[发明专利]一种碳纤维的表面镀膜方法及其所制备的镀膜碳纤维

说明书

一种碳纤维的表面镀膜方法及其所制备的镀膜碳纤维，所述方法包括碳纤维预处理和碳纤维镀膜，所述碳纤维预处理包括依次对碳纤维进行脱胶、粗化、中和、干燥处理，所述碳纤维预处理还包括对干燥处理后的碳纤维进行热处理；热处理在充满惰性气体的密闭环境中进行，热处理的温度为700℃‑800℃，热处理时间为1.5h‑5h；所述碳纤维镀膜包括在预处理后的碳纤维表面制备钛纳米涂层得到镀钛碳纤维和在镀钛碳纤维表面制备镍钛合金与Fe₃O₄纳米颗粒复合镀层；其中在镀钛碳纤维表面制备镍钛合金与Fe₃O₄纳米颗粒复合镀层采用双频超声模式。本发明镀膜方法制备的镀膜碳纤维与金属材料基体有良好地润湿性，而且具有中高频段和低频段的电磁屏蔽性能，可制备性能优良的磁屏蔽复合材料。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维的表面镀膜方法及其所制备的镀膜碳纤维，属于复合材料技术领域。

背景技术

碳纤维具有高的比强度、高比模量、耐高温、耐烧蚀、耐磨损、等一系列优异性能，是民航客机、直升飞机轻量化、高性能化的主要增强纤维，也开始应用于磁悬浮列车。

碳纤维可作为车体上金属材料的增强纤维，但由于碳纤维的非金属性，使其与金属材料的结合成为该类复合材料发展的瓶颈。因其机械物理结合界面强度较低，承受载荷时往往造成碳纤维的拔出、剥离或脱落，限制了复合材料的性能，为此要制备具有优良物理性能、力学性能的复合材料关键在于改善金属基体与碳纤维之间的润湿性。

而且，磁悬浮列车的动力是电能转换为磁能，在巨大的电磁能量转换过程中，电磁能量发射的辐射会严重影响列车本身的各种控制系统。所以，磁悬浮列车要解决的一个重要问题就是电磁屏蔽问题。现有磁悬浮列车的车体结构主要以铝合金为主，具有一定的电磁屏蔽作用，但对于电磁屏蔽要求高的关键位置，普通合金是无法满足电磁屏蔽要求的。而在制备碳纤维增强的复合材料时，也要考虑电磁屏蔽的问题。

为了促进碳纤维在磁悬浮列车上的应用，现有技术通过各种方法对碳纤维进行表面处理，其中表面金属化是最常用的处理方式。现有技术通常在碳纤维表面涂覆镍或铜等金属，但都无法同时满足作为增强纤维和电磁屏蔽的技术要求。因此，亟需一种既可以使得碳纤维与基体更好的结合，又能增强基体的电磁屏蔽作用的碳纤维表面处理方法。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种碳纤维的表面镀膜方法及其所制备的镀膜碳纤维，该镀膜方法制备的镀膜碳纤维与金属材料基体有良好地润湿性，而且可增强基体电磁屏蔽性能。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种碳纤维的表面镀膜方法，所述方法包括碳纤维预处理和碳纤维镀膜，所述碳纤维预处理包括依次对碳纤维进行脱胶、粗化、中和、干燥处理；

所述碳纤维预处理还包括对干燥处理后的碳纤维进行热处理；热处理在充满惰性气体的密闭环境中进行，热处理温度为700℃-800℃，热处理时间为1.5h-5h，热处理后在惰性气体保护下冷却至室温；

所述碳纤维镀膜包括在预处理后的碳纤维表面制备钛纳米涂层得到镀钛碳纤维和在镀钛碳纤维表面制备镍钛合金与Fe₃O₄纳米颗粒复合镀层；

所述在镀钛碳纤维表面通过复合电镀方法制备镍钛合金和Fe₃O₄纳米颗粒复合镀层的具体操作是：

S21、按照以下成分配置电镀液：