SiC纤维表面电镀铜的研究.pdf

第34卷第2期
全属
Vol 34 No. 2
2009年
2月
HEAT TREATMENT OF METALS
February 2009
iC纤维表面电镀铜的研究
罗贤,杨延清,李建康,刘翠霞,张荣军
西北工业大学材料学院,陕西西安710072)
摘要:分别研究了在SiC纤维表面直接硫酸盐镀铜,以及在SiC纤维表面溅射沉积约为1.5m厚的Ti6A14V合金后再进行硫酸盐
镀铜的工艺,并测试了镀铜纤维的抗拉强度,利用扫描电镜(SEM)观察了镀层表面及断口形貌。研究结果表明:适当的前处理可使
纤维表面均匀、连续地镀上铜;电流密度越小,镀铜纤维的抗拉强度越高,镀层中的孔隙越小,晶粒堆积得越紧密。实际应用时采用
1~2A·dm2的电流密度较好。
关键词:SiC纤维;铜基复合材料;电镀
中图分类号:TB331文献标识码:A文章编号:.02546051(200900004
Research on electroplating copper on the surface of Sic fibers
LO Xian, YANG Yan-qing, II Jian-kang, LIU Cui-xia, ZHANG Rong-jun
School of Materials, Northwestern Polytechnical University, Xi'an Shaanxi 710072, China)
Abstract: Sic fibers were electroplated directly in copper sulphate solution and copper electroplated after sputter-depositing T 6A4V alloy
coating with 1. 5 wm thickness. After that the tensile strengths of the copper plated Sic fibers were tested. The surface morphology and fracture
surfaces were investigated by means of SEM. The results indicate that the surface of fibers can be plated with a homogenous pure copper only
after appropriate pretreating, The tensile strengths of copper plated fibers are higher when the curent density be
ee otes lower, as the pores
the coatings are smaller and the crystals deposit more compact. A current density of 1-2 Adm""is suitable for actual application
Key words: Sic fiber; e opper-based composites; electroplating
美国在近十多年的海军舰船武器中心计划中,已为界面改性层能显著提高SiC纤维与基体Cu之间的
开始研制SC纤维增强铜的复合材料,目前已在纤维界面结合强度,从而提高复合材料的力学性能。
体积闩分数为20%~33%的范围内达到按混合物规
迄今为止,制备连续纤维增强金属基复合材料的
则预伟的强度的85%。 Brendel i和 Popescu等人方法很多,而纤维涂层法(FCM)是比较理想的制备方
研究认为,SC纤维增强铜基复合材料在未来的核聚法。现有的纤维涂层技术主要有电镀、化学镀、磁
变反应堆中将被作为热转移器的首选材料,因为该材控溅射法或等离子喷涂法等,而电镀法设备简单、成本
料同时具有高的热传导率和足够的机械强度,能使工.低脈,效率高且易于控制,因此对于能进行电镀的金属
作温度在中子編射下高达550℃,从而大大提高核反可优先考虑采用电镀法进行纤维表面涂层处理。电镀
应堆的效率。然而,SiC纤维和基体铜之间互不润湿,较厚层的铜到SiC纤维表面作为基体材料已被证实是
仅仅为较弱的机械结合,导致纤维/基体界甬结合强度可行的,但对电镀的具体艺和效果仍不清楚。本
很低,复合材料力学性能很差。?此,提高界面结文尝试了直接在SC纤维表面进行硫酸盐镀铜,以及
合强度是制备SiC/Cu复合材料的关键。改善金属基采用Ti6Al4V合金作为界面改性剂溅射到纤维表面后
复合材料界面润湿性的思路通常有种,即在基体中再进行镀铜两种情况,并对镀层的微观形貌及抗拉强
加入合金元素或对纤维进行表面处理?。基体合金度进行了分析。
化不但影响基体的高热导率和高传导性,而且可能会
导致与纤维的强烈的界面反应,造成纤维损伤,因此通
试验材料及方法
常采用后一种方法。已有研究表明1,“,使用T作
所用纤维为CVD法制备的国产Sic(钨芯)纤维,
其直径约为110m,表面有1~3m厚的热解碳涂
收稿日期:2008-1006
基金项目:航空科学基金(04C53044)
层。一部分纤维直接在室温下电镀铜,另一部分纤维
作者简介:罗贤(190-),男,四川达州人.士,主要从事金属基复则先用磁控溅射法在其表面溅射沉积一层厚度约为
合材料的研究,已发表论文近10篇。联系电话:0984809,1.5um的Ti6Al4V合金作为中间层,然后再电镀铜。
13519134551.e-mail:luoshenfan(@hotmail.com
电镀溶液配方见表1,阳极为含磷量约为0.03wt%的
万方数据