一种微波下活性屏等离子处理碳纤维成型方法技术

本发明专利技术公开了一种微波下活性屏等离子处理碳纤维成型方法，涉及碳纤维材料技术领域，包括以下步骤：S1、制备碳纤维：用于提高碳纤维表面粘结性能；S2、制备超材料谐振单元：用于提高复合材料的微波吸收性能；S3、制备用于微波固化成型的预浸料树脂体系；S4、制备碳纤维复合材料；S5、验证碳纤维成型效果。该微波下活性屏等离子处理碳纤维成型方法，可有效增强复合材料中碳纤维增强相的微波吸收功能，有利于实现复合材料机械装备的成型与微波吸收功能一体化的设计目标，经过ASPN处理的碳纤维，不仅满足界面粘接牢固的质量要求，更使得占复合材料较大质量比的增强相具备了一定的吸波功能，从而提升了复合材料整体构件的微波吸收效率。从而提升了复合材料整体构件的微波吸收效率。从而提升了复合材料整体构件的微波吸收效率。

【技术实现步骤摘要】
一种微波下活性屏等离子处理碳纤维成型方法


[0001]本专利技术涉及碳纤维材料
，具体为一种微波下活性屏等离子处理碳纤维成型方法。

技术介绍

[0002]活性屏等离子渗氮技术(ASPN,act i ve screen p l asma n itr i d i ng)，是在直流辉光放电等离子技术的基础上根据后放电等离子原理开发成功的。ASPN技术是环境友好的等离子表面技术之一，近年来在提高金属材料的硬度、耐磨性和疲劳强度方面已得到广泛成熟的工业应用。对于非导电高分子材料的表面改性，它虽不如在金属材料表面处理中应用的广泛，也已成功实现对聚丙烯、超高分子量聚乙烯、聚醚醚酮、氮碳膜等几种材料的处理与表征。
[0003]碳纤维在作为结构材料的应用中，因其高导电性特征，对雷达波的反射作用难以忽略。为改善碳纤维构件的电磁防护功能，通常在其表面铺覆吸波层或在其复合材料树脂基体中添加吸波剂，不利于构件减重且增大成型难度。
[0004]现有技术中，对于碳纤维，先前少有人尝试使用等离子进行表面处理，这是因为若直接将碳纤维丝放入等离子中，则其立即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波下活性屏等离子处理碳纤维成型方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备碳纤维：基于ASPN装置对碳纤维进行表面处理，并在碳纤维表面引入多种活性官能团，用于提高碳纤维表面粘结性能；S2、制备超材料谐振单元：设计与碳纤维复合材料匹配优化的谐振单元，优化谐振单元的单元结构尺寸，用于提高碳纤维复合材料的微波吸收性能；S3、制备用于微波固化成型的预浸料树脂体系：预浸料树脂体系在微波辐射器的功率、频率范围内完成固化成型，用于保证粘结界面质量可靠；S4、制备碳纤维复合材料：基于上述步骤将碳纤维制备成复合材料，同时制备用于对比的复合材料；S5、验证碳纤维成型效果：对碳纤维复合材料的固化成型效果进行验证。2.根据权利要求1所述的一种微波下活性屏等离子处理碳纤维成型方法，其特征在于，所述步骤S1中，ASPN装置基于离子渗氮炉内置的活性屏产生辉光放电，进行氮离子处理，得到表面处理后的碳纤维。3.根据权利要求2所述的一种微波下活性屏等离子处理碳纤维成型方法，其特征在于，所述ASPN装置的渗氮处理过程为将碳纤维放置在活性屏的内部，基于离子渗氮炉的主电源和偏压电源将直流负高压接在活性屏上，活性屏产生辉光放电，碳纤维处于电悬浮状态或接
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200V的直流负偏压，使得活性屏内部被加热，通过热辐射将碳纤维加热到渗氮的温度，从活性屏上溅射下来的纳米尺度的粒子沉积在碳纤维的表面，释放出来活性氮原子对碳纤维进行渗氮，即溅射粒子起到渗氮载体的作用。4.根据权利要求2所述的一种微波下活性屏等离子处理碳纤维成型方法，其特征在于，所述氮离子处理的温度为200℃～500℃，时间为60～120分钟，压强为100～200Pa，压强最佳为120Pa。5.根据权利要求2所述的一种微波下活性屏等离子处理碳纤维成型方法，其特征在于，氮离子处理过程为调整等离子对碳纤维的表面处理沉积参数，优化ASPN在碳纤维表面的溅射沉积工艺，改变碳纤维的表面结构、形态、化学活性变化规律，并进行ASPN氛围设计。6.根据权利要求5所述的一种微波下活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐坚，郭繁锐，
申请(专利权)人：深圳臻威新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：