[發明專利]碳纖維/氰酸酯樹脂復合材料低溫堿性鍍鎳的方法

在審

• 申請號: 201410348398.8
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104131271A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 張云鵬;蔡文博;鄢順才;林雪
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36;C23C18/24;C23C18/28;C23C18/30
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于非金屬材料表面處理技術領域，具體涉及一種碳纖維/氰酸酯樹脂復合材料低溫堿性鍍鎳的方法。

背景技術

遙感是現代軍事實現對目標偵查的主要手段，其水平決定了一個國家國防現代化水平。眾所周知，遙感相機分辨率高低對偵查的精確程度有非常重要的意義，而要獲得高分辨率的遙感相機，需要增加相機口徑，這就意味著相機重量的增加，從而對載荷、衛星平臺研制、運載能力帶來了一系列的技術難題，因此輕量化則是解決問題的必由之路。

相機中的主反射鏡的輕量化是相機輕量化的關鍵，輕量化方式一般分為兩種，其一是采用傳統的鏡面材料進行結構輕量化設計，其二是采用性能更優良，密度更小的材料來實現輕量化設計。結構輕量化受限于結構尺寸，減重比有限，相比較而言優良的新材料會大幅度提高輕量化。碳纖維復合材料具有優良的比剛度，具有質輕、高強度、高剛性，特別是有非常低的熱膨脹系數等一系列優異性能，特別適用于空間結構，也適用于精度和穩定性要求很高的空間光學系統，已經成為未來大口徑超輕量化相機反射鏡的設計材料。

碳纖維復合材料在使用前往往須經過相應的表面處理以滿足其對環境的適應性和安全性。而金屬光鏡就是表面鍍覆鎳磷合金來滿足它對環境的適應。碳纖維復合材料表面金屬化有很多種方法，如PVD(物理氣相沉積)、CVD(化學氣相沉積)、激光表面改性等，這些方法有成本高、無法大批生產等缺點。而化學鍍是使碳纖維復合材料表面金屬化最經濟又簡單的一種方法，其具有獨特的優勢，它適用基體廣、生產方便、均鍍和深鍍能力好、改變鍍層成分及其質量分數可實現多種功能。采用化學鍍的方法在碳纖維復合材料表面鍍鎳，鍍層與碳纖維復合材料表面結合良好，既可以保證碳纖維復合材料具有原有的機械、物理性能，又可以改變碳纖維復合材料與金屬的潤濕性。但是化學鍍鎳一般采用酸性鍍液進行施鍍，此種方法要求高溫(＞80℃)，所以耗能較高，并且鍍層較薄。

發明內容

本發明的目的是提供一種碳纖維/氰酸酯樹脂復合材料低溫堿性鍍鎳的方法，解決了現有方法耗能較高及鍍層較薄的問題。

本發明所采用的技術方案是，碳纖維/氰酸酯樹脂復合材料低溫堿性鍍鎳的方法，將經過前處理的碳纖維/氰酸酯樹脂復合材料用低溫堿性化學鍍的方法在材料表面鍍鎳，然后采用換槽鍍的方法繼續鍍鎳，以達到需要的厚度。

本發明的特點還在于

碳纖維/氰酸酯樹脂復合材料的前處理具體包括以下步驟：

a、除油：將碳纖維/氰酸酯樹脂復合材料浸泡在丙酮中，超聲清洗5～10min后取出用蒸餾水水洗、干燥；

b、粗化：將100mL鉻酸-濃硫酸溶液水浴加熱至60℃，然后將步驟a中得到的材料放入，浸泡3～5min后用蒸餾水水洗、干燥；

c、敏化：將氯化亞錫溶解于濃鹽酸中，加入錫粒，用蒸餾水稀釋至所需體積得到敏化液，將步驟b得到的材料在敏化液中浸泡3～7min后取出用蒸餾水輕微漂洗、干燥；

d、活化：將氯化鈀溶解于濃鹽酸中，用蒸餾水稀釋至所需體積得到活化液，將步驟c得到的材料在活化液中浸泡5～10min后取出用蒸餾水輕微水洗、干燥；

e、還原：將步驟d得到的材料室溫下在濃度為1％的次亞磷酸鈉水溶液中浸5～10s。

步驟b中的鉻酸濃度為100g/L，濃硫酸濃度為180mL/L。

步驟c中氯化亞錫的濃度為10g/L，濃鹽酸的濃度為40mL/L，錫粒濃度為15～20g/L，浸泡溫度為28～32℃。

步驟d中氯化鈀的濃度為0.3g/L，濃鹽酸的濃度為10mL/L，浸泡溫度為28～32℃。

化學鍍的具體操作為：將經過前處理的碳纖維/氰酸酯樹脂復合材料放入30～50℃的化學鍍液中，浸泡60～90min后取出，用蒸餾水洗凈后干燥。

化學鍍液組成為：1L化學鍍液中含硫酸鎳20～35g、次亞磷酸鈉25～40g、檸檬酸鈉10～25g、氯化銨20～35g，余量為蒸餾水，并且使用氨水調節化學鍍液使其pH值為8.5，化學鍍液的裝載量為0.5～1.43dm²/L。

換槽鍍，與化學鍍的鍍液相同，具體操作方法為：將已經鍍過的碳纖維/氰酸酯樹脂復合材料放入30～50℃的化學鍍液中，浸泡60～90min后取出，用蒸餾水洗凈后干燥。