本发明属于粉末表面处理，具体涉及一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺。
背景技术：
1、陶瓷粉末材料作为一种轻质非金属多功能材料，本身具有优良的化学稳定性、耐热性、绝缘性，同时还具有优良的强度、硬度、耐摩擦性、耐化学腐蚀性等性能。陶瓷粉末材料可广泛应用于复合材料、耐磨材料、耐高温材料、耐腐蚀材料等多个技术领域，已经成为新材料领域的研究热点。
2、镍镀层具有优异的机械性能、电磁性能以及耐蚀性能，被广泛应用于机械、电化学、微电子、半导体等技术领域当中。尤其是其电磁性能和耐蚀性能，镍镀层常被用于磁屏蔽、磁记录等技术领域。
3、然而，陶瓷粉末材料本身并不具有电磁学性能，另外，在制作复合材料的过程中在金属材料、树脂材料中的润湿分散性能也都较差，导致陶瓷粉末材料在复合材料中的分散不均匀。因此，对陶瓷粉末材料的包覆表面改性处理以提高其电磁学性能以及润湿性、分散性、界面结合性能对于拓展陶瓷粉末材料的应用范围具有重要的意义。
4、目前，对陶瓷粉末材料的表面包覆改性处理的方法包括物理方法和化学方法。物理方法包括熔融涂覆、物理气相沉积等方法，化学方法包括电镀、化学镀等方法。然而，现有技术中对陶瓷粉末材料的包覆改性处理方法都有着各自的弊端。
5、熔融涂覆法所包覆的涂层材料如锌、铝等金属材料，都要求其熔点较低，导致包覆层的种类受到较大的限制，且高温熔融的方法具有一定的危险性。物理气相沉积方法虽然能制备多种涂层材料，但其沉积设备较大、费用较高，且通常用于大尺寸的基材表面包覆，不太适宜于粉末材料的包覆处理，而且物理气相沉积的沉积速率较慢，不适合于较厚涂层的制备。
6、电镀沉积可快速沉积较厚的涂层材料，但电镀沉积通常也适合于大尺寸基材，不适宜于小尺寸基材，尤其是粉末材料的包覆处理。另外，陶瓷材料本身不具有导电性，而电镀沉积要求基材具有导电性。
7、化学镀对基材的导电性没有要求，可用于粉末材料的表面包覆处理，但化学镀的溶液易分解，对镀液的稳定性要求较高，且沉积工艺步骤较为繁复，涂层沉积速率较低。
8、基于上述工艺对陶瓷粉末材料的包覆改性处理过程中所存在的技术弊端和缺陷，本发明提供了一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺，可以有效地解决现有技术中所存在的上述问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺，至少可以解决现有技术中存在的部分问题。
2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
3、一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺，包括如下的步骤：
4、步骤1：称取陶瓷粉末材料，对陶瓷粉末材料进行预处理；
5、步骤2：称取镍盐、钴盐、贵金属盐、纳米镍粉末、稳定剂、硅烷偶联剂、有机溶剂以及去离子水；将有机溶剂和去离子水混合，在搅拌条件下依次加入镍盐、钴盐、贵金属盐，充分溶解后，继续依次加入稳定剂以及硅烷偶联剂，充分溶解后，最后加入纳米镍粉末，搅拌分散均匀，制备得到沉积溶液，备用；
6、步骤3：将预处理后的陶瓷粉末材料加入至所述沉积溶液中，在低速搅拌条件下将沉积溶液缓慢降温至零下30℃～零下80℃，对沉积溶液进行过滤处理，得到沉积后的陶瓷粉末材料，烘干后放置在常温条件下保存备用；
7、步骤4：对沉积后的陶瓷粉末材料进行加热处理，使表面沉积的物质分解；
8、步骤5：对加热处理后的陶瓷粉末进行加热还原，得到沉积有镍钴合金镀层的陶瓷粉末材料。
9、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：步骤1中所述预处理步骤为：依次采用乙醇、丙酮和去离子水对陶瓷粉末材料进行超声清洗，然后采用氢氟酸和氟化铵的混合水溶液对陶瓷粉末进行酸洗处理，最后采用去离子水浸渍清洗陶瓷粉末材料，烘干、备用。
10、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：采用乙醇、丙酮和去离子水进行超声清洗的时间均为5-10min。
11、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：所述酸洗处理溶液中氢氟酸的浓度为20-40g/l，氟化铵的浓度为3-6g/l。
12、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：所述镍盐选自硝酸镍、氯化镍、醋酸镍、乙酰丙酮镍中的至少一种，镍盐的含量为60-80g/100ml水。
13、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：所述钴盐选自硝酸钴、氯化钴、醋酸钴、乙酰丙酮钴中的至少一种，钴盐的含量为80-100g/100ml水。
14、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：所述贵金属盐选自氯化钯、硝酸钯、醋酸钯中的至少一种，贵金属盐的含量为0.5-2.0g/l。
15、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：所述纳米镍粉末径为20-50nm，每1l所述沉积溶液中添加纳米镍粉末的质量为2-8g。
16、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：所述稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮，稳定剂的含量为10-15g/l。
17、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：所述硅烷偶联剂为kh550、kh570中的至少一种，硅烷偶联剂的含量为4-8g/l。
