缺陷诱导陶瓷粉体表面生长金属层与机理研究

Based on the palladium activation method for the surface of ceramic powders exist higher cost and the non-precious metal activation treatments exist poor quality of the metal layers, part of the complex process. The project plans to adopt a specific non-precious metal activation for the ceramic powder surface to form their own surface defects (rather than by handling the process of surface adsorption or deposition of active region), thereby inducing the growth of metal layers on ceramic powders by room temperature ultrasonic-assisted electroless plating. Intends to focus on the following systematic research: surface defect formation mechanism of ceramic powders, metal layers growth mechanism of the ceramic powder, characteristics variation control of surface defects, the relationship between the surface characteristics of ceramic powders and characteristics, growth pattern of metal layers. Through searching and analyzing the documents, we find that the nature of catalytic activation for the ceramic powders before electroless plating is to increase the surface activity of powders, that is, increase the number of surface defects. Therefore, the project is with the theoretical basis and the feasibility. The contents of the research project provide new ideas for the activation technology of metal coated ceramic composite powders, with theoretical research sense and industry application prospect.

本项目针对陶瓷粉体表面钯活化法存在成本较高及非贵金属活化处理存在金属镀层质量不佳、部分存在工艺复杂等问题，拟采用特定的非贵金属活化在陶瓷粉体表面形成自有缺陷(而不是通过处理工艺表面吸附或沉积活性区域)，从而诱导陶瓷粉体表面常温超声波辅助化学沉积生长金属层。拟重点在以下方面进行系统研究：陶瓷粉体表面缺陷形成机制，陶瓷粉体表面金属包覆层生长机理，陶瓷粉体表面缺陷特征与变化规律控制，陶瓷粉体表面特征与金属包覆层特性及其生长方式之间的关系。文献检索发现，化学沉积前陶瓷粉体的催化活化预处理其本质是增加粉体表面的活性大小，即为增加陶瓷粉体表面单位面积上所含的缺陷数量。因此，项目提出采用特定的预处理在陶瓷粉体表面获得不同形态分布的表面缺陷(如台阶)，诱导其表面生长金属层是具备理论基础和可行性的。项目研究内容为金属包覆陶瓷复合粉体的活化技术提供新思路和理论依据，具有理论研究意义和实际应用价值。

本项目针对陶瓷粉体等表面钯活化法存在成本较高及非贵金属活化处理存在金属镀层质量不佳、部分存在工艺复杂等问题，拟采用特定的非贵金属活化在陶瓷粉体等表面形成自有缺陷，从而诱导陶瓷粉体表面常温超声波辅助化学沉积生长金属层。围绕项目前期制定的研究目标，通过三年的试验研究，项目组在非贵金属活化预处理方法、表面缺陷形成机制和金属包覆层生长机理等方面获得了极具参考价值的研究数据。项目提出了“一步活化预处理在陶瓷/塑料等表面形成自有缺陷，从而诱导材料表面常温超声波辅助化学沉积生长金属层” 的新概念；研究了非贵金属活化处理陶瓷/塑料前后表面特性等变化规律，分析材料表面具备形核部位的形貌结构和成分特征，揭示了自有缺陷的形成机制；研究了化学沉积金属包覆陶瓷/塑料的表面形貌结构和成分特征的变化规律，探索揭示了陶瓷/塑料表面常温超声波辅助化学沉积金属包覆层形核、长大和成膜的实验性规律。项目组一直注重开展国际合作与交流，组织项目组成员参加了在日本以及国内召开的粉末冶金与粉体工程相关的学术会议达5次，将取得的阶段性成果进行了大会发言和海报宣传。邀请了4名相关领域的专家来校进行学术交流。