碳纤维表面化学镀预处理工艺研究

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碳纤维表面处理方法的探讨

碳纤维表面处理方法的探讨1 引言碳纤维在混凝土中的分散状态是碳纤维混凝土制备和应用过程中的关键问题，对其导电性能、电一力和力一电等效应具有重要的影响。

国内外学者对碳纤维的分散开展了大量研究工作，美國纽约州立大学布法罗分校的D.D.L.Chung最早采用甲基纤维素（MC）作为分散剂对纤维分散进行改善。

此外，她还提出对碳纤维进行表面改性的两种方法：一种是将碳纤维浸泡在强氧化剂溶液中或在臭氧中处理[1]，在其表面形成具有亲水性的含氧官能团；另一种方法是将碳纤维浸泡在硅烷偶联剂溶液中，在纤维表面形成硅烷涂层而提高亲水性。

孙辉、孙明清等发现在水泥浆体中掺加羧甲基纤维素钠（CMC）和硅灰能显著改善碳纤维的分散性。

王闯等[2]使用甲基纤维素（MC）、羧甲基纤维素钠（CMC）、羟乙基纤维素（HEC）3种常用分散剂后发现分散剂对短碳纤维的分散效果为HEC>CMC>MC。

2 常用表面处理方法2.1 阳极氧化法阳极氧化法，又称为电化学氧化表面处理，是以碳纤维作为电解池的阳极，石墨作为阴极，在电解水的过程中利用阳极生产的“氧”，氧化碳纤维表面的碳及其含氧官能团，将其先氧化成羟基，之后逐步氧化成酮基、羧基和二氧化碳的过程。

阳极氧化法对碳纤维的处理效果不仅与电解质的种类密切相关，并且增加电流密度与延长氧化时间是等效的。

该表面处理方法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进行控制。

通过此方法处理后，使碳纤维表面引入各种功能基团而改善纤维的浸润和黏接等特性，显著增加碳纤维增强复合材料的力学性能。

庄毅等[3]采用碳酸氢铵为电解质，对PAN基碳纤维进行阳极氧化处理后，测试发现复合材料的层间剪切断裂转变为张力断裂，使其ILSS提高了49%。

阳极氧化法的特点是氧化反应缓和，易于控制，处理效果显著，可对氧化程度进行精确控制，目前已得到广泛应用，是目前最具有实用价值的方法之一。

但是处理后残留电解质的洗净和干燥十分繁琐，需要连续的电化学处理设备，对处理后的碳纤维进行充分的水洗、烘干，会增加处理成本。

碳纤维表面化学镀镍的研究进展

采用化学镀镍能改善碳纤维表面的润湿性，提高复合材
料的力学性能。Ｒａｍｓ等［２０］采用化学镀技术在碳纤维表面镀
上一层镍，与铝粉混合加热到６５０～９５０℃成型。研究发现，
在碳纤维与基体的界面形成Ａｌ－Ｎｉ过渡金属，限制了纤维的
２碳纤维化学镀镍的研究进展
碳纤维根据其合成方式和直径不同可分为：有机前驱体碳纤维、气相生长碳纤维（ＶＧＣＦ）、碳纳米管（ＣＮＴｓ）。下面分别介绍上述碳纤维表面化学镀的最新研究成果及其应用前景。
２．１有机前驱体碳纤维
有机前驱体碳纤维是指以含碳量在９０％以上的高强度、高模量、耐高温的纤维作为功能材料，短切碳纤维具有碳纤维所具有的优异物理、化学性能，而且由于短纤维无规排列，性能呈各向同性，在金属中加入碳纤维制成的复合材料大大提高其耐磨性、抗冲击性和耐疲劳性。但碳纤维与基体界面较差的润湿性影响了复合材料的性能，在碳纤维表面化学镀镍恰恰解决了上述问题，改善了耐磨擦、耐腐蚀、力学强
度等性能，扩大了应用领域。通过化学镀沉积一层金属镍，能明显提高碳纤维的电性
能。Ｔｚｅｎｇ［１７，１８］采用化学镀技术在ＰＡＮ基碳纤维表面沉积的Ｎｉ－Ｐ层如图１所示（（ａ）、（ｃ）为原始碳纤维，（ｂ）、（ｄ）为镀镍的碳纤维）。研究了热处理对碳纤维复合镀层电性能的影响。结果表明，镀层是微晶相和无定相的混合体，随着热处理温度的升高，形成Ｎｉ和Ｎｉ３Ｐ两个稳定相，复合镀层的电阻下降，热处理温度超过３００℃以后，电阻反而增加，这与Ｎｉ３Ｐ相形成有关。同时对碳纤维进行石墨化处理发现：镀有Ｎｉ层的碳纤维更容易进行石墨化，镀Ｎｉ的碳纤维经１４００℃热处理的石墨化度比纯碳纤维经过２４００℃热处理的高，Ｎｉ层起催化的作用。

