CN106947989B - 碳纤维表面电镀系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于碳纤维生产设备，特别涉及一种连续性碳纤维表面电镀系统。碳纤维表面电镀系统，包括碳纤维纱架以及碳纤维收卷机，其特征在于：在碳纤维纱架和碳纤维收卷机之间设有电镀处理装置，碳纤维从碳纤维纱架出来穿过电镀处理装置，经过电镀后的碳纤维经碳纤维收卷机收卷，所述的电镀处理装置包括阳极槽和至少一个阴极槽，所述阴极槽内设有阴极石墨板，阳极槽内设有阳极石墨板，阴极石墨板和阳极石墨板分别与电源的负极和正极连接，碳纤维与阴极石墨板之间的距离小于3mm，碳纤维与阳极石墨板之间的距离在50‑100mm之间。在电镀过程中，碳纤维无需经过导辊，减少了碳纤维在电镀过程中存在的摩擦，减少毛丝的产生，提高产品的质量。

Description

碳纤维表面电镀系统
技术领域
本发明属于碳纤维生产设备，特别涉及一种连续性碳纤维表面电镀系统。
背景技术
碳纤维作为一种高新技术材料，在航空航天及民用领域应用非常广泛，被认为是目前最有发展前途的增强纤维，目前世界上90％以上的碳纤维是通过聚丙烯腈原丝生产的。金属化碳纤维不仅具有碳纤维优良的力学性能，还兼具了金属的优良的导电性。一般金属的比电阻远远低于碳纤维的比电阻：碳纤维的比电阻通常是10-2-10-3Ω·cm，金属化碳纤维的电阻是10-5Ω·cm接近大多数金属的比电阻(10-6Ω·cm)，由金属化碳纤维制备的复合材料可显著降低复合材料的比电阻，增强其电磁屏蔽性能或隐身性能。所以金属化的碳纤维可以作为隐形材料用在军用飞机的骨架和蒙皮上，作为耐高温材料用在航天飞机的鼻锥和机翼前沿等高温部件。除此自外表面金属化的碳纤维在小型大容量电容器、磁性薄膜、电子设备的电磁屏蔽膜以及制造各种功能性元器件等方面都具有较广泛的用途。
目前国内外对碳纤维表面金属化的研究颇多，提出了各种各样的处理方法。碳纤维进行表面金属化主要有电镀和化学镀两种方式，由于电镀法具有设备简单、成本低、速度快、可连续生产的特点，是一种应用前景广阔的方法。国内许多研究集中在化学镀方面，对于工业化生产指导作用不大。此外，碳纤维属于脆性材料，在生产和后续使用过程中极易产生毛丝，碳纤维表现电镀不能采用传统的电镀设备，需针对碳纤维性能特点，对传动装置和点解槽进行专门设计，以避免电镀过程产生毛丝，进而影响产品的品质。
发明内容
针对上述技术问题，本发明对电镀装置的结构进行了改进，在电镀过程中，碳纤维无需经过导辊，减少了碳纤维在电镀过程中存在的摩擦，减少毛丝的产生，提高产品的质量。
本发明的技术方案如下：
碳纤维表面电镀系统，包括碳纤维纱架以及碳纤维收卷机，其特征在于：在碳纤维纱架和碳纤维收卷机之间设有电镀处理装置，碳纤维从碳纤维纱架出来穿过电镀处理装置，经过电镀后的碳纤维经碳纤维收卷机收卷，所述的电镀处理装置包括阳极槽和至少一个阴极槽，所述阴极槽内设有阴极石墨板，阳极槽内设有阳极石墨板，阴极石墨板和阳极石墨板分别与电源的正极和负极连接，碳纤维与阴极石墨板之间的距离小于3mm，碳纤维与阳极石墨板之间的距离在50-100mm之间。
进一步的说，所述电镀处理装置包括阳极槽，在阳极槽两侧分别设有阴极槽。
进一步的说，在碳纤维纱架和阴极槽之间设有预处理槽，所述预处理槽包括容纳预处理液的预处理容器，预处理容器内设有电解装置，碳纤维穿过预处理槽，预处理槽盛放有酸性溶液。
进一步的说，所述的电解装置包括电解电源以及与电解电源连接的电解极板，所述的预处理容器内设有绝缘隔板，绝缘隔板位于电解极板之间。
进一步的说，在预处理槽之前设有用于去除碳纤维表面上浆剂的去浆炉。
进一步的说，所述的去浆炉包括箱式的炉体，炉体的左端设有进丝口，右端设有出丝口，炉体的下方设有进气口，上方设有出气口，所述的出气口连接有抽气装置。
进一步的说，所述的所述进丝口和出丝口的炉体上设有气封装置。
进一步的说，在电镀处理装置和碳纤维收卷机之间设有超声波清洗槽。
进一步的说，所述的超声波清洗槽后设有对碳纤维干燥的干燥炉。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明对电镀装置的结构进行了改进，在电镀过程中，碳纤维无需经过导辊，减少了碳纤维在电镀过程中存在的摩擦，减少毛丝的产生，提高产品的质量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为电镀处理装置的结构示意图；
图3为阳极石墨板的结构示意图；
图4为预处理槽的结构示意图；
图5为去浆炉的结构示意图；
