碳纤维表面而引入极性基团，从而提高复合材料性能。碳纤维表面氧化状况可以通过改变反应温度、电解质浓度、处理时间和电流密度等条件来进行控制。同其它氧化处理相同，电化学氧化使纤维表面引入各种功能基团从而改善纤维的浸润、粘敷特性及与基体的键合状况，显著增加碳纤维复合材料的力学性能。
[0016]电化学氧化所使用的电解质有硝酸、硫酸、磷酸、醋酸、碳酸铵、氢氧化钠、硝酸钾等。硝酸是最近报道最多的处理用电解质。国内的房宽峻等通过正交实验的方法对碳纤维在酸、碱、盐三类电解质中的电化学氧化进行研究，认为在氧化过程中，电解质种类是影响处理后碳纤维表面酸性官能团的最主要因素，其次是处理时间和电流密度，电解质浓度的影响最不显著。北京化工大学庄毅等研究了碳纤维表面组成与结构的变化及阳极氧化表面处理对碳纤维复合材料层间剪切强度的作用与影响，结果表明:采用碳酸氢铵为电解质表面处理后，其复合材料的层间剪切断裂转变为以张力断裂形式为主，通过适当地增加碳纤维表面的羟基含量，提高活性碳原子数与非活性碳原子数比，可有效地改善碳纤维复合材料的使用性能，使碳纤维层间剪切强度提高49%，层间剪切强度达85.5MPa。北京化工大学的王成忠等对各向同性沥青基碳纤维进行电化学氧化表面处理，分析了碳纤维表面含氧官能团和表面微观形貌的变化过程，实验结果表明:碳纤维经电化学氧化表面处理后，表面含氧官能团明显增加，碳纤维表面的氧化刻蚀首先发生在表面不规则凸起处，作用的结果使碳纤维表面趋于更光滑，继续氧化使碳纤维表面出现规则排列的沟槽。
【发明内容】
[0017]本发明的目的在于提出一种碳纤维表面金属化方法。
[0018]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0019]一种碳纤维表面金属化方法，碳纤维经过前期预处理去胶活化后，采用化学方法在碳纤维表面两次镀镍，形成碳纤维表面防护层材料，包括:碳纤维水洗一一碳纤维加热去胶一一水洗一一碳纤维粗化一一酸洗中和一一碳纤维分散处理一一一次化学镀镍一一二次化学镀镍一一碳纤维水洗一一热风吹干一一质量检验。碳纤维水洗采用去离子水，温度30 40度，水洗时间10 20min，碳纤维加热去I父温度200 250度，粗化米用35%的硝酸溶液，浸泡25min。碳纤维化学镀工艺参数包括300——400g/L硫酸镍，20——30ml/L HF溶液，氯化镍30——50g/L，10——15ml/L次磷酸钠，PH3.0——4.0，温度为40——50度，第一次镀镍时间为2--3min，第二次镀镍时间3--4min。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]一种碳纤维表面金属化方法，碳纤维经过前期预处理去胶活化后，采用化学方法在碳纤维表面两次镀镍，形成碳纤维表面防护层材料，包括:碳纤维水洗一一碳纤维加热去胶一一水洗一一碳纤维粗化一一酸洗中和一一碳纤维分散处理一一一次化学镀镍一一二次化学镀镍一一碳纤维水洗一一热风吹干一一质量检验。碳纤维水洗采用去离子水，温度30度，水洗时间lOmin，碳纤维加热去胶温度200度，粗化采用35%的硝酸溶液，浸泡25min。碳纤维化学镀工艺参数包括300g/L硫酸镍，20ml/L HF溶液，氯化镍30g/L，10ml/L次磷酸钠，PH3.0，温度为40度，第一次镀镍时间为2min，第二次镀镍时间4min。
[0022]实施例2
[0023]一种碳纤维表面金属化方法，碳纤维经过前期预处理去胶活化后，采用化学方法在碳纤维表面两次镀镍，形成碳纤维表面防护层材料，包括:碳纤维粗化一一酸洗中和一一碳纤维分散处理一一一次化学镀镍一一二次化学镀镍一一碳纤维水洗一一热风吹干一一质量检验。碳纤维采用无上浆碳纤维，不需要去胶处理，简化工艺，碳纤维水洗采用去离子7K,温度30度，水洗时间lOmin，粗化采用35%的硝酸溶液，浸泡30min。碳纤维化学镀工艺参数包括400g/L硫酸镍，15ml/L乳酸溶液，氯化镍35g/L，20ml/L次磷酸钠，PH4.0，温度为40度，第一次镀镍时间为3min，第二次镀镍时间3min。
【主权项】
1.一种碳纤维表面金属化方法，其特征在于碳纤维经过前期预处理去胶活化后，采用化学方法在碳纤维表面两次镀镍，形成碳纤维表面防护层材料，包括:碳纤维水洗一一碳纤维加热去胶一一水洗一一碳纤维粗化一一酸洗中和一一碳纤维分散处理一一一次化学镀镍--二次化学镀镍--碳纤维水洗--热风吹干--质量检验。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳纤维水洗采用去离子水，温度30 40度，水洗时间10 20min，碳纤维加热去I父温度200 250度，粗化米用35%的硝酸溶液，浸泡25min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳纤维化学镀工艺参数包括300--400g/L 硫酸银，20--30ml/L HF 溶液，氣化银 30--50g/L，10--15ml/L 次憐酸钠，PH3.0一一4.0，温度为40—一50度，第一次镀镍时间为2—一 3min，第二次镀镍时间3--4min。
【专利摘要】本发明公开了一种碳纤维表面金属化方法，碳纤维经过前期预处理去胶活化后，采用化学方法在碳纤维表面两次镀镍，形成碳纤维表面防护层材料，包括：碳纤维水洗——碳纤维加热去胶——水洗——碳纤维粗化——酸洗中和——碳纤维分散处理——一次化学镀镍——二次化学镀镍——碳纤维水洗——热风吹干——质量检验。碳纤维水洗采用去离子水，温度30——40度，水洗时间10——20min，碳纤维加热去胶温度200——250度，粗化采用35％的硝酸溶液，浸泡25min。碳纤维化学镀工艺参数包括300——400g/L硫酸镍，20——30ml/LHF溶液，氯化镍30——50g/L，10——15ml/L次磷酸钠，PH3.0——4.0，温度为40——50度，第一次镀镍时间为2——3min，第二次镀镍时间3——4min。该发明采用两次电镀工艺，镀镍层质量稳定，与基体的结合力大，表面镀层厚度均匀，能达到300μm。
【IPC分类】D06M11/83, C23C18/36, C23C18/18, D06M101/40
【公开号】CN105200401
【申请号】CN201510715560
【发明人】沈秋
【申请人】无锡桥阳机械制造有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月29日