鎳包石墨復(fù)合粉末,兼具鎳良好的導(dǎo)電性和石墨的潤滑性,在電接觸材料、導(dǎo)電填料及電磁屏蔽材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。與金屬鎳粉相比,鎳包石墨復(fù)合粉末價格低廉,有利于其在導(dǎo)電硅橡膠中廣泛應(yīng)用。

　　本文采用化學(xué)鍍鎳的方法在石墨粉表面鍍覆鎳層,研究了化學(xué)鍍工藝對鎳包石墨復(fù)合粉末表面形貌和性能的影響,探討了鎳鍍層在石墨表面沉積、生長機(jī)理;并將此復(fù)合粉末用作導(dǎo)電填料制備了導(dǎo)電硅橡膠,研究了導(dǎo)電填料的種類和含量對導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)電性能及力學(xué)性能的影響。 研究了石墨粉預(yù)處理工藝、鍍液組成及操作條件對鎳包石墨復(fù)合粉末表面形貌和粒度分布等的影響,并利用掃描電鏡對復(fù)合粉末表面形貌進(jìn)行分析,利用能譜儀對復(fù)合粉末的成分進(jìn)行能譜測試,通過粒度分析儀對復(fù)合粉末進(jìn)行粒徑測試。

　　結(jié)果表明,活化液中氯化鈀質(zhì)量濃度為0.03g/L和0.1g/L時,鎳顆粒細(xì)小,鍍層光滑平整;硫酸鎳和聯(lián)氨濃度的增加使鍍速增加,但鍍速過快導(dǎo)致鍍層粗糙,合適的硫酸鎳濃度為20g/L,聯(lián)氨體積分?jǐn)?shù)為2%;提高鍍液溫度使反應(yīng)的能量增加,鎳顆粒沉積速度增加,對比鍍液溫度分別為60℃、65℃和70℃條件下化學(xué)鍍過程,當(dāng)溫度為65℃時鍍覆效果最好,石墨表面鎳鍍層整體效果比較均勻;pH值的增加可提高反應(yīng)速度,同時縮短誘導(dǎo)期,當(dāng)pH值為11.0時鍍速適中,誘導(dǎo)期為10min,鍍層光滑,包覆完整;采取中速攪拌(200-400r/min)時鎳包石墨復(fù)合粉末外觀為灰色。

　　合適的化學(xué)鍍制備工藝為：鍍液中硫酸鎳質(zhì)量濃度20g/L,聯(lián)氨體積分?jǐn)?shù)2%,檸檬酸質(zhì)量濃度40g/L,硫脲質(zhì)量濃度0.1gm,pH值為11.0,溫度65℃,攪拌速度為中速攪拌(200-400r/min),此時化學(xué)鍍沉積速率適中,鎳鍍層在石墨表面分布均勻。 通過對化學(xué)鍍過程中不同時間段下石墨表面形貌的分析,闡明了鎳在石墨上的沉積長大機(jī)理。即鎳首先沉積在石墨表面上具有催化活化中心Pd的區(qū)域,形成島狀結(jié)構(gòu),然后在催化活化中心和鎳顆粒的自催化作用下,沿著島狀結(jié)構(gòu)不斷向外延伸生長,最終完整包覆石墨表面。鎳在石墨表面生長的時間主要為化學(xué)鍍過程的90-120min。 采用上述化學(xué)鍍工藝制備鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為20%、40%和60%的鎳包石墨復(fù)合粉末,將此三種復(fù)合粉末作為導(dǎo)電填料制備導(dǎo)電硅橡膠,并分別與以石墨、鎳為導(dǎo)電填料的導(dǎo)電硅橡膠結(jié)果對比,研究導(dǎo)電填料種類及含量對導(dǎo)電硅橡膠導(dǎo)電性能及力學(xué)性能的影響。

　　結(jié)果表明,導(dǎo)電填料的添加可有效改善硅橡膠的導(dǎo)電性能。