18、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：所述有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种，有机溶剂的含量为300-500ml/l。
19、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：步骤3中陶瓷粉末材料的加入量为每1l沉积溶液中添加30-40g陶瓷粉末材料。
20、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：步骤3中的沉积溶液冷却速率为20-40℃/h，降至所需温度后直接过滤沉积溶液。
21、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：步骤4中加热处理温度为420-450℃，时间为2-4h。
22、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：步骤5中加热还原步骤为依次进行低温还原和高温还原两步；
23、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：低温还原过程的温度为450-500℃，时间为2-3h，通入的还原气体为氢气和氮气的混合气体，混合气体流量为8-10m3/h，氢气与氮气的体积比为1：3；
24、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：高温还原过程温度为600-700℃，时间为0.5-1h，通入的还原气体为氢气和氮气的混合气体，混合气体流量为2-5m3/h，氢气与氮气的体积比为1：3。
25、作为本发明所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺的优选方案，其中：所述陶瓷粉末材料为sio2、sic、si3n4中的至少一种，陶瓷粉末材料的粒径为60-400微米。
26、为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种采用上述任一项所述的使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺制备得到的包覆有镍钴合金镀层的陶瓷粉末材料。
27、本发明的有益效果如下：
28、1、本发明的使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺相较于传统的物理和化学沉积方法，避免了物理沉积方法中熔融金属的高危险以及设备占地大、费用昂贵的技术缺陷，同时也避免了化学沉积方法中沉积工艺繁复、不能直接在非导电材料表面沉积镀层的技术缺陷。本发明的沉积方法原理简单，沉积溶液简单、稳定性高，成本低廉，安全性高、环保性强的优点。
29、2、本发明的使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺利用了镍盐、钴盐、贵金属盐等组分在水以及有机溶剂中溶解度随温度变化而剧烈变化的原理。沉积溶液在温度降低的过程中，各组分在陶瓷粉末材料表面结晶析出，形成含各组分的沉积镀层，沉积镀层进行高温分解以及高温还原的工艺，先分解成为氧化物，再还原、烧结成为镍钴合金镀层。通过调整镍盐、钴盐的添加量，低温结晶析出的温度可以精确地调节最终镍钴合金镀层的厚度。
30、3、本发明的使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺中采用了贵金属盐、硅烷偶联剂、稳定剂以及纳米镍粉末，各组分之间相互配合，提高了镀层的还原沉积速率、镀层的结晶致密度、镀层的结合附着强度以及耐腐蚀性能，使陶瓷粉末材料具有更广泛的应用场景。
31、4、本发明的使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺中的冷却步骤以及加热还原过程中工艺参数的选择，使得到的镍钴合金镀层具有更细小的晶粒度以及更优的电磁学性能，镍钴合金镀层的平均晶粒度可达20-50nm。
1.一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺，其特征在于：包括如下的步骤：
2.根据权利要求1所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺，其特征在于：步骤1中所述预处理步骤为：依次采用乙醇、丙酮和去离子水对陶瓷粉末材料进行超声清洗，然后采用氢氟酸和氟化铵的混合水溶液对陶瓷粉末进行酸洗处理，最后采用去离子水浸渍清洗陶瓷粉末材料，烘干、备用；
3.根据权利要求1所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺，其特征在于：所述镍盐选自硝酸镍、氯化镍、醋酸镍、乙酰丙酮镍中的至少一种，镍盐的含量为60-80g/100ml水；
4.根据权利要求1所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺，其特征在于：步骤3中的沉积溶液冷却速率为20-40℃/h，降至所需温度后直接过滤沉积溶液。
5.根据权利要求1所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺，其特征在于：步骤4中加热处理温度为420-450℃，时间为2-4h。
6.根据权利要求1所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺，其特征在于：步骤5中加热还原步骤为依次进行低温还原和高温还原两步；
7.根据权利要求1所述的一种使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺，其特征在于：所述陶瓷粉末材料为sio2、sic、si3n4中的至少一种，陶瓷粉末材料的粒径为60-400微米。
8.一种采用权利要求1-7中任一项所述的使用低温溶液无电沉积含镍镀层的工艺制备得到的包覆有镍钴合金镀层的陶瓷粉末材料。
