CN108486570A - 一种薄壁腔裂缝结构的碳纤维复合材料的表面金属化处理方法 - Google Patents

一种薄壁腔裂缝结构的碳纤维复合材料的表面金属化处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108486570A
CN108486570A CN201810076793.3A CN201810076793A CN108486570A CN 108486570 A CN108486570 A CN 108486570A CN 201810076793 A CN201810076793 A CN 201810076793A CN 108486570 A CN108486570 A CN 108486570A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminium alloy
core model
alloy core
plated
copper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810076793.3A
Other languages
English (en)
Inventor
吴晓霞
薛伟锋
张冲
胡江华
佟文清
韦生文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 38 Research Institute
Original Assignee
CETC 38 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 38 Research Institute filed Critical CETC 38 Research Institute
Priority to CN201810076793.3A priority Critical patent/CN108486570A/zh
Publication of CN108486570A publication Critical patent/CN108486570A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/38—Wires; Tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/48—Electroplating: Baths therefor from solutions of gold

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

本发明涉及一种薄壁腔裂缝结构的碳纤维复合材料的表面金属化处理方法。具体操作如下：制作波导芯模，波导芯模为内嵌式的铝合金芯模、芯模去污除油、碱性除油、酸洗浸蚀、浸锌、无氰镀银、活化、镀铜、镀铜层喷砂处理、复合材料缠绕成型、芯模溶解、获得内腔具的功能性镀层的壁厚20‑55um的碳纤维复合材料波导，其内腔铜镀层的厚度为10‑50um，银/金镀层的厚度为2‑10um。解决了碳纤维材料波导深腔金属化问题，该问题是传统金属化方式无法直接在碳纤维表面形成金属镀层或结构设计复杂,碳纤维缠绕后无法进行脱模处理。

Description

一种薄壁腔裂缝结构的碳纤维复合材料的表面金属化处理 方法
技术领域
本发明属于碳纤维复合材料表面处理技术领域，具体涉及使碳纤维复合材料表面获得功能型金属镀层的处理方法。
技术背景
碳纤维材料具有重量轻,强度大的特点，因此其应用的范围广泛，在军事领域碳纤维材料可以制作雷达天线罩、天线、机箱和无人机等。
目前，碳纤维材料的表面金属化处理主要有二种方式，一是采用常规电镀工艺技术,即直接在其表面电镀所需要功能性镀层；通过一段时间的试验,我们发现碳纤维材料在成型后其表面都会均匀覆盖一层树脂，而树脂材料的不同，对前处理的要求和电镀金属化都有很大的影响；而成形后的碳纤维材料,往往结构都很复杂,深腔结构也使金属化很难实现。二是采用脱模法使碳纤维表面获得所需功能性镀层，具体操作方法是在芯模上电镀一层金属镀层，将碳纤维缠绕成型后，脱去芯模，然后再电镀功能型镀层，这种方法无需考虑树脂的粗化，但针对复杂结构时，很难实现。
