200928009 ' 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及表面處理技術領域，特別涉及一種電鍍方 法0 【先前技術】 碳纖維具有一系列優異性能，如較高之比強度及比彈 性模量，優良之導電及導熱性能等，從而引起人們之廣泛 ^ 注意，成為複合材料中主要之增強纖維。請參閱文獻： Keiidhi Kuniya, Hideo Arakawa, Tsuneyuki Kanai, and Tomio Yasuda, Development of Copper-Carbon Fiber Composite for Electrodes of Power Semiconductor Devices, IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacturing Technology，vol.6, NO.4, pp.467~472, Dec· 1983。惟，於碳 纖維形成之金屬基複合材料中，由於碳纖維與金屬基體二 者之間表面性能之差異，使形成之複合材料於碳纖維與金 ❹屬基體之相界面處未能完全浸潤。為改善碳纖維與金屬基 體之潤濕性，提高界面結合力，常常對碳纖維進行化學鈸、 電鍍、物理氣相沈積、化學氣相沈積等表面處理。其中， 電鍍較其他方法，具有工藝簡單、成本低與鍍層品質高等 優勢。 目前，碳纖維之電鍍係將浸入鍍液中之碳纖維與電極 相連，使浸入鍍液之碳纖維表面發生氧化還原反應，並於 碳纖維表面沈積金屬，從而形成金屬鍍層。惟，電鍍時由 6 200928009 於電場強度於碳纖維表面分佈不约 維表面各處之沈積速度不同rm 子於破纖 —\ 其中，碳纖維表面靠近電極 之部分’由於電場強度大，故金屬沈積 〇 =爛緻密。相反地，碳纖維表面遠離電極二:艘 =電場強度較電姉近要小，且韻科電性較金屬電 玉，故金屬沈積速度減慢，從而電鍍效率低且鑛層稀疏。 經過前述表面處理之碳纖維’其靠近電極處之鍍層黯言 且均勻性好’而遠離電極之鍍層密度低 ς = :面制分佈不均勻，導致碳纖維與金屬基體 低，從而影響金屬基複合材料之綜合性能。 ‘，'、f降 【發明内容】 有鑑於此，提供-種電錢方法，以提高表面㈣ 勻性’改善金屬基複合材料之綜合性能實屬必要。 一 以下將以實施例說明一種電鍍方法。 ❽下步Ξ電鍵方法，用於提高表面電鑛之均勻性，其包括以 提供待進行電鍍之基體，該基體包括待進 :部分及與第一部分相接之第二部分。於第二部分：表面 形成寬度等於或大於基體第一部分寬度之導電層，該導 層與第一部分相接。將第一部分之表面置於錢液中進行電 j ’以於第-部分之表面形成電鑛層，電鍍進行過程中逐 漸提升第一部分’使第一部分逐漸移出鍍液。 與先前技術相比，該電鍍方法於第二部分形成導電 200928009 層，增加電極與第一部分之有效接觸面積，改變基體第一 部分：表面電場強度之分佈’使第一部分之電場強度沿導 電層寬度方向分佈#自， 沖故金屬於此方向上之沈積速度基 :相：：電鍍時提升第一部分使其移出鍵液，使已形成於 之電鑛層離開賴，並作為輔助電極將電流傳輸 至鍍液中仍進行電鐘之第一部分。由此可避免電鐘時，因 第一部分靠近f極區域與遠離電極區域之金屬沈積速度之 ❹ 差異，而引起之形成電鐘層不均句，還有利於提高電鑛效 率。制該電鍍方法獲得之複合材料具有良料勻性之電 鍍層’提高與金屬基體之潤濕性，改善金屬基複合材料之 綜合性能。 【實施方式】 下面將結合附圖及實施例對本技術方案實施例提供之 電鍍方法作進一步詳細說明。 請一併參閱圖1至圖6’其為本技術方案實施例提供之 電鍍過程示意圖。該電鍍方法包括以下步驟： 第一步：提供基體100。 請參閱圖1及圖2,該基體1〇〇為待電鍍之鍍件，其包 括待進行電鍍之第一部分110以及與第一部分相接之第二 邛刀120。該第一部分110與第二部分120之寬度可相同亦 可不同。本實施例中，該第一部分11〇與第二部分12〇之 寬度相同。該第一部分110以供放置於鍍液中，並於電流 之作用下與鍍液發生氧化還原反應形成鍍層。該第一部分 200928009 110具有第一電鍍面111及與第一電鍍面111相對設置之第 - 二電鍍面112。該第二部分120用於設置導電層，將電流傳 輸至第一部分110。該第二部分120位於基體100之一端並 與第一部分110相接。該第二部分120具有第一導電面121 及與第一導電面121相對設置之第二導電面122。其中，第 一電鍍面111與第一導電面121相接，第二電鍍面112與 第二導電面122相接。 本實施例中，基體100係片狀結構之碳纖維布，其厚 © 度很小。