[发明专利]一种碳纤维表面电镀铜工艺

说明书

本发明公开了一种碳纤维表面电镀铜工艺，属于材料处理技术领域，包括如下步骤：（1）除胶处理；（2）气相氧化处理；（3）液相氧化处理；（4）电镀铜处理；（5）还原。本发明使碳纤维束内的每根纤维表面获得了连续均匀的镀层，电阻减小，导电性明显增加，且碳纤维和镀层之间的界面结合良好，镀层犹如一层致密的薄膜紧密包裹在碳纤维上，避免了电镀过程中容易出现的“黑心”和“结块”现象。

技术领域

本发明属于材料处理技术领域，具体涉及一种碳纤维表面电镀铜工艺。

背景技术

碳纤维是60年代以来迅速发展的新型增强材料，具有低密度、低热膨胀系数、高比模量、良好的润滑性等一系列优点，在复合材料领域里有着广泛的应用。碳纤维增强铜基复合材料更是综合了铜的良好导电、导热性及碳纤维的优点。然而铜碳之间既不反映也不润湿，直接复合效果差，因为复合材料的综合性能不仅取决于组成材料，更要解决好碳纤维与铜基体之间的界面结合问题。

目前，为了改善碳纤维与铜基体之间的润湿性，提高界面结合强度，主要采取化学气象沉积、物理气象沉积、电镀、化学镀等方法，其中化学气象沉积法和物理气象沉积法所需设备昂贵、生产周期较长；化学镀法工艺过程复杂、镀层的稳定性不高；电镀法虽然具有操作简单、成本低等特点，但碳纤维毕竟不是良导体，且每束碳纤维含的单丝数量巨大，由于碳丝聚集屏蔽了电场的电力线，电镀过程中很容易出现电镀不均匀、“黑心”和“结块”现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种碳纤维表面电镀铜工艺，以得到电镀均匀、导电性能好、镀层结合力强的镀铜碳纤维，避免了电镀过程中容易出现的“黑心”和“结块”现象。

本发明的技术方案如下：

一种碳纤维表面电镀铜工艺，包括如下步骤：

（1）除胶处理：将碳纤维放入丙酮溶液中浸泡2-3小时，去除碳纤维表面的保护胶。

（2）气相氧化处理：将除胶后的碳纤维放入420℃的马沸炉中氧化处理，时间为15-20小时，然后取出用蒸馏水冲洗干净。

（3）液相氧化处理：将气相氧化处理后的碳纤维放入浓硝酸中浸泡15小时，然后取出清洗干净并干燥。

（4）电镀铜处理：经上述表面除胶和气相-液相联合氧化处理的碳纤维，放入柠檬酸盐电镀溶液中进行电沉积。

（5）还原：以30g/L次亚磷酸钠溶液为还原液，将残留在碳纤维表面除铜以外的其他金属进行还原。

进一步地，所述步骤（1）中，丙酮溶液为6%质量分数的溶液。

进一步地，所述步骤（4）中，柠檬酸盐电镀溶液的配方如下：

硫酸铜 180g/L

硫酸葡萄糖 30－50g/L

磷酸钾柠檬 40－55 g/L

酸氨硫酸盐 65－85 g/L。

本发明具有的有益效果：本发明使碳纤维束内的每根纤维表面获得了连续均匀的镀层，电阻减小，导电性明显增加，且碳纤维和镀层之间的界面结合良好，镀层犹如一层致密的薄膜紧密包裹在碳纤维上，避免了电镀过程中容易出现的“黑心”和“结块”现象。

具体实施方式

下面结合实施例具体说明

实施例1

一种碳纤维表面电镀铜工艺，包括如下步骤：

（1）除胶处理：将碳纤维放入质量分数为6%的丙酮溶液中浸泡2小时，去除碳纤维表面的保护胶。