发明内容
为了实现复杂腔室结构的碳纤维复合材料的表面金属化，本发明提供一种薄壁腔裂缝结构的碳纤维复合材料的表面金属化处理方法。
一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理的操作步骤如下：
（1）制作波导芯模
（1.1）制作铝合金芯模
按波导的设计要求，制作内嵌式的铝合金芯模，铝合金芯模的表面应无严重划痕、腐蚀等明显缺陷；
（1.2）清洗
用清水超声清洗铝合金芯模，时间10-20分钟；
（1.3）碱性除油
用除油溶液洗净铝合金芯模，再用清水冲洗；
（1.4）酸洗浸蚀
用酸洗溶液洗涤除油的铝合金芯模；
（1.5）浸锌
用浸锌溶液洗涤酸洗浸蚀的铝合金芯模；
（1.6）镀银或镀金
在浸锌的铝合金芯模的表面进行无氰镀银或无氰镀金，得到镀银或镀金的铝合金芯模；
（1.7）镀铜
在镀银的铝合金芯模的表面进行镀铜，得到镀铜的铝合金芯模；
（2）喷砂处理
将镀铜的铝合金芯模进行喷砂处理；
（3）缠绕复合材料成型
在喷砂处理的镀铜的铝合金芯模表面均匀缠绕上树脂型碳纤维复合材料，所述树脂型碳纤维复合材料为TDE86树脂型碳纤维复合材料或JT-2树脂型碳纤维复合材料。在真空状态下加热成型；得到具有铝合金芯模的碳纤维复合材料波导；
（4）溶解铝合金芯模
将具有铝合金芯模的碳纤维复合材料波导浸入氢氧化钠溶液中，并伴随搅拌，腐蚀掉铝合金芯模，得到碳纤维复合材料波导；
（5）清洗烘干
将碳纤维复合材料波导放入稀硫酸溶液中清洗，时间30～50秒，清水冲洗干净，烘干，得到内腔具的功能性镀层的壁厚1-2mm的碳纤维复合材料波导，其内腔铜镀层的厚度为10-30um、银镀层的厚度为5-10um或铜镀层的厚度为30-50um、镀金层厚度为2-5um。
进一步限定的工艺技术方案如下：
步骤（1.2）清洗，用清水超声清洗铝合金芯模，时间10-20分钟；
步骤（1.3）碱性除油，将洗净的铝合金芯模在除油溶液中，温度60～70℃、时间50～70秒，取出清水冲洗；
步骤（1.4）酸洗浸蚀，将除油的铝合金芯模在酸洗溶液中，室温下酸洗10～30秒；
步骤（1.5）浸锌；将酸洗的铝合金芯模在浸锌溶液中，室温下浸洗50～70秒；
步骤（1.6）镀银，在浸锌的铝合金芯模的表面进行无氰镀银；镀银溶液为E-Brite 50/50无氰镀银溶液，pH值8.9～9.4，工艺条件：温度15～21℃、Dk0.3～0.6A/dm2、时间20～60分钟；阳极板为银板，阴极板为待镀铝合金芯模，阳极板和阴极板的面积比≥2:1，通入压缩空气搅拌，得到镀银的铝合金芯模；
步骤（1.7）镀铜，在镀银的铝合金芯模的表面进行镀铜；镀铜溶液为E-Brite Ultra Cu碱铜溶液，pH值 9.4～9.8，工艺条件：温度45～55℃、Dk 0.5～1.5 A/dm2、时间10～30分钟，阳极板为无氧铜板或纯铜板、阴极板为待镀铝合金芯模，通入压缩空气搅拌、；得到镀铜的铝合金芯模；
步骤（1.6）中，在浸锌后的铝合金芯模的表面进行无氰镀金；镀金以柠檬酸金钾为主盐的无氰镀金溶液，pH值4.7～5.2，工艺条件：温度55～70℃、Dk0.2～0.8A/dm2、沉积速度0.5A/dm2时，15分钟沉积厚度为2μm；阳极板为镀铂钛网，阴极板为待镀铝合金芯模，通入压缩空气搅拌，镀金溶液采用循环过滤使用，滤芯2μm以下，滤芯材料为活性炭；得到镀金的铝合金芯模。
步骤（4）中，所述氢氧化钠溶液由氢氧化钠100g/L和水配置而成。
步骤（5）中，所述稀硫酸溶液由浓硫酸50ml/L和水配制而成。
更进一步限定的工艺技术方案如下：
步骤（1.3）中，除油溶液由氢氧化钠30g/L、碳酸钠 50g/L、磷酸钠 30g/L和水而成。
步骤（1.4）中，所述酸洗溶液按体积比由硝酸∶水=1L∶1L配置而成。含硅Si、锰Mn的铝合金材料酸洗时可加入10～20%的氢氟酸。
步骤（1.5）中，所述浸锌溶液由氢氧化钠500g/L、氧化锌100g/L、酒石酸钾钠10g/L、三氯化铁 1g/L、氢氟酸 1mL/L和去离子水配置而成。
