[发明专利]一种SiC纤维连续电镀的装置

说明书

技术领域

本发明涉及SiC纤维，尤其是涉及一种SiC纤维连续电镀的装置。

背景技术

连续纤维增强金属基复合材料是由力学性能优异的连续纤维作为增强体，与金属基体复合而成。与传统的金属材料相比，它具有高的比强度和比模量；与树脂基复合材料相比，它具有优异的耐热性和导电性；与陶瓷基复合材料相比，它具有高韧性和高冲击性能。因此，连续纤维增强金属基复合材料在先进武器、航空航天、核能及电气等领域有着广阔的应用前景。

由日本东北大学Yajima教授开发的先驱体转化法制备的连续碳化硅(SiC)纤维具有轻质、高强、高模、耐高温、抗氧化等优异性能，且与金属在高温下相容性好，不易发生界面反应，因此是高性能金属基复合材料的理想增强纤维。

但SiC纤维与液态金属浸润性差，如按照传统浸润等方法直接制备复合材料，复合后的纤维与基体界面黏结性能差，导致复合材料力学性能差。若在SiC纤维表面预先制备金属涂层则可以有效解决上述问题。如果采用传统的CVD等气相沉积方法来涂层，不仅速度慢，且设备、原料要求高，能耗高，不适合大规模应用；采用化学镀，只能批次生产，镀液只能使用次数极少，浪费严重且产生大量的废液。由先驱体法制备的SiC纤维具有一定的电导率，故可用电镀方法做涂层。但由于SiC电阻大，当有电流通过时，会在其轴向形成大的电位压降。当采用传统的静态电镀方法对SiC纤维进行电镀时，不仅生产效率低下，而且还会由于SiC纤维的电阻效应导致电流在SiC纤维上分布不均匀，进而导致镀层厚度严重不均匀。以上各种制备涂层方法的缺点，制约了连续SiC纤维增强金属基复合材料的应用和发展。

发明内容

本发明的目的是提供结构简单、成本低廉、生产效率高且能保证镀层厚度均匀一致的一种SiC纤维连续电镀的装置。

本发明设有电源设备、导电轮、第1绝缘导轮、第2绝缘导轮、第3绝缘导轮、电镀槽体和收线部件；所述电源设备用于安装各种零部件的支架，所述导电轮固定在支架左上方，所述第1绝缘导轮固定在支架上且位于导电轮正下方；所述第2绝缘导轮安装在支架上且位于第1绝缘导轮右下方；所述第3绝缘导轮固定在支架上且位于第2绝缘导轮水平右侧；所述电镀槽体放置在支架底座上；所述收线部件固定在支架上且位于第3绝缘导轮右上方。

所述导电轮可设有2个导线凹槽；所述第2绝缘导轮和第3绝缘导轮的导线凹槽均部分浸没在镀液中；所述第2绝缘导轮可以水平改变位置以调整浸在镀液中的SiC纤维的长度；所述电镀槽体的内部可放有由4个绝缘螺杆撑起的放置阳极板的槽内绝缘板，电镀槽体的内部侧边可固定一个用于电镀液溢出的挡板；所述收线部件可由速度可调的马达带动绝缘收线轮转动收卷电镀好的纤维。

所述电源设备可采用直流电源，所述直流电源的正极连接金属板，负极连接导电轮；装在盘中的SiC纤维先绕过导电轮的第1个导线凹槽，之后绕过第1绝缘导轮，再绕过导电轮的第2个导线凹槽，绕过导电轮后，SiC纤维再绕过第2绝缘导轮和第3绝缘导轮，最后由收线部件将其卷绕起来。

随着电机带动收卷轮旋转，SiC纤维带动有一定阻力的导电轮旋转，进而在导电轮与收卷轮之间的纤维产生一定的张力。这样，金属离子在SiC纤维表面发生电沉积的同时，收线部件带动SiC纤维在电镀液中均匀缓慢水平移动至离开镀液，连续的电镀保证了电流密度SiC纤维各处在镀液中分布稳定，进而避免了SiC纤维电镀时电阻效应带来的涂层不均的现象，最后在SiC纤维表面获得厚度均匀一致的金属镀层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：使电流在SiC纤维表面分布稳定，消除SiC纤维电镀时因特有的电阻效应导致的镀层厚度不均匀问题；装置结构简单、成本低廉、生产效率高，可用于工业化扩大生产。

附图说明

图1是本发明实施例的总体示意图；

图2是本发明实施例导电轮结构示意图；

图3是本发明实施例绝缘导轮示意图；

图4是本发明实施例收线轮及调速电机结构示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明实施例设有待电镀的SiC纤维1、直流电源2、带有导电轴承14和固定的导电轮3；位于导电轮3正下方的第1绝缘导轮4；位于第1绝缘导轮4右下方的第2绝缘导轮5；位于第2绝缘导轮5水平右侧的第3绝缘导轮6；放置在底部的电镀液槽7；位于第3绝缘导轮6右上方的收线轮12及其驱动电机13。