[发明专利]一种碳纤维镀银的方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维镀银的方法，包括：S1：去胶，S2：粗化，S3：中和，S4：干燥，S5：制浆，S6：浸渍，S7：热解，将步骤S5制得的浆液浸渍碳纤维，将经过浸渍涂层处理后的碳纤维置于高温管式炉内进行热解处理。本发明简单，耗时短，使用方便，是一种新型发明，不需要敏化活化，从而节省了贵金属氯化钯，节约能耗且具有环境友好性；所得镀银碳纤维，镀银层与碳纤维结合力强，且镀层均匀致密，可很大程度解决碳纤维与金属的难润湿问题。

技术领域

本发明涉及碳纤维表面改性处理技术领域，特别涉及一种碳纤维镀银的方法。

背景技术

如今，以往的材料已经不能应对科学进步所必需的材料性能。在诸多领域寻找更加先进材料的过程中，科研人员已经对多种材料系统进行了革新，金属基复合材料出现以来，被誉为是近几十年来最优秀的材料之一。由于刚度、强度与重量比、高温性能和硬度组合在一起形成了不同寻常的组合，它们在飞机领域、电子领域和其它领域的应用显著提高。其中，铝合金基复合材料是一种性能优良的金属基复合材料，且由于铝密度小，易于加工生产等特点，其成本低于其他金属。铝合金基复合材料的研究是从上个世纪50年代开始的，铝基体一般利用有碳化硅、氧化铝和铝硅酸盐等作为增强材料。但是近几年来，碳纤维的强度和模量得到了质的提高，且碳纤维具有低成本、高模量、高比强度和比刚度等优点，因此碳纤维被视为一种新型的优异的增强材料。但由于碳纤维的界面问题和铝合金复合制造的问题，碳纤维铝基复合材料还处于初级阶段。

阻止碳纤维与铝合金基体间的反应，同时提高碳纤维的润湿性，以及提高碳纤维和铝基体之间粘结性，是提高铝基复合材料界面润湿性的关键。碳纤维表面镀银是提高纤维增强复合材料性能的关键之一，它既能防止纤维与铝合金发生反应，又能提高它们的润湿性，还可以让界面具有一定的结合力，可以有效地让界面传递载荷，提高复合材料的力学性能。因此，碳纤维增强铝合金基复合材料正在慢慢成为性能更为优异的工程结构材料，和具有特殊性能的功能材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有工艺的现状，提供一种碳纤维镀银的方法，该方法能够在碳纤维表面制备得到厚度均匀且致密的单质银界面层，因而能够改善碳纤维与铝合金的润湿性问题，从而起到界面增强增韧的效果。

一种碳纤维镀银的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：去胶，将待处理的碳纤维放置到丙酮试剂中浸泡，去除碳纤维表面的凝胶层，水洗干净去胶后，再采用氢氧化钠除去碳纤维表面的有机和无机附着物，用水漂洗干净；S2：粗化，将步骤S1处理后的碳纤维进行表面粗化处理，放入浓硝酸中进行酸腐蚀，使碳纤维表面刻蚀呈现沟槽状，取出后用蒸馏水洗涤干净；S3：中和，将步骤S2处理后的碳纤维放置到碱溶液中进行中和，去除残留碳纤维表面的酸性物质，然后将碳纤维清洗至中性；S4：干燥，将步骤S3处理后的碳纤维放入真空干燥箱内干燥处理；S5：制浆，含银浆液制备，用硝酸银、聚丙烯(PP)制备乳液，用于碳纤维浸渍涂层；S6：浸渍，将步骤S4处理后的碳纤维固定在支架上，放入将步骤S5处理后的含银浆液中；S7：热解，将步骤S6处理后的碳纤维，将经过浸渍涂层处理后的碳纤维置于高温管式炉内进行热解处理。

优选地，所述的步骤S1中，所述丙酮浸泡条件为：碳纤维被丙酮完全浸没，持续时间24h；氢氧化钠清洗条件为：采用40g/L NaOH煮沸15min。

优选地，所述的步骤S2中，所述粗化液：硝酸浓度为65％，浸泡50min，每5min搅拌一次。

优选地，所述的步骤S3中，所述中和碱液为：80g/L NaOH溶液。

优选地，所述的步骤S4中，所述干燥条件为：60℃干燥24h。

优选地，所述的步骤S5中，所述浆液为配制PP/乳液型，硝酸银质量分数为5％-7％。

优选地，所述的步骤S6中，所述含银浆液为：硝酸H₂O银质量分数为5％的PP/H₂O乳液型浆液，通过多次反复浸渍使浆液均匀地涂覆在纤维表面。