碳纤维表面复合镀镍研究

纤维镀层的 EDS 分析及镀层表面元素含量。可看
82
Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.14
下半月出版
Material & Heat Treatment 材料热处理技术
(a) Ni
Ni
Ni：100 at%
Ni
(b) Ni：72.02 at% P：27.98 at%
通过比较发现，采用高温灼烧法和有机溶剂法相结合，除胶效果更好，能获得良好的镀层。最佳除胶条件为：在空气中 400 ℃灼烧 10 min，然后再在有机溶剂中浸泡 10 min。 2.2 正交试验优化镀镍工艺
通过正交试验，采用综合平衡法对试验结果进行分析，得到优化后的镀镍工艺：
电镀镍配方： NiSO4·6H2O 240 g/L；H3BO3 30g/L；NiCl 70g/L； C12H25NaSO4 0.1 g /L；pH 4～5；时间 7 min；温度为室温；电流密度 0.32 A/dm2；化学镀镍配方：
通过正交实验 L9(33) 分析，可得出，在化学镀液过程中，各组分影响镀层质量及镀液稳定性的主次顺序为：NiSO4·6H2O＞NaH2PO2·H2O＞ C3H6O3。但是 pH 值的高低直接影响镀层质量和溶液稳定性，当 pH 值低时，溶液中的次磷酸盐易水解成正磷酸,镀液变坏；pH 值高于 6，镀层的光亮度范围狭小、色泽暗红、粗糙且不均匀。 2.4 镀层结合力测试
用技术研发项目 (CXY08001(3)) 作者简介:叶根(1985- ),男,陕西榆林人,硕士,研究方向为碳纤维增强
金属基复合材料; 电话:13720724800; E-mail:yeroots228@

碳纤维表面连续电镀镍的研究

剂０．２ｇ／Ｌ十二烷基硫酸钠。碳纤维连续电镀镍后，通过扫描电子显微镜和能谱仪的测试，结果表明：处理后的碳纤维上沉
积了一层连续、致密镍层。
［关键词］碳纤维；表面处理；电镀镍［中图分类号］０６３６［文献标志码］Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１Ｏ０１－４９２６．２０１５．ｒａｃｔ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｎｉｃｋｅｌ－ｐｌａｔｉｎｇｏｎｃａｒｂｏｎｉｆｂｅｒｓｕｆａｒｃｅｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｃｒｂａｏｎｉｆｂｅｒｗａｓｐｒｅ — ｔｒｅａｔｅｄｆｏｌｌｏｗ
ｎｉｃｋｅｌｌａｙｅｒｉｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎｃａｒｂｏｎｉｆｂｅｒｓｕｆｒａｃｅｔｈｏｕｒｇｈｔｈｅｔｅｓｔｆｏＳＥＭｎｄａＥＤＳ．
ｏｒｆ３０ｍｉｎ．Ａｎｄｔｈｅｎ，ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｎｉｃｋｅｌ－ｐｌａｔｉｎｇＷｆｌＳｐｒｏｃｅｅｄｅｄｂｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐＨｖａｌｕｅ．Ｔｈｅｂｅｓｔ

碳纤维表面化学镀铜制备详细流程

碳纤维表面化学镀铜制备详细流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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碳纤维表面镀铜的初步研究

