[发明专利]一种在碳纤维复合材料表面制备铝膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料的表面处理，具体地说是一种在层压结构的碳纤维复合材料表面制备铝膜的方法。

背景技术

随着通讯技术向高频段和大功率方向的发展，由于碳纤维复合材料表面的方阻较高，它的电性能已经无法满足天线反射器的使用要求，所以降低碳纤维复合材料表面的方阻，提高碳纤维复合材料的电性能是当前急需解决的一个难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种在碳纤维复合材料表面制备铝膜的方法，它采用脉冲电弧离子镀膜技术在层压结构的碳纤维复合材料表面制备铝膜，大大改善了碳纤维复合材料表面的电性能，从而满足了该类材料作为天线反射器和在其它结构件上的应用。

实现本发明目的的技术方案是：一种在碳纤维复合材料表面制备铝膜的方法，特点包括下列步骤：

1、用丙酮和无水乙醇分别对工件表面进行化学清洗。

2、将工件固定在电弧离子镀膜设备真空室内的工件转盘上并抽真空，其真空度优于1.0×10^-3Pa。

3、将氩气通入真空室，并保持真空度稳定在3.2×10^-2Pa～4.9×10^-2Pa，叠加-80V～-200V的脉冲偏压，然后开启离子源对工件进行离子束清洗，离子源的工作电压为2.0kV～3.0kV，清洗时间为30min～50min。

4、将真空度控制在1.0×10^-2Pa～4.9×10^-2Pa，开启铝电弧源使工件表面沉积铝膜，铝电弧源的工作电流为45A～80A。

本发明工艺简单，薄膜附着力高，厚度均匀，大大提高了碳纤维复合材料表面的电性能，进一步拓宽了层压结构碳纤维复合材料在天线反射器上的应用，适用于规模生产，实现了碳纤维复合材料结构件复杂表面的金属化需求。

具体实施方式

实施例1

(1)用绸布蘸丙酮将加工好的碳纤维复合材料结构工件表面进行化学清洗，擦洗2遍后，再用绸布蘸无水乙醇进行表面脱水处理。

(2)将工件固定在电弧离子镀膜设备真空室内的工件转盘上并抽真空，其真空度优于1.0×10^-3Pa。

(3)将氩气通入真空室，并保持真空度稳定在3.2×10^-2Pa～4.9×10^-2Pa，叠加-200V的脉冲偏压，打开离子源将碳纤维复合材料结构工件表面进行离子束清洗，离子源的工作电压为3.0kV，工作时间为30min。

(4)将真空度控制在1.0×10^-2Pa，叠加-80V的脉冲偏压，并调节好氩气的流量，然后打开铝电弧源，将铝电弧源的工作电流控制在45A，使碳纤维复合材料结构工件表面沉积铝膜。

实施例2

(1)用绸布蘸丙酮将加工好的碳纤维复合材料板表面进行化学清洗，擦洗3遍后，再用绸布蘸无水乙醇进行表面脱水处理。

(2)将碳纤维复合材料板固定在电弧离子镀膜设备真空室内的工件转盘上并抽真空，其真空度优于1.0×10^-3Pa。

(3)将氩气通入真空室，并保持真空度稳定在3.2×10^-2Pa～4.9×10^-2Pa，叠加-160V的脉冲偏压，打开离子源将碳纤维复合材料板表面进行离子束清洗，离子源的工作电压为2.5kV，工作时间为40min。

(4)将真空度控制在3.7×10^-2Pa，叠加-160V的脉冲偏压，并调节好氩气的流量，然后打开铝电弧源，将铝电弧源的工作电流控制在65A，使碳纤维复合材料板表面沉积铝膜。

实施例3

(1)用绸布蘸丙酮将加工好的碳纤维复合材料板表面进行化学清洗，擦洗3遍后，再用绸布蘸无水乙醇进行表面脱水处理。

(2)将碳纤维复合材料板固定在电弧离子镀膜设备真空室内的工件转盘上并抽真空，其真空度优于1.0×10^-3Pa。

(3)将氩气通入真空室，并保持真空度稳定在3.2×10^-2Pa～4.9×10^-2Pa，叠加-80V的脉冲偏压，打开离子源将碳纤维复合材料板表面进行离子束清洗，离子源的工作电压为2.0kV，工作时间为50min。

(4)将真空度控制在4.9×10^-2Pa，叠加-200V的脉冲偏压，并调节好氩气的流量，然后打开铝电弧源，将铝电弧源的工作电流控制在80A，使碳纤维复合材料板表面沉积铝膜。

本发明采用脉冲电弧离子镀膜技术在层压结构的碳纤维复合材料表面沉积铝膜，使得薄膜附着力高，厚度均匀，实现了碳纤维复合材料结构件复杂表面的金属化需求。