步骤（1.6）中，所述镀银溶液通过过滤实现循环使用，滤芯材料为活性炭，滤芯孔径2μm以下。
步骤（1.7）中，所述镀铜溶液通过过滤实现循环使用，滤芯材料为活性炭，滤芯孔径5μm以下。
本发明的有益技术效果体现在以下几个方面：
1.芯模采用铝合金材质，在不影响芯模结构形状及碳纤维成型的条件下开有腐蚀空。
2.采用反镀法使铝合金表面从内到外获得镀银层和镀铜层。镀层的厚度直接影响转移和退芯的效果。因此，采用金相分析法，获得最佳的镀层厚度。
3.金相分析镀层厚度，控制电流及时间。由于电流的分布特性，芯模不同区域的电镀层厚度有不同差别，对比金相分析图片，结合电镀工艺参数数据，最终将电镀功能层平均厚度确定为30-50um。
4.金属镀层转移：铝合金芯模金属化后，在铜层表面进行喷砂处理。目的是提高碳纤维材料与转移铜层间的结合力。
5.镀层之间的结合力要求：（5.1）常规电镀获得的镀层需要与基体有较好的结合力，反镀法电镀获得的镀银层与基体之间则不需要较强的结合力，这就需要将前处理粗化的时间减少，以降低镀银层与基体的结合力（采用划格法测试结合力，根据QJ479中要求，在试件表面用尖刀划成约为1平方毫米的方格并划至露出基体金属，检查交叉处是否起皮脱落）。（5.2）镀铜层与镀银层之间则要保证较好的结合力，以保证在采用转移法将镀层转移至碳纤维表面时不会分层。对镀层按GB12307.2中的3.8条进行热震试验，具体试验条件为：250±10℃，时间30min，然后浸入室温的水中。取出后，在放大8倍下检查，镀层未出现起泡、起皮等缺陷，满足标准要求。（5.3）增加碳纤维与镀铜层的结合力。通过对镀层的喷砂处理，增加表面粗糙度；铺设一层预浸料增加粘合度。
最终需要的结合力大小为：银铜层结合力〉碳纤维与镀铜层结合力〉基体与镀银层。
附图说明
图1为槽钢状波导结构示意图。
图2为管状波导结构示意图。
图3为本发明实施例1铝合金反镀时内导角处获得镀层厚度的金相分析图。
图4为本发明实施例1铝合金反镀时平面区域获得镀层厚度的金相分析图。
图5为本发明实施例1铝合金反镀时外导角处获得镀层厚度的金相分析图。
图6为本发明实施例1铝芯的金属化层铜表面进行喷砂处理后微观图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
本实施例被加工碳纤维复合材料波导呈槽钢状，见图1；具体制作操作步骤如下：
（1）制作波导芯模
（1.1）制作铝合金芯模
按波导的设计要求，制作内嵌式的铝合金芯模，铝合金芯模的表面应无严重划痕、腐蚀等明显缺陷；
（1.2）清洗
用清水超声清洗铝合金芯模，时间10分钟；
（1.3）碱性除油
将洗净的铝合金芯模在除油溶液中，温度60～70℃、除油时间50秒，取出清水冲洗；除油溶液由氢氧化钠30g/L、碳酸钠 50g/L、磷酸钠 30g/L和水而成；
（1.4）酸洗浸蚀
将除油的铝合金芯模在酸洗溶液中，室温下酸洗20秒；酸洗溶液按体积比由硝酸∶水=1L∶1L配置而成。含硅Si、锰Mn的铝合金材料酸洗时可加入10～20%的氢氟酸；
（1.5）浸锌
将酸洗的铝合金芯模在浸锌溶液中，室温下浸洗50秒；浸锌溶液由氢氧化钠500g/L、氧化锌100g/L、酒石酸钾钠10g/L、三氯化铁 1g/L、氢氟酸 1mL/L和去离子水配置而成；
（1.6）镀银
在浸锌后的铝合金芯模的表面进行无氰镀银；镀银溶液为E-Brite 50/50无氰镀银溶液，pH值8.9～9.4，工艺条件：温度15～21℃、Dk0.3～0.6A/dm2、时间20～60分钟；阳极板为银板，阴极板为待镀铝合金芯模，阳极板和阴极板的面积比为2:1；通入压缩空气搅拌，镀银溶液采用循环过滤使用（滤芯2μm以下，滤芯材料为活性炭）；得到镀银的铝合金芯模；
（1.7）镀铜
在镀银后的铝合金芯模的表面进行镀铜；镀铜溶液为E-Brite Ultra Cu碱铜溶液，pH值 9.4～9.8，工艺条件：温度45～55℃、Dk 0.5～1.5 A/dm2、时间10～30分钟；阳极板为无氧铜板或纯铜板、阴极板为待镀铝合金芯模，阳极板和阴极板的面积比为2:1；通入压缩空气搅拌，镀铜溶液采用循环过滤使用（5μm滤芯，滤芯材料为活性炭）；得到镀铜的铝合金芯模。
