碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，包括以下步骤：将碳纤维环氧树脂复合材料除油后，在60～70℃下浸泡在三氧化铬和硫酸的混合液中30～520s进行粗化，其中，混合液中包括200～300g/L的三氧化铬和100～200mL/L硫酸，硫酸的浓度为96％～98％。将粗化的碳纤维环氧树脂复合材料依次进行敏化、活化和镀制过渡金属层，并在过渡金属层上镀金。上述碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，其中粗化步骤中，选择合适的混合液、粗化时间和粗化温度，使得碳纤维环氧树脂复合材料在较为温和的条件下进行粗化，使得反应可控的同时，保证粗化的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纤维环氧树脂复合材料的制备领域，特别地，涉及一种碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法。
技术介绍
碳纤维环氧树脂复合材料在航天航空、风力发电的领域得到了广泛应用。通常碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法为在碳纤维环氧树脂复合材料的表面镀金。然而现有的镀金方法，镀层与碳纤维环氧树脂复合材料的结合力较差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，以解决金层与碳纤维环氧树脂复合材料的结合力较差的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，包括以下步骤：将碳纤维环氧树脂复合材料除油后，在60～70℃下浸泡在三氧化铬和硫酸的混合液中30～520s进行粗化，其中，混合液中包括200～300g/L的三氧化铬和100～200mL/L硫酸，硫酸的浓度为96～98％。将粗化的碳纤维环氧树脂复合材料依次进行敏化、活化和镀制过渡金属层，并在过渡金属层上镀金。进一步地，粗化的温度为65～67℃。进一步地，粗化的时间为200～340s。进一步地，混合液中包括250/L的三氧化铬和160mL/L硫酸，所述硫酸的浓度为分析纯98％。进一步地，过渡金属层的镍层，镍层的厚度为5～30微米。进一步地，镀镍的方法包括：将活化的碳纤维环氧树脂复合材料在70～80℃和循环过滤的条件下浸泡在镀镍液中5～10分钟，镀镍液包括20～30g/LNiCl2.6H2O、10～30g/LNaH2PO2、30～40g/LNH4Cl、45～60g/L(NH4)3C6H5O7和50～70ml/LNH3.H2O。进一步地，镀镍温度为70～80℃，镀镍的时间为5～10分钟。进一步地，镀镍液包括25g/LNiCl2.6H2O、15g/LNaH2PO2、35g/LNH4Cl、50g/L(NH4)3C6H5O7和60ml/LNH3.H2O。进一步地，金层的镀制方法为：将镀制过渡金属层的碳纤维环氧树脂复合材料在50～70℃、pH4～9的条件下浸泡在镀金液中进行镀金，镀金液包括12～16g/L氰化金钾、15～20g/L柠檬酸铵、1～2g/L柠檬酸和2～4g/L苄醇。进一步地，镀金液包括15g/L氰化金钾、18g/L柠檬酸铵、1.5g/L柠檬酸和3g/L苄醇，镀金时，pH为8，温度为60℃。本专利技术具有以下有益效果：上述碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，在依次经过除油、粗化、敏化、活化和镀制过渡金属层的预处理后进行镀金。其中粗化步骤中，选择合适的混合液、粗化时间和粗化温度，使得碳纤维环氧树脂复合材料在较为温和的条件下进行粗化，使得反应可控的同时，保证粗化的效果。粗化的碳纤维环氧树脂复合材料表面呈现众多纵横交错的蚀坑，增大了镀金时与金层的接触面积，可和金层之间能很好的结合，从而达到提高镀层附着力的目的。上述碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，可有效的提高金层与碳纤维环氧树脂复合材料的结合力。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法的流程图；图2是对比例1的未粗化的碳纤维环氧树脂复合材料的扫描电镜图；图3是实施例1的粗化的碳纤维环氧树脂复合材料的扫描电镜图；图4是实施例2的粗化的碳纤维环氧树脂复合材料的扫描电镜图；图5是实施例3的粗化的碳纤维环氧树脂复合材料的扫描电镜图；图6是实施例4的粗化的碳纤维环氧树脂复合材料的扫描电镜图；图7是实施例5的粗化的碳纤维环氧树脂复合材料的扫描电镜图；图8是实施例6的粗化的碳纤维环氧树脂复合材料的扫描电镜图；图9是实施例1～6的粗化的碳纤维环氧树脂复合材料的金层附着力与粗化时间关系图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参照图1，本专利技术的优选实施例提供了一种碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，包括以下步骤：S100：将碳纤维环氧树脂复合材料除油后，在60～70℃下浸泡在三氧化铬和硫酸的混合液中30～520s进行粗化，其中，混合液中包括200～300g/L的三氧化铬和100～200mL/L硫酸，硫酸的浓度为96～98％。