图中1为碳纤维纱架，2为碳纤维，3和11为导辊，4为去浆炉，5为预处理槽，6和8为阴极槽，7为阳极槽，9为超声波清洗槽，10为干燥炉，12为碳纤维收卷机，41为进丝口，42为出气口，43为抽气装置，44为气封装置，45为出丝口，51为预处理容器，52为电解电源，53为电解极板，54为绝缘隔板，61和81为阴极石墨板，71为阳极石墨板，72为电源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，碳纤维表面电镀系统，包括碳纤维纱架1以及碳纤维收卷机12，在碳纤维纱架1和碳纤维收卷机12之间设有电镀处理装置，碳纤维从碳纤维纱架出来穿过电镀处理装置，经过电镀后的碳纤维经碳纤维收卷机收卷，所述的电镀处理装置包括阳极槽7和至少一个阴极槽6，所述阴极槽6内设有阴极石墨板61，阳极槽7内设有阳极石墨板71，阴极石墨板61和阳极石墨板71分别与电源72的正极和负极连接，碳纤维2与阴极石墨板61之间的距离小于3mm，碳纤维2与阴极石墨板之间的距离设定用于保证阴极石墨板与碳纤维之间的导电性，避免出现导电不良造成的电镀不均匀的问题，碳纤维2与阳极石墨板71之间的距离在50-100mm之间，一方面保证了碳纤维与阳极石墨板之间的放电的稳定性，继而也保证了电镀的稳定性和均匀性，距离过小时，可能存在直接导通的情况，无法进行电镀，距离过大时，碳纤维和阳极石墨板之间的电阻过大，无法进行电镀，另一方面，该距离范围内，碳纤维与阳极石墨板之间具有充沛的电镀液，有利于电镀的均匀性和稳定性。
本发明通过对电镀处理装置进行改进，电镀过程中碳纤维穿过电镀处理装置，在运动过程中没有与辊类零件接触，减少碳纤维在运动过程中的摩擦，避免电镀过程中产生毛丝，提高了碳纤维电镀的质量以及电镀完成后成品的质量。
进一步的说，所述电镀处理装置包括阳极槽7，在阳极槽7两侧分别设有阴极槽6和8，本实施例中具有两个阴极槽，且设置在阳极槽7的两侧，即电镀过程中碳纤维的两端同时与电镀电源的负极导通，即能保证阳极石墨板上电压尽可能的均匀分布，有利于电镀的均匀性，又或，本发明中的阳极石墨板71的表面对称设有两个斜面，即阳极石墨板的表面中间高，两侧低，由于阳极石墨板接通电源后，其表面存在压降分布，通过上述结构设计能够降低压降分布对电镀的影响，保证了电镀的均匀性。
进一步的说，在碳纤维纱架和阴极槽之间设有预处理槽5，所述预处理槽包括容纳预处理液的预处理容器51，预处理容器51内设有电解装置，碳纤维穿过预处理槽，预处理槽盛放有酸性溶液，本实施例中通过电解装置将预处理容器中的酸性溶液进行电解，产生含氧活性官能团，然后活动官能团与碳纤维表面结合，这些含氧活性官能团能够提高电镀层与碳纤维表面的结合力，避免电镀层触点翘曲或者脱落的问题，优选的酸性溶液为碳酸铵，碳酸氢铵、硫酸、或者硝酸的任意一种或者混合物。
进一步的说，所述的电解装置包括电解电源52以及与电解电源52连接的电解极板53，所述的预处理容器51内设有绝缘隔板54，绝缘隔板位于电解极板53之间，设置的绝缘隔板用于对两个电解极板之间距离过小可能存在的电解效率差的问题。
进一步的说，在预处理槽之前设有用于去除碳纤维表面上浆剂的去浆炉4，设置的去浆炉通过高温将碳纤维表面的上浆剂彻底去除，所述的去浆炉内充满惰性气体，在惰性气氛下碳纤维不会受到氧化，本实施例中的去浆炉的温度在500-650℃，所述的惰性气体为氨气。
进一步的说，所述的去浆炉包括箱式的炉体41，炉体41的左端设有进丝口41，右端设有出丝口45，炉体的下方设有进气口46，上方设有出气口42，所述的出气口42连接有抽气装置43，在高温环境下，上浆剂会部分分解，分解产物可能又会沉积在碳纤维的表面，沉积物会影响碳纤维表面的质量，继而影响后续的电镀质量，惰性气体从进气口进入去浆炉内，并不断补充，保证去浆炉内的压力的稳定和气体环境的稳定，设置的抽气装置为常用的负压抽取设备，如风机、真空发生器等，抽气设备能够快速的降低上浆剂的分解产物及时的抽走，避免上浆剂的分解产物在碳纤维表面的沉积。
进一步的说，所述的所述进丝口和出丝口的炉体上设有气封装置44，气封装置用于保证炉体内的惰性气氛的稳定性，避免外部的空气进入去浆炉内，避免碳纤维在含氧气氛下氧化而导致性能降低，所述的气封装置为迷宫型密封结构或吹气式密封结构。
进一步的说，在电镀处理装置和碳纤维收卷机之间设有超声波清洗槽，超声波清洗槽利用超声波对残留在碳纤维表面的电镀液进行清洗，保证了碳纤维表面的清洁度。
进一步的说，所述的超声波清洗槽后设有对碳纤维干燥的干燥炉，所述的干燥炉为热风干燥炉。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明对电镀装置的结构进行了改进，在电镀过程中，碳纤维无需经过导辊，减少了碳纤维在电镀过程中存在的摩擦，减少毛丝的产生，提高产品的质量。

