[发明专利]碳纤维表面连续复合电镀金属和纳米颗粒的装置和方法

权利要求书

1. 一种碳纤维表面连续复合电镀金属和纳米颗粒的装置，其特征在于它主要包括：

长碳纤维束电极：用于电镀的不同线密度的碳纤维；

管式炉：用于对碳纤维进行除胶处理；

直流电源：为不超过30V的电源整流器，提供电流；

过滤泵：用于过滤镀液中断落的碳纤维及大颗粒杂质；

机械传动机构：由无级变速电机提供的传动速度可调的传动机构，用于带动碳纤维束移动；

放线轮：用于纤维传递；

带搅拌的电镀槽：用于盛放电镀溶液，并提供强力搅拌；

循环泵：用于提高碳纤维束的分散程度和提高镀液中离子的均匀度；

搅拌装置：置于镀槽中，用于液体搅拌；

碳纤维两侧的电极：用于提供电镀所需要的目标离子；

中和槽：用于盛装与电镀溶液酸碱度相反的水溶液；

清洗槽：用于对已镀纤维进行清洗；

烘干装置：由温度可控的烘箱构成，用于对电镀完成的纤维束进行烘干；

布线装置：用于纤维传递；

收线轮：用于纤维传递和收集。

2. 一种碳纤维表面连续复合电镀金属和纳米颗粒的装置，其特征在于它主要包括：

长碳纤维束电极：用于电镀的不同线密度的碳纤维；

管式炉：用于对碳纤维进行除胶处理；

直流电源：为不超过30V的电源整流器，提供电流；

过滤泵：用于过滤镀液中断落的碳纤维及大颗粒杂质；

机械传动机构：由无级变速电机提供的传动速度可调的传动机构，用于带动碳纤维束移动；

放线轮：用于纤维传递；

带搅拌的电镀槽：用于盛放电镀溶液，并提供强力搅拌；

循环泵：用于提高碳纤维束的分散程度和提高镀液中离子的均匀度；

搅拌装置：置于镀槽中，用于液体搅拌；

碳纤维两侧的电极：用于提供电镀所需要的目标离子；

中和槽：用于盛装与电镀溶液酸碱度相反的水溶液；

清洗槽：用于对已镀纤维进行清洗；

烘干装置：由温度可控的烘箱构成，用于对电镀完成的纤维束进行烘干；

布线装置：用于纤维传递；

收线轮：用于纤维传递和收集；

带强力搅拌的加厚镀槽：用于增加镀层厚度，并对镀层厚度进行调控；

带强力搅拌的成型镀槽：用于对含铜复合镀层进行钝化，并完成对镀层厚度、表面质量及结构的最后调控。

3. 权利要求1所述的碳纤维表面连续复合电镀金属和纳米颗粒的方法，其特征在于它包括的步骤：

将连续的长碳纤维浸在包括有金属和纳米颗粒的电镀液槽中连续电沉积进行表面镀覆，然后经过水洗槽、中和槽、最后进行水洗、烘干。

4. 按照权利要求3所述的碳纤维表面连续复合电镀金属和纳米颗粒的方法，其特征在于所述的电镀液是酸性硫酸镍溶液，溶液配方范围如下：

硫酸镍    180-250g/L      氯化钠       8-12g/L

H₃BO₃     30-35g/L        无水硫酸钠   20-30g/L

硫酸镁    30-40g/L

pH        5-6

温度      20-35℃。

5. 按照权利要求3所述的碳纤维表面连续复合电镀金属和纳米颗粒的方法，其特征在于所述的纳米颗粒是Fe₃O₄纳米颗粒。

6. 按照权利要求3所述的碳纤维表面连续复合电镀金属和纳米颗粒的方法，其特征在于所述的电镀液中加入0.5-5g/L分散的纳米颗粒。

7. 权利要求2所述的碳纤维表面连续复合电镀金属和纳米颗粒的方法，其特征在于它包括的步骤：

将连续的长碳纤维浸在包括有金属和纳米颗粒的电镀液槽中连续电沉积进行第一级表面镀覆、第二级增厚沉积槽、第三级沉积成型槽，连续三级电沉积进行表面镀覆，然后经过水洗槽、中和槽、最后进行水洗、烘干。