钨粉表面镀铜超声波处理技术应用

钨具有高熔点、 高硬度等优良性能，铜具有较好的导热、导电性能。由钨和铜组成的 W-Cu 复合材料则具有良好的导热性、 导电性和低热膨胀系数。传统的钨铜合金制备方法主要有熔渗法和离子热喷涂法和层压层压粉末冶金法。熔渗法是使用最多，工艺最为成熟的，但也存在一些缺陷，因为钨和铜的性质差异很大，钨和铜只能形成假合金形态，内部难以达到钨和铜的均匀分布，导致性能降低或不稳定。

随着新材料的研究，特别是电子工业的发展，镀铜工艺被深入研究并获得广泛应用。在电子工业中，钨铜以其优良的导热特性而被作为热沉材料，广泛应用于大规模集成电路、大功率微波器，各种电子器件基片、连接件、电子封装材料、散热件和热沉材料。

研究认为，钨粉的性能影响着钨粉的使用及其制品的性能，在钨粉表面化学镀铜再烧结，可获得与其它方法制备而成的钨铜余合金一样的加工性能、导热性能以及压制成型性能，而且，钨粉表面镀铜可得到比传统工艺粒度结构更均匀的合金。

目前比较成熟的镀铜工艺有溶胶-凝胶法、化学镀覆法等，但都存在镀覆速度较慢、镀覆不均匀、镀覆不牢固、镀覆层不致密等问题，镀覆效果不佳。所以寻求一种优质的镀覆工艺显得尤为重要，近年来，有学者研究出了超声波钨粉表面镀覆处理法。

步骤1、首先对钨粉进行表面预处理，预处理的过程均施加超声波，超声波的频率为20~40KHz，单位功率因子范围为0.5~2W/cm2，

步骤2、配置浓度为10~25g/L的五水硫酸铜溶液，并同时配置混合浓度为40~60g/L酒石酸钾钠和浓度为15~30g/L乙二胺四乙酸二钠的混合溶液，将五水硫酸铜溶液和混合溶液混合均匀后用10wt.%氢氧化钠溶液调节pH值为11~13，最后加入硫代硫酸钠控制硫代硫酸钠浓度为9~15mg/L获得化学电镀液；

步骤3、将钨粉按照液固比为1:15~1:55l/g加入到步骤2配置得到的化学镀液中，然后在磁力搅拌的条件下加入甲醛溶液，控制每1L化学镀液中加入甲醛溶液22~28mL，然后在温度为45~70℃、每隔15min时间用超声波搅拌一次、超声波的频率为20~40KHz、超声波的单位功率因子范围为0.5~2W/cm²条件下，通过磁力搅拌和超声波的共同作用下镀覆90~130min，将镀覆后的化学镀液静置15min后，除去上层溶液，下层红色沉淀物即为镀铜钨粉，镀铜钨粉用蒸馏水清洗3次，再用酒精清洗2~3次，然后真空干燥箱中90~100℃温度下干燥获得干燥、纯净的镀铜钨粉。

通过超声制备得的镀铜的钨粉体颗粒表面光滑平整，铜镀层连续、均匀、致密，说明本法采用的镀覆方法解决了现存铜镀覆钨粉体镀覆层不均匀、不牢固的问题，提高了镀覆速度和镀覆层致密度，并缩短了生产周期，有着广阔的应用领域和市场前景。

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