ｃ』＋２２２２Ｃ０— ｕＨｔ＋Ｈ０＋ＨＯ
２２技术参数．
（）１脱胶。脱胶可以采用丙酮、酸浸泡法及硝
空气灼烧法。浸泡法选择质量分数为１０、０％
７％、０、０、０、５的丙酮和硝酸，碳纤５６％５％４％２％将维在溶液中浸泡一定时间，量其质量变化；测空气灼烧法将碳纤维放在马弗炉中，别在４０Ｃ、分０￣６０Ｃ两种温度下灼烧一定时间，０￣然后测量其质量
维普资讯
２００７年第ｌＯ期
产业用纺织品
功能性整理与助剂
谚许表锰扔步匆宓谨铜
季涛史营营练敏芳（南通大学，南通，６０）－２０７－２
摘
要：介绍了碳纤维镀铜的前处理工艺及化学镀、电镀的工艺流程，镀层效果可以纤维直径的变化及电阻变化率等来衡量。测试结果表明，化学镀获得的碳纤维镀层均匀、致密、结合力好。
的一种工艺。电解时将碳纤维作为阴极，液中的镀金属离子在直流电的作用下沉积在碳纤维表面形成致密的金属镀层，种金属沉积的特点是从外电这
源得到电子。碳纤维电镀铜流程为：碳纤维一脱胶一粗化一中和一敏化活化一还原一镀铜一镀铜碳纤维
一
碳纤维的表面镀铜层是以机械嵌合的方式和碳纤维结合在一起的。镀铜时镀液中析出的金属铜首先在碳纤维表面的沟槽内沉积，纤维表面碳的粗糙度在很大程度上影响到镀层与碳纤维的紧

碳纤维表面化学镀Ni-Co-Fe-P工艺研究

原液配方：亚磷酸钠１ｇＬ。次５・一
１４化学镀工艺配方的优化．
为了研究化学镀Ｎ — ｏＦ．ｉ — ｅＰ合金各因素的Ｃ
表３４０Ｃ失重率与灼烧时间的关系０。
交叉影响。定最佳镀覆条件，过参考相关化确通
Ｌ４）交表，取的实验因素和水平见表１考，正（选，
察指标为碳纤维的增重率，层外观及镀液的稳镀
定性。
表１化学镀ＮｉＣｏｅＰ合金正交试验因素和水平选取 — —Ｆ —
从表２可以看出当灼烧温度低于４０Ｃ，０￣时
荡３５ｎ．温。～ｍｉ室
维灼烧后的失重率情况，最佳去胶条件为：０。得４０Ｃ，烧３ｒｉ。实验结果见表２表３灼０ｎａ，。
表２失重率与灼烧温度的关系
其反应原理为：
ｐ２Ｓ２－Ｓ４ｄ＋ｎ＋－ｎ＋ｄ＋－，＋Ｐ
反应生成物Ｓ（Ｈ）１ＳＯ：合，ｎＯＣ与ｎ（Ｈ）结生
成凝胶状物ＳＯＨ）１着于碳纤维表面。ｎ（，附Ｃ
及电化学腐蚀现象，此在施镀前必须采用适宜因
收稿日期：０１０．６２１－６１
１３４敏化．．
１买验

碳纤维金属化镀镍的研究进展

【摘要】本文介绍了碳纤维增强金属基复合材料的应用，阐明了碳纤维镀镍的意义。综述了碳纤维表面预处理的几种常见方法，分析比较
了化学镀，电镀，溶肢一凝胶法，复合镀，化学气相沉积等几种碳纤维镀镍方法以及这些方法的优缺点。【关键词】化学镀；电镀；化学气相沉积
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬａｎｚｈｏｕＧａｒ￣ｓｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ．ｓｅｖｅｒａｌｃｏｍｍｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｓｕ￣ｃｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒａｒｅｓｎｍｍａｒｉｚｅｄ．ｓｅｖｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｐｌａｔｉｎｇ，ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ，ｓｏｌ－ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｌａｔｉｎｇ，ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖｎｔａａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄ

