一种碳纤维表面镀碳化硼的方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维表面镀碳化硼的方法，属于复合材料制备技术领域，本发明专利技术主要是以硼粉和硼酸为硼源，经300℃恒温30分钟、1050℃～1200℃恒温10分钟～360分钟的工序对碳纤维表面渗硼，使碳纤维表面镀上碳化硼膜。本发明专利技术提供了一种工艺简单、镀层均匀的碳纤维表面镀碳化硼层的方法，使得碳纤维在制备铝基复合材料中避免碳纤维氧化、提高碳纤维和铝合金基体的润湿性、减少界面化学反应，提高碳纤维铝基复合材料的性能。本发明专利技术提出的方法采用的生产设备简单，生产原料无毒性，制备环境安全，产物处理简单。

A method of boron carbide plating on carbon fiber surface

The invention discloses a method for coating boron carbide on the surface of carbon fiber, belonging to the technical field of composite material preparation. The invention mainly uses boron powder and boric acid as boron source, boronizes the surface of carbon fiber through the process of 300 \u2103 constant temperature for 30 minutes, 1050 \u2103 ~ 1200 \u2103 constant temperature for 10 minutes ~ 360 minutes, so that the surface of carbon fiber is coated with boron carbide film. The invention provides a method of plating boron carbide layer on the surface of carbon fiber with simple process and uniform coating, which can avoid carbon fiber oxidation, improve the wettability of carbon fiber and aluminum alloy matrix, reduce interface chemical reaction, and improve the performance of carbon fiber aluminum matrix composite. The method adopts simple production equipment, non-toxic production raw materials, safe preparation environment and simple product treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维表面镀碳化硼的方法
本专利技术属于复合材料制备
，具体涉及一种碳纤维表面镀碳化硼的方法。
技术介绍
碳纤维是一种高模量、高强度、低密度、低热膨胀系数的材料，是复合材料的主要增强相。但是，碳纤维作为复合材料的增强体仍存在一些问题，如碳纤维在400℃～700℃时就会遭到氧化失重进而失效，又比如碳纤维与铝合金基体之间产生不润湿现象，又比如碳纤维与金属基体的界面产生过度的化学反应等现象等。这些问题限制了碳纤维作为铝合金复合材料的使用领域。通过对碳纤维进行镀层处理，可以有效的缓解和避免以上问题，常见的镀层有热解碳镀层、金属镀层、陶瓷镀层等。热解碳镀层引入了一层游离的碳，可以保护碳纤维受到金属基体的直接破坏，但是无法保护碳纤维在空气中的氧化。金属镀层主要包括铜、镍、钛、银等，上述金属镀层虽然可以提高碳纤维的抗氧化能力，也可以避免制备过程中界面处的化学反应，但是在高温长时间服役时，表面的镀层与金属基体(如铝合金)将发生扩散，最后导致镀层消失，再次引发铝合金与碳纤维之间界面反应。碳化硼涂层是一种经典的陶瓷镀层。碳化硼涂层在有氧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维表面镀碳化硼的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，且以下步骤按顺序进行：/n步骤一、对碳纤维进行表面活化和除胶处理；/n步骤二、将硼粉、硼酸和碳纤维进行超声分散，混合均匀，得到混合原料；/n步骤三、将步骤二中的混合原料放置到炉体内，调整炉内压力，所述调整炉内压力的方法为以下三种中的任意一种：/n①将炉内压力抽真空至100Pa以下；/n②向炉内充入惰性气体至微正压；/n③先将炉内压力抽真空至50Pa以下,再向所述炉内充入惰性气体至微正压；/n步骤四、保持炉内压力不变，将炉内温度升至300℃并保温30分钟；/n步骤五、保持炉内压力不变，将炉内温度升至1050℃～1200℃并保温10...

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维表面镀碳化硼的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤，且以下步骤按顺序进行：
步骤一、对碳纤维进行表面活化和除胶处理；
步骤二、将硼粉、硼酸和碳纤维进行超声分散，混合均匀，得到混合原料；
步骤三、将步骤二中的混合原料放置到炉体内，调整炉内压力，所述调整炉内压力的方法为以下三种中的任意一种：
①将炉内压力抽真空至100Pa以下；
②向炉内充入惰性气体至微正压；
③先将炉内压力抽真空至50Pa以下,再向所述炉内充入惰性气体至微正压；
步骤四、保持炉内压力不变，将炉内温度升至300℃并保温30分钟；
步骤五、保持炉内压力不变，将炉内温度升至1050℃～1200℃并保温10分钟～360分钟；
步骤六、炉温降到室温后将镀碳化硼的碳纤维与废料分离并清洗，得到表面镀有碳化硼的碳纤维。


2.根据权利要求1所述的一种碳纤维表面镀碳化硼的方法，其特征在于，所述步骤一中对碳纤维进行表面活化和除胶处理的过程如下：将碳纤维置于马弗炉中，在马弗炉中以每分钟5℃至10℃的加热速度加热到400℃并保温0.5小时～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆南，吴金昊，孙友宏，张弛，刘宝昌，高科，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22