 %，我們所研制的Ni-Fe-Pr-P導(dǎo)電導(dǎo)磁玻璃纖維的基本組成見表2; (2)在相同化學(xué) 鍍沉積速率條件下，鍍液中添加稀土元素Pr，可使施鍍溫度降低l(TC左右，在相同溫 度條件下，添加稀土元素Pr可使鍍層的最大沉積速率提高約15%; (3)研制的 Ni-Fe-Pr-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Pr (N03) 3合金鍍層的 表面形貌關(guān)系圖。可以看出，玻璃纖維表面形成了完整的合金鍍層，且鍍液中加入Pr(N03)3后所得鍍層更加均勻、光滑和致密。
在化學(xué)鍍Ni-Fe-Pr-P上述鍍液配方組成中保持其它組分不變的條件下，改變 Pr(N03)3濃度，對(duì)所制得Ni-Fe-Pr-P合金鍍層的電阻率進(jìn)行了研究，結(jié)果如圖2所示， 研究結(jié)果可見玻璃纖維有良好的導(dǎo)電性。
用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，對(duì)在上述條件下所制得Ni-Fe-P和Ni-Fe-Pr-P合金鍍層的電 磁參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定，研究稀土元素對(duì)導(dǎo)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(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。
由圖3可知，Ni-Fe-Pr-P合金鍍層的損耗正切值tanS在較高頻率上明顯比Ni-Fe-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Pr能提高合金鍍層的電 磁屏蔽和微波吸波能力。
權(quán)利要求
1.一種Ni-Fe-Pr-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，硝酸鐠0.12～0.24g/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(quán)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、將硝酸鐠放入容器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(diào)節(jié)pH-8.0土0.5，即成鍍液。
3. —種利用權(quán)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(duì)無堿玻璃纖維進(jìn)行前處理，然后放 入上述已配好的化學(xué)渡液的中，水浴加熱，在50。C 7(TC下反應(yīng)20 60min;步驟2、反應(yīng)結(jié)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(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種Ni-Fe-Pr-P鍍液以及玻璃纖維Ni-Fe-Pr-P合金及其制備方法，其特征在于鍍液的配方為硫酸鎳、次亞磷酸鈉、硫酸亞鐵、硝酸鐠、檸檬酸鈉、蘋果酸、丁二酸、硫酸銨、蒸餾水、硫脲、尿素和濃鹽酸。制備方法為將主鹽硫酸鎳和硫酸亞鐵放入蒸餾水，將硝酸鐠、蒸餾水和濃鹽酸溶解后加入；把檸檬酸鈉、蘋果酸、丁二酸，硫酸銨、次亞磷酸鈉、硫脲和尿素，依次加入溶解滴入氨水配成化學(xué)鍍液。利用化學(xué)鍍技術(shù)制備玻璃纖維Ni-Fe-Pr-P合金。有益效果是由于在化學(xué)鍍液中加入適量的硝酸鐠，所制得合金鍍層中鐠含量在10％～20％，采用本化學(xué)鍍的玻璃纖維有良好的導(dǎo)電性，可作為導(dǎo)電填料與電損耗吸收劑使用。
文檔編號(hào)C03C25/42GK101353788SQ20081015086
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者吳道偉, 武 蘇, 英 黃, 齊暑華 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)