纳米螺旋碳纤维表面化学镀Ni-Co-B涂层研究

维普资讯
纳米螺旋碳纤维表面化学镀Ｎｉ — Ｃ－Ｂ涂层研究Ｏ
４７
纳米螺旋碳纤维表面化学镀Ｎｉ — Ｃｏ — Ｂ涂层研究
ＳｔｕｄｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓＮｉｃｋｅｌ — ｃｏｂａｌｔ－ｂｏｒｏｎＣｏａｔｉｎｇｓｏｎＨｅｌｉｃａｌＣａｒｂｏｎＮａｎｏｆｉｂｅｒｓ
ＳＯ４／（ＣｏＳＯ４＋ＮｉＳＯ４）ｒａｔｉｏ，ｂａｔｈｐＨｏｎｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｒａｔｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｎｉ — Ｃｏ — Ｂａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓｗｅｒｅ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ（ＶＳＭ）．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓａｎｄｕｎｉｆｏｒｍＮｉ — Ｃｏ — Ｂａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｓｃａｎｂｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎｔｈｅｈｅｌｉｃａｌｃａｒｂｏｎｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ．Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅｃｏａｔｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｗａｓｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ．

碳纤维表面镀铜的工艺研究

碳纤维表面镀铜的工艺研究作者：刘备来源：《纺织报告》 2013年第4期刘备（南通大学纺织服装学院，南通226019）摘要：本论文介绍了碳纤维表面镀铜的预处理工艺及化学镀的工艺流程，通过比较确定了较理想的化学镀铜工艺。

结果表明，采用优化后的碳纤维化学镀铜工艺制得的镀铜碳纤维光泽性好，镀层结合力强，导电性能显著提高。

关键词：碳纤维；预处理；化学镀中图分类号：TS102.52+7.2 文献标识码：B1 实验1.1 原料与仪器设备实验所用的是东丽T300（6K）碳纤维，其主要物理一力学性能见表1。

化学试剂：过硫酸铵，氢氧化钠，氯化亚锡，盐酸，硝酸银，氨水，次亚磷酸钠，硫酸铜，酒石酸钾钠，甲醛。

所用化学试剂均为分析纯。

仪器与设备：烘箱，活化炉，电子天平，水浴锅，烧杯，玻璃棒，量筒，滴管1.2 工艺流程由于碳纤维具有表面光滑、疏水性和表面惰性等特点，很难直接镀铜。

因此，在对碳纤维进行表面镀铜之前，必须对其表面进行改性处理。

根据化学镀铜的原理，我们制定了如图1的工艺流程：包括化学法、水蒸气活化法及等离子法预处理。

1.3 实验步骤1.3.1化学法预处理（1）去胶。

碳纤维出厂时外层带有保护胶，在镀铜前需要进行表面脱胶，以提高与碳纤维的结合力。

本实验采用空气灼烧法，将碳纤维束放入烘箱内灼烧去胶。

设置了400℃的灼烧温度，灼烧时间为20min、40min、60min，然后测其重量变化。

（2）粗化。

采用过硫酸铵溶液在碳纤维表面进行刻蚀，使其表面呈现沟槽状，并使碳纤维表面由疏水性变为亲水性，便于后续处理。

分别取10g、15g、20g、25g过硫酸铵与100ml H2O 配成四种浓度的粗化液进行实验。

（3）中和。

采用NaOH溶液进行实验，将采用过硫酸铵粗化后的碳纤维放入10%的NaOH溶液中浸泡一段时间，中和残留在碳纤维表面的过硫酸铵，然后用清洗至中性。

（4）敏化[5]。

使碳纤维表面吸附一层还原性物质，在活化时，活化剂被还原并留在碳纤维表面形成催化晶核。

碳纤维表面处理技术的研究进展新

碳纤维表面处理技术的研究进展摘要：本文主要介绍了碳纤维的特点及碳纤维表面处理常用方法的原理和进展，并详细介绍了纤维表面涂层的方法和复合表面处理方法。

综合各种表面处理技术，了解到复合表面处理将会成为今后研究热点。

关键词：碳纤维表面处理纤维涂层复合处理前言碳纤维是纤维状的碳材料，密度比金属铝低，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性。

既有碳材料“硬”的固有本征，又兼备纺织纤维“柔”的可加工性，是新一代军民两用新材料，广泛应用于航空、航天、交通、体育休闲用品、医疗、机械、纺织等各领域。

碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面发挥着重要作用，对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义[1]。

