一种铜纳米晶薄膜材料及其制备方法和应用

技术特征：
1.一种铜纳米晶薄膜材料，其特征在于，所述铜纳米晶薄膜材料采用具有双络合、双还原剂体系的化学镀铜液经过化学镀法制备而成，当所述化学镀铜液按以下组分组成时：五水硫酸铜10-20g/l、第一络合剂12-20g/l、第二络合剂15-25g/l、稳定剂10-32mg/l、二价镍盐0.1-0.8g/l、阳离子表面活性剂1-5mg/l、次磷酸钠15-45g/l、甲醛4-15ml/l、氢氧化钠7-18g/l，余量为去离子水，获得的铜纳米晶薄膜材料的晶粒尺寸为50-450nm，致密性和热稳定性高，可以与基体材料形成良好的结合力。2.根据权利要求1所述的铜纳米晶薄膜材料作为导电复合材料和电磁屏蔽材料的应用。3.一种铜纳米晶薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：一、预处理基底表面：对基底表面进行机械打磨，采用去离子水对机械打磨后的基底超声清洗2-5min；将超声清洗后的基底用去离子水清洗后放入除油液中除油处理3-8min；采用去离子水对除油处理后的基底进行清洗，在室温下采用稀盐酸对基底酸洗处理30-60s；采用去离子水对酸洗处理后的基底进行清洗，再在室温下采用稀硫酸对基底活化处理10-30s；活化处理后的基体采用去离子水清洗后经过干燥备用；二、配置主盐溶液：按照25-50g/l的五水硫酸铜、30-50/l的第一络合剂、37.5-62.5g/l的第二络合剂、0.25-2g/l的二价镍盐以及2.5-12.5mg/l的阳离子表面活性剂的配比，将相应量的各组分与去离子水混合，对混合后的溶液超声震荡8-10min，然后以650-750r/min的转速对超声震荡后的溶液进行恒温磁力搅拌6-10min至完全混合均匀，得到主盐溶液；三、配置还原剂溶液：按照37.5-112.5g/l的次磷酸钠、25-80mg/l的稳定剂的配比，将相应量的各组分与去离子水混合，对混合后的溶液超声震荡5-8min，然后以650-750r/min的转速对超声震荡后的溶液进恒温磁力搅拌6-10min至完全混合均匀，得到还原剂溶液；四、配置碱性溶液：按照35-90g/l的氢氧化钠的配比，将相应量的氢氧化钠与去离子水混合，对混合后的溶液超声震荡8-10min，得到碱性溶液；五、配制化学镀铜液：取相应体积的步骤三所制备的还原剂溶液加入到步骤二中处在集热式恒温磁力搅拌器中的主盐溶液中，保持转速为350-750r/min，温度设定为45-75℃，并向其中加入相应量的甲醛，保证最终化学镀铜溶液中甲醛的含量为4-15ml/l，得到化学镀铜溶液；六、化学镀处理：采用步骤五制备的化学镀铜溶液对步骤一预处理的基底进行化学镀处理，在磁力搅拌的同时取相应量步骤四配制的碱性溶液将体系的ph值控制在11-12.5，化学镀铜时间为20-60min，对基体表面的薄膜采用去离子水清洗和干燥处理，得到均匀致密、光滑平整且结合力强的铜纳米晶薄膜。4.根据权利要求3所述的铜纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤二中第一络合剂和第二络合剂的质量浓度之比为4:5。5.根据权利要求4所述的铜纳米晶薄膜的制备方法,其特征在于,第一络合剂为柠檬酸钠、酒石酸、酒石酸盐、柠檬酸三钠、葡萄糖酸钠的一种，第二络合剂为四羟丙基乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸盐、n-羟乙基乙二胺三乙酸、三乙醇胺中的一种。6.根据权利要求3所述的铜纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤二中阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种。
7.根据权利要求3所述的铜纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤三中稳定剂为羟乙基乙二胺四乙酸、甲醇、二硫化甲醚、2,2'-联吡啶、硫脲、2-巯基苯并噻唑的一种。8.根据权利要求3所述的铜纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤五中主盐溶液、还原剂溶液以及步骤六中碱性溶液的体积比为2:2:1。9.根据权利要求3所述的铜纳米晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述基底为导电基底或非导电基底。10.根据权利要求3-9任一所述的铜纳米晶薄膜材料的制备方法在化学镀领域的应用。

技术总结
本发明公开了一种铜纳米晶薄膜材料及其制备方法和应用，属于化学镀领域。本发明的铜纳米晶薄膜材料采用具有双络合、双还原剂体系的化学镀铜液经过化学镀法制得，当所述化学镀铜液按以下组分组成时：五水硫酸铜10-20g/L、第一络合剂12-20g/L、第二络合剂15-25g/L、稳定剂10-32mg/L、二价镍盐0.1-0.8g/L、阳离子表面活性剂1-5mg/L、次磷酸钠15-45g/L、甲醛4-15mL/L、氢氧化钠7-18g/L，余量为去离子水，获得的铜纳米晶薄膜材料的晶粒尺寸为50-450nm，致密性和热稳定性高，可以与基体材料形成良好的结合力。的结合力。的结合力。


技术研发人员：张勇 陶欣欣 吴玉程 周志尚 舒霞 王岩 崔接武 秦永强
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/7/22