[發明專利]連續碳纖維表面高速電沉積金屬的裝置和方法

在審

• 申請號: 202011531436.5
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112725872A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 羅紅林;萬怡灶;王捷;胡劍;楊志偉;張全超
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: C25D19/00
• 分類號: C25D19/00;C25D7/06;C25D5/08;C25D5/54;C25D21/06;C25D21/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種連續碳纖維表面高速電沉積金屬的裝置，該裝置包括退絲架、去膠爐、電鍍裝置、清洗槽、烘干裝置和收卷機，其特征在于，

所述電鍍裝置包括N級串聯布置的電鍍槽，每個電鍍槽均配置有直流電源和循環過濾泵，所述直流電源用于提供恒定的電流，所述循環過濾泵用于過濾鍍液中斷落的碳纖維及雜質，并起到對該電鍍槽內液體攪拌的作用，以提高鍍液中離子的均勻度；

所述電鍍裝置中，前三級電鍍槽的長度分別為0.1～0.2米、0.15～0.25米和0.2～0.3米，自第四級至N級的電鍍槽的長度按照步長為0.2米遞增，同時，每一級電鍍槽的長度≤2米；

該裝置還包括傳動機構，所述傳動機構包括分別安裝在每一級電鍍槽的前端和第N級電鍍槽的后端的軋輥式傳動軸和安裝在每一級電鍍槽內的多個導向輥；所述軋輥式傳動軸由一導電輥和一壓輥構成，所述導電輥為一金屬管；所述導電輥的一端連接有一電極，所述導電輥的另一端連接有管道，所述管道上設有控制閥，所述管道用于提供沖洗碳纖維碎屑的電鍍液；所述導電輥的管壁上均布有多個軸向窄縫，所述軸向窄縫的寬度為0.5～1.0毫米，所述軸向窄縫的長度為10～20毫米；所述導電輥的表面鍍覆有耐蝕性金屬的鍍覆層。

2.根據權利要求1所述連續碳纖維表面高速電沉積金屬的裝置，其特征在于，每一級電鍍槽內所安裝的導向輥的數量為4個，分別安裝在電鍍槽的首末兩端和電鍍槽內的底部。

3.根據權利要求1所述連續碳纖維表面高速電沉積金屬的裝置，其特征在于，所述導電輥和壓輥的軸向與連續碳纖維的走向垂直。

4.根據權利要求1所述連續碳纖維表面高速電沉積金屬的裝置，其特征在于，所述導電輥和壓輥的軸向長度是連續碳纖維絲束直徑的1.5～2.0倍。

5.根據權利要求1所述連續碳纖維表面高速電沉積金屬的裝置，其特征在于，所述導電輥的材質選自于銅、銀和鋁中的一種。

6.根據權利要求1所述連續碳纖維表面高速電沉積金屬的裝置，其特征在于，所述導電輥的鍍覆層的材質選自于鉻和金中的一種。

7.根據權利要求1所述一種連續碳纖維表面高速電沉積金屬的方法，其特征在于，使用如權利要求1所述連續碳纖維表面高速電沉積金屬的裝置，其中，N≥10，并包括以下步驟：

將連續碳纖維經過除膠和清洗后，使其順次進入每一級電鍍槽中進行表面鍍覆，經過第N級表面鍍覆后進行水洗和烘干，鍍層的厚度為0.2～1.2微米；

在上述電鍍過程中，連續碳纖維的行進速度為1～10米/分鐘，采用無級調控；與此同時，在控制閥的調控下，鍍液在自然壓力的條件下從管道流入導電輥的管內，然后從導電輥管壁上的軸向窄縫中噴出，在液壓的作用下，將粘連于導電輥上的細小的短碳纖維絲及時沖洗掉，避免連續碳纖維在行進的連續電鍍過程中對導電輥的纏繞，維持連續碳纖維與導電輥之間的良好導電性能。

8.根據權利要求7所述連續碳纖維表面高速電沉積金屬的方法，其特征在于，所述碳纖維表面鍍層的金屬選自于金、銀、銅、鐵、鎳、鋅、鉻和鈷中的一種。

9.根據權利要求7所述連續碳纖維表面高速電沉積金屬的方法，其特征在于，所述連續碳纖維選自于聚丙烯腈、瀝青和粘膠基碳纖維中的一種，所述連續碳纖維的絲束規格是1k、2k、3k、6k、12k、24k和48k中的一種。