CN102534627A - 一种SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法 - Google Patents

一种SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法 Download PDF

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郑弃非
赵月红
温军国
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Abstract

本发明涉及一种SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法，采用以下的生产流程：前处理——阳极氧化——表面金属化——发黑处理——成品。采用预除油、碱蚀、出光等方法获得干净的表面；以SiC/Al为阳极，铅板或铝板为阴极，在150～220g/L的硫酸溶液中，溶液中还加入0～8g/L的草酸及0～6g/L的甘油或其它添加剂，以电压12～28V，电流密度0.2～3.0A/dm2，温度0～30℃进行阳极氧化，获得表面氧化物层。再采用常规的方法得到表面的导电层，发黑处理可采用常规的镀黑镍，黑铬等电镀方法。本发明优点是发黑质量优良，表面膜层黑度高，与基体附着紧密，采用的化学品成本低，环保性好，工艺质量稳定。

Description

一种SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法
技术领域
本发明涉及一种SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法，属于金属表面处理技术领域。
背景技术
SiC/Al复合材料，除具有普通铝合金的优良性能之外，还具有超强的硬度和热尺寸稳定性，是航空航天仪器仪表等行业产品较为理想的材料，如仪器的底座平台等。在很多应用场合(用于卫星照相机系统的结构件等)需要对该材料表面进行发黑处理，控制其对光的反射程度。一般要求发黑处理后表面黒度不低于90％。
铝合金表面发黑可采用常规的在金属表面镀黑镍、黑铬等方法。直接在SiC/Al表面进行发黑等表面处理时，一方面由于铝表面易形成天然氧化膜，其电位很负，在镀液中常受浸蚀而置换出被镀金属，影响了镀层的结合力等性能，需采用特殊处理方法提高被镀金属与基体结合力等性能；另一方面由于SiC/Al铝表面存在不导电的SiC，这部分镀不上发黑金属，从而影响了整体表面黑度的进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于获到一种能在SiC/Al表面得到良好质量的发黑处理方法。具体方法是先将复合材料进行常规的前处理，接着在其表面进行阳极氧化，在表面的铝基体部分形成具有一定厚度的氧化物层，氧化物层与原表面的SIC部分一起构成一个不导电表面，然后通过常规的金属化在整个表面形成导电层，再进行各种发黑处理。
为了实现上述目的，采取以下技术方案：
一种SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法，采用以下的生产流程：
前处理——阳极氧化——表面金属化——发黑处理——成品。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的前处理为采用除油、碱蚀、出光方法或其它方法，获得干净的SiC/Al复合材料表面。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的阳极氧化为将前处理后的SiC/Al复合材料为阳极，铅板或铝板为阴极，在阳极氧化溶液中进行阳极氧化，得到SiC/Al复合材料表面氧化膜。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的阳极氧化溶液中含有：150～220g/L的硫酸，0～8g/L的草酸和0～6g/L的甘油或其它添加剂。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的阳极氧化的工艺条件为：电压12～28V，电流密度0.2～3.0A/dm2，温度0～30℃。持续时间视膜厚而定。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的表面金属化为采用敏化、活化、还原或化学镀等方法得到表面的导电层，发黑处理为采用镀黑镍、黑铬等电镀方法。
本发明的优点是：
(1)由于表面SIC部分也镀上发黑金属，整个表面黑度可提高，同时由于发黑镀层主要通过氧化物层与基体联接，得到镀层与复合材料基体的结合力大大提高，持久性能好。经过本发明方法处理的SiC/Al复合材料表面具有良好的表面质量，同时表面膜层黑度高，与基体附着紧密。
(2)本发明发黑质量优良，采用的化学品成本低，环保性好，工艺质量稳定。
具体实施方式
实施例1
1、工艺流程
含碳化硅15％的SiC/Al复合材料，采用下面的发黑处理工艺流程：
前处理——阳极氧化——表面金属化——发黑处理——成品。
2、具体工艺
上述工艺流程中的前处理采用常规的除油、碱蚀、出光方法获得干净的表面；
工艺流程中阳极氧化处理如下：
将前处理后大小为20mm×20mm×3mm的SiC/Al复合材料为阳极，铅板为阴极，在阳极氧化溶液中以一定工艺参数进行阳极氧化，得到SiC/Al表面氧化膜。阳极氧化溶液组成为：硫酸：150g/L，草酸：8g/L，甘油：6g/L。阳极氧化工艺参数为：电压12V，电流密度0.2A/dm2，温度30℃，时间：30min。