可理解，基體100亦可為包含碳纖維材料或奈米 碳材料之絲狀、膜狀、棒狀或其他具有一定長度之結構。 另，基體100還可為由塑膠，如聚丙烯、聚碳酸酯、丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚合物或其他導電性不佳且可電鍍之聚合 物製成之具有一定長度之結構。 為使鍍層於基體100牢固結合，基體100已經進行去 污物、去油等預處理。當然，預處理工藝可根據電鍍要求 設計。 第二步：形成導電層200於基體100之第二部分120。 請參閱圖3及圖4，至少於基體100之第二部分120 之第一導電面121與第二導電面122形成導電層200，用於 改變第一部分110第一電鍍面111與第二電鍍面112電場 強度之分佈。該導電層200與第一部分110相接，以使第 一部分110之電場強度沿導電層200寬度方向分佈均勻。 該導電層200寬度可根據第一部分110寬度與第二部分120 寬度來確定。如果第一部分110寬度等於或小於第二部分 9 200928009 120寬度’導電層200寬度可等於或大於第一部分11〇寬 -度。其次，如果第一部分110寬度大於第二部分120寬度， •導電層200寬度應大於第二部分12〇寬度並等於或大於 第一部分11〇寬度，以保證改變第一部分11〇電場強度之 效果最佳。總之，導電層200寬度應等於或大於第一部分 110寬度，以使第一部分110之電場強度沿導電層2〇〇寬度 方向分佈均勻。本實施例中，由於第一部分11〇寬度等於 第二部分120’故導電層2〇〇寬度等於第一部分11〇寬度即 〇 可。 由於本實施例基體100係具有一定寬度且厚度很小之 碳纖維布’並第一部分110與第二部分120之寬度相等， 故導電層200藉由塗覆包含導電銀漿之漿料於整個第一導 電面121與第二導電面122 ’經固化該漿料而形成。可理 解’導電層200亦可由包含銀、金、銅、鎳、鋁等金屬及 其合金之導電漿料或其他導電材料形成。另’導電層2〇〇 還可藉由壓合導電金屬粉末或固定片狀金屬於第一導電面 ® 121與第二導電面122而形成。 可理解，如果基體1〇〇為絲狀結構，為方便操作，’可 使用片狀金屬夾持於基體1〇〇之第二部分120,從而形成導 電層200。另，如果基體1〇〇之第二部分120具有一定厚度， 則需要於第二部分120之側表面（即：與第一導電面i2l 及第二導電面122相接之第二部分120之侧表面）亦形成 導電層200 ’以保證第一部分11〇沿導電層200寬度方向電 場強度之分佈均勻。 200928009 第三步：於基體100之第一部分110形成電鍍層300。 . 請參閱圖5，本實施例中，採用電鍍裝置400於已形成 導電層200之基體100之第一部分110進行電鍍，以形成 電鍍層300。該電鍍裝置400包括陰極410、電鍍槽420及 升降裝置430。該電鍍槽420與升降裝置430放置於工作台 (圖未示）。 該陰極410與電源（圖未示）負極相接，並與相接於 電源正極之陽極（圖未示）形成閉合回路以實現電鍍。該 ❹陰極410 —端固定於升降裝置430,另一端可與形成於基體 100第二部分120之導電層200電連接，以使電流傳輸至導 電層200。該電鍍槽420與陰極410相對設置，用於收容鍍 液，以供電鍍時鍍液於第一部分110之第一電鍍面111與 第二電鍍面m發生氧化還原反應。該升降裝置430包括 升降部431及與升降部431相連之控制器432。該升降部 431包括設置於工作台之第一導執4311及與第一導軌4311 滑動連接之第二導執4312。該第二導執4312可藉由滾輪、 ®滑塊或其他方式滑動連接於第一導執4311，可沿第一導執 4311長度方向滑動。該第二導執4312用於固定陰極410， 以供陰極410於第二導執4312之帶動下沿第一導執4311 長度方向滑動。即，隨著陰極410沿第一導執4311長度方 向之滑動，與陰極410相連之基體100可離開與進入電鍍 槽420。該控制器432與升降部431相連，用以控制升降部 431之第二導執4312滑動速度。 可理解，該升降部431之設計不限於本實施例，可為 11 200928009 氣動升降裝置、液壓升降裝置、電動升降裝置、油壓升降 . 裝置或其他可實現升降之裝置，以能使陰極410實現升降 即可。另，升降裝置430亦可分別與陰極410及基體100 相連，並控制陰極410與基體100之作動，只要能使基體 100實現升降即可。 以下將對該電鍍裝置400於已形成導電層200之基體 100之電鍍過程作進一步詳細說明。