[发明专利]一种在碳纤维表面化学镀Ni-Co-W-P合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在碳纤维表面化学镀Ni-Co-W-P合金的方法，属于表面处理领域。

背景技术

碳纤维作为一种新型材料，具有密度小、强度高、导热导电性好、耐磨擦、耐热、耐腐蚀等优点。但是碳纤维具有乱层石墨结构，其表面粗糙度低，活性官能团少，表面能小，润湿性差，这些不利的因素都限制了碳纤维与其他材料的复合。

碳纤维是常用的电磁干扰材料，碳纤维表面金属化，不仅能提高碳纤维的导电性，而且可以提高碳纤维的电磁干扰效能。这种结合了碳纤维质轻和金属导电性好两种优势于一体的复合材料，单位质量材料的电磁屏蔽效能大大提升；这种材料还可通过编制或直接抛撒的方式形成诱饵，保护目标躲过雷达监测，是很好的雷达波干扰材料。

    碳纤维表面金属化的方法主要有：电镀法、化学镀法、置换镀法、金属粉末喷涂法、离子镀膜法以及溅射法等等，以电镀法和化学镀法较为常用。化学镀具有可以获得很多种金属或合金的镀层、镀层成分可调，镀层连续、厚度均匀，设备投资少、成本低等优势，易于批量工业化生产。

由于碳纤维表面活性低，化学镀前往往需要对碳纤维进行敏化活化处理，才能有效施镀，这个过程中往往需要使用氯化亚锡敏化、氯化钯或硝酸银等贵金属盐活化，步骤繁琐，价格昂贵，生产成本高。刘刚，迟庆国等，专利CN102912323A，一种碳纤维表面纳米Co-Fe-B吸波涂层的制备方法；高家诚，任富忠，谭尊，专利CN102226276A，一种碳纤维表面Ni-Cu-P合金镀的方法，碳纤维在化学镀合金前均须经过脱胶、粗化、SnCl₂敏化、PdCl₂活化等过程，工艺复杂，成本高。

目前应用于毫米波干扰材料碳纤维表面镀合金，一般采用分步施镀的方法，即镀一种金属后再镀另一种金属，达到表面引入两种或多种金属的效果。侯伟等.碳纤维织物的镍铜复合镀层及其毫米波RCS特性[J].纺织学报，2008,29(11):12-25. 是在碳纤维表面先镀镍再镀铜，形成镍铜复合镀层，成为有效的毫米波干扰材料。万怡灶，王雷.专利CN102154816A，FeCo合金/CuO双镀层磁性碳纤维的制备方法和应用，是采用电镀手段在碳纤维表面先后镀FeCo合金和Cu镀层，经热氧化形成CuO镀层。也可以采用化学镀，在碳纤维表面一次性得到合金，如专利CN102912323A，在碳纤维表面化学镀纳米Co-Fe-B吸波涂层；CN102226276A，在碳纤维表面镀Ni-Cu-P合金。目前碳纤维表面镀Ni-Co-W-P合金仍采用分步施镀方法，而采用化学镀在碳纤维表面同时镀Ni-Co-W-P合金则未见报道。

发明内容

本发明目的在于解决目前碳纤维化学镀前期敏化、活化步骤操作复杂、成本高等问题，同时一次性在碳纤维表面形成镍、钴、钨、磷的合金镀层，从而提供一种碳纤维表面的化学镀Ni-Co-W-P合金的方法。

本发明采取的技术方案如下：先通过除胶、清洗、氧化等步骤对碳纤维表面处理，在碳纤维表面得到一些含氧活性基团，再通过化学镀的方法，在镀液中吸引带正电的金属离子聚集到纤维表面，通过还原剂还原得到几种金属同时镀覆在碳纤维表面，其具体步骤如下：

第一步：对碳纤维表面进行预处理：对碳纤维除胶、清洗处理后，置于30-40wt%的硝酸中浸泡12-15h，将酸处理后的碳纤维清洗至中性，室温晾干。

第二步：化学镀：将预处理过的碳纤维进行化学镀。

第三步：将第二步得到的镀合金碳纤维清洗、干燥。

第一步中所述的除胶是将碳纤维置于马弗炉中高温灼烧去胶，温度在450±10℃，时间为30min。

第一步中所述的清洗是将灼烧后的碳纤维置于无水酒精中浸泡2h，处理后用水清洗，室温晾干。

第二步所述的化学镀配方为：硫酸镍8-12g/L，硝酸钴8-12g/L，钨酸钠4-6g/L，次亚磷酸钠12-18g/L，酒石酸钾20-24g/L，氯化铵12-18g/L。

第二步所述的化学镀的过程为：将处理后的碳纤维置于镀液中，采用磁力搅拌将其分散，碳纤维浓度为1~2g/L，控制pH值在8-10，反应温度为80-90℃，反应时间为0.5~3h。

第三步所述的镀碳纤维清洗、干燥是指用去离子水清洗，真空干燥。