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材料爭报A:综述篇
2014年3月(上)第28卷第3期
碳纤维表面化学镀的研究进展
孙书杰1,刘秀军1,冯志海2。,樊桢2,李同起2
(1天津工业大学环境与化学工程学院,天津300387;2航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术国防科技重点实验室,
北京100761;3中南大学粉末治金国家重点实验室,长沙410083
摘要近年来,许多导电高分子复合材料已使用碳纤维作为增强体,采用化学镀是改善碳纤维的表面性质的
一种很有前途的改性方法。综述了碳纤维表面化学镀的种类,详细地叙述了碳纤维表面预处理技术、化学镀工艺及
现阶段国内外研究状况,总结了碳纤维表面化学镀存在的问题及发展趋势
关键词碳纤维化学镀表面处理
中图分类号:TB332
文献标识码:A
Development of Electroless Plating on Surface of Carbon Fibers
SUN Shujie, LIU Xiujun, FENG Zhihai., FAN Zhen, II Tongqi
Beijing 100076; 3 State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 4/
(1 chool of Environmental and Chemical Engineering, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387; 2 National
aboratory of Advanced Functional omposite Materials, Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Abstract In recent years, many conductive polymer composites have been produced using carbon fiber as rein-
forcements. The electroless plating process is a very promising modification mnethod to improve the character of the
surface of carbon fiber. The different kinds of electroless planting on surface of carbon fiber are introduced. The pre-
treatment process of carbon fiber, process of electroless planting and domestic and foreign research situation are dis
cussed in detail. Additionally, the existing issues about electroless plating on surface of carbon fibers in relevant fields
and future research trend are summarized
Key words carbon fiber, electroless plating, surface modification
碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微质种类、应用及研究进展
晶石墨材料,不仅具有碳材料本征特性,还具有纤维的可加
工性,是一种新型増强材料。碳纤维具有密度低、比模量高、1化学镀前处理工艺
比强度高、耐高温、耐辐射、导电、传热、热膨胀系数小等优良
碳纤维表面无催化活性,表面活化能较高,不能在其表
特性,因而在航空航天和民用领域有着广阔的应用前景-。面直接化学镀,且碳纤维与金属复合时容易发生金属碳化及
纤维作为优良的复合材料增强体,广泛应用于碳基、水泥基、电化学腐蚀等问题,因此化学镀前必须采取预处理。目前
陶瓷基、树脂基及金属基复合材料,但是碳纤维的类石墨结国内外碳纤维化学镀前处理主要工艺流程如图1所示,其中
构导致其表面惰性大,缺少具有活性的官能团,因此与基体每步处理后碳纤维均需用去离子水冲洗干净
粘结性较差,存在一系列的界面问题,在一定程度上限制了
其应用?。为了近一步加强碳纤维的力学性能和电磁学性
去胶
能,改善其与基体材料的结合强度,可以通过对碳纤维表面
碳纤维
粗化
敏化活化
进行改性处理,改变其表面的性质和结构,提高表面活性,改
善与基体的润湿性和物理相容性,制备新型的功能材料
图1碳纤维表面化学镀前处理工艺流程
表面金属化的碳纤维在大容量电容器、电磁屏蔽膜、磁性薄
Fig. I Treatment process of carbon fiber before
膜等功能性元器件中具有广泛应用り。碳纤维表面金属化
electroless plating
主要有电镀和化学镀两种方式。化学镬操作方便、设备简1.1去胶和除油
单、镀层均匀、孔隙率低,是一种节能环保的新型表面处理技
碳纤维生产时表面会附着有机杂质和污染物,表面粗糙
术。本文综述了目前碳纤维表面化学镀的工艺、所镀物度不均匀,因此化学镀前需要进行去胶、除油处理。目前去
国家重点基础研究发展计划(973)项目课题(2011CB605802);国家自然科学基金(51102070)
孙书杰:女,硕士生,研究方向为新型炭材料E-mail:;sunshujies90@163.com刘秀军:通讯作者,教授,研究方向为新型炭材料
E-mail:liuxiujun(@tipu.edu.cn