首先將形成於第二部分 120之導電層200與陰極410相連。然後，控制器432啟動 ❹升降部431，使至少部分第一部分110浸入電鍍槽420之鍍 液中。本實施例中，因為基體100係具有一定寬度且厚度 很小之碳纖維布，為了對第一部分110整個表面進行電鍍， 故將第一部分110完全浸入鍍液。根據陰極410之輸入電 流與浸入鍍液中之第一部分110之長度，於控制器432設 置升降部431之上升速度，從而控制第一部分110從鍍液 中被提升之速度。再接通電源，電流通過陰極410與導電 層200傳輸至第一部分110,鍍液中之金屬離子吸附於第一 ®電鍍面111與第二電鍍面112並發生氧化還原反應，使金 屬沈積於第一電鍍面111與第二電鍍面112，從而形成電鍍 層 300。 當然，如果基體100之第一部分110具有一定厚度， 則於第一部分110之側表面（即：第一部分110與第一電 鍍面111及第二電鍍面112相接之侧表面）亦可形成電鍍 層300，以保證第一部分110形成分佈均勻之電鍍層300。 於電鍍時，控制器432控制升降部431上升，以帶動 12 200928009 ^陰極410相連之第—部分11〇相對於液面上升，使靠近 • 部分12〇一側已形成電鍍層300之第一部分110離開 •鍍液不再進行電錄。該形成於第一部分110之電鍍層300 與導電層200相連，且電鑛層3〇〇導電性較佳，即可起到 ”導電層2GG相同之作用，作為辅助電極對仍保留於鐘液 中進订電鍍之第-部分11〇之輔助電艘’以使電鍍過程中 第°卩刀U0之電場強度沿第一部分110之長度方向趨於 相同金屬於此方向上之沈積速度趨於相同。該升降部工 ©可勻速上升亦可變速上升，優選地，該升降部樹為勾速 上升。 取後’當第一部分110完全離開鍍液，控制器432停 止升降部431上升’取下並烘乾後，電鑛層則均勻形成 於基體100第-部分110之第一電鐘面m與第二電鐘面 112’即得到具有均勻電鑛層3⑽之複合材料（如圖6所示）。 為進一步提高電鍍層300之均勻性，陰極41〇可連接 ❹於電流調節裝置（圖未示），用於電鑛過程中根據需要調節 輸入電流大小，以保證電流密度不變。例如，當控制器432 設置升降部43ί為句速上升且上升速度為v，電流調節裝置 設置陰極41G之初始輸出電流為！。時，於電鑛過程中，電 流調節裝置控制陰極410之輸出電流隨第一部分11〇浸入 鍍液中長度L變化之減小量△〖應滿足以下條件： 根據複合材料之後續使用要求，還可進一步去除第二 部分120及導電層200。例如，沿電鍍層3〇〇與第一部分 110形成區域之邊緣切割，以去除電鍍層3〇〇以外之第二部 13 200928009 分120及導電層200,使該複合材料之表面具有材料且性質 • 相同之均勻電鍍層300。 - 該電鍍方法，所形成之導電層200可增加電極與第一 部分110之接觸面積，使第一部分110沿導電層寬度 方向電鍍速度基本相同。形成電鍍層3〇〇過程中將第一部 分110移出鍍液，可將離開鍍液並已形成於第一部分 之電鍍層300,作為輔助電極使電流傳輸至鍍液中仍進行電 鍍之第一部分110。可避免電鍍時，第一部分11〇靠近陰極 © 410區域與遠離陰極41〇區域之金屬沈積速度之差異，二引 起之形成不均勻電鍍層300。由此得到之複合材料具有均 之電鍍層300。 ' 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法 提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 式’自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆 ❹應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 立圖1係本技術方案實施例提供之待電鍍基體之平面示 意圖。 圖2係圖1之基體沿π_π線剖面圖。 圖3係本技術方案實施例提供之待電鐘基體形成導 層之平面示意圖。 圖4係圖3之基體沿IV_IV線剖面圖。 圖5係本技術方案實施例提供之待電鍍基體電鍍時之 200928009 結構不意圖。 圖6係本技術方案實施例提供之待電鍍基體形成電鍍 層之剖面圖。 【主要元件符號說明】
基體 100 第一部分 110 第一電鐘面 111 第二電鍍面 112 第二部分 120 第一導電面 121 第二導電面 122 導電層 200 電鍍層 300 電鍍裝置 400 陰極 410 電鍍槽 420 升降裝置 430 升降部 431 第一導執 4311 第二導執 4312 控制器 432 15