（2）喷砂处理
将镀铜的铝合金芯模进行喷砂处理，处理后铝合金芯模表面结构见图5。
（3）缠绕复合材料成型
在喷砂处理的镀铜的铝合金芯模表面均匀缠绕上TDE86树脂型碳纤维复合材料，在真空状态下加热成型，具体操作为进行2次恒温加热恒温，分别为 120℃恒温2小时，160℃恒温2小时；得到具有铝合金芯模的碳纤维复合材料波导；成型后，去除铝合金上多余树脂。
（4）溶解铝合金芯模
将具有铝合金芯模的碳纤维复合材料波导浸入氢氧化钠溶液中，并伴随搅拌，腐蚀掉铝合金芯模。氢氧化钠溶液由氢氧化钠100g/L和水配置而成；铝和氢氧化钠的化学反应式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，使铝合金芯模迅速溶解在氢氧化钠溶液中。得到内腔具的功能性金属镀层的碳纤维复合材料波导。
（5）清洗烘干
将碳纤维复合材料波导放入稀硫酸溶液中清洗，稀硫酸溶液由浓硫酸50ml/L和水配制而成，时间30～50秒，清水冲洗干净，烘干，得到内腔具的功能性金属镀层的壁厚15-40um的碳纤维复合材料波导，其内腔铜镀层的厚度为10-30um，银镀层的厚度为5-10um。
图3，图4，图5为电镀镀铜层极限厚度时，获得的不同区域位置金属层厚度值，以保证在实例试验时，图3位置最薄区域的金属镀层值不低于5um，最厚区域不超过50um；平均厚度在10-30um。
图6为喷砂处理后镀铜层表面微观状态，其作用是增加表面粗糙度来提高金属层与碳纤维材料的结合力。
实施例2
本实施例被加工碳纤维复合材料波导呈槽钢状，见图2；具体制作操作步骤如下：
（1）制作波导芯模
（1.1）制作铝合金芯模
按波导的设计要求，制作内嵌式的铝合金芯模，铝合金芯模的表面应无严重划痕、腐蚀等明显缺陷；
（1.2）清洗
用清水超声清洗铝合金芯模，时间20分钟；
（1.3）碱性除油
将洗净的铝合金芯模在除油溶液中，温度60～70℃、除油时间70秒，取出清水冲洗；除油溶液由氢氧化钠30g/L、碳酸钠 50g/L、磷酸钠 30g/L和水而成；
（1.4）酸洗浸蚀
将除油的铝合金芯模在酸洗溶液中，室温下酸洗20秒；酸洗溶液按体积比由硝酸∶水=1L∶1L配置而成。含硅Si、锰Mn的铝合金材料酸洗时可加入10～20%的氢氟酸；
（1.5）浸锌
将酸洗的铝合金芯模在浸锌溶液中，室温下浸洗50秒；浸锌溶液由氢氧化钠500g/L、氧化锌100g/L、酒石酸钾钠10g/L、三氯化铁 1g/L、氢氟酸 1mL/L和去离子水配置而成；
（1.6）镀金
在浸锌后的铝合金芯模的表面进行无氰镀金；镀金以柠檬酸金钾为主盐的无氰镀金溶液，pH值4.7～5.2，工艺条件：温度55～70℃、Dk0.2～0.8A/dm2、沉积速度0.5A/dm2时15分钟厚度约2μm；阳极板为镀铂钛网，阴极板为待镀铝合金芯模，通入压缩空气搅拌，镀金溶液采用循环过滤使用（滤芯2μm以下，滤芯材料为活性炭）；得到镀金的铝合金芯模；
（1.7）镀铜
在镀银后的铝合金芯模的表面进行镀铜；镀铜溶液为E-Brite Ultra Cu碱铜溶液，pH值 9.4～9.8，工艺条件：温度45～55℃、Dk 0.5～1.5 A/dm2、时间10～30分钟；阳极板为无氧铜板或纯铜板、阴极板为待镀铝合金芯模，阳极板和阴极板的面积比为2:1；通入压缩空气搅拌，镀铜溶液采用循环过滤使用（5μm滤芯，滤芯材料为活性炭）；得到镀铜的铝合金芯模。
（2）喷砂处理
将镀铜的铝合金芯模进行喷砂处理，处理后铝合金芯模表面结构见图5。
（3）缠绕复合材料成型
在喷砂处理的镀铜的铝合金芯模表面均匀缠绕上JT-2树脂型碳纤维复合材料，JT-2A和JT-2B两种组分室温状态下24小时自然固化成型，得到具有铝合金芯模的碳纤维复合材料波导；成型后，去除铝合金上多余树脂。
（4）溶解铝合金芯模
将具有铝合金芯模的碳纤维复合材料波导浸入氢氧化钠溶液中，并伴随搅拌，腐蚀掉铝合金芯模。氢氧化钠溶液由氢氧化钠100g/L和水配置而成；铝和氢氧化钠的化学反应式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，使铝合金芯模迅速溶解在氢氧化钠溶液中。得到内腔具的功能性金属镀层的碳纤维复合材料波导。
