一種碳纖維預(yù)制體脈沖電沉積鎳涂層的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維預(yù)制體脈沖電沉積鎳涂層的方法，包括如下步驟：以碳纖維預(yù)制體為陰極，鎳靶為陽極和鎳源，NiSO4為主鹽加少量光亮劑配成電鍍液，反應(yīng)條件為：電流密度0.5～3A/dm2，溫度40～65℃，脈沖電位下反應(yīng)10～60min，即在碳纖維預(yù)制體上沉積一層均勻的鎳涂層。本發(fā)明先用去膠碳纖維預(yù)制成形后通過脈沖電流沉積鎳涂層，設(shè)備簡單，操作方便，成本低廉，反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物均無毒無害，對環(huán)境友好，用本方法制備得到的鎳涂層致密、均勻、結(jié)合力好，性能優(yōu)異。
【專利說明】一種碳纖維預(yù)制體脈沖電沉積鎳涂層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于表面處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種碳纖維預(yù)制體脈沖電沉積鎳涂層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維是一種常用的復(fù)合材料增強(qiáng)纖維，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱性能(在20000C的高溫惰性氣體環(huán)境中強(qiáng)度不降低)、化學(xué)穩(wěn)定性、電熱傳導(dǎo)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(yīng)用于航空航天、機(jī)械設(shè)備、建材交通、文體醫(yī)療等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展中有著重要的戰(zhàn)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(dǎo)電性能，在新型電磁屏蔽復(fù)合材料的領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。碳纖維可通過編織、針織或編結(jié)等方式制成各種理想形狀的預(yù)制體，滿足復(fù)合材料對增強(qiáng)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(yù)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(yù)制體上沉積均勻涂層成為人們努力嘗試的兩個方向。
[0003]公開(公告)號為102465442A的中國發(fā)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(jī)夾壓，使該溶膠混合物涂覆到碳纖維上；涂覆完成后再經(jīng)過蒸發(fā)、固化等后處理。本發(fā)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(fù)合材料基體間的界面浸潤性和相容性問題。
[0004]公開(公告)號為103014793A的中國發(fā)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(fā)明采用熔鹽電沉積的方法進(jìn)行沉積，不需要大型設(shè)備和貴重材料，成本低廉，操作簡單，且反應(yīng)過程中不需要有害氣體，也不產(chǎn)生有害物質(zhì)，對環(huán)境友好，用本方法制備得到的碳化鈦涂層致密，性能好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)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(yù)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(yù)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(yōu)異的熱穩(wěn)定性、導(dǎo)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(lǐng)域。
[0006]本發(fā)明提供一種碳纖維預(yù)制體脈沖電沉積鎳涂層的方法，包括如下內(nèi)容:以碳纖維預(yù)制體為陰極，鎳靶為陽極和鎳源，NiSO4S主鹽配置成電鍍液并加少量光亮劑，反應(yīng)條件為:電流密度0.5~3A/dm2,溫度40~65°C,脈沖電位下反應(yīng)10~60min,即在碳纖維預(yù)制體上沉積一層均勻的鎳涂層。本發(fā)明采用脈沖電位進(jìn)行光亮鍍鎳電沉積，不需要大型設(shè)備和貴重材料，成本低廉，操作簡單，且反應(yīng)過程中不需要有害氣體，也不產(chǎn)生有害物質(zhì)，對環(huán)境友好。用本方法制備得到的鎳涂層致密、均勻，性能優(yōu)異。
[0007]本發(fā)明提供一種碳纖維預(yù)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:
[0008](I)將去膠處理后的碳纖維束編織成預(yù)定形狀制成碳纖維預(yù)制體；
[0009](2)電鍍液加熱到預(yù)定溫度并保溫，將碳纖維預(yù)制體在電鍍液中充分浸潰10~30min ；
[0010](3)鎳靶作為陽極，碳纖維預(yù)制體作為陰極，脈沖電位下反應(yīng)沉積鎳涂層；
[0011](4)將沉積鎳的碳纖維預(yù)制體取出，用蒸餾水沖洗并干燥。
[0012]本發(fā)明的主要優(yōu)點是:①該方法采用脈沖電位進(jìn)行光亮鍍鎳電沉積，設(shè)備簡單，操作方便，成本低廉；②反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物均無毒無害，對環(huán)境友好用本方法制備得到的鎳涂層致密、均勻、結(jié)合力好，性能優(yōu)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(yù)制體的電、磁、力等多項物理、化學(xué)性能；⑤可以根據(jù)需要設(shè)計不同形狀的預(yù)制體,并通過沉積涂層后增強(qiáng)特定性能制成高性能復(fù)合材料。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。
[0014]實施例1
[0015]將去膠后的碳纖維編織成尺寸為80mmX80mm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80mmX80mm。
[0016](I)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(wěn)定后保持恒溫在45 C ；
[0017](2)將編制好的碳纖維氈在電鍍液中充分浸潰20min，并根據(jù)纖維氈表面積取電流密度0.5A/dm2計算出電鍍電流；
[0018](3)將鎳板和浸潰完全的碳纖維氈相對平行放置并固定，調(diào)整鎳板與氧纖維氈之間距離至10謹(jǐn)；
[0019](4)連接電極,接通脈沖電源,調(diào)節(jié)電流至計算值,反應(yīng)30min ;
[0020](5)切斷電源，取出纖維氈，用蒸餾水沖洗干凈后放入80°C干燥箱中干燥lh。
[0021]實施例2
[0022]將去膠后的碳纖維編織成尺寸為Φ 100mm,高50mm的碳纖維氈并作為陰極，采用純度為99.95%的鎳柱為陽極和鎳源，尺寸為Φ 10mm，高50mm。
[0023](I)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(wěn)定后保持恒溫在50 C ；
[0024](2)將編制好的碳纖維氈在電鍍液中充分浸潰30min，并根據(jù)纖維氈表面積取電流密度3A/dm2計算出電鍍電流；
[0025](3)將鎳柱放置在浸潰完全的碳纖維氈中心位置，連接導(dǎo)線，接通脈沖電源，調(diào)節(jié)電流至計算值，反應(yīng)10min ；
[0026](4)切斷電源，取出纖維氈，用蒸餾水沖洗干凈后放入100°C干燥箱中干燥lh。[0027]上述僅為本發(fā)明的兩個【具體實施方式】，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何形式的簡單修改 、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種碳纖維預(yù)制體脈沖電沉積鎳涂層的方法，其特征在于先用去膠碳纖維預(yù)制成形后通過脈沖電流沉積鎳涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于以碳纖維預(yù)制體為陰極，鎳靶為陽極和鎳源，NiSO4為主鹽加少量光亮劑配置成電鍍液，反應(yīng)條件為:電流密度0.5~3A/dm2，溫度40~65°C,脈沖電位下反應(yīng)10~60min,即在碳纖維預(yù)制體上沉積一層均勻的鎳涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的方法，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(yù)定形狀制成碳纖維預(yù)制體； (2)將電鍍液加熱到預(yù)定溫度并保溫，將碳纖維預(yù)制體在電鍍液中充分浸潰10~30min ； (3)以碳纖維預(yù)制體為陰極，鎳靶為陽極和鎳源，合理安置陰、陽極位置后接通電源，在脈沖電位下反應(yīng)10~60min沉積鎳涂層； (4)將沉積完成后的碳纖維預(yù)制體取出，用蒸餾水沖洗干凈并在50~100°C的干燥箱中干燥I~2h。`
【文檔編號】C25D3/12GK103726087SQ201310203794
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】陳照峰, 聶麗麗 申請人:太倉派歐技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司