CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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金刚石颗粒表面镍镀层化学改性研究

邹余耀 田晓庆 高传平 韩国志

邹余耀, 田晓庆, 高传平, 韩国志. 金刚石颗粒表面镍镀层化学改性研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2024, 44(3): 304-308. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0007
引用本文: 邹余耀, 田晓庆, 高传平, 韩国志. 金刚石颗粒表面镍镀层化学改性研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2024, 44(3): 304-308. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0007
ZOU Yuyao, TIAN Xiaoqing, GAO Chuanping, HAN Guozhi. Research on chemical modification of nickel coating on diamond particles surface[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2024, 44(3): 304-308. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0007
Citation: ZOU Yuyao, TIAN Xiaoqing, GAO Chuanping, HAN Guozhi. Research on chemical modification of nickel coating on diamond particles surface[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2024, 44(3): 304-308. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0007

金刚石颗粒表面镍镀层化学改性研究

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2024.0007
详细信息
    作者简介:

    邹余耀,男,1970年生,高级工程师。主要研究方向为超硬材料工具研发与应用。E-mail: zouyy@diasc.com.cn

    韩国志,男,1972年生,教授。主要研究方向为功能材料的合成与应用。E-mail: han@njtech.edu.cn

  • 中图分类号: TB383

Research on chemical modification of nickel coating on diamond particles surface

  • 摘要: 为消除金刚线生产过程中分散剂对工艺的负面影响,探索新的金刚线镀镍工艺。首先,使用H2O2对镀镍金刚石颗粒表面进行羟基化;然后,将其同二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅)丙基]氯化铵进行反应,制备表面带正电的金刚石颗粒;最后,对金刚线的制备工艺进行优化。研究结果表明:反应后金刚石颗粒的表面电位从−7.50 mV转变至14.10 mV以上,最高可达30.68 mV。其最佳制备条件为原砂与H2O2的质量比为2∶1,处理时间为1 h;金刚石颗粒与季铵盐的质量比为1∶2,处理时间为4 h。在电镀过程中,经表面化学修饰的金刚石颗粒能够在没有分散剂的条件下,均匀地向阴极迁移,其上砂量增多20%以上。

     

  • 图  1  镀镍金刚石表面化学改性

    Figure  1.  Surface chemical modification of nickel plated diamonds

    图  2  金刚石颗粒的红外光谱

    Figure  2.  Infrared spectroscopy of diamond particles

    图  3  金刚石颗粒的扫描电镜与对应的元素分析图谱

    (a) 原料的SEM图谱及C、O、Ni元素分布;(b) 处理后样品的SEM图谱及C、O、Ni元素分布

    Figure  3.  SEM and corresponding EDS of diamond particles

    (a) SEM of raw diamond and distribution of C, O, and Ni; (b) SEM of treated diamond and distribution of C, O, and Ni

    图  4  镀镍表面引入季铵盐后的红外光谱

    Figure  4.  Infrared spectra of nickel-plated surface after introducing quaternary ammonium salts

    图  5  不同条件下制备的金刚石颗粒的上砂情况

    Figure  5.  Sanding of diamond particles prepared under different conditions

    图  6  不同工艺测试结果对比

    Figure  6.  Comparison of results under different test conditions

    表  1  H2O2处理前后镀镍金刚石颗粒表面元素分布

    Table  1.   Element distribution on surfaces of Ni-plated diamonds before / after H2O2 treatment

    样品 元素 物质的量分数 n / % 质量分数 w / %
    原料 O 2.92 0.81
    Ni 97.08 99.19
    处理后 O 3.37 0.94
    Ni 96.63 99.06
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    表  2  镀镍金刚石粒子表面化学修饰条件优化及对应Zeta电位

    Table  2.   Surface chemical modification conditions and corresponding Zeta potential of Ni-plated diamond particles

    序号 过氧化氢
    VOH / mL
    时间
    tOH / h
    季铵盐
    mNH / g
    时间
    tNH / h
    Zeta电位
    ζ / mV
    1 10.0 6 4 8 19.79
    2 10.0 3 2 8 14.10
    3 10.0 1 2 8 20.05
    4 3.0 1 4 8 17.73
    5 2.0 1 10 8 20.05
    6 1.0 1 2 8 27.17
    7 1.0 1 2 4 25.17
    8 0.5 1 2 4 30.68
    9 0.0 0 1 4 15.80
    下载: 导出CSV

    表  3  公斤级中试颗粒测试条件

    Table  3.   Test conditions of kilogram scale pilot scale experiment

    样品编号打片时长
    tm / min
    镀液中颗粒
    漂浮情况
    镀液中颗粒
    抱团情况
    3#点位
    对比
    6#点位
    对比
    110.5无抱团
    121.0无抱团
    132.5无抱团
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-11
  • 修回日期:  2024-02-21
  • 录用日期:  2024-03-12
  • 网络出版日期:  2024-06-28
  • 刊出日期:  2024-06-28

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