众所周知，纤维的表面活性在很大程度上取决于其表面的表面能，活性官能团的种类和数量，酸碱交互作用和表面微晶结构等因素。

从表面形态上看，碳纤维的表面有很多孔隙、凹槽、杂质及结晶，这些对复合材料的粘绮陛能有很大影响。

从化学组成来看，碳纤维整体主要是碳、氧、氮、氢等元素，未经表面处理的碳纤维表面羟基、羰基等极性基团的含量较少，不利于其与基体树脂的粘结[2]。

碳纤维的表面性质也受到其制备工艺的影响，A．Fieldly[3]等采用相同的表面处理方法，处理了不同牌号的碳纤维，发现其表面性质有很大差异。

碳纤维的类石墨结构决定了其表面呈化学惰性，不易被基体树脂所浸润以及发生化学发应，与基体树脂的粘结性能较差，表现为CFRP的偏轴强度较低。

因此，要改善CFRP的界面性能，必须改善碳纤维的表面性能。

为了改善碳纤维复合材料的界面粘接性能，必须对碳纤维表面进行处理。

表面处理可起到以下3种作用”。

：第一，防止弱界面层(weak boundary layer)的生成。

作为WBL有：①所吸附的杂质、脱模剂等；②界面层老化时形成的氧化层、水合物层等：③与基体的不充分浸润而所束缚的空气层等。

第二，产生适合于粘接的表面形态，使增强材料表面生成凹凸，通过抛锚效应而提高界面粘接性能．但凹凸过多粘接也不好，所以应作适当调整。

碳纤维表面镀铜的工艺研究

碳纤维表面镀铜的工艺研究
刘备
（南通大学纺织服装学院，南通２２６０１９）
摘要：本论文介绍了碳纤维表面镀铜的预处理工艺及化学镀的工艺流程，通过比较确定了较理想的化学镀铜工艺。结果表明，采用优化后的碳纤维化学镀铜工艺
１０ｇ、１５ｇ、２０ｇ、２５ｇ过硫酸铵与１００ｍｌＨ２Ｏ配成四种浓度的粗化液进行实验。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｐｐｅｒｐｌａｔｉｎｇｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｌａｔｉｎｇ
。
＿＿ ● ● ● ● 一ｓｃＩＥＮｃＥＡＮＤＴＥｃＨＮＯＬＯＧＹ
夔
（２）粗化。采用过硫酸铵溶液在碳纤维表面进行刻蚀，使其表面呈现沟槽状，并使碳纤维表面由疏水性变为亲水性，便于后续处理。分别取
ｔｈａｔ，ｔｈｅｃｏｐｐｅｒｐｌａｔｅｄｃａｒｂｏｎｉｆｂｅｒｈａｖｅａｇｏｏｄｌｕｓｔｅｒ，ａｓｔｒｏｎｇａｄｈｅｓｉｏｎａｎｄａｐｒｅｆｅｃｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｐｐｅｒｐｌａｔｉｎｇｃａｒｂｏｎｉｂｆｅｒｗｈｉｃｈｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．

碳纤维表面电镀铜工艺的研究

采用三种电镀液对表面预氧化处理后的碳纤维法. 本研究过程中发现, 如果单纯采用热空气对碳纤
分别进行电镀铜处理, 三种电镀液的成分如表 1所示: 维进行氧化处理, 当温度低于 400 e 时, 即使较长时
表 1 三种电镀液成分
间加热, 碳纤维表面也没有发生明显变化; 当温度高
编号
成份
分子式
含量 ( g/L)
300
柠檬酸氨 ( NH4 ) 2H C6H 5O 7
20
硫酸铜
C uSO4 # 5H2 O
50
柠檬酸钾
K 3C it
100
3#
酒石酸钾钠 KN aC4H 4O 6
10
硝酸钾
KN O3
12
乳化剂 ( OP- 10)
/
01 4
11213 检测分析采用 PhilipXL30型扫描电子显微镜对各阶段
制. 相对于热空气氧化法, 单一的浓硝酸液相氧化法温和均匀, 浸泡 1小时, 纤维表面仅出现很小的刻蚀. 可见浓硝酸与碳之间的反应轻微, 容易控制, 但耗时太长. 结合两种方法的各自特点, 本试验采用气相 - 液相联合氧化法对碳纤维进行预处理. 图 3为本试验最终氧化处理完的碳纤维表面形貌照片, 碳纤维表面出现了一定的腐蚀纹理及轻微的腐蚀坑, 且经测试力学性能基本保持. 可见联合氧化法使碳纤维综合了两种方法的氧化效果, 增加了表面能, 而且可能引进具有极性或反应性的官能团, 从而有利于增强纤维与镀层之间的结合力.
碳纤维是 60年代以来迅速发展的新型增强材料 [ 1] , 具有低密度、低热膨胀系数、高比模量、良好的自润滑性等一系列优点, 在复合材料领域里有广泛的应用 [ 2] . 碳纤维增强铜基复合材料更是综合了铜的良好导电、导热性及碳纤维的优点, 从而具备良好的传导性、减摩耐磨性、耐电弧烧蚀性和抗熔焊性等一系列优点. 然而碳铜之间既不润湿也不反应, 直接复合效果很差. 因为复合材料的综合性能不仅取决于组成材料, 还受到组分之间界面质量的影响. 因此制备综合性能良好的碳

