碳纤维表面超声振荡辅助电镀镍涂层工艺及其参数的影响规律

碳纤维增强铝基复合材料具有诸多优良性能,在航空航天以及民用领域有广阔的应用前景。在碳纤维表面电镀镍涂层,可有效改善碳纤维与铝基体的润湿性,并抑制基体对纤维的损伤。镍涂层的质量与改善效果密切相关。通过预氧化处理并结合超声振荡辅助电镀的方法在纤维表面沉积镍涂层,解决碳纤维在电镀过程中因纤维束丝难以分散而出现的"黑心"问题。在此基础上,研究电镀工艺参数对涂层质量的影响规律,并对优化工艺参数后制备的镍涂层与碳纤维的结合强度进行评价。结果表明:使用添加剂可提高镍涂层与碳纤维之间的结合力,当电镀液pH值调整到3~4、电流密度大于0.3 A/dm^2、电镀液温度控制在20~40℃时,所制备的镍涂层均匀致密。

碳纤维表面沉积铜工艺及其参数影响机理

为了改善碳纤维与铝基体的界面润湿性能和抑制基体与纤维的界面反应,需要在碳纤维表面沉积铜界面层。通过对传统电镀装置的改进,采用了超声振荡分散的电镀装置在碳纤维表面沉积了铜界面层,通过对电镀前碳纤维的预处理、电镀液成分的优选调配,解决了碳纤维铜界面层沉积过程中因纤维束丝难以分散而出现的"夹心"问题(束丝内部纤维难以沉积或不能均匀沉积);在此基础上,详细研究了电镀液添加剂、电镀液pH值、电镀时间等工艺参数对铜界面层的微观结构、铜界面层质量的影响机制,为制备碳纤维增强铝基复合材料提供了一定的技术支持。结果表明:使用适当的添加剂(CuCl2,C6H12O6S4Na2,OP-10)能够有效细化铜晶粒,可获得光滑连续且与碳纤维结合力强的铜界面层;pH值过高时,沉积的铜界面层不连续,适宜的pH值为0.8;同时也发现适宜条件下铜界面层厚度与电镀时间近似于正比关系。