（5）清洗烘干
将碳纤维复合材料波导放入稀硫酸溶液中清洗，稀硫酸溶液由浓硫酸50ml/L和水配制而成，时间30～50秒，清水冲洗干净，烘干，得到内腔具的功能性金属镀层的壁厚12-50um的碳纤维复合材料波导，其内腔铜镀层的厚度为30-50um，金镀层的厚度为2-5um。

Claims (10)

1.一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理方法，其特征在于操作步骤如下：
（1）制作波导芯模
（1.1）制作铝合金芯模
按波导的设计要求，制作内嵌式的铝合金芯模，铝合金芯模的表面应无严重划痕、腐蚀等明显缺陷；
（1.2）清洗
用清水超声清洗铝合金芯模，时间10-20分钟；
（1.3）碱性除油
用除油溶液洗净铝合金芯模，再用清水冲洗；
（1.4）酸洗浸蚀
用酸洗溶液洗涤除油的铝合金芯模；
（1.5）浸锌
用浸锌溶液洗涤酸洗浸蚀的铝合金芯模；
（1.6）镀银或镀金
在浸锌的铝合金芯模的表面进行无氰镀银或无氰镀金，得到镀银或镀金的铝合金芯模；
（1.7）镀铜
在镀银的铝合金芯模的表面进行镀铜，得到镀铜的铝合金芯模；
（2）喷砂处理
将镀铜的铝合金芯模进行喷砂处理；
（3）缠绕复合材料成型
在喷砂处理的镀铜的铝合金芯模表面均匀缠绕上树脂型碳纤维复合材料，所述树脂型碳纤维复合材料为TDE86树脂型碳纤维复合材料或JT-2树脂型碳纤维复合材料；在真空状态下加热成型；得到具有铝合金芯模的碳纤维复合材料波导；
（4）溶解铝合金芯模
将具有铝合金芯模的碳纤维复合材料波导浸入氢氧化钠溶液中，并伴随搅拌，腐蚀掉铝合金芯模，铝和氢氧化钠的化学反应式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，使铝合金芯模迅速溶解在氢氧化钠溶液中，得到碳纤维复合材料波导；
（5）清洗烘干
将碳纤维复合材料波导放入稀硫酸溶液中清洗，时间30～50秒，清水冲洗干净，烘干，得到内腔具的功能性镀层的壁厚1-2mm的碳纤维复合材料波导，其内腔铜镀层的厚度为10-30um（10-30um）、银镀层的厚度为5-10um或铜镀层的厚度为30-50um、镀金层厚度为2-5um。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理方法，其特征在于：
步骤（1.2）清洗，用清水超声清洗铝合金芯模，时间10-20分钟；
步骤（1.3）碱性除油，将洗净的铝合金芯模在除油溶液中，温度60～70℃、时间50～70秒，取出清水冲洗；
步骤（1.4）酸洗浸蚀，将除油的铝合金芯模在酸洗溶液中，室温下酸洗10～30秒；
步骤（1.5）浸锌；将酸洗的铝合金芯模在浸锌溶液中，室温下浸洗50～70秒；
步骤（1.6）镀银，在浸锌的铝合金芯模的表面进行无氰镀银；镀银溶液为E-Brite 50/50无氰镀银溶液，pH值8.9～9.4，工艺条件：温度15～21℃、Dk0.3～0.6A/dm2、时间20～60分钟；阳极板为银板，阴极板为待镀铝合金芯模，阳极板和阴极板的面积比≥2:1，通入压缩空气搅拌，得到镀银的铝合金芯模；
步骤（1.7）镀铜，在镀银的铝合金芯模的表面进行镀铜；镀铜溶液为E-Brite Ultra Cu碱铜溶液，pH值 9.4～9.8，工艺条件：温度45～55℃、Dk 0.5～1.5 A/dm2、时间10～30分钟，阳极板为无氧铜板或纯铜板、阴极板为待镀铝合金芯模，通入压缩空气搅拌、；得到镀铜的铝合金芯模。
3.根据权利要求2所述的一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理方法，其特征在于：步骤（1.3）中，除油溶液由氢氧化钠30g/L、碳酸钠 50g/L、磷酸钠 30g/L和水而成。
4.根据权利要求2所述的一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理方法，其特征在于：步骤（1.4）中，所述酸洗溶液按体积比由硝酸∶水=1L∶1L配置而成；
含硅Si、锰Mn的铝合金材料酸洗时可加入10～20%的氢氟酸。
