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《东北林业大学》 2011年
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PdCl_2活化的木材表面化学镀镍制备电磁屏蔽材料

刘海兵  
【摘要】:木材是一种可再生天然有机高分子材料,不仅具有重量轻、隔音、隔热等材料学特性,而且具有独特的表面纹理和色泽等可装饰性特点,被广泛应用于建筑装修领域。但是,绝干的木材属于电的不良导体,不具备屏蔽电磁波的功能。化学镀镍技术是使木材表面金属化的有效方法。木材在化学镀镍之前需要对其表面进行活化。传统的活化方法是在木材表面吸附胶体钯粒子,其缺点是胶体钯在镀液中容易脱附,使镀液分解。因此,本论文根据氮与钯离子配位络合作用原理,采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和壳聚糖对木材表面进行预处理,并结合离子钯活化法在木材表面获得单质钯活化层,进而催化之后的化学镀镍反应,制备了木质基电磁屏蔽材料。分别探讨了APTES口壳聚糖的处理条件对化学镀镍木材表面电阻率的影响;分析了镀层的微观形貌、成分和结构;测定了镀后木材的电磁屏蔽效能以及镀层的结合强度。 硅烷处理的木材表面镀镍结果表明,体积浓度1.5%的APTES乙醇溶液(含水60g/L)的最佳陈化时间为5~7 h,所得化学镀镍桦木和水曲柳单板的表面电阻率分别可达174.4 mΩ/cm2和210.4 mΩ/cm2;壳聚糖处理的木材表面镀镍结果表明,在壳聚糖溶液浓度为6 g/L、吸附氯化钯的时间为8 min条件下所得化学镀镍桦木单板和水曲柳单板的表面电阻率最低,分别为228.6 mΩ/cm2和236.9 mΩ/cm2。 XPS结果表明,APTES成功地在木材表面成膜,并通过N-Pdσ键吸附二价钯离子,二价钯离子随后被次亚磷酸钠还原为单质钯。SEM观察发现木材表面完全被金属镀层覆盖,镀层均匀连续,并保留了木材表面原有的纹理。EDS和XRD结果表明,镀层为Ni-P二元合金,主要成分为Ni,P含量低于4 wt.%,镀层为晶态结构。 电磁屏蔽效能测试表明,化学镀镍单板的电磁屏蔽效能比素材有显著提高。在电磁波频率为9 kHz~1.5 GHz,经APTES处理的化学镀镍桦木和水曲柳的最低电磁屏蔽效能分别为60 dB和50 dB,经壳聚糖处理的化学镀镍桦木和水曲柳的屏蔽效能分别不低于55 dB和46 dB。 直拉法测试结果表明,镀层与木材表面结合牢固,经APTES处理的化学镀镍桦木和水曲柳的结合强度超过1.39 MPa,经壳聚糖处理的化学镀镍桦木和水曲柳的结合强度超过0.98 MPa。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ153.12

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【参考文献】
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