Claims (9)

1.碳纤维表面电镀系统，包括碳纤维纱架以及碳纤维收卷机，其特征在于：在碳纤维纱架和碳纤维收卷机之间设有电镀处理装置，碳纤维从碳纤维纱架出来穿过电镀处理装置，经过电镀后的碳纤维经碳纤维收卷机收卷，所述的电镀处理装置包括阳极槽和至少一个阴极槽，所述阴极槽内设有阴极石墨板，阳极槽内设有阳极石墨板，阴极石墨板和阳极石墨板分别与电源的正极和负极连接，碳纤维与阴极石墨板之间的距离小于3mm，碳纤维与阳极石墨板之间的距离在50-100mm之间。
2.根据权利要求1所述的碳纤维表面电镀系统，其特征在于：所述电镀处理装置包括阳极槽，在阳极槽两侧分别设有阴极槽。
3.根据权利要求1所述的碳纤维表面电镀系统，其特征在于：在碳纤维纱架和阴极槽之间设有预处理槽，所述预处理槽包括容纳预处理液的预处理容器，预处理容器内设有电解装置，碳纤维穿过预处理槽，预处理槽盛放有酸性溶液。
4.根据权利要求3所述的碳纤维表面电镀系统，其特征在于：所述的电解装置包括电解电源以及与电解电源连接的电解极板，所述的预处理容器内设有绝缘隔板，绝缘隔板位于电解极板之间。
5.根据权利要求3所述的碳纤维表面电镀系统，其特征在于：在预处理槽之前设有用于去除碳纤维表面上浆剂的去浆炉。
6.根据权利要求5所述的碳纤维表面电镀系统，其特征在于：所述的去浆炉包括箱式的炉体，炉体的左端设有进丝口，右端设有出丝口，炉体的下方设有进气口，上方设有出气口，所述的出气口连接有抽气装置。
7.根据权利要求6所述的碳纤维表面电镀系统，其特征在于：所述的进丝口和出丝口的炉体上设有气封装置。
8.根据权利要求1所述的碳纤维表面电镀系统，其特征在于：在电镀处理装置和碳纤维收卷机之间设有超声波清洗槽。
9.根据权利要求8所述的碳纤维表面电镀系统，其特征在于：所述的超声波清洗槽后设有对碳纤维干燥的干燥炉。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113789628B (zh) * 2021-10-15 2023-08-01 江西省纳米技术研究院 用于纤维展平的弧面辊、纤维展平装置及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2346800Y (zh) * 1998-11-18 1999-11-03 中国科学院金属研究所 一种用于处理连续导电纤维的电化学装置
CN102719869A (zh) * 2012-06-11 2012-10-10 天津大学 多束连续长碳纤维同时电镀金属的装置及其方法
CN103540982A (zh) * 2013-09-22 2014-01-29 广州金发碳纤维新材料发展有限公司 一种碳纤维表面处理设备及表面处理方法与应用
CN103668375A (zh) * 2013-12-24 2014-03-26 梧州三和新材料科技有限公司 导电非金属带材连续镀镍的方法
CN104928738A (zh) * 2015-05-21 2015-09-23 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种碳纤维丝束的连续电镀金属方法及装置
CN206941009U (zh) * 2017-05-12 2018-01-30 中简科技股份有限公司 碳纤维表面电镀装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4904351A (en) * 1982-03-16 1990-02-27 American Cyanamid Company Process for continuously plating fiber

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2346800Y (zh) * 1998-11-18 1999-11-03 中国科学院金属研究所 一种用于处理连续导电纤维的电化学装置
CN102719869A (zh) * 2012-06-11 2012-10-10 天津大学 多束连续长碳纤维同时电镀金属的装置及其方法
CN103540982A (zh) * 2013-09-22 2014-01-29 广州金发碳纤维新材料发展有限公司 一种碳纤维表面处理设备及表面处理方法与应用
CN103668375A (zh) * 2013-12-24 2014-03-26 梧州三和新材料科技有限公司 导电非金属带材连续镀镍的方法
CN104928738A (zh) * 2015-05-21 2015-09-23 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种碳纤维丝束的连续电镀金属方法及装置
CN206941009U (zh) * 2017-05-12 2018-01-30 中简科技股份有限公司 碳纤维表面电镀装置

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