碳纤维表面化学镀镍工艺的技术分析

碳纤维表面化学镀镍工艺的技术分析碳纤维作为一种全新的高模量和高强度材料，具有与金属镁相当的密度以及良好的导电性能与力学性能，适用于镁基复合材料增强体，可以对复合材料的力学性能进行改善，达到很好的工艺效果。

通常采用碳纤维表面化学镀镍工艺技术，可以借助活化、敏化、粗化等预处理手段，对碳纤维表面的结构与状态加以改变，促进其表面活性的提高。

本文就对碳纤维表面化学镀镍工艺的技术进行分析和探讨。

标签：碳纤维表面；化学镀镍；工艺技术碳纤维具有较强的拉伸模量和抗拉强度、良好的耐热性等，是多种复合材料的增强相，其表面防护层材料的制备工艺及选择方法研究，已经成为复合材料研究的热点问题。

通常基于碳纤维的复合材料具有较小的密度和热膨胀系数、优异的强度和刚性、良好的导电性等，如果复合材料中的碳纤维体积分数达到20%～30%，其体积电阻率会下降10?·cm，而在碳纤维表面镀覆盖金属，可以很好地满足电磁屏蔽及轻质导电等应用要求。

1 实验部分本文在碳纤维表面处理中采用化学镀镍的方式，对镀层性能进行讨论和测试。

首先，原材料。

①碳纤维：σb为3.90GPa，ρ为1.78g/cm3，d为6～8μm，热膨胀系数为-0.41×10-6°C-1（轴向），弹性模量为220GPa。

②化学试剂：氨水、氯化铵、氯化亚锡、次磷酸钠、硫酸镍、柠檬酸钠、盐酸、浓硝酸（65%）、氯化钯。

其次，前处理。

碳纤维表面的状态直接关系到化学镀镍层的质量，即便选用相同的化学镀镍工艺，如果碳纤维表面状态不同，最后获得的镀层性能也会有所不同。

通常化学镀镍工艺具有如下流程：碳纖维表面的粗化—敏化—活化—化学镀镍。

2 正交试验要想达到化学镀镍的最佳工艺条件，设计出正交试验表L16（44），由正交试验中碳纤维化学镀镍层试样可以知道：16个试样的化学镀镍层外观形貌可分为以下几类：①色泽呈暗灰色，试样9～16和5；②色泽层黑色，试样1、3、4、6、7、8；③色泽层亮银白色，试样2。