5.根据权利要求2所述的一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理方法，其特征在于：步骤（1.5）中，所述浸锌溶液由氢氧化钠500g/L、氧化锌100g/L、酒石酸钾钠10g/L、三氯化铁 1g/L、氢氟酸 1mL/L和去离子水配置而成。
6.根据权利要求2所述的一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理方法，其特征在于：步骤（1.6）中，所述镀银溶液通过过滤实现循环使用，滤芯材料为活性炭，滤芯孔径2μm以下。
7.根据权利要求2所述的一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理方法，其特征在于：步骤（1.7）中，所述镀铜溶液通过过滤实现循环使用，滤芯材料为活性炭，滤芯孔径5μm以下。
8.根据权利要求1所述的一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理方法，其特征在于：步骤（1.6）镀金，在浸锌后的铝合金芯模的表面进行无氰镀金；镀金以柠檬酸金钾为主盐的无氰镀金溶液，pH值4.7～5.2，工艺条件：温度55～70℃、Dk0.2～0.8A/dm2、沉积速度0.5A/dm2时，15分钟沉积厚度为2μm；阳极板为镀铂钛网，阴极板为待镀铝合金芯模，通入压缩空气搅拌，镀金溶液采用循环过滤使用，滤芯2μm以下，滤芯材料为活性炭；得到镀金的铝合金芯模。
9.根据权利要求1所述的一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理方法，其特征在于：步骤（4）中，所述氢氧化钠溶液由氢氧化钠100g/L和水配置而成。
10.根据权利要求1所述的一种薄壁碳纤维复合材料波导内腔表面的金属化处理方法，其特征在于：步骤（5）中，所述稀硫酸溶液由浓硫酸50ml/L和水配制而成。
CN201810076793.3A 2018-01-26 2018-01-26 一种薄壁腔裂缝结构的碳纤维复合材料的表面金属化处理方法 Pending CN108486570A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810076793.3A CN108486570A (zh) 2018-01-26 2018-01-26 一种薄壁腔裂缝结构的碳纤维复合材料的表面金属化处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810076793.3A CN108486570A (zh) 2018-01-26 2018-01-26 一种薄壁腔裂缝结构的碳纤维复合材料的表面金属化处理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108486570A true CN108486570A (zh) 2018-09-04

Family

ID=63343775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810076793.3A Pending CN108486570A (zh) 2018-01-26 2018-01-26 一种薄壁腔裂缝结构的碳纤维复合材料的表面金属化处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108486570A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109501327A (zh) * 2018-10-29 2019-03-22 北京卫星制造厂有限公司 一种碳纤维复合材料管件内表面的过渡层及其制备方法
CN110091130A (zh) * 2019-05-05 2019-08-06 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种磁重联镍线圈靶制造方法
