[发明专利]一种基于化学镀的碳纤维增强金属基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种基于化学镀的碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，将碳纤维表面进行预处理；

步骤1中碳纤维表面进行预处理的过程如下：将碳纤维置于加热炉中在480～500℃下灼烧30～60min进行热脱脂，再浸入丙酮中浸泡1h，水洗后，置于干燥箱中35～45℃干燥6～8h，再将干燥后的碳纤维置于68wt％浓硝酸中，在90℃下粗化60～90min，用去离子水洗至中性；

步骤2，采用化学镀法在碳纤维表面镀金属铜、镍或铬；

步骤3，称取一定量的金属粉与包覆金属铜、镍或铬的碳纤维在酒桶式混料机中机械混合30～80min；

步骤4，将步骤3混合好的物料装在钢压模具中冷压成型,所选取的压制压力为300～500MPa；

步骤5，将步骤4冷压成型的生坯装在三高石墨模具中进行热压烧结；

步骤5中，热压烧结过程为：在高温气氛保护热压炉中缓慢加热至金属熔点的0.7～0.8倍、同时加压制压力20～30MPa，停留60～90min后随炉冷却，所用的保护气氛为氩气或氮气，气体流量是1～2L/h；

步骤6，将经步骤5烧结后的复合材料放到固体喷砂机中进行表面处理，即得碳纤维增强金属基复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种基于化学镀的碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，采用化学镀法在碳纤维表面镀覆金属铜、镍或铬的具体过程如下：将步骤1处理后的碳纤维先置于由0.1g/L的SnCl₂和40mL/L的HCl组成的敏化液中，敏化5～10min，水洗2min后，再置于含1g/L的PbCl₂和30mL/L的HCl组成的活化液中，活化5～10min，水洗，最后将敏化～活化后的碳纤维置于化学镀镀液中进行化学镀，水洗后置于干燥箱中35～45℃干燥6～8h；在碳纤维表面镀覆金属铜后还需再经过钝化处理。

3.根据权利要求2所述的一种基于化学镀的碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，用于在碳纤维表面镀覆金属铜的化学镀镀液组成为：硫酸铜10～20g/L，酒石酸钾钠20～30g/L，乙二胺四乙酸二钠15～25g/L，甲醛10～15mL/L，亚铁氰化钾10～20mg/L，其化学镀的工艺条件为：温度：45～60℃，时间：10～20min，采用氢氧化钠调节pH值至11.5～12.5。

4.根据权利要求2所述的一种基于化学镀的碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，用于在碳纤维表面镀覆金属镍的化学镀镀液组成为：硫酸镍25～35g/L，柠檬酸钠25～40g/L，次亚磷酸钠20～30g/L，其化学镀的工艺条件为：温度：60～75℃，时间：3～10min，采用氨水调节pH值至7.5-8.5。

5.根据权利要求2所述的一种基于化学镀的碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，用于在碳纤维表面镀金属铬的化学镀镀液组成为：氯化铬10～15g/L，铬酐260～300g/L，乙二胺四乙酸二钠5～10g/L，酒石酸钾钠15～20g/L，氟硅酸200～225mL/L，氢氧化钠10～12g/L，硫脲0.15～0.2mL/L，其化学镀的工艺条件为：温度：45～60℃，时间：30～40min，pH：7.5～8.5。

6.根据权利要求1所述的一种基于化学镀的碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，包覆金属铜、镍或铬的碳纤维的体积占混合物料总体积的1％～50％。

7.根据权利要求1所述的一种基于化学镀的碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中的金属粉为铜粉、铁粉、铝粉或钨粉。

8.根据权利要求1所述的一种基于化学镀的碳纤维增强金属基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤6中，所用的砂粒粒径0.1～0.5mm，冲击速度为1～3m/s。