表面金属化采用常规的敏化、活化、还原、化学镀得到表面的导电层，发黑处理采用常规的镀黑镍电镀方法。
3、成膜效果
通过上述工艺流程所制表面膜为黑色，色泽均匀，表面光泽；采用划痕法测定膜层与基体结合效果，结合良好，采用光谱仪测试表面吸光率(黑度)。测试结果见表1。
实施例2
1、工艺流程
含碳化硅15％的SiC/Al复合材料，采用下面的发黑处理工艺流程：
前处理——阳极氧化——表面金属化——发黑处理——成品。
2、具体工艺
上述工艺流程中的前处理采用常规的除油、碱蚀、出光方法获得干净的表面；
工艺流程中阳极氧化处理如下：
将前处理后大小为20mm×20mm×3mm的SiC/Al为阳极，铅板为阴极，在阳极氧化溶液中以一定工艺参数进行阳极氧化，得到SiC/Al表面氧化膜。阳极氧化溶液组成为：硫酸220g/L，甘油：3g/L。阳极氧化工艺参数为：电压28V，电流密度3.0A/dm2，温度0℃，时间30min。
表面金属化采用常规的敏化、活化、还原、化学镀得到表面的导电层，发黑处理采用常规的镀黑镍电镀方法。
3、成膜效果
通过上述工艺流程所制表面膜为黑色，色泽均匀，表面光泽；采用划痕法测定膜层与基体结合效果，结合良好，采用光谱仪测试表面吸光率(黑度)。测试结果见表1。
实施例3
1、工艺流程
含碳化硅15％的SiC/Al复合材料，采用下面的发黑处理工艺流程：
前处理——阳极氧化——表面金属化——发黑处理——成品。
2、具体工艺
上述工艺流程中的前处理采用常规的除油、碱蚀、出光方法或其它方法获得干净的表面；
工艺流程中阳极氧化处理如下：
将前处理后大小为20mm×20mm×3mm的SiC/Al为阳极，铅板为阴极，在阳极氧化溶液中以一定工艺参数进行阳极氧化，得到SiC/Al表面氧化膜。阳极氧化溶液组成为：硫酸180g/L，草酸：4g/L。阳极氧化工艺参数为：电压20V，电流密度：2.0A/dm2，温度20℃，时间：30min。
表面金属化采用常规的敏化、活化、还原、化学镀得到表面的导电层，发黑处理采用常规的镀黑镍电镀方法。
3、成膜效果
通过上述工艺流程所制表面膜为黑色，色泽均匀，表面光泽；采用划痕法测定膜层与基体结合效果，结合良好，采用光谱仪测试表面吸光率(黑度)。测试结果见表1。
实施例4
1、工艺流程
含碳化硅15％的SiC/Al复合材料，采用下面的发黑处理工艺流程：
前处理——阳极氧化——表面金属化——发黑处理——成品。
2、具体工艺
上述工艺流程中的前处理采用常规的除油、碱蚀、出光方法获得干净的表面；
工艺流程中阳极氧化处理如下：
将前处理后大小为20mm×20mm×3mm的SiC/Al为阳极，铝板为阴极，在阳极氧化溶液中以一定工艺参数进行阳极氧化，得到SiC/Al表面氧化膜。阳极氧化溶液组成为：硫酸200g/L，草酸2g/L，甘油1g/L。阳极氧化工艺参数为：电压16V，电流密度1A/dm2，温度10℃，时间：30min。
表面金属化采用常规的敏化、活化、还原、化学镀得到表面的导电层，发黑处理采用常规的镀黑镍电镀方法。
3、成膜效果
通过上述工艺流程所制表面膜为黑色，色泽均匀，表面光泽；采用划痕法测定膜层与基体结合效果，结合良好，采用光谱仪测试表面吸光率(黑度)。测试结果见表1。
表1、实施例1-4经过发黑处理的SiC/Al复合材料表面的测试结果
  实施例   颜色   结合力   黑度(％)
  1   黑色   330   92
  2   黑色   350   97
  3   黑色   278   90
  4   黑色   382   96
本发明优点是发黑质量优良，表面膜层黑度高，与基体附着紧密，采用的化学品成本低，环保性好，工艺质量稳定。
以上具体实施方式，是对本发明所做的详细说明。注意这些实施方式并非用以限定本发明，对于本领域的熟练技术人员，在不背离本发明情况下所做出的改进和补充，应该视为本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法，采用以下的生产流程：
前处理——阳极氧化——表面金属化——发黑处理——成品。
2.根据权利要求1所述的SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法，其特征在于：所述的前处理为采用除油、碱蚀、出光方法，获得干净的SiC/Al复合材料表面。
3.根据权利要求1所述的SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法，其特征在于：所述的阳极氧化为将前处理后的SiC/Al复合材料为阳极，铅板或铝板为阴极，在阳极氧化溶液中进行阳极氧化，得到SiC/Al复合材料表面氧化膜。
4.根据权利要求3所述的SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法，其特征在于：所述的阳极氧化溶液中含有：150～220g/L的硫酸，0～8g/L的草酸和0～6g/L的甘油。
5.根据权利要求3所述的SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法，其特征在于：所述的阳极氧化的工艺条件为：电压12～28V，电流密度0.2～3.0A/dm2，温度0～30℃。
6.根据权利要求1所述的SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法，其特征在于：所述的表面金属化为采用敏化、活化、还原或化学镀方法得到表面的导电层，发黑处理为采用镀黑镍或黑铬电镀方法。
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