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
  • [1] WANG Y, HUANG S, QIAN Z, et al. Modeling and experimental investigation of monocrystalline silicon wafer cut by diamond wire saw [J]. Engineering Fracture Mechanics,2023,278:109029. doi: 10.1016/j.engfracmech.2022.109029
    [2] LI A, HU S, ZHOU Y, et al. Recent advances in precision diamond wire sawing monocrystalline silicon [J]. Micromachines,2023,14(8):1512. doi: 10.3390/mi14081512
    [3] 李升, 高玉飞, 李新颖. 工艺参数对悬砂法复合电镀制备金刚线的影响 [J]. 电镀与涂饰, 2018, 37(15): 666-670 doi: 10.19289/j.1004-227X.2018.15.002

    LI Sheng, GAO Yufei, LI Xinying. Effects of process parameters on manufacturing of diamond wire saw by composite electroplating for embedment of abrasive particles [J]. Electroplating and Finishing, 2018, 37(15): 666-670. doi: 10.19289/j.1004-227X.2018.15.002
    [4] 金星, 孔剑, 王敬强, 等. 晶体硅金刚线切割废料制备高纯氮化硅 [J]. 应用化学,2018,35(11):1364-1368. doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.11.170414

    JIN Xing, KONG Jian, WANG Jingqiang, et al. Preparation of high-purity silicon nitride from diamond-wire cutting waste [J]. Chinese Journal of Applied Chemistry,2018,35(11):1364-1368. doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.11.170414
    [5] 陈志坤, 罗涛, 彭必雨, 等. 羟基化改性磷脂的制备及其加脂性能 [J]. 中国皮革,2022,51(1):1-6. doi: 10.13536/j.cnki.issn1001-6813.2022-001-001

    CHEN Zhikun, LUO Tao, PENG Biyu, et al. Preparation and fatli-quoring properties of hydroxylated phospholipids [J]. China Leather,2022,51(1):1-6. doi: 10.13536/j.cnki.issn1001-6813.2022-001-001
    [6] 单国雷, 王龙, 孙元, 等. 镍基单晶高温合金资源中关键金属的浸出行为研究 [J]. 材料导报,2021,35(10):10134-10138. doi: 10.11896/cldb.20040013

    SHAN Guolei, WANG Long, SUN Yuan, et al. Study on the leaching behavior of key metals in nickel-based single crystal superalloy scraps [J]. Materials Reports,2021,35(10):10134-10138. doi: 10.11896/cldb.20040013
    [7] YAO K, DAI B, MAY W P, et al. Hydrophobicity and adhesion of aggregated diamond particles [J]. Physica Status Solidi A,2020,218(5):2000355. doi: 10.1002/pssa.202000355
    [8] 王哲, 黄玉东, 岳姗姗, 等. 水溶性聚季铵盐修饰多壁碳纳米管的制备 [J]. 黑龙江大学自然科学学报,2007,24(6):787-790. doi: 10.3969/j.issn.1001-7011.2007.06.020

    WANG Zhe, HUANG Yudong, YUE Shanshan, et al. Synthesis of water-soluble multi-walled carbon nanotubes covalently bonding polyquaternium salt [J]. Journal of Natural Science of Heilongjiang University,2007,24(6):787-790. doi: 10.3969/j.issn.1001-7011.2007.06.020
    [9] 郭慧, 彭学刚, 盛海同, 等. 纳米金刚石的表面修饰及应用 [J]. 化学通报,2014,77(8):778-782. doi: 10.14159/j.cnki.0441-3776.2014.08.018

    GUO Hui, PENG Xuegang, SHENG Haitong, et al. Surface modification and application of nanodiamond [J]. Chemistry,2014,77(8):778-782. doi: 10.14159/j.cnki.0441-3776.2014.08.018
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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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