CN111663124A (zh) * 2020-06-11 2020-09-15 大连理工大学 一种在碳化硅表面镀银的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58204603A (ja) * 1982-05-24 1983-11-29 Mitsubishi Electric Corp 導波管の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58204603A (ja) * 1982-05-24 1983-11-29 Mitsubishi Electric Corp 導波管の製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张勤干等: ""碳纤维复合材料波导器件成型技术"", 《宇航材料工艺》 *
编写组: "《电子设备金属腐蚀与防护技术》", 29 February 1988, 中国标准出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109501327A (zh) * 2018-10-29 2019-03-22 北京卫星制造厂有限公司 一种碳纤维复合材料管件内表面的过渡层及其制备方法
CN110091130A (zh) * 2019-05-05 2019-08-06 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种磁重联镍线圈靶制造方法
CN111663124A (zh) * 2020-06-11 2020-09-15 大连理工大学 一种在碳化硅表面镀银的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108486570A (zh) 一种薄壁腔裂缝结构的碳纤维复合材料的表面金属化处理方法
CN103297565B (zh) 一种手机壳体及其制备方法
CN104608317A (zh) 一种金属和树脂的结合体的制备方法及制品
CN100471994C (zh) 镁合金化学镀镍工艺
CN103981513B (zh) 一种在碳纤维表面化学镀镍的方法
CN102080248A (zh) 一种镁合金微弧氧化膜的制备方法
CN105256291A (zh) 一种芳纶镀镍/铜双镀层复合导电纤维的制备方法
CN102534517B (zh) 靶材组件的制作方法
CN105463517A (zh) 波导组件的电铸成型方法
KR101854195B1 (ko) 알루미늄합금의 전기아연도금 처리방법
CN110350288A (zh) 太赫兹空芯矩形波导的批量高效整体制造方法
CN113088966A (zh) 一种镁合金复合涂层及其制备方法
KR101423169B1 (ko) 전자파 차폐막의 제조방법
CN101899693A (zh) 一种在无氧铜基体上局部镀铼的方法
CN103862748B (zh) 一种铝合金与聚苯硫醚热性树脂复合材料及其制备方法
CN111197126B (zh) 一种多孔三元Cu-ZnNi合金材料及其制备方法和应用
CN105887057B (zh) 镁合金的镍磷纳米二氧化硅复合镀层及其镀层的制备方法
CN110846662B (zh) 一种镀铜/石墨烯的镁合金复合材料及其制备方法
CN102877063B (zh) 镁合金表面多层复合防护涂层及其制备方法
US4632734A (en) Process for electrochemically or chemically coating niobium
CN103866299B (zh) 环氧树脂基复合材料表面化学镀的前处理工艺
CN105133301B (zh) 一种镀镍芳香族聚酰胺纤维的制备方法
KR20020004284A (ko) 동복알루미늄선의 제조 방법
CN106676504A (zh) 一种铝合金化学镀镍方法
CN109786028A (zh) 一种爆破用铜包钢信号线的生产工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180904