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铜包石墨粉是一种新型的多相复合的粉末冶金材料,它性能独特,已广泛应用于国防工业、机械制造、化学工业等领域。铜包石墨粉的制备方法主要有化学镀法和电沉积法。化学镀铜法运用比较广泛,但石墨前处理工艺复杂,镀液不稳定,镀液成分复杂且制备成本高。电镀有很多化学镀不可比拟的优点,如沉积速度快、镀液稳定性好、成本低廉等。因此,电沉积制备铜包石墨复合粉体是一种清洁、环保的生产技术,符合可持续性发展战略的要求。本文通过设计一种超声流动镀铜装置,解决了传统的石墨粉电镀装置存在的电流效率低下、镀液中颗粒团聚、阴极表面结块等问题。试验采用微米级鳞片石墨为原料,利用自行设计的电镀装置进行超声流动电沉积,制备出电镀铜包石墨复合粉体。研究结果表明:1.电沉积制备铜包石墨粉体的最佳镀液配方和工艺参数为:CuSO425g·dm-3,CH3COOH 10 cm3·dm-3,浓H2SO410 cm3·dm-3,NaH2P02·H2010 g·dm-3,十二烷基苯磺酸钠100 mg·dm-3,石墨粉15 g·dm-3,阴极电流密度30 A·dm-2,超声频率20 kHz,镀液温度60℃,电解液的流速12 dm3·min-1。2.次亚磷酸钠加入到电镀液中,能够减小电沉积的极化阻力,使石墨表面形成更多、更密的铜晶核,优化了铜包石墨粉的镀层结构,使铜镀层更加致密、均匀。3.20 kHz超声能使石墨颗粒均匀的分散在镀液中,有效防止了铜包石墨粉与铜在阴极表面共沉积所引起的结块现象,同时超声空化射流形成了对溶液的强烈搅拌作用,降低浓差极化。4.以铜包石墨粉为原料制备的电刷样品中,形成了连续的三维网状结构,使其拥有更低的电阻率和更好的耐磨损性能;增强了铜、石墨间的界面结合力,降低了材料的孔隙度,提高了材料的抗弯强度。5.与传统的电沉积装置及工艺相比,运用超声流动电沉积技术生产铜包石墨粉大大缩短了工艺流程,提高了电流效率,节约了将近30%生产成本,使电沉积技术制备复合粉体的大规模的工业化生产成为可能。