碳纤维表面加工工艺

碳纤维表面加工工艺一、预处理预处理是碳纤维表面加工的第一步，主要目的是去除碳纤维表面杂质，提高其表面清洁度。

常用的预处理方法包括酸处理、氧化处理、机械研磨等。

酸处理和氧化处理可以去除碳纤维表面的油污和石墨层，提高表面的润湿性和粘结性。

机械研磨则可以通过物理方法使碳纤维表面粗糙化，增加表面的接触面积。

二、涂层处理涂层处理是在碳纤维表面涂覆一层或多层涂层，以提高其耐腐蚀、抗氧化、耐磨等性能。

常用的涂层材料包括树脂、金属、陶瓷等。

涂层处理可以采用喷涂、电镀、化学镀等方法。

喷涂适用于大面积涂覆，电镀和化学镀则适用于小面积或局部涂覆。

涂层处理的碳纤维具有优异的使用性能和较长的使用寿命。

三、编织强化编织强化是通过将碳纤维编织成各种形状和规格的织物，以提高其力学性能和结构稳定性。

碳纤维织物在航空航天、汽车、体育器材等领域得到广泛应用。

编织强化的方法包括机织、针织、编织等，不同的编织方法可以制备出不同结构、不同性能的碳纤维织物。

编织强化可以提高碳纤维的抗拉强度、弹性模量等力学性能，同时还可以提高其耐高温性能和尺寸稳定性。

四、热处理热处理是通过对碳纤维进行高温处理，以提高其力学性能和使用寿命。

热处理可以改变碳纤维内部的晶体结构和化学键合状态，使其更加稳定和致密。

热处理的方法包括高温退火、真空热处理等，温度和时间的选择对碳纤维的性能有很大影响。

经过热处理的碳纤维具有更高的强度和模量，同时还可以提高其抗氧化和耐腐蚀性能。

五、表面改性表面改性是通过对碳纤维表面进行处理，改变其表面化学和物理性质，以提高其与其他材料的相容性和粘结强度。

表面改性的方法包括化学氧化、等离子体处理、辐射接枝等。

化学氧化可以将碳纤维表面的烃基变为羧基或酚羟基等极性基团，提高表面的润湿性和粘结性。

等离子体处理则可以通过引入活性基团或改变表面能级分布，提高表面的反应活性和润湿性。

辐射接枝则可以通过高能辐射引发聚合物单体在碳纤维表面接枝聚合，形成具有特定功能的涂层。

碳纤维表面化学镀预处理工艺研究

碳纤维表面化学镀预处理工艺研究王丽雪;王春艳;于久灏;郭丽丽【摘要】为增加碳纤维的表面反应活性、增强与表面镀层的界面结合强度,对碳纤维进行化学镀前的预处理工艺研究.通过对处理后的碳纤维表面显微形貌的对比分析,对碳纤维预处理工艺中的粗化液成分、粗化处理时间、敏化液成分及活化液成分进行优化.结果表明:当粗化液选用过硫酸铵、粗化时间为40 min、敏化液中氯化亚锡的含量为5 g/L、活化液中硝酸银的含量为200 g/L时,碳纤维表面可形成一层光亮、致密、与基体结合良好的镀层.【期刊名称】《黑龙江工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(031)002【总页数】4页(P49-52)【关键词】碳纤维;粗化;敏化;活化;镀层形貌【作者】王丽雪;王春艳;于久灏;郭丽丽【作者单位】黑龙江工程学院材料与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院材料与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院材料与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150050;锦州锦恒汽车安全系统有限公司,辽宁锦州121007【正文语种】中文【中图分类】TQ342+.74碳纤维由于具有密度小、质量轻、耐腐蚀、比强度高、热膨胀系数低等优点，在军事、能源、航空航天、土木建筑及生物科技等方面被广泛应用。

但未经处理的碳纤维由于其表面光滑、惰性大、反应活性低、与金属界面的浸润性差等缺点，影响了其优越的物理、化学性能的发挥[1-2]。

因此，在利用碳纤维前往往要对其进行表面处理。

采用化学镀或电镀的方法在碳纤维表面镀膜是其常用的表面处理方法之一[3-5]。

在化学镀或电镀之前对碳纤维进行预处理，可以增加纤维表面的活性点，使其表面活性增强，同时还可以改善碳纤维对水的亲和性，从而有利于镀层在纤维表面的沉积，并增加镀层与碳纤维的界面结合强度[6]。

碳纤维前处理过程包括：去胶、除油、粗化、敏化和活化[7]。

冯程[8]等利用体积比为1∶1的浓硝酸和浓硫酸混合液浸泡碳纤维并超声1 h的方法对碳纤维进行粗化，经处理后的碳纤维表面轴向沟槽加深，出现较多明显的凹坑。

碳纤维表面化学镀镍工艺研究

碳纤维表面化学镀镍工艺研究任春兰;张云鹏【摘要】介绍了碳纤维表面化学镀镍的工艺流程,前处理主要包括丙酮清洗、粗化、敏化/活化、还原和分散.观察了碳纤维的表面形貌,测试了镀层的结合力.结果表明,预处理对镀层质量而言非常关键.本工艺得到的镀层均匀、完整,结合力良好.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2010(029)002【总页数】3页(P19-21)【关键词】碳纤维;化学镀镍;结合力;预处理【作者】任春兰;张云鹏【作者单位】西安理工大学材料科学与工程学院,陕西,西安,710048;西安理工大学材料科学与工程学院,陕西,西安,710048【正文语种】中文【中图分类】TQ153碳纤维具有抗拉强度和拉伸模量高、耐热性好等特点，是多种复合材料的增强相[1]。

