[發明專利]一種碳骨架材料直接電鍍的電鍍方法

有效

• 申請號: 201310538473.2
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103668372A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張全生;郭東莉;夏驥;王傳薈;楊楷楷
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: C25D5/54
• 分類號: C25D5/54;C25D5/56
• 代理公司: 上海百一領御專利代理事務所(普通合伙) 31243
• 代理人: 陳貞健

技術領域

本發明涉及電鍍技術領域，尤其涉及一種碳骨架材料的電鍍方法。

背景技術

由于非金屬材料價格低廉、可再生等優點及表面經金屬化處理后可替代一些金屬制品進行使用，并可達到金屬制品的視覺化效果。因此其電鍍工藝不論在工藝品制作，還是機器零部件的制造等方面都具有越來越廣泛的應用。

非金屬材料在電鍍前通常需要進行表面處理，使其具有良好的表面狀態及導電性。一般是在基體表面涂覆導電涂料，或者采用敏化、活化及化學鍍的方法進行前處理，從而獲得具有導電性的金屬層。在基體表面涂覆導電涂料的前處理方法對于一些形狀特殊的基體不宜得到均勻的涂層，會導致成品的變形及鍍層粗糙，比如葉脈、泡沫等；而化學鍍的方法，需先進行粗化、敏化、活化、化學鍍等，不僅工序繁多，而且產生大量的廢水，對環境污染極大。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種碳骨架材料直接電鍍的電鍍方法，解決以上技術問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種碳骨架材料直接電鍍的電鍍方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）碳化：將具有碳骨架結構的非金屬材料放入真空爐中，在保護氣氛下在600℃～1000℃下焙燒2小時～10小時，即得到保留有碳骨架的碳化材料；

2）預電鍍：采用所需鍍種鍍液工藝條件下的1/1000～1/10的電流密度下，將碳化材料進行電鍍10分鐘～30分鐘；

3）再次電鍍：采用所需鍍種鍍液工藝條件下的電流密度，將步驟2）電鍍后的材料再次電鍍1小時～10小時加厚鍍層，得到電鍍材料。

本發明克服了原有非金屬材料在電鍍前為實現表面金屬化的過程中的不足，比如在形狀特殊的基體上涂覆導電涂料不均勻導致產品的變形及鍍層粗糙等，以及化學鍍的方法工序繁多，產生大量的廢水等缺點。本發明采用碳化的方法實現具有完整碳骨架結構的材料的非金屬材料的電鍍，采用上述方法可節省大量的貴金屬及人力、物力。另外，材料中的有機物在碳化過程中以水、二氧化碳的形式排除，不會對環境造成污染，是一種極其環保的電鍍工藝。

本發明在步驟1）之前還包括清洗步驟：將待電鍍的具有碳骨架結構的非金屬材料用清水進行清洗。

步驟1）中，非金屬材料可以是植物，所述植物為植物的根、莖、葉或果殼等。

所述非金屬材料也可以是具有碳骨架結構的植物纖維制品。

所述非金屬材料還可以是具有碳骨架結構的高分子材料，所述高分子材料為酚醛樹脂、呋喃樹脂、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯共聚物等。

步驟1）中，所述保護氣氛采用惰性或還原性氣氛，所述惰性氣氛可以是高純氮或高純氬中的一種；所述的還原性氣氛可以是0～10%氫氬混合氣或0～10%氫氮混合氣中的一種。

步驟1）中，所述非金屬材料在焙燒過程中，在0～400℃時采用1℃～4℃/min的升溫速率；在400℃～1000℃采用2℃～10℃/min的升溫速率。

當所述非金屬材料為植物的葉時，在步驟2）碳化時，可采用耐高溫材料對所述植物的葉進行壓制定型后進行碳化。所述耐高溫材料可以采用石英、氧化鋁、剛玉或陶瓷等。

步驟2）和3）中，所述鍍種可以是銅、鎳、鉻、鋅、鎘、錫、鉛、鐵、銀、金、鉑、銠、鈀、銦中的一種或兩種及兩種以上的合金。

有益效果：由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明具有如下優點：

1）工藝簡單，容易控制；本發明通過對非金屬材料的碳化，達到使其表面具有導電性的目的，與現有的通過化學鍍使非金屬材料的表面金屬化的方法相比，節省了粗化、敏化、活化等多步反應。

2）成本低，對環境無污染，適合大規模生產；與化學鍍前處理使非金屬材料表面具有導電性相比，節省了大量的銀或鈀等貴金屬，降低了成本，另外前處理過程中無廢水產生，非金屬材料中的有機物在碳化的過程中以水及二氧化碳的形式排除，不會對環境造成污染。

附圖說明

圖1為實施例1中除去有機質后的葉脈；

圖2為經碳化處理后的葉脈；

圖3為電鍍銅后的電鍍葉脈。

具體實施方式

為了本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進一步闡述本發明。

一種碳骨架材料直接電鍍的電鍍方法，包括如下步驟：