S200：将粗化的碳纤维环氧树脂复合材料依次进行敏化、活化和镀制过渡金属层，并在过渡金属层上镀金。除油、敏化、活化和镀制过渡金属层为碳纤维环氧树脂复合材料镀金处理中较为常规的技术，可采用现有技术中的方法进行处理，也可采用如下的方法进行处理。除油可采用砂纸打磨使得碳纤维露出。经过粗化处理之后需再进行中和处理，中和处理的目的是提高碳纤维环氧树脂复合材料表面的pH值在7.0～8.0之间，再经过还原处理，使其碳纤维环氧树脂复合材料表面的残余六价铬离子还原成三价铬离子，避免对敏化液的污染和破坏。清洗干净后再浸入敏化液中，敏化液由氯化亚锡和盐酸等组成，敏化时间为1～10分钟，15～25℃恒温操作，敏化的作用是在碳纤维环氧树脂复合材料表面形成连续的、稳定的液态膜，便于后续的活化处理。敏化之后应进行蒸馏水清洗，时间不宜过长，放入活化液中，活化液由氯化钯0.1-1.0g/L、盐酸20-50ml/L组成，活化温度控制在15～25℃，温度低活化慢，温度高活化过快，时间控制在3-15分钟，活化之后进行蒸馏水清洗，洗去残余的活化剂。活化的目的是还原出钯微粒，吸附在碳纤维环氧树脂复合材料表面。镀制过渡金属层可使得金层的结合力更强。粗化工艺是至关重要的，其目的是使材料表面达到微观粗糙，改善亲水性能，增大接触面积，提高镀层的附着力。粗化工艺是提高镀层附着力的关键，本实验采用的粗化溶液为CrO3-H2SO4型，混合液中包括200～300g/L的三氧化铬和100～200mL/L硫酸，硫酸的浓度为96～98％。混合液的浓度过低，则所需粗化时间太长且粗化效果不明显，浓度过高，则反应太剧烈，难以控制，易造成粗化过度。上述混合液最佳工作温度为60～70℃，温度过低，则粗化时间太长且粗化效果不明显，温度过高则反应太剧烈，难以控制，易造成粗化过度。粗化时间过长也容易造成粗化过度。粗化过度使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将碳纤维环氧树脂复合材料除油后，在60～70℃下浸泡在三氧化铬和硫酸的混合液中30～520s进行粗化，其中，所述混合液中包括200～300g/L的三氧化铬和100～200mL/L硫酸，所述硫酸的浓度为96～98％；将粗化的碳纤维环氧树脂复合材料依次进行敏化、活化和镀制过渡金属层，并在所述过渡金属层上镀金。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将碳纤维环氧树脂复合材料除油后，在60～70℃下浸泡在三氧化铬和硫酸的混合液中
30～520s进行粗化，其中，所述混合液中包括200～300g/L的三氧化铬和100～200mL/L硫
酸，所述硫酸的浓度为96～98％；
将粗化的碳纤维环氧树脂复合材料依次进行敏化、活化和镀制过渡金属层，并在所
述过渡金属层上镀金。
2.根据权利要求1所述的碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，其特征在于，
所述粗化的温度为65～67℃。
3.根据权利要求1所述的碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，其特征在于，
所述粗化的时间为200～340s。
4.根据权利要求1所述的碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，其特征在于，
所述混合液中包括250/L的三氧化铬和160mL/L硫酸，所述硫酸的浓度为分析纯98％。
5.根据权利要求1所述的碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，其特征在于，
过渡金属层的镍层，所述镍层的厚度为5～30微米。
6.根据权利要求5所述的碳纤维环氧树脂复合材料的表面金属化处理方法，其特征在于，
所述镀镍的方法包括：
将活化的碳纤维环氧树脂复合材料在70～80℃和循环过滤的条件下浸泡在镀镍液中
5～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：司崇岭，黄佐军，李完小，彭国勋，
申请(专利权)人：湖南航天环宇通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43