TZM 合金(即Mo–0.5Ti–0.08Zr–0.02C)是在钼中加入一定量的 Ti和Zr而形成的一种合金，是钼基合金中常用的一种高温合金。

TZM合金具有熔点高、强度大、弹性模量高、线膨胀系数小、蒸气压低、导电导热性好、抗蚀性强以及高温力学性能好等特点，因而在很多领域得到广泛应用[2]。

如果将碳纤维与TZM合金复合，形成碳纤维增强TZM合金基复合材料(Cf/TZM)并用于制作钼粉生产线上的料舟，其性能将更为优异。

但是碳在金属钼中有一定的固溶度，微细碳纤维表面会与钼粉发生界面反应，生成 Mo2C等化合物而受到损伤，进而影响复合材料的力学性能，因此通常需要在碳纤维表面施加一层扩散阻挡层[3]。

由于碳在镍中不溶解，也不存在稳定的C–Ni化合物，因此Ni被广泛用作碳纤维表面防护层材料[4]。

纤维表面金属化大致分为物理方法和化学方法。

物理方法包括溅射法、离子镀膜法、金属粉末喷涂和金属涂覆等；化学法主要包括化学镀和电镀。

其中化学镀具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备、废液排放少、对环境污染小以及成本较低等优点，日益受到人们的关注。

本文采用化学镀方法进行碳纤维表面镀镍的金属化研究。

碳纤维表面化学镀钴-镍合金工艺研究

碳纤维表面化学镀钴-镍合金工艺研究侯鑫;刘贵林;陈慧玉;刘亚青【摘要】采用以硫酸钴和硫酸镍为主盐,柠檬酸钠为配位剂,次磷酸钠为还原剂的镀液,在碳纤维表面化学镀钴-镍合金,得到碳纤维/钴-镍合金复合粒子.研究了次磷酸钠含量、氨水含量和温度对化学镀所得复合粒子的导电性和微观形貌的影响,获得碳纤维化学镀钴-镍合金镀层的最优配方和工艺为:NiSO4·6H2O 15g/L,CoSO4·7H2O 15 g/L,NaH2PO2·H2O 30 g/L,Na3C6H5O7 30g/L,26％(体积分数)NH3·H2O 140 mL/L,温度80℃,时间30 min.在最优工艺条件下所得碳纤维/Co-Ni合金复合粒子的体积电阻率为3.27×10-2 Ω·cm,比未镀碳纤维低1个数量级.碳纤维表面的合金镀层均匀、致密,主要由面心立方结构的Co-Ni合金构成.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2016(035)004【总页数】5页(P174-178)【关键词】碳纤维;钴-镍合金;化学镀;微观形貌;导电性【作者】侯鑫;刘贵林;陈慧玉;刘亚青【作者单位】纳米功能复合材料山西省重点实验室,山西太原030051;山西省高分子复合材料工程技术研究中心,山西太原030051;中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051;纳米功能复合材料山西省重点实验室,山西太原030051;山西省高分子复合材料工程技术研究中心,山西太原030051;中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051;纳米功能复合材料山西省重点实验室,山西太原030051;山西省高分子复合材料工程技术研究中心,山西太原030051;中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051;纳米功能复合材料山西省重点实验室,山西太原030051;山西省高分子复合材料工程技术研究中心,山西太原030051;中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TQ153.2First-author’s address: Shanxi Province Key Laboratory of Functional Nanocomposites， North University of China，Taiyuan 030051， China碳纤维具有比模量高、比强度高、耐辐射、耐高温、密度低、膨胀系数小等优异性能，被广泛应用于航空航天和民用工业领域［1-4］。