[發明專利]一種碳纖維預制體脈沖電沉積鎳涂層的方法

無效

• 申請號: 201310203794.7
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103726087A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 陳照峰;聶麗麗
• 申請（專利權）人: 太倉派歐技術咨詢服務有限公司
• 主分類號: C25D5/54
• 分類號: C25D5/54;C25D5/18;C25D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于表面處理技術領域，特別是涉及一種碳纖維預制體脈沖電沉積鎳涂層的方法。

背景技術

碳纖維是一種常用的復合材料增強纖維，具有優良的力學性能、耐熱性能(在2000℃的高溫惰性氣體環境中強度不降低)、化學穩定性、電熱傳導性、低熱膨脹性、X射線投射性、電磁波遮蔽性、生物體親和性能，且密度低、耐磨擦、耐腐蝕，廣泛應用于航空航天、機械設備、建材交通、文體醫療等領域，在國民經濟和科技發展中有著重要的戰略地位。研究表明，表面金屬化處理可大幅度提高碳纖維的導電性能，在新型電磁屏蔽復合材料的領域中有著廣泛的應用前景。碳纖維可通過編織、針織或編結等方式制成各種理想形狀的預制體，滿足復合材料對增強體的不同需求，而普通金屬化的碳纖維由于其表面金屬層的脆性很難完整地編織成預定形狀，因此，制備便于編織的柔順涂層碳纖維或在碳纖維預制體上沉積均勻涂層成為人們努力嘗試的兩個方向。

公開(公告)號為102465442A的中國發明專利公開了一種在碳纖維表面制備二氧化鈦涂層的方法。其特征在于將碳纖維浸入到醇鈦與無水乙醇制成的溶膠混合物中，并在碳纖維上用自動浸軋機夾壓，使該溶膠混合物涂覆到碳纖維上；涂覆完成后再經過蒸發、固化等后處理。本發明制備的二氧化鈦涂層碳纖維保持了無涂層碳纖維所具有的柔順性和可編織性，同時解決碳纖維與某些復合材料基體間的界面浸潤性和相容性問題。

公開(公告)號為103014793A的中國發明專利公開了一種脈沖電沉積制備碳化鈦涂層的方法，包括如下步驟：以基板為陰極，石墨為陽極和碳源，鎳為參比電極，將鈦源熔融于混合鹽中。該發明采用熔鹽電沉積的方法進行沉積，不需要大型設備和貴重材料，成本低廉，操作簡單，且反應過程中不需要有害氣體，也不產生有害物質，對環境友好，用本方法制備得到的碳化鈦涂層致密，性能好。

發明內容

本發明旨在克服表面金屬化碳纖維編織成型困難問題，提供了一種碳纖維預制體脈沖電沉積鎳涂層的方法。該方法采用先編織后沉積的工藝，能夠制得分布均勻的鎳涂層碳纖維預制體，簡化制備過程，縮短制備時間。制得的鎳涂層抗氧化、抗腐蝕，具有優異的熱穩定性、導電性、催化性和抗電磁屏蔽性能，可運用于航空航天、燃料電池、電工電子、電磁屏蔽材料等領域。

本發明提供一種碳纖維預制體脈沖電沉積鎳涂層的方法，包括如下內容：以碳纖維預制體為陰極，鎳靶為陽極和鎳源，NiSO₄為主鹽配置成電鍍液并加少量光亮劑，反應條件為：電流密度0.5～3A/dm²，溫度40～65℃，脈沖電位下反應10～60min，即在碳纖維預制體上沉積一層均勻的鎳涂層。本發明采用脈沖電位進行光亮鍍鎳電沉積，不需要大型設備和貴重材料，成本低廉，操作簡單，且反應過程中不需要有害氣體，也不產生有害物質，對環境友好。用本方法制備得到的鎳涂層致密、均勻，性能優異。

本發明提供一種碳纖維預制體脈沖電沉積鎳涂層的方法，其特征在于包括下述順序的步驟：

(1)將去膠處理后的碳纖維束編織成預定形狀制成碳纖維預制體；

(2)電鍍液加熱到預定溫度并保溫，將碳纖維預制體在電鍍液中充分浸漬10～30min；

(3)鎳靶作為陽極，碳纖維預制體作為陰極，脈沖電位下反應沉積鎳涂層；

(4)將沉積鎳的碳纖維預制體取出，用蒸餾水沖洗并干燥。

本發明的主要優點是：①該方法采用脈沖電位進行光亮鍍鎳電沉積，設備簡單，操作方便，成本低廉；②反應物和反應產物均無毒無害，對環境友好；③用本方法制備得到的鎳涂層致密、均勻、結合力好，性能優異；④巧妙避開表面金屬化碳纖維難編織問題，有效提高碳纖維預制體的電、磁、力等多項物理、化學性能；⑤可以根據需要設計不同形狀的預制體，并通過沉積涂層后增強特定性能制成高性能復合材料。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定。

實施例1

將去膠后的碳纖維編織成尺寸為80mm×80mm的碳纖維氈并作為陰極，采用純度為99.95％的鎳板為陽極和鎳源，尺寸為80mm×80mm。

(1)以NiSO₄為主鹽加入少量光亮劑配置電鍍液，將盛有電鍍液的電解槽放入水浴鍋中加